科学探究：浮力的大小(阿基米德原理)
浮力产生的原因
浮力产生的原因
1. 阿基米德原理。
阿基米德原理是描述浮力产生的基本原理，它是由古希腊数学家阿基米德在公
元前3世纪提出的。
阿基米德原理指出，当物体浸入液体或气体中时，它所受到的浮力等于所排开的液体或气体的重量。
这是因为液体或气体对物体表面施加的压力不均匀，下面受到的压力大于上面，从而产生了向上的浮力。
2. 密度差异。
浮力的产生与物体的密度有关，当物体的密度大于液体或气体的密度时，它会
下沉；当物体的密度小于液体或气体的密度时，它会浮起。
这是因为密度差异导致了液体或气体对物体的支持力不同，从而产生了浮力。
3. 压力差。
液体或气体对物体表面施加的压力不均匀，下面受到的压力大于上面，从而产
生了向上的浮力。
这是由于液体或气体的密度和重力的影响，使得下面受到的压力大于上面，从而产生了向上的浮力。
4. 形状设计。
物体的形状设计也会影响浮力的产生，例如船体的设计可以使得船在水中浮起，这是因为船体的形状设计使得水对船体的支持力大于船体的重力，从而产生了浮力。
总之，浮力的产生是由于液体或气体对物体表面施加的压力不均匀、物体的密
度和形状设计等因素共同作用的结果。
浮力的产生不仅是物理学的基本原理，也是工程设计和生活中的重要应用，对于理解浮力的产生原理有助于我们更好地应用和利用浮力。
10.2阿基米德原理
10
1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力， 大小等于它排开液体的重力。 2．数学表达式：F浮=G排 3．用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= r液 gV排
4．适用范围：液体和气体
浮力的大小与排开液体的关系.flv
11
三、关于阿基米德原理的讨论
1．区分：浸没、浸入、浸在、没入； 2. F浮＝r液 gV排
影响浮力大小的因素.fl
7
v
阿基米德的启示 两千多年以前，希腊学 者阿基米德为了鉴定金王冠 是否是纯金的，要测量王冠 的体积，冥思苦想了很久都 没有结果。一天，他跨进盛 满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽 然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开 液体的体积吗？
8
二、阿基米德原理
探究实验 浮力与物体排开液体重力的关系
F甲 G甲 F浮甲
C 选项正确 提示：分析物体受力
G乙
18
例6 浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，
下列说法中正确的是（ ABD
A．物体受到的压强增大
）
B．物体上、下表面受到的压力增大
C．物体上、下表面受到的压力差增大 D．物体受到的浮力不变
19
例7
质量相同的铁球和铝球，分别挂在两个相
同的弹簧测力计上，将两球同时浸没在水中。
m 根据 r ，ρ铁 ＞ρ铝 ，则V铁<V铝， V
根据F浮=ρ液gV排，∴ F铝浮＞ F铁浮。
15
例4 如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、 铝球浸没在水中不同深度的地方，则( C ) A ．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深 度最大 B．铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C．铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D．因素太多，无法判断 【解析】 根据 F浮=ρ水g V排 ， ∵浸没，V 相同，∴ V排相同， ∴ F浮相同。
物体的浮力阿基米德原理的推导与应用
