阿基米德原理(详细)

练习： 练习：
3.下面几种关于浮力法中 是…………………………………（ C ） （ A、只要液体密度大，对浸在其中的物体 、只要液体密度大， 的浮力就一定大； 的浮力就一定大； B、只要物体的体积大，所受的浮力一定 、只要物体的体积大， 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， 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； 没液体时的深度无关； D、阿基米德原理只适合液体。 、阿基米德原理只适合液体。
练习： 练习：
4.将重 的物块放入盛满水的烧杯中，从杯中 将重5N的物块放入盛满水的烧杯中 将重 的物块放入盛满水的烧杯中， 溢出3N的水 则物块受到的浮力是（ 的水， 溢出 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 在弹簧测力计的下端挂一实心铜球， 在弹簧测力计的下端挂一实心铜球 球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底， 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， 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； 、逐渐变小； 、保持不变； C、先逐渐变小，后保持不变； 、先逐渐变小，后保持不变； D、先逐渐变小，后逐渐变大。 、先逐渐变小，后逐渐变大。
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？ 什么样的关系呢？
(a)用弹簧测 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 把石块浸没 在水面恰好与 溢口相平的溢 杯中， 杯中，用空杯 承接从溢杯里 被排开的水， 被排开的水， 读出此时弹簧 测力计示数
第四节： 第四节： 阿基米德原理
阿基米德（ 阿基米德（Archimedes， ， 前287~前212）是古希腊伟大的 前 ） 科学家。 科学家。他在物理学方面的贡 献主要有两项： 献主要有两项：其一是关于浮 力问题； 力问题；其二是关于杠杆平衡 问题。 问题。
传说澡盆的水溢出给了阿 基米德启发， 基米德启发，由此他鉴别出了 国王的王冠是否纯金所制。 国王的王冠是否纯金所制。 阿基米德有句名言： 阿基米德有句名言：“给我一个 支点，我可以撬动地球” 支点，我可以撬动地球”。
(c)用弹簧测 用弹簧测 力计测出承 接了水后杯 子的总重
收集实验数据： 收集实验数据：
研 究 对 象 石 块 铝 块 铁 块 物体浸没水中 时弹簧测力计 示数F′/N
物重 G/N
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
1.15 0.54 0.78
0.45 0.45 0.45
巨轮远航
气球腾空
气球浮力演示实验： 气球浮力演示实验：
一、什么是浮力？ 什么是浮力？
1.液体和气体对浸在其中的物体有 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， _____________（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 2.一切浸入液体中的物体都受到浮 力的作用。 =G称重法） 力的作用。F浮=G-F（称重法）
已知： 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 这物体受的浮力是9.8N。 答：这物体受的浮力是 。
小结： 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。 的液体所受的重力。这便是 著名的阿基米德原理。
h2 h1 L
F上
当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时， 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， 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。 上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。
（5）阿基米德原理同样适用于气体。 ）阿基米德原理同样适用于气体。
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 ）物体“浸在液体里” 全部浸入（即浸没） “全部浸入（即浸没）”和“部分 浸入”两种情况。 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， 里都受到浮力。对于同一物体而言， 浸没时受到的浮力大， 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， 到的浮力小，而且浸入的体积越小， 所受的浮力也越小。 所受的浮力也越小。
悬浮
漂浮
V排 =V物
（2）悬浮时，物体浸没在液体中， ）悬浮时，物体浸没在液体中， 所以V 而漂浮时， 所以 排 =V物，而漂浮时，物体只有 一部分浸入液体中，所以 一部分浸入液体中，所以V排〈V物。
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V排 <V物
例2：证明： ：证明： 设液体的密度为ρ 设液体的密度为 液，物体的密 物体的体积为V 度为 ρ物，物体的体积为 物。
浸没
部分浸入
（2）浮力的大小等于被物体排开 ） 的液体受到的重力。 的液体受到的重力。 A．浸没时，V排=V浸=V物，此时物体 ．浸没时， 所受的浮力等于排开液体的重力， 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 ．部分浸入时， 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 ）同一物体浸没在不同的液体中时， 液体的密度不同，所受的浮力也不同 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， 不同时， 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。 的压力差。 物体在液体中的位置越深， 物体在液体中的位置越深，则受到的 液体压强越大， 液体压强越大，则作用在物体各个面 上的压力越大。 上的压力越大。 根据F压=PS=ρ液g h. S，当h增大时，F 增大时， 根据 ， 增大时 也增大。 但上、 压也增大。 但上、下两个表面的压力 差却不变， 差却不变，即： ∆F= 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
0.70 0.34 0.68
0.90 0.65 0.55
0.45 0.20 0.10
0.45 0.20 0.10
比较浮力的大小和物体排开水的重量， 比较浮力的大小和物体排开水的重量，你发 浮力的大小 现了什么？ 现了什么？
三、阿基米德原理： 阿基米德原理：
1.浸在液体中的物体所受浮力的大小 1.浸在液体中的物体所受浮力的大小 ______（ 等于” 大于” ______（填“等于”、“大于”或 等于 小于” “小于”）被物体排开的液体所受的 重力 _______。 _______。 2.公式 公式： 2.公式：
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悬浮和漂浮的相同点和区别： 三、悬浮和漂浮的相同点和区别：
相同点： 相同点： 都是静止在液体中， 都是静止在液体中，都只受重力和浮力作 根据二力平衡条件，重力和浮力相等， 用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即： F浮 =G F浮
漂浮 悬浮
F浮
G G
不同点： 不同点： （1）悬浮时，物体停留在液体内部 ）悬浮时， 的任何地方， 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， 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。 它必定在一部分露在液面之上。
练习： 练习：
6.在大海中航行的轮船、空气中上升的 在大海中航行的轮船、 在大海中航行的轮船 气球、 气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受 到浮力？ 到浮力？
轮船受到海水浮力， 答：轮船受到海水浮力，气球受空 气浮力，飞船没有受到浮力。 气浮力，飞船没有受到浮力。
练习： 练习：
7.一物体浸入水中 排开了 一物体浸入水中,排开了 一物体浸入水中 排开了1000cm3水， 求受的浮力多大？ 求受的浮力多大？
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 因为物体浸没，所以： 当ρ液 > ρ物， F浮 > G 液 物 浮 当ρ液 < ρ物， F浮 < G 液 物 浮 当ρ液 = ρ物， F浮 = G 液 物 浮 上浮 下沉 悬浮
练习： 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， _____________（填方向）的托力，物 理学中把这个托力叫做浮力。 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 浸在液体中的物体所受浮力的大小 等于 （ ______（填“等于”、“大于”或“小 等于” 大于” 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。 。这便是著名的阿基米德原理。