(共20张PPT)
9.2 阿基米德原理
第1课时 探究浮力的大小与
哪些因素有关
八下 物理
沪科版
新课引入
在死海上，你可以躺在水面悠闲的看书；如果你在普通的湖面躺下，就会立马沉入水底。这是为什么呢？
如图所示，在盆中放一个装满水的塑料桶，用手把空的矿泉水瓶按入水中，手有什么感觉？
浮力的大小与哪些因素有关呢？
猜想浮力的影响因素
随着按入深度的增加，溢出的水也增加了，感觉要用更大的力才能把矿泉水瓶按下去。
通过实验探究、现象分析，知道浮力的大小与哪些因素有关
学习目标
探究浮力的大小与哪些因素有关
浮力的大小与哪些因素有关呢？
提出问题
猜想与假设
新知学习
②可能与物体浸没液体中的深度有关
①可能与物体浸入液体中的体积有关
③可能与物体浸入液体中的密度有关
你还能提出什么猜想？
验证猜想①，控制液体的密度与物体的其他条件不变，只改变物体浸入液体中的体积，测出物体所受浮力；
验证猜想③，控制物体浸入液体中的体积与物体的其他条件不变，只改变液体的密度，测出物体所受浮力；
验证猜想②，控制物体浸入液体中的体积、液体的密度与物体的其他条件不变，只改变物体浸没后的深度，测出物体所受浮力
——实验方法：控制变量法
实验设计
F浮 =G -F2
测量浮力的方法（称重法）：
实验器材
弹簧测力计
钩码
烧杯（含酒精）
烧杯（含水）
盐
玻璃棒
探究浮力的大小与物体浸在液体的体积的关系
探 究 1
在弹簧测力计下悬挂一物体，将该物浸入液体的体积不断变大，观察弹簧测力计的示数变化。
物体重力G1 浸入体积 测力计示数G2 物体浮力G1-G2
2.05N 较小
较大
全部
同一液体，物体排开液体的体积越大，浮力越大
结论
1.95N
0.10N
1.85N
0.20N
1.80N
0.25N
探究浮力的大小与液体浸没的深度的关系
探 究 2
在弹簧测力计下悬挂一物体，将该物体浸没在同种液体中，改变浸没后的深度，观察弹簧测力计的示数变化。
物体重力G1 浸入深度 测力计示数G2 物体浮力G1-G2
2.05N 深度1
深度2
深度3
物体所受的浮力与物体浸没在液体中的深度无关
结论
1.80N
0.25N
1.80N
0.25N
1.80N
0.25N
探究浮力的大小与液体的密度的关系
探 究 3
在弹簧测力计下悬挂一物体，将该物体浸没在不同种液体中，观察弹簧测力计的示数变化。
物体重力G1 液体种类 测力计示数G2 物体浮力G1-G2
1.3N 酒精
水
盐水
物体浸在液体中的体积一定时，液体密度越大，浮力越大
结论
0.5N
0.8N
0.3N
1.0N
0.2N
1.1N
归纳
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体密度有关，还与物体排开液体的体积有关、与物体浸没在液体中的的深度等无关。
同一液体，物体排开液体的体积越大，浮力越大;
物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
思考
游泳者感觉到潜入水中时比浮在水面游泳时受到的浮力大，其原因是什么？
浸入水中的体积不一样
绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受到的浮力将（ ）
A．逐渐变大
B．逐渐变小
C．保持不变
D．变为零
C
针对训练
2.某实验小组，探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验，实验步骤如图所示。
①分析_____________________实验，可知浮力的大小与物体排开液体的体积有关；分析A、C、D三次实验，可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度_____（选填“有关”或“无关”）；分析A、D、E三次实验，可知
在排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越____（选填“大”或“小”）；
②分析A、D、E三次实验的数据，可知物体浸没在水中时受到的浮力为_____N。
大
A、B、C (或A、B、D ）
1
无关
影响浮力大小的因素：
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体密度有关，还与物体排开液体的体积有关、与物体浸没在液体中的的深度等无关。
课堂小结
同一液体，物体排开液体的体积越大，浮力越大;
物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
1.（多选）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（ ）
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
ABD
随堂练习
2.浸在水中的物体受到水的浮力的根本原因是（ ）
A.在水中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大
B.浮力与液体的重力有关
C.水的压强随深度的增加而增大，上下有压强差，有压力差
D.水对流时产生向上的压力差
C
3.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
C
4.[新考法·科学论证](2023北京)小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的，他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验．
(1)以下是他的部分实验步骤，请帮他补充完整．
①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力G并记录．
②在烧杯中装入适量的水，________________________________________，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录．