物体的浮力阿基米德原理的推导与应用物体的浮力-阿基米德原理的推导与应用物体的浮力是指物体在液体中受到的向上的浮力，它是由希腊学者阿基米德在古代提出的一个原理来解释的。
本文将对浮力的原理进行推导，并探讨其在实际应用中的意义和重要性。
一、浮力的原理据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力大小与排在其下方的液体的体积相等。
这个原理可以通过以下推导得到。
假设一个物体完全或部分浸没在液体中，我们需要考虑液体对物体上下表面的压强差。
设物体上表面积为A，下表面积为A'，液体的密度为ρ，那么液体对物体上表面的压强为P1，对下表面的压强为P2。
根据液体的静力学原理，压强与深度成正比，即P1 = P2 + ρgh，其中h为物体下沉的深度，g为重力加速度。
物体受到的来自上表面的压力F1可以通过F1 = P1A，来计算。
同理，物体受到的来自下表面的压力F2可以通过F2 = -P2A' 计算，因为F2的方向与F1相反。
由于液体中的液压力对物体的垂直分量是支持力，即浮力Fb，那么我们可以得到：F1 + F2 = FbP1A - P2A' = FbP1A - (P1 - ρgh)A' = FbρghA' = FbFb = ρgV浮力Fb的大小与物体排开液体的体积V成正比。
二、浮力的应用1. 物体浮沉问题利用阿基米德原理，我们可以判断一个物体在液体中的浮沉情况。
当物体的密度小于液体的密度时，物体将漂浮在液体表面；当物体的密度等于液体的密度时，物体将部分浸没在液体中；当物体的密度大于液体的密度时，物体将下沉至液体底部。
这个原理可以广泛地应用在生活中，例如判别一个船舶的稳定性，设计潜艇和潜水器等。
2. 浮力的利用浮力不仅仅是个物理学原理，它在生活中还有着广泛的应用价值。
空气中的浮力使得气球可以在高空中浮行，人们可以利用气球进行空中观测、摄影等活动。
同样地，热气球也是基于浮力原理工作的。
借助浮力，人们还设计制造了潜水艇、水上飞机等交通工具，它们能够在水中或者水面上运行。
浮力的大小
一个物体先后放在三种不同的液体中， 静止时的状态如图所示，则物体在甲乙 丙三种液体中所受的浮力的关系
甲
乙
丙
冰浮在水中时，浸入水中的块熔化 后水面上升?下降?不变?
有一木块，放入水中静止后，有1/4 的体积搂在水面上，若将它放入另 一种液体中时，有3/5的体积浸入液 体中，求液体的密度
(1)上浮，F浮>G物 (2)下沉，F浮<G物 (3)悬浮，F浮=G物 从密度比较
(4)漂浮，F浮=G物
液>物 液<物 液=物 液>物
三、计算浮力的方法
1、定义法：F浮=F向上－F向下
2、测量法：F浮=G－G视 3、公式法：F浮=G排液= 液gv排 4、平衡法：F浮=G（物体处于悬浮 或漂浮时）
阿基米德原理：浸在液体（气体）中的物体， 受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开 液体的重力。
公式：F浮
= G排液 = ρ 液V排g
物理意义：
浮力大小只跟液体密度 ρ 液和排开液 体的体积V排有关（与物体本身的密度、体 积、质量和所在的深度无关）
二、物体的浮沉条件决定于它受到的重 力和浮力的大小； 浮沉条件： 从二力比较
一艘轮船从河里驶 向海里，船要（ ）一 上浮 些。（上浮，下沉）
如图，有甲乙两个质量相同的物体分别 悬浮于水面下一米和两米的深处，由此 可以断定
A、甲物体受到的浮力大于乙物体收到的浮力
B、甲物体受到的浮力等于乙 物体收到的浮力 C、甲物体受到的浮力小于乙 物体收到的浮力 D、无法判 断 甲 乙
4.体积相同的1、2、3三个球，放入同一种液体中 静止，三个球受到的重力和浮力的关系可能的 是( C ) A G1=G2=G3, F1=F2=F3. B G1>G2>G3, F1>F2>F3. C G1<G2<G3, F1<F2=F3. D G1<G2<G3, F1>F2=F3.
