10.2阿基米德原理
10.2阿基米德原理
(5)另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸 在水中，其他步骤操作正确，则____能____(填“能”或“ 不能”)得到与(3)相同的结论。
【点拨】不管物体是否浸没，其所受浮力均等 于它排开液体所受的重力。
2、两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、 乙两球分别轻轻放入两杯液体，最后处于如图所示状 态。甲、乙排开液体的重力相等，甲、乙所受浮力相
【点拨】石块受到的浮力F浮＝G－F示＝3.8 N－2.4 N＝1.4 N 石块排开水所受的重力G排等于G桶和G水的总重力减去G桶的重力，
利用A、D两次实验数据可得。
(4) 为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中 不合理的是( A ) A．用原来的方案和器材多次测量取平均值 B．用原来的方案将水换成酒精进行实验 C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块 进行实验
比( C )
A．甲所受浮力更大 B．乙所受浮力更大 C．甲、乙所受浮力一样大 D．不知道液体密度无法比较浮力大小
【点拨】根据阿基米德原理可知：F浮甲＝G排甲，F浮乙＝G排乙， 已知甲、乙排开液体的重力相等，则F浮甲＝F浮乙。
3、如图所示，两只相同的气球，分别充入氢气和空气， 充气后体积相同，放飞气球时只有氢气气球升上空
1 1.15 0.85 2 1.15 0.7 3 1.15 0.45
0.3 0.6
0.3
0.3
0.45 0.75
0.3
0.45
0.7 1
0.3
0.7
结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等
于物体排开的液体的重力，这就是著名的 阿基米德原理。
一、阿基米德原理
1．内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力， 浮力的大小等于它排开液体的重力。
10.2阿基米德原理
二、实验探究：浮力的大小与物体排开液 体所受重力的关系
实验设计： 讨论 ：
⑴浮力大小如何测量？
⑵为什么要收集溢出的水？
⑶怎样测出被物体排开的水的重量？
你能用实验判断浸在水中的石块受到浮力的 作用？
观看：
在此实验中
你观察到的现象是什么； 你观察到的现象 能说明什么
探究浸在液体里的物体所受浮力的大小
10.2 阿基米德原理
李洪利
一、阿基米德的灵感
物体浸在液体中的体积越大，液体的密度 越大，物体所受的浮力越大。 物体排开液体的体积越大，液体的密度越 大，物体所受的浮力越大。
想想做做 体验物体排开液体的体积越大，所受浮力 越大。
m v
m排 液v排
G排 m排 g
F浮和G排有什么关系？
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，
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。
1.一个物体所受的重力为10N，将其全部浸没 在水中时，排开重20N的水，此时它所受的浮 力为_ 20 N。 分析：已知G排=20N，所以F浮=G排=20N。 2.将金属块的一半浸没水中，排开了0.6kg的 6 N。 水，金属块受到的浮力是 分析：已知m排=0.6kg， 所以F浮=m排 g=0.6kg×10N/kg=6N。
二、浮力的大小—阿基米德原理
器材：弹簧测力计、石块、细线、烧杯、水
实验方法：
称重法
将石块挂在测力计 的下方，记下测力 计的示数为 6 N
将石块浸没在水中，记下 测力计的示数为 2 N
10.2阿基米德原理
=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.002m3=15.68N
21
3、体积是 10 m3的大铁牛在水中，当它有1/3的体积 露出水面时，则大铁牛受到的浮力有多大?（g取10N／ kg）
解: =G F浮 排 =ρ液 g V排
3 =1.0×103kg/m3 ×2/3 ×10m× 10N／kg
×600m3
=774Kg
=774N× 10N／kg
=7740N
根据阿基米德原理，气球所受的浮力 F浮=G排 =7740N
例一 体积是 200cm 的铁块，一半浸在酒精里，它受到 的浮力有多大？（g取10N／kg） 解 : 铁块排开酒精体积 100cm3
铁块排开酒精质量
3
100cm 0.8g/cm 80g 0.08kg
F浮水 G冰 0.9N
F浮 酒 g V排 0.8N 0.9N
若冰块在酒精中浸没，则
冰将下沉，静止时
F浮酒 0.8N
例三 铁块、铝块各一个，都重7．02牛，当它们浸没在水中时，各受到多大的浮力 （取g=10牛/千克） 已知 ：
1103 kg/m3 G铁 G铝 7.02 N,
第10章 浮力
一、阿基米德的灵感
阿基米德简介： 阿基米德(Archimedes，约公元前287～212)是古 希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的 奠基人。阿基米德在力学方面的成绩最为突出，
他系统并严格地证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。 在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的 重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的方法，指 出在物体的中心处支起来，就能使物体保持平衡。他在研 究机械的过程中，发现了杠杆定律，并利用这一定律设计 制造了许多机械。阿基米德曾说过：“假如给我一个支点， 我就能撬动地球。” 他在研究浮体的过程中发现了浮力 定律，也就是有名的阿基米德原理 。