将金属块浸没在水中且不接触烧杯
③ ，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录．
④用公式____________计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录．
(2)由水的深度变化时，F浮1________(选填“＝”或“≠”)F浮2，就可以证明这种观点是错误的．
向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯
F浮＝G－F
＝(共34张PPT)
9.2 阿基米德原理
第2课时 阿基米德原理及应用
八下 物理
沪科版
阿基米德在澡盆中大声说“尤里卡（我发现了）”
你知道他发现了什么吗？
阿基米德的小故事
新课引入
1.经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理
2.能用阿基米德原理公式进行浮力计算
学习目标
重点
物体浸入液体的体积
= 物体排开液体的体积
用一个饮料罐代替阿基米德，用手将它逐渐放入装满水的大杯子，会发生什么现象呢？
随着饮料罐浸入水中的体积越来越大，杯子里的水不断溢出，说明饮料罐排开的水的体积也越多。
V浸 = V排
活 动 1
模拟阿基米德浸入浴缸的过程
实验现象
演示视频
阿基米德利用V浸 = V排。将皇冠全部浸入水中后，皇冠也会排开与它体积相同的水。如果皇冠的体积和黄金的体积不同，它们排开水的体积也不同，说明皇冠不全是用黄金制作的。由此，阿基米德发现了工匠贪污的证据。
阿基米德的小故事
V浸 = V排
物体排开水的体积越大，物体受到的浮力也越大。
除了得出V浸 = V排之外，手向下按饮料瓶时，你还有什么发现？
根据公式 m=ρV
排开液体的
重力越大
排开液体的
质量越大
浮力
越大
猜想：浮力的大小跟排开液体所受的重力应密切相关。
液体的密度越大，排开液体的体积越大
根据公式 G=mg
新知学习
下面我们通过实验证明该假设是否正确。
∵ρV=m，mg=G，
∴ρ液V排=m排，m排g=G排
∴F浮=G排
根据“浮力的大小与排开液体的体积和排开液体的密度有关”
②建立假设
确立假设：
浮力的大小等于排开液体的重力
探究浮力与物体排开液体重力的定量关系
可以把物体浸入装满水的容器，收集排开的水，来测它的重力。
G排 = G桶+水－G桶
溢水杯
在实验前，我们在溢水杯中加水直到液面与溢水口平齐；这样物体在浸入水中时，被排开的水就会全部通过溢水口流入一个准备好的小桶中了。
实 验 1
应怎样收集排开的液体？怎样测量排开液体所受的重力？
思考
F浮 = G物 – F拉（称重法）
浮力大小如何测量？
思考
弹簧测力计、铁架台、圆柱体物体、溢水杯、小桶、清水
实验器材
1.用弹簧测力计分别测出物体和空杯所受的重力，记为 G物 和 G杯；
实验步骤
3.用弹簧测力计测出接了水后的杯子和水的总重力G总。
2.将物体浸入在水面与溢口平齐的溢杯 中，用空杯接排开出来的水，分别浸入不同的体积并读出弹簧测力计测出示数F’；
F浮 =
G物 - F’
G排 =
G总 - G杯
实验视频
石块重 G石/N 空杯重 G杯/N 石块浸没水中时弹簧测力计的示数 /N 杯、水总重力G总/N 浮力的大小F浮/N 排开水所受的重力G排/N
实验结论
浸在液体中的物体，所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力
1.15
0.3
0.85
0.7
0.6
0.75
0.3
0.45
0.3
0.45
F
’
实验数据
0.45
1
0.7
0.7
浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力的大小。这便是著名的阿基米德原理。
阿基米德原理
1.内容：
2.公式：
F浮 = G排 = m排 g = ρ液 gV排
再次证明浮力大小只和 ρ液、V排有关，与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
ρ液 —— 液体的密度；
V排 —— 物体排开的液体的体积；
ρ液表示液体的密度，单位：千克/米3（kg/m3）
V排表示排开液体的体积，单位：米3（m3）
g表示9.8牛/千克（N/kg）
F浮表示物体受到的浮力，单位：牛（N）
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
3.式中各物理量单位
不仅适用于液体，同样也适用于气体。
4.适用范围：
1. 物体全部浸入（浸没）液体时：V排 = V浸 = V物
2. 物体部分浸入液体时：V排 = V浸 < V物
5.关于V排：
地球表面上的物体一般都浸没在空气中：
F浮=G排=m排g=ρ空气gV排
①影响浮力大小的因素
由公式F浮＝ ρ液 gV排可知：浮力F浮的大小只和 ρ液、V排有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中的运动状态等因素无关。
②求液体密度、排开液体的体积
6.对于阿基米德原理的理解
p底面=ρ液gh
F底面=pS=ρ液ghS
V排=hS
F浮=F下-F上=ρ液gV排-0=ρ液gV排=G排
上下竖直的物体
S
h
G
F浮
利用压力差法推导阿基米德原理
思考
归纳
F浮 = G排 = ρ液 gV排
4. 平衡法：
3. 公式法求浮力：
2. 压力差法求浮力：
1. 称量法求浮力：
F浮 = G - F弹
（用弹簧测力计测浮力）
F浮 = F下－F上
F浮 = G
（浮力的产生原因求浮力）
（阿基米德原理求浮力）
（二力平衡求浮力：静止或匀速直线运动）
计算浮力的方法
现实版的曹冲称象
阿基米德原理的应用
踩在浅水区的石子上会感觉有些硌脚，而在深水区，踩在石子上反而没有什么感觉了，你知道是为什么吗？