关于浮力的知识点
关于浮力的知识点
浮力是物体浸没在液体或气体中时受到的向上的力，它是由于物体与周围介质的位移引起的。
根据阿基米德原理，浮力的大小等于被排开的液体或气体的重量，方向与重力相反。
浮力是一个非常重要的物理现象，它在我们日常生活中有着广泛的应用和意义。
浮力的大小与物体的体积有关。
根据阿基米德原理，浮力的大小与物体在液体或气体中排开的体积成正比。
这就是为什么一个密度较大的物体在液体中会下沉，而一个密度较小的物体会浮起来的原因。
例如，一个装满空气的气球会浮在水面上，因为它的密度比水小，而一个铅球会下沉到水底，因为它的密度比水大。
浮力还可以解释为为什么一些船只和潜水艇能够浮在水面上。
船只和潜水艇的设计都考虑了浮力的作用，通过控制船体或潜水艇的形状和体积，使得浮力能够支撑船只或潜水艇的重量，使其能够浮在水面上或在水下航行。
这也是为什么潜水艇可以潜入水下而不会下沉到水底的原因。
浮力还可以解释为为什么在游泳时可以浮在水面上。
游泳时，人体在水中受到的浮力可以支撑起人体的重量，使得人体能够浮在水面上。
这也是为什么在学习游泳时要掌握正确的浮力控制和呼吸技巧，以保持平衡和稳定，避免下沉到水底。
总的来说，浮力是一个非常重要的物理现象，它在我们日常生活中
有着广泛的应用和意义。
通过了解浮力的原理和作用，我们可以更好地理解一些日常现象和物体的运动规律，同时也可以更好地利用浮力来设计和制造一些工程设备和器材。
希望通过本文的介绍，读者对浮力有更深入的了解和认识。
阿基米德原理,浮力
1.浮力浮力是指在液体或气体中的物体受到液体或气体竖直向上的托力，物理学上把这个托起的力叫做浮力。
其施力物体是液体或气体，方向总是竖直向上。
（1）浮力产生的原因：因为液体和气体内部存在压强，当物体的任何一个部分或全部浸入液体或气体中时，都要受到它们的作用。
因为在同一深度，液体或气体的压强总是相等的，所以无论物体的形状如何，平行于水面的各个方向的压力总是相互抵消；而竖直方向上的压力总是不能相互抵消，且向上的压力始终大于向下的压力，这两力的压力差就是物体受到的浮力。
（2）浮力的测量方法：先用细绳将物体挂在弹簧秤下，读出物体在液面外的读数G；再让物体浸没在液体中，读出弹簧秤的读数F，弹簧秤的读数减小了，浮力等于弹簧秤前后的两次读数的差F浮=G-F。
（3）浮体：漂浮在液面上的物体叫浮体。
此时物体受到的浮力与物体受到的重力二力平衡，即F浮=G物。
2.阿基米德原理物体浸在或部分浸在液体里受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力。
这个原理是直接由实验结果归纳出来的。
（1）阿基米德原理的数学表达式：F浮=G排液=ρ液gV排（2）阿基米德原理不仅适用于液体，还适用于气体。
（3）阿基米德原理表明：浮力的大小只和液体的密度和排开液体的体积有关，与物体的密度、物体的体积和物体所受的重力没有必然的关系。
（4）当物体浸没在液体中时，浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。
3.物体的浮沉条件（1）从物体受力的情况判断：当F浮＞G物时，物体上浮；当F浮=G物时，物体悬浮在液体内任何深度处；当F浮＜G物时，物体下沉。
（2）实心物体从密度角度判断：ρ物＜ρ液时，物体上浮；ρ物=ρ液时，物体悬浮；当ρ物＞ρ液时，物体下沉。
对于空心物体，可计算出平均密度再与液体密度ρ液比较。
（3）有时必须先判断物体的浮沉，再确定计算浮力的方法。
4.阿基米德原理的应用（1）轮船①原理：利用物体漂浮时，F浮=G船。
②排水量：指轮船满载时排开水的质量。
10.3科学探究：浮力的大小
全部收集。
五、 学生实验：探究——影响浮力大小的因素
类型四 浮力的计算
例4 将边长为2 dm、密度为3×103 kg/m3的立方体浸没在水中， 它的上表面距离水面20 cm。试用两种方法计算出它所受到的浮 力。(g取10 N/kg)
五、 学生实验：探究——影响浮力大小的因素
[答案]方法一：利用压力差法求浮力。
五、 学生实验：探究——影响浮力大小的因素
课堂反馈A
1.下列有关浮力的说法正确的是( D ) A．浮在液面上的物体受到浮力，而下沉的物体不受浮力 B．浮力是浸在液体(或气体)中的物体对液体(或气体)施加的力 C．在不同液体中浮力方向会不同 D．浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托 的力
为了提高实验的准确性，在选择器
材和操作过程中应该注意的问题有哪 些？
F浮
F浮
G排水
G排水 F浮
G排水