10.2阿基米德原理
一、浮力 1.定义：浸在液体中的物体受到一个 向上 这个力就叫做 浮力 。
的力，
2.方向： 竖直向上 。（与重力的方向 相反 ） ★施力物体是 液体 。
漂浮：F浮＝ G
3.测量
下沉： F浮＝ G－F拉
4.浮力是液体对物体上、下表面的 压力差
产生的。
F浮＝ F向上－F向下
§10.1 浮力
所以 步骤丁应放在步骤乙之前
。
(2)注意的地方：步骤甲中 溢水杯中的水要装满到溢水口 。
知识点一：阿基米德原理 一、阿基米德原理
1.内容：浸在液体中的物体受到 竖直向上 的浮力， 浮力的大小等于它 排开液体所受的重力 。
2.公式： F浮＝ G排 ＝m排g ＝ρ液gV排
《一课一练》→P53→例1
知识点二：有关浮力的计算 二、有关浮力的计算
二、浸在液体的物体所受浮力的大小 只由 液体的密度和 它排开液体的体积 决定的。
§10.2 阿基米德原理
知识点一：阿基米德原理 本节内容
知识点二：有关浮力的计算
【实验】探究浮力的大小跟它排开液体所受重力的关系
F浮
ρ液 和 V排 ρ液 V排 m排 m排g G排
【实验】探究浮力的大小跟它排开液体所受重力的关系
§10.2 阿基米德原理 2.利用浮力来计算固体的密度
G
F拉
ρ＝
m V
m＝
G g
V排＝
F浮 ρ液g
称重法
F浮＝ G －F拉
§10.2 阿基米德原理 3.利用浮力来计算液体的密度
G
F拉
F拉′
V排 ＝V排′
F浮 ρ水g
＝
F浮′ ρ液g
G－F拉 ρ水g
10.2 阿基米德原理
点拨 要求出石块的密度，关键得先求出它的体积.石 块浸没在水中时，它的体积等于被它排开的水的体积，
即V石=V排. 解 浮力F浮=G—F=5N—2N=3N
石块的体积 V石=V排=
F浮 3 m3 3104 m3
水 g 103 10
石块的密度
石
m
石
G gV石
10
5 310
4
第十章 第２节 阿基米德原理
学习目标
1.探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系 2.知道阿基米德原理的内容及数学表达式
复习浮力测量的方法：
1.称重法：F浮=G-F
2.压力差法：F浮=F向上-F向下 3.漂浮法： F浮=G
问题，测量浮力大小的方法
G=?
F拉=？ 称重法：F浮=G-F
灵感
Spotlight.exe
排开液体 的体积
回顾：浮力大小与哪些因素有关？
浮力大小，跟它浸在液体中的体积和液体的密度 有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大， 浮力就越大。
猜想 浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度 有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大， 浮力就越大。
浮力与排开的液体有什么关系？ 可以怎样表述浮力的大小？
【解析】 铁球和铝球的重力相等，则质量相等
根据
m V ，ρ铁
＞ρ铝
，则V铁<V铝，
根据F浮=ρ液gV排，∴ F铝浮＞ F铁浮。
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
10.2 阿基米德原理
（6）在测量排开液体的重力时，能否先测盛水后小桶的重力，再倒出 水测出空桶的重力？为什么？ 不能 小桶内壁上会沾有水珠，使G排偏小
注意： A、最好用密度比水稍大的物体 B、物体不吸水 C、物体要缓慢浸入水中且不与杯壁接触 D、可以用薄塑料袋代替小桶 E、可以让不同小组用不同液体
（3）怎样使收集的水恰为排开的水、如何测量排开的水重？
重点指导： 溢水杯：简介溢水杯的使用：将水倒入溢水杯 中，水面到达溢水口。将物体浸入溢水杯的水 中，被物体排开的这部分水从溢水口流出。 用空小桶接住流出的水，桶中水的体积和浸入 水中物体的体积相等
溢出水的重力应为盛有溢出水的小桶的总重与 空桶的重力之差。G排=G总-G桶
9、小明用同一物体进行了以下实验。实验中保持物体处于静止状态， 弹簧测力计的示数如图所示，请根据图中的信息。求： (1)物体的质量； (2)物体在水中受到的浮力； (3)物体的密度； (4)某液体的密度。
分析：
(1)物体受到的重力为：G=F1=5.4N 物体的质量为
G m=
g
= 5.4N 10N/Kg
大小（ C ） A．木块受到的浮力较大
B．石块受到的浮力较大
C．两者受到的浮力一样大 D．条件不足无法比较
5、将质量为0.5kg 的物体，轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.2kg
的水，则此物体受到的浮力是（g取10N/kg） （C ）
A.5 N
B.0.5 N
C.2 N
D.0.2 N
分析：F浮G=m排g=0.2Kg×10N/Kg=2N
推导公式F浮=G排=m排g=ρ液V排g
使用阿基米德原理时，应注意
“浸”的含义：一是物体浸没在液体中即V排= V 物；
10.2阿基米德原理
排开水的体积一定等于物体体积吗？ 物体浸入部分越多，排开的水体积越大 ，拉力 越小
。
阿基米德原理
浮力的大小与哪些因素有关
分析数据得到结论：
1.浮力的大小与浸没在液体中深度无关 2.浮力随液体密度增大而增大 3.浮力随物体浸在水中的体积增大而增大。
液体密度 × 物体浸在水中的体积=？ 排开液体的质量
后排开的液体的重力有关.