在浅水区时人排开水的体积较小，而在深水区，人排开液体的体积较大，根据阿基米德原理，人在深水区所受浮力更大，人对石子的压力减小，石子对人的作用力减小，而不觉得硌脚了
思考
阿基米德原理相关计算
例、在如图所示的实验中，如果物体的体积V=50cm3，g取10N/kg，试问：
(1)把物体完全浸没在水中时，它排开水的重力为多少？它受到的浮力多大？
解：根据阿基米德原理，浮力的大小应等于被物体排开的液体的重力。
(1)物体浸没在水中时，它排开的水的体积V排=V物=50 cm3=5×10-5 m3
它排开的水的重力
G排=m排水g=ρ水V排g=1×103 kg/m3×5×10-5 m3×10 N/kg=0.5 N
所以，物体受到水的浮力F浮=G排=0.5 N
(2)把物体完全浸没在密度为1.1×103 kg/m3的盐水中，它排开盐水的重力为多少？它受到的浮力多大？
(2)浸没在盐水中时，被物体排开的盐水的体积V排=V物=5×10-5 m3，排开盐水的重力：
G排'=m盐水 g =ρ盐水V排 g =1.1×103 kg/m3×5×10-5 m3×10 N/kg=0.55 N
所以，物体受到盐水的浮力F浮'=G排'=0.55 N
浸体积相同形状不同的铝块、铁块、铅块，浸没在水中不同深度的地方，则（ ）
A. 铝块受到的浮力最大
B. 铅块受到的浮力最小
C. 铁块受到的浮力最大
D. 受到的浮力一样大
D
针对训练
V排相同
2.阿基米德将质量为490 g的王冠浸没在装满水的容器中时，有40 g的水被排出， 则王冠的体积为____cm3，该王冠_____(选填“是”或“不是”)纯金制成的．(ρ金＝19.3 g/cm3，ρ水＝1 g/cm3).
40
不是
课堂小结
阿基米德原理
探究浮力与物体排开
液体重力的定量关系
F浮 = G排
阿基米德原理
定义
浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力的大小
公式及推导式
F浮 = G排 = m排 g = ρ液 gV排
适用范围
液体中的物体
气体中的物体
1. (2023衡阳)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的球，把它们投入水中静止后的情况如图所示，则它们之中所受浮力相等的是( )
A. 甲和乙
B. 乙和丙
C. 丙和丁
D. 甲和丁
C
随堂练习
2.某物体重为0.5N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出0.3N的水，则它受到的浮力（ ）
A.一定为0.3N
B.可能为0.2N
C.一定为0.5N
D.可能为0.4N
D
原烧杯中的水是满的，F浮=0.3N
原烧杯中的水不是满的，F浮>0.3N
（2）分析C、D两图知道：当金属
块浸没入水中后，所受浮力的大小
与它浸入水的深度________（选填“有关”或“无关”）。因为此时金属块浸入水的 没有发生变化。
3.小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验，请你根据小明的实验探究回答下列问题。
（1）金属块在图C中受到的浮力为________N。
2
无关
体积
（4）综合上述实验得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 和 有关。
（3）小明______（选填“能”或“不能”）利用图B和E探究浮力的大小与液体密度有关，理由是
。
不能
没有控制排开液体的体积相同
液体的密度
物体排开液体的体积
4.一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为 27 N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为 17 N，取 g = 10N/kg ，则：
（1）该金属块受到水对它的浮力是多大？
（2）物体的体积是多少？
（3）金属块的密度是多大？
解：（1）F浮 = G－F = 27N－17N = 10N
答：该金属块受到水对它的浮力是10N。
4.一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为 27 N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为 17 N，取 g = 10N/kg ，则：
（2）物体的体积是多少？
答：物体的体积是1.0×10-3 m3。
（2） 由阿基米德公式 F浮 = ρ液 gV排 得
V排 = = = 1.0×10-3 m3
物体浸没在水中，V物 = V排 = 1.0×10-3 m3
4.一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为 27 N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为 17 N，取 g = 10N/kg ，则：
（3）金属块的密度是多大？
答：金属块的密度是2.7×103kg/m3。
（3）由 ρ = ，G = mg 得 ρ =
ρ = 2.7×103kg/m3
5.[新增情境素材](2022鄂州)(双提法)小华同学学习了密度知识后，想知道家里的一个白色金属摆件是用什么材料制成的，他进行了如下实验：
(1)如图所示，用弹簧测力计测出摆件的重力G＝______N；
(2)将摆件完全浸没在水中(不接触容器底)，读出弹簧测力计的读数 F＝2.9 N，则摆件的体积是 m3；
3.2
3×10－5
摆件浸没在水中受到的浮力F浮＝G－F＝3.2 N－2.9 N＝0.3 N，由F浮＝ρgV排可得，摆件的体积V＝V排＝＝＝3×10－5 m3
(3)依据上述数据算出工艺品的密度为________g/cm3(结果保留一位小数).
(4)根据下表几种金属的密度值，在测量误差范围内，小华同学家里的摆件最有可能是用________制成的．
金属 银 钢、铁 铝
密度(g/cm3) 10.5 7.9 2.7
10.7
银
