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人教八下物理
同步精品课件
人教版八年级下册
2025年春八下物理情景教学课件嵌视频（统编2024版）
第十章 浮力
10.2 阿基米德原理
目 录
新课引入
2
新知学习
3
课堂小结
4
学习目标
1
随堂练习
5
1. 通过实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系.
2. 能通过实验得出阿基米德原理，并书写其数学表达式.
3. 能应用公式F浮=G排和F浮=ρ液 gV排计算简单的浮力问题.
学习目标
重点
新课引入
问题
通过上节的探究，我们知道：物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大.
浮力的大小跟它们有什么定量的关系呢
思考
要探究这个定量关系，除了要知道液体的密度，还要想办法确定物体浸在液体中的体积. 如何测量“物体浸在液体中的体积”呢？
？
新知学习
一、阿基米德灵感的启示
阿基米德
(约公元前287 —前212)
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如果用物体排开液体的体积取代物体浸在液体中的体积，上节探究的结果就可以说成：物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大.
物体排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
上面的结论又可以说成：物体排开液体的质量越大，所受的浮力越大.
排开液体的质量
排开液体的体积×液体密度
=
G=mg
物体所受的重力和它的质量成正比
物体在液体中所受的浮力与它排开液体所受的重力有什么关系？
思考
F浮
G排
？
1. 怎样测量物体所受浮力的大小？
用弹簧测力计先测量物体的重力，再将物体浸入液体中，就可以测出物体所受的浮力大小.
二、浮力的大小
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
实 验
【实验思路】
先测量物体所受的浮力和物体排开液体所受的重力，然后分析它们的关系.
思考
F浮 = G物 – F拉（称重法）
1. 设计方案，收集证据
2. 怎样测量物体排开液体所受的重力
思考
可以把物体浸入装满液体的容器中，用小桶收集排开的液体，再测量排开液体的重力.
G排 = G总－G桶
溢水杯
3. 如果要减小实验误差，应该怎样设计实验操作的顺序
思考
实验顺序：
测小桶的重力
1. 先测小桶的重力，可避免最后测量空桶重力时，桶中的水没有倒干净影响测量结果；
测物体的重力
2. 先测物体的重力，可避免物体沾水影响测量结果.
【实验过程】
1. 用弹簧测力计测量空桶所受的重力(图甲).
2. 用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中(图乙)和浸在水中(图丙)静止时弹簧测力计的示数. 计算物体在水中所受浮力的大小.同时用小桶将排开的水收集起来.
甲
乙
丁
3. 用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力(图丁)，计算排开的水所受的重力.
丙
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次数 小桶所受重力G桶/N 物体所受重力G物/N 物体在水中时弹簧测力计的读数F拉/N 小桶和排开水所受的总重力G总/N 浮力F浮/N 排开水所受的重力G排/N
1
2 3
物体所受浮力的大小等于它排开的水所受的重力.
0.31
1.25
1.25
1.25
0.51
0.86
1.28
0.20
0.56
0.95
0.20
0.55
0.97
0.31
0.31
1.05
0.69
0.30
【实验结论】
2. 得出结论，作出解释
3. 交流合作，评估反思
(1)如果实验中物体没有浸没水中，而是漂浮于水面，能否用此方法验证“阿基米德原理”？
能，如果实验中物体没有完全浸没水中，物体受到的浮力减小，物体排开水的重力也减小，物体浸在水中的体积大小不影响阿基米德原理的验证.
(2)若物体放入水中前溢水杯中未装满水，这样会造成什么结果呢？
物体放入水中前溢水杯未装满水，则物体排开的水不能完全溢出，小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积，物块排开水所受的重力变小，所以，测得排开水的重力会偏小.
拓展实验：
用保鲜袋装满水，用弹簧测力计测量它在空气中的总重力，记录测力计示数.把装满水的保鲜袋浸入在水中(使两水面相平)，观察此时弹簧测力计的示数.
F1=1.1 N
F2=0 N
弹簧测力计的示数变为0
现象：
分析：
塑料袋的水与排开的水的体积基本相等，所以所受的浮力等于其重力，则塑料袋中的水为平衡状态，拉力为零.
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.
三、阿基米德原理
1. 内容：
2. 公式：
F浮 = G排
3. 推导公式：
F浮 = G排 = m排 g = ρ液 gV排
ρ液 —— 液体的密度
V排 —— 物体排开的液体的体积
不仅适用于液体，也适用于气体.
4. 适用范围：
1. 物体浸入液体中的体积等于物体排开液体的体积
a. 全部浸入：V排=V物
b. 部分浸入：V排拓展
F浮=F2-F1=ρ液gh2S下表面-ρ液gh1S上表面
=ρ液 gh浸S底面=ρ液 gV排=m排g=G排
2. 利用浮力的产生原因推导阿基米德原理.
p1=ρ液gh1 p2=ρ液gh2 S上表面=S下表面
由 得，F1=ρ液gh1S上表面 F2=ρ液gh2S下表面
故F浮=G排 .
1. 利用阿基米德原理比较浮力大小
(1)体积相同的铜块、铁块、铝块浸没在水中.
铁
F浮铝 ＝ F浮铁＝ F浮铜
铜
铝
物块体积相同，均浸没在水中，V排铝=V排铁=V排铜
根据阿基米德原理
F浮=G排=m排 g = ρ液 gV排
(2)如图所示，A、B两个物体的体积相等，哪个受到的浮力大？
A
B
F浮A< F浮B
(3)如图所示，A、B两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？
(ρ水＞ ρ酒精)
A
水
B
酒精
F浮A＞ F浮B
V排A＜V排B
ρ液A＞ρ液B
例 请比较以下浮力的大小.
