最新人教版八年级物理下册第十章《阿基米德原理》导学案 (1)

第2节 阿基米德原理
一、阿基米德的灵感
1．物体浸在液体中的体积等于物体在液体中排开液体的体积。

2．浮力的大小跟物体排开液体所受的重力有关。

二、阿基米德原理
1．内容：浸在液体中的物体受到______的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的______。

2．公式：F 浮＝______。

3．适用范围：适用于______和______。

答案：二、1.向上 重力
2．G 排
3．液体 气体
正确理解阿基米德原理
(1)原理中所说的“浸在液体中的物体”包括“全部浸入”和“部分浸入”两种情况：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体中；二是物体的一部分浸入液体中，另一部分露在液面以上。

(2)公式：F 浮＝G 排＝ρ液gV 排。

(3)G 排是指被物体排开的液体所受的重力，F 浮＝G 排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体(或气体)的重力。

(4)V 排是物体排开的液体的体积，不是物体的体积，只有当物体全部浸没在液体(气体)中时，才有V 排＝V 物；当物体只有一部分浸入液体(气体)中时，V 排＜V 物。

(5)由F 浮＝ρ液gV 排可以看出，浮力的大小只跟液体(或气体)的密度和物体排开液体(或气体)的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动等因素无关。

(6)阿基米德原理同样适用气体，但公式中ρ液要改为ρ空气。

【例题】 在南极科学考察过程中，我国科考队员在南极格罗夫山地区发现了新的陨石分布区，并找到上千块陨石。

科考队员对编号为“cz 20100603”的陨石进行密度测量：首先将陨石悬挂于弹簧测力计下，读出弹簧测力计的示数是3.4 N ；然后将陨石全部浸没于水中，读出弹簧测力计的示数是2.4 N 。

陨石的密度是多少？(g 取10 N /kg )
点拨：要求陨石的密度，必须先求出陨石的质量和体积。

由陨石的重力可求出它的质量，
再利用浮力知识求出它的体积即可。

综合运用F 浮＝G －F 和F 浮＝G 排＝ρ液gV 排是解决这类问题的关键。

解析：陨石的重力是：G ＝3.4 N ，由G ＝mg 得，m ＝G g ＝3.4 N 10 N /kg
＝0.34 kg 。

物体全部浸没时受到的浮力是：F 浮＝G －F ＝3.4 N －2.4 N ＝1 N 。

V 排＝F 浮ρ水g ＝ 1 N 1.0×103 kg /m 3×10 N /kg
＝10－4 m 3 由于物体全部浸没在水中，所以物体的体积等于它排开水的体积，即V ＝V 排＝10－4 m 3
所以物体的密度ρ＝m V ＝0.34 kg 104 m 3＝3.4×103 kg /m 3。

答案：3.4×103 kg /m 3
一、探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1．某同学用弹簧测力计、量筒、水和石块做探究“浮力与物体所排开的液体的重力的关系”实验，实验中的几个情景如图所示。

据此可以得出：
(1)石块所受的浮力：________N ；
(2)石块排开的水的重力：________N ；
(3)本探究实验可以得出的结论：_______________________________。

(取g ＝10 N /kg )
二、阿基米德原理
2．如图所示，将漂浮在水面上的木块缓慢向下压，当木块全部浸入水中后仍继续向下压一段距离，在整个过程中，木块所受的浮力( )。

A ．先变大后变小
B ．先变大后不变
C ．先不变后变大
D ．先变小后变大
3．将质量为0.5 kg 的物体，轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.2 kg 的水，则此物体受到的浮力是(g 取10 N /kg )( )。

A ．5 N
B ．0.5 N
C ．2 N
D ．0.2 N
4．如图所示是某同学自制的水上自行车。

她在普通自行车上安装8个密闭的空水桶(每个水桶体积为0.02 m 3)，并在车后轮装上若干塑料片。

该同学在水面上骑自行车匀速前进时，平均每个水桶约有二分之一体积浸在水中，不计车轮和塑料片排开水的体积，则此时水上自行车受到的浮力约为______N 。

(g 取10 N /kg )
5．有一体积为1×10－4 m 3的实心铁块，挂在弹簧测力计下后浸没在水中(铁块没有接触
容器底部)，铁的密度为7.8×103 kg /m 3，(取g ＝9.8 N /kg )求：
(1)铁块的重力；
(2)铁块所受到的浮力；
(3)弹簧测力计的示数。

1．解析：(1)由弹簧测力计的示数可知石块重：G 石＝3 N ；读出石块浸没水中时弹簧测力计的示数：F ＝2 N 。

F 浮＝G 石－F ＝3 N －2 N ＝1 N 。

(2)由量筒读出石块排开水的体积：V
排＝300 mL －200 mL ＝100 mL ＝1×10
－4 m 3，排开水的重力：G 排＝m 排g ＝ρ水gV 排＝1×103 kg/m 3×10 N/kg ×1×10－4 m 3＝1 N 。

(3)由(1)、(2)得出：F 浮＝G 排，即浸在液体中的物体所
受浮力等于物体所排开的液体的重力。

答案：(1)1 (2)1 (3)浸在液体中的物体所受浮力等于物体所排开的液体的重力(或F浮＝G排)
2．B 物体在液体中所受的浮力大小跟液体的密度和排开液体的体积有关。

漂浮在水面上的木块缓慢向下压的过程中，木块排开水的体积增大，由F浮＝G排＝ρ液gV排可知，木块所受浮力增大；当木块全部浸入水中后仍继续向下压一段距离，在整个过程中，木块所受的浮力将保持不变。

3．C 由阿基米德原理知，浸在液体中的物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力，即F浮＝G排＝m排g＝0.2 kg×10 N/kg＝2 N。

4．解析：本题结合生活实例考查浮力的计算。

V排＝8×0.02 m3×0.5＝0.08 m3，根据阿基米德原理可知：F浮＝G排＝ρ液V排g＝1.0×103 kg/m3×0.08 m3×10 N/kg＝800 N。

答案：800
5．解析：(1)铁块的质量m＝ρV＝7.8×103 kg/m3×1×10－4 m3＝0.78 kg
则铁块的重力G＝mg＝0.78 kg×9.8 N/kg＝7.644 N
(2)铁块所受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×1×10－4 m3＝0.98 N
(3)弹簧测力计示数为F＝G－F浮＝7.644 N－0.98 N＝6.664 N
答案：(1)7.644 N (2)0.98 N (3)6.664 N。