10.2阿基米德原理(详细)

浸没
部分浸入
浸没时受到的浮力大，部分浸入时受
到的浮力小，而且浸入的体积越小， 所受的浮力也越小。
（2）浮力的大小等于被物体排开 的液体受到的重力。
A．浸没时，V排=V浸=V物，此时物体 所受的浮力等于排开液体的重力，即
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
V排=V浸=V物
B．部分浸入时， V排=V浸<V物
巨轮远航
Hale Waihona Puke Baidu
气球腾空
一、什么是浮力？
1.液体和气体对浸在其中的物体有 竖直向上 （填方向）的托力， _____________ 物理学中把这个托力叫做 浮力 。 2.一切浸入液体中的物体都受到浮 力的作用。F浮=G-F（称重法）
实验探究
探究浮力的大小
浮力的大小与液体的密度 和物体排开液体体积的大小有 什么样的关系呢？
练习：
3.下面几种关于浮力的说法中，正确的 是…………………………………（ C ） A、只要液体密度大，对浸在其中的物体 的浮力就一定大； B、只要物体的体积大，所受的浮力一定 大； C、物体所受的浮力的大小等于被物体排 开的液体所受的重力，与液体的形状及浸 没液体时的深度无关； D、阿基米德原理只适合液体。
第二节： 阿基米德原理
阿基米德（Archimedes， 前287~前212）是古希腊伟大的 科学家。他在物理学方面的贡 献主要有两项：其一是关于浮 力问题；其二是关于杠杆平衡 问题。
传说澡盆的水溢出给了阿 基米德启发，由此他鉴别出了 国王的王冠是否纯金所制。
阿基米德有句名言：“给我一个 支点，我可以撬动地球”。
上的压力越大。 根据F压=PS=ρ液g h. S，当h增大时，F
压也增大。
F上
h1 L
但上、下两个表面的压力
h2
差却不变，即： ΔF= F下 - F上=ρ液g S· h2 - ρ液g S · h1 =ρ液g S· (h2 - h1) =ρ液g S· L
F下
当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时，则
于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向 上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。
(a)用弹簧测 力计分别测 出石块和空 杯所受的重 力
(b)把石块浸没 在水面恰好与 溢口相平的溢 杯中，用空杯 承接从溢杯里 被排开的水， 读出此时弹簧 测力计示数
(c)用弹簧测 力计测出承 接了水后杯 子的总重
收集实验数据：
研 究 对 象 物体浸没水中 时弹簧测力计 示数F′/N
物重 G/N
小结：
浸在液体中的物体所受 浮力的大小等于被物体排开 的液体所受的重力。这便是 著名的阿基米德原理。
练习：
4.将重5N的物块放入盛满水的烧杯中，从杯中 溢出3N的水，则物块受到的浮力是（ C ） A、8N； B、5N； C、3N； D、2N。 5.在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜 球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底，在铜块 浸入到沉底的过程中，弹簧测力计的示数 将……………………………………（ C ） A、逐渐变小； B、保持不变； C、先逐渐变小，后保持不变； D、先逐渐变小，后逐渐变大。
漂浮
V排 =V物
（2）悬浮时，物体浸没在液体中，
所以V排 =V物，而漂浮时，物体只有
一部分浸入液体中，所以V排〈V物。
返回
V排 <V物
例2：证明：
设液体的密度为ρ液，物体的密 度为 ρ物，物体的体积为V物。
F浮
F浮 =ρ液 g V排
G =ρ物 g V物
G
因为物体浸没，所以：V排 = V物 当ρ液 > ρ物， F浮 > G 当ρ液 < ρ物， F浮 < G 上浮 下沉
三、阿基米德原理：
1.浸在液体中的物体所受浮力的大小 ______ （填“等于”、“大于”或 等于 “小于”）被物体排开的液体所受的 重力 _______。 2.公式：
F浮=G排=m排液g=ρ液gV排
二、对原理的理解
（1）物体“浸在液体里”包括 “全部浸入（即浸没）”和“部分 浸入”两种情况。 不论物体是浸没还是部分浸入在液体 里都受到浮力。对于同一物体而言，
当ρ液 = ρ物， F浮 = G
悬浮
练习：
1. 液体和气体对浸在其中的物体有 竖直向上 （填方向）的托力，物 _____________ 理学中把这个托力叫做浮力。
2.浸在液体中的物体所受浮力的大小 等于 （填“等于”、“大于”或“小 ______ 重力 于”）被物体排开的液体所受的 _______。这便是著名的阿基米德原理。
（5）阿基米德原理同样适用于气体。
返回
三、悬浮和漂浮的相同点和区别：
相同点： 都是静止在液体中，都只受重力和浮力作 用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即：
F浮 =G
F浮
F浮
漂浮 悬浮
G
G
不同点：
（1）悬浮时，物体停留在液体内部
悬浮
的任何地方，它必定全部浸没在液体
中；而漂浮，物体是静止在液面上， 它必定在一部分露在液面之上。
F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物
V浸
V排=V浸<V物
（3）同一物体浸没在不同的液体中时，由于
液体的密度不同，所受的浮力也不同.
根据公式 F浮=ρ液g V排，浸没时， V排 = V物，
当ρ液不同时，浮力也随之变化。
（4）浮力产生的原因是液体对物体向上和向下 的压力差。 物体在液体中的位置越深，则受到的 液体压强越大，则作用在物体各个面
练习：
6.在大海中航行的轮船、空气中上升的 气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受 到浮力？
答：轮船受到海水浮力，气球受空 气浮力，飞船没有受到浮力。
练习：
7.一物体浸入水中,排开了1000cm3水， 求受的浮力多大？
已知：ρ水=1.0×103kg/m3，g=9.8N/kg V排=1000cm3=10-3m3 求：F浮 解：F浮= ρ水gV排 =1.0×103kg/m3 ×9.8 N/kg×10-3m3 =9.8N 答：这物体受的浮力是9.8N。
空杯重 G杯/N
杯、水 总重 G 总/N
浮力的大小 F浮/N
排开水的 重量G排/N
石 块
铝 块 铁 块
1.15
0.54 0.78
0.45
0.70
0.90
0.65
0.45 0.20 0.10
0.45 0.20
0.45
0.45
0.34
0.68
0.55
0.10
比较浮力的大小和物体排开水的重量，你发 现了什么？