小组讨论： 怎样来设计实验、如何利用手边的器材设计实验 ？ 实验设计方案:
G ③ ②
F G1 ① ④ G2
F浮=G-F
比较F浮和G排的大小
G排=G2-G1
阿基米德原理
实验探究
探究：浮力与排开的液体的重力有何关系？
组 物体 别 的重
量 G/N 物体浸在 水中时弹 簧秤示数 F/N 物体所受 空桶 浮力F浮 重 /N G1/N 排出水 物体排开 和桶总 水重量G排 重G2/N /N
阿基米德原理
物体受到的浮力的大小与物体排开 液体的体积和液体的密度有关.
V排
ρ液
m
G
物体所受的浮力可能与排开液体所 受的重力有关
阿基米德原理
我的猜想
排开水越多，排开的水的质量越大，重力也越大， 浮力越大。那么浮力与物体的重力能建立怎样的直 接的数量关系？
阿基米德原理
猜想: 浮力的大小可能跟物体浸入液体
G F水
F浮液=G—F液=5N—1.4N=3.6N 因为浸没，所以V排液=V石=V排水=3×10—4m3
液
F浮液 gV排液
3.6 3 3 kg / m 1 . 2 10 kg / m 3 4 10 3 10
阿基米德原理
10.2
阿基米德原理
10.2阿基米德原理
10.2 阿基米德原理知识梳理阿基米德原理：F浮=G排阿基米德原理的两个导出公式: F浮=G排=ρ液V排g ； F浮=G排= m排g1.物体在液体中若受到浮力，则它所受浮力的大小是由它排开的液体的重力G排决定的，也就是由液体的密度ρ液和所排开的液体的体积V排共同决定的.2.当物体浸没在液体里面时：排开液体的体积与物体体积相等，即 V排＝V物巩固提高一、单项选择题1．物体在液体中受到的浮力大小 ( )A．和物体本身的重力大小有关 B．和物体的体积大小有关C．和物体的密度大小有关 D．和物体排开液体的体积大小有关2．一艘轮船在海上遭遇风暴沉没，它从开始下沉到完全没入水中前，所受到的浮力变化情况是( ) A．增大B．不变 C．减小 D．无法判断3.如图所示,在研究浮力大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。
根据以上事实,下列猜想最符合研究目的是( )A. 用力越大，物体排开水的体积越大B. 液体的密度越大，物体所受浮力越大C. 物体的体积越大，物体所受浮力越大D. 物体排开水越多，物体所受浮力越大3题图 4题图 5题图 6题图4.如图所示的三只球体积是相等的，处在同种液体中静止．由图可以看出（）A．A球受的浮力最大 B．B球受的浮力最大 C．C球受的浮力最大 D．三球受的浮力一样大5.如图所示，体积相同的A、B、C三个球，则它们所受浮力最大的是（）A. A球B. B球C. C球D. B球和C球6.如图所示，将一个西瓜和一个梨子放入水缸中，发现西瓜浮在水面上，而梨子却沉入水底，如图所示。
此时西瓜与例子受到的浮力相比较（）A.西瓜受到的浮力大B.梨子受到的浮力大C.它们受到的浮力一样大D.无法比较浮力大小7.将重为6N的物体浸没在水中,它排开水的重是5N,则物体在水中受到的浮力是( )A. 6NB. 5NC. 1ND. 11N8.一个物体的质量为5N ,放入盛有水的容器中(水未装满),溢出水重为1N ,则物体受到的浮力为( )A. 小于1NB. 等于1NC. 大于1ND. 无法确定9.一个物体的质量为5N ,放入盛满水的容器中(水未装满),溢出水重为1N ,则物体受到的浮力为( )A. 小于1NB. 等于1NC. 大于1ND. 无法确定10. 1N的水对浸入其中的物体所产生的浮力( )A.不可能小于0.5NB.不可能大于0.5NC. 不可能大于1ND. 可能大于1N二、填空题1.将一个铁块侵没到水中时，铁块受的浮力是F1；将它浸没到酒精中时，受到的浮力是F2。
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10.2 阿基米德原理
1.会设计实验探究阿基米德原理；
2.了解阿基米德原理.