显然以上的探究有特殊性，为使探 究比较具有普遍性，请同学们说一说接 下来的探究思路。
二、实验探究： 水对物体的浮力
实验探究：水的浮力
1
2
3
4
水袋完全浸没时：
0N
根据二力平衡条件： 这袋水受到的浮力
(2)公式表示：_____F__浮____=__G__排____=__ρ__g__V___排__。
[比较] “全部浸入”和“部分浸入” 当物体全部浸入液体(或气体)时，V 排＝V 物； 当物体部分浸入液体(或气体)时，V 排＜V 物；
五、 学生实验：探究——影响浮力大小的因素
类型二 探究影响浮力大小的因素
F 浮＝F 向上－F 向下＝ρ 水 gh1S－ρ 水 gh2S＝ρ 水 gS(h1－h2)＝1.0×103 kg/m3 ×10 N/kg×(0.2 m)2×(0.4 m－0.2 m)＝80 N。
探究浮力大小(阿基米德原理)
实验报告学校：学科：实验：教师：探究浮力的大小压扁的牙膏壳下沉，空心的牙膏壳浮，两种情况排开的水的多少是否一样，哪个更多？打开空心牙膏壳的盖，让水进入其内，下沉，排开的水的多少有怎样的变化？然后让学生阅读课本上的“曹冲称象”的故事。
通过以上的教学，使学生有初步印象并作出科学假设：浮力的大小可能跟物体排开水的多少有关。
阿基米德原理在“浮力”教学中的重要地位，我们在教学中可以把这部分的教学改成科学探究的形式，以初中物理中的阿基米德原理教学，介绍探究式实验教学研究的具体操作，让学生经历探究阿基米德原理的实验过程，通过阿基米德原理的探究活动，体会科学探究的乐趣；通过运用阿基米德解决实际问题，意识到物理与生活的密切联系。
【实验目的】研究浮力的大小跟物体排开液体重力的关系【实验原理】利用物体浸入液体时，有液体被排开并外溢，用收集桶收集外溢的水。
根据数据分析F浮和G排的关系。
【实验器材】弹簧测力计、烧杯、钩码、溢水杯、小水桶、水、食盐、水槽、细线。
【实验内容】一、实验步骤，计入表中1、用弹簧测力计测出钩码重力G和空桶重力G桶2、将钩码浸没在装满水的烧杯中，让溢出的水流入小桶，并读出，记入表中。
弹簧测力计的示数F拉3、用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重力G，记入表中总4、增加钩码，重复以上步骤。
5、完成表各项数据，讨论归纳实验结论。
二、实验装置和过程图解【记录数据】【分析与论证】经过以上数据分析可以得出实验结果：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体的重力，公式表示为F浮=G排。
这就是阿基米德原理【实验反思】一、不足之处：1、此实验需要测量空桶的重力大小以及计算，使实验操作步骤繁琐。
对于初中生来说，较为抽象，直观性不强。
2、反复多次更换弹簧测力计的位置以及读数，会造成不必要的偶然误差。
二、实验改进方案实验创新点及意义：这个实验的优点操作步骤简单，具有连续性，可以直接测出G排可以直接得出F浮=G排。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
小结
1.浸在液体中的物体所受的浮力与液体的 密度、物体排开液体的体积有关。
2.当物体浸没在液体中时，所受的浮力与 物体在液体中的深度无关。
3.浸在液体中的物体所受的浮力与物体的 密度无关。
【实验探究】浮力大小与排开液体的关系
1.怎样测浮力？
称重法：F浮= G - F拉（或F′）
D.测出盛有溢出水 的小桶的总重力；
E.分析数据得出结论； F.整理实验器材。 请根据小雨的实验过程回答下面的问题：
(1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤：测量空桶的重； (2)指出上面实验操作中的一处错误：B步骤溢水杯水未满； (3)如果用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验， 那么与上述操作不同的一个步骤是 C 。(填字母)
5、如图对于水中正在上升的气泡，下列说法正确
的是 （ B ）
A.气泡受到水的压强变小、浮力变小 B.气泡受到水的压强变小、浮力变大 C.气泡受到水的压强变大、浮力变小 D.气泡受到水的压强变大、浮力变大
6、两手分别拿着一个小木块和一个大石块，把它
们都浸没到水中，同时松开手，小木块上浮，
大石块下沉，受到浮力大的是（ B ）
说明：采用“空心”的办法能使物体排开更多的 水，增大可以利用的浮力。
小结：当物体漂浮时，F浮 = G物 完成课本“发展空间”
巩固练习
1、将金属块浸入水中，排开0.6Kg的水，金属块受
到的浮力是__6__N。(取g=10N／kg)