阿基米德原理
●自主预习
阅读课本53、54、55、56页，完成下列填空：
1.两千多年以前，阿基米德发现：物体浸在液体中的体积就是 物体排开液体的体积 ；
2.物体排开的液体体积越大、液体的密度越大，则排开的液体的 质量 就越大，因此，浮力的大小可能跟排开液体的 质量 密切相关，而液体的 重力大小 跟它的质量成正比，因此，浮力的大小可能跟 排开液体所受的重力 密切相关；
3. 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力 ，这就是著名的阿基米德原理。
用公式表示： F 浮＝G 排 。
●小组讨论
各小组同学分工合作，完成下列实验：
（1）将装满水的烧杯放在盘子里，再把易拉罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。
注意观察比较排开水的多少与手的体验。
（2）实验探究：物体在液体中受到的浮力与它排开的液体的重力有什么关系？ 实验器材： 弹簧测力计 、溢水杯、塑料小桶、水；
（3）实验步骤：
①测出物体所受到的重力G 物；
②测出空桶重力G 桶；；
③把物体浸入液体中，用小桶收集溢出的水读出此时测力计的示数G ′物； ④测出溢出的水的重力G 排.
计算对比：物体受到的浮力为F 浮=-物G . 实验结论：浸在液体中物体受到的浮力，大小等于它排开的液体所受到的重力，用公式表示为F 浮=G 排=ρ液gV 排.
●教师点拨
1.浸在液体中的物体所受的浮力可以用弹簧测力计测出。
先测出物体所受的重力，再读出物体浸在液体中时测力计的读数，两者之差就是浮力的大小；
2.物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和测力计测出。
此处，应注意物体排开的液体会有丢失，不易全部收集，引起测量的误差产生；
3.阿基米德原理适用于物体受到的液体或气体对它的浮力的计算，浮力大小只与物体排开的液体体积和排开的液体密度有关，与其它因素(如：物体体积等)没有关系.
●跟踪训练
1.（2012·哈尔滨）鱼缸中装满水，在水中轻轻放入一只小船，小船漂浮在水面上，从鱼缸中溢出5×10-4m3的水，则小船受到的浮力是 5 N，小船所受的重力与浮力的关系是平衡力 (g＝1O N/kg)。
2.（2012·丽水）2011年7月26日，我国自主研制的第一台深海载人潜水器“蛟龙号”成功突破5000米水深大关，这标志着我国的深海载潜技术已达到世界领先水平．
（1）“蛟龙号”在下潜过程中，所受压强将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）“蛟龙号”潜水器在下潜过程中，排开水的体积约为23米3，则潜水器受到的浮力为 2.3×105牛（海水的密度取ρ=1.0×103千克/米3）．
3.（2012•铜仁）一同学在岸上最多只能搬得起质量是30 kg的鹅卵石．如果鹅卵石的密度是2.5×103 kg/m3，则该同学在水中最多能搬得起质量是50 kg 的鹅卵石（石头不露出水面）．这时石头受到的浮力是200 N（ρ
=1.0×
水
103kg/m3，取g=10N/kg）。
4.小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油)，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究.下图表示探究过程及有关数据.
(1)分析图B、C、D，说明浮力大小跟排开的液体体积有关.
(2)分析图D、E ，说明浮力大小跟液体密度有关.
(3)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是 2.4 N.
6.（2012·天津）某教师在“阿基米德原理”教学过程中，做了如下演示实验．（1）在弹簧下端挂上小筒和金属块，记下弹簧伸长后指针位置O，如图甲所示．（2）溢水杯中装满水，把金属块全部浸入溢水杯的水中，用烧杯收集排开的水，弹簧缩短，如图乙所示．
（3）把烧杯中的水全倒入小筒中，弹簧指针又恢复到原来位置O，如图丙所示．乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了，说明金属块受到浮力的作用；丙图弹簧指针又恢复到位置O，说明物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力．
教学至此，敬请使用学案当堂训练部分.。