2、如下图，两个体积相等的铜球和铝球，分别浸 没在酒精和水中，则它们所受浮力关系是：
A．小木块
B．大石块
C．一样大
D．不能确定
7.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚 好与水面接触(未浸入水)如图甲，然后将其逐渐浸入水 中，如图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中 的深度变化情况，(g取10N／kg) 求：(1)圆柱体受到的最大浮力。(2)圆柱体的质量。
(3)圆柱体的密度。
第十章 流体的力现象
3.科学探究：浮力的大小
物体浸在液体中的体积，不
就是物体排开液体的体积吗？
阿基米德拿来一只盛满水的容器，将皇冠和等重量的黄金 分别放入水中，把溢出的水收集起来。发现皇冠排出的水比纯 金块排出的水多，所以皇冠不是纯金制成的。金匠因此受到了 惩罚。
由此，他天称之为阿基米德原理。
2.怎样收集排开的液体？溢水杯装满水，小桶放在溢水口
3.怎样测出排开液体的重力？ G排= G总-G桶
4.需要哪些器材，采取怎样的实验步骤？
G杯
G
F′
G总
物体所受浮力与等于排开液体的重力。
二、阿基米德原理
【公式】 F浮=G排
【拓展】F浮=G排＝ m排g = ρ液gV排 【说明】1.适用范围：液体和气体都适用。
一、浮力大小与哪些因素有关
1.问题：浮力的大小与什么因素有关？ 2.猜想： ① …… ② ……
3.设计实验：
实验探究①：用手把空的饮料瓶慢慢按入水中,体 会手的感觉和饮料瓶所受浮力变化,同时观察水溢出的 多少?
体验：手上受到的力越来越大 现象：盆中的水位越来越高 结论：瓶浸入水中的体积越多，它所受的浮力越大
F铜__<__F铝。 (ρ酒< ρ水) （填“<”、“=”、“>”）
3、浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( C )。
A. 物体的体积和液体的密度 B. 物体的密度和物体浸入液体的深度 C. 物体浸入液体的体积和液体的密度 D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素
4. 小雨在 “探究浮力的大小”的实验中，如图所示： A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，测出橡皮的重力 ； B.将水倒入溢水杯中； C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没在水中，让溢出的水 全部流入小桶中，同时 读出测力计的示数 ；
测固体密度方案
测液体密度方案
G
F′
G
F1
F2
你能写出相应密度的表达式吗？
【思考】 1N的水产生的最大浮力可以大于1N吗？
【例题】 边长为3cm,密度为2×103kg/m3的一个立 方体橡皮泥，浸没在水中，受到的浮力是多少？如果 把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，小船所受的 浮力是多少？(取g=10N／kg)
用于气体： F浮＝G排气＝ρ空气 gV排 2.浮力只与ρ液和V排有关，与物体密度、 浸没后的深度、形状和运动状态等均无关。
3.字母意义：ρ表示液体密度，g表示
9.8N/kg，V排指物体排开液体的体积。
【关键】找V排
全部浸没：V排＝V浸= V物 部分浸入：V排＝V浸< V物
公式： V排 =？
三、阿基米德原理的应用： 间接测量密度
4.怎样探究浮力与液体密度的关系？ 两种不同液体
5.怎样探究浮力与物体密度的关系？ 等体积的铁与铝
结论1：.对比图 abc 可知：浮力与物体排开液体
的体积有关；
2.对比图 acd 可知：浮力与物体在液体中的
深度无关。
3.对比图 ade 可知：浮力与液体的密度有关。
【实验探究】影响浮力大小的因素
结论： 4.对比上图可知：浸在液体中的物体所
下沉 悬浮 漂浮
实验探究②：把鸡蛋 放入清水中，鸡蛋沉入水 低，慢慢加盐，改变液体 的密度，会发现鸡蛋的浮 沉情况改变。
结论： 浸在液体中的物体所受的浮力与液体的密
度有关。
在死海中，你知道人为什么能浮在水面上吗？
【实验探究】影响浮力大小的因素 阅读课本62页的实验内容后思考：
1.怎样测浮力？ 称重法：F浮= G - F拉 2.怎样探究浮力与V排的关系？ 逐渐浸入 注意： 物体排开液体的体积（ V排），即是物体浸在液 体中的体积（ V浸） 。只有浸没时才等于物体的体积 （ V物） 。 3.怎样探究浮力与浸入深度的关系？ 浸没后，改变深度