(1)同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？
m甲=m乙
甲、乙均浸没→V排甲=V排乙
ρ水＞ρ煤油
F浮=G排=m排 g = ρ液 gV排
F浮甲＞F浮乙
(2)同样重的铝块和铜块，都浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？
m铝=m铜
甲、乙均浸没→V排铝＞V排铜
ρ铝＜ρ铜
→V铝＞V铜
F浮=G排=m排 g = ρ液 gV排
F浮铝＞F浮铜
(3)同样重的铝块和铜块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大
m铝=m铜
ρ铝＜ρ铜
→V铝＞V铜
ρ水＞ρ煤油
铝块排开液体的体积更大，且水的密度比煤油的密度大.
F浮=G排=m排 g = ρ液 gV排
F浮铝＞F浮铜
例 有一杯水、一杯盐水和一块重0.22 N、密度为1.1×103 kg/m3的塑料块.
(1)该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少
(2)若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%，则盐水的密度是多少 g取10 N/kg.
解：(1)根据塑料块所受的重力可以求得它的质量，再由体积、质量和密度的关系式就可以求得它的体和，即
塑料块的质量
塑料块的体积
2. 利用阿基米德原理计算浮力和密度
浸没在水中的塑料块的体积V塑料等于它排开水的体积V排. 根据阿基米德原理，塑料块受到浮力的大小等于它排开的水所受的重力
F浮=G排=m水g=ρ水V排g=1×103 kg/m3×2×10-5 m3×10 N/kg=0.2N
(2)塑料块在盐水中所受浮力的大小等于0.22 N，根据阿基米德原理，可以求得排开盐水的质量. 再由体积、质量、密度的关系式就可以求得盐水的密度. 即
盐水密度
该塑料块浸没在水中所受的浮力为0.2 N，盐水的密度为1.22×103 kg/m3
四、阿基米德原理的实际应用
阿基米德原理在航海、航空及生产建设与日常生活中，有着广泛的应用.
热气球
船舶
潜水球
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
物体排开液体的______越大，所受的浮力_____.
课堂小结
物体浸在液体中的体积，就是物体排开液体的体积.
阿基米德
原理
越大
阿基米德
灵感的启示
V排=V浸
m排=ρ液V排
质量
阿基米德原理
定义：
浸在液体中的物体受到_____的浮力，浮力的大小等于它______________________.
排开的液体所受的重力
向上
公式：_________.
F排=G排
适用范围：_____、____.
推导公式：________________________.
F浮 = G排 = m排 g = ρ液 gV排
气体
液体
随堂练习
1. 如图所示，用两只相同的气球，分别充入氢气和空气，充气后体积相同，在地面把它们同时放飞，放飞时只有氢气球升上空中.若放飞时它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空，则下列说法中正确的是( )
A. F氢＞F空
B. F氢＜F空
C. F氢＝F空
D. 条件不足，无法比较
C
氢气
空气
V氢排=V空排
F浮=ρ空气gV排
2. 将三个质量相同的铜、铁、铝实心金属球放在同一液体中并且沉入容器底部，当金属球静止时，三个金属球的浮力情况是(已知ρ铜＞ρ铁＞ρ铝) ( )
A. 铜球所受浮力最大 B. 铁球所受浮力最大
C. 铝球所受浮力最大 D. 一样大
V铜＜V铁＜V铝
金属球浸没，V排=V
F浮=ρ液gV排
F铜＜F铁＜F铝
C
3. 将重为1.9 N、体积为50 cm3的铁块挂在弹簧测力计下并将其浸没在液体中，此时测力计的示数为1.5 N，则铁块受到的浮力为______N，液体的密度为_________kg/m3，若增加铁块浸没在液体中的深度，铁块受到的浮力将______(选填“增大”“减小”或“不变”).( g取10 N/kg)
0.4
0.8×103
不变
F浮=G-F=1.9 N-1.5 N=0.4 N
V排=V=50 cm3
F浮=ρ液gV排
ρ液和V排不变，增加深度物块始终浸没，受到的浮力不变
4. 如图是我国第一艘自主研制的载人潜水器支持母船“深海一号”.若“深海一号”满载时排水量为4 500 t，满载吃水(船进入水中的深度)为5.8 m，则满载时，所受的浮力是________N，此时母船排开水的体积为_________m3.(海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
F浮=G排=m排g=4 500×103 kg×10 N/kg＝4.5×107 N
4.5×107
4.5×103
5. 小高想知道妈妈实心手镯的密度，她用电子秤测出手镯质量为31.5 g，苦恼于无法用量筒测量手镯的体积，在阿基米德原理的启发下，小高设计并进行了如图所示的方案：
h=8 cm
(1)小高将手镯放入溢水杯，用电子秤测得溢出水的质量为3.0 g，此时手镯受到的浮力是多大？
解：(1)由阿基米德原理可知，手镯受到的浮力F浮=G排=m排g=3.0×10-3 kg×10 N/kg=0.03 N
甲
乙
5. 小高想知道妈妈实心手镯的密度，她用电子秤测出手镯质量为31.5 g，苦恼于无法用量筒测量手镯的体积，在阿基米德原理的启发下，小高设计并进行了如图所示的方案：
h=8 cm
(2)手镯的密度是多少？
(2)由F浮=ρ液gV排可知，手镯排开水的体积
由图乙可知，手镯浸没在水中，则手镯的体积V=V排=3 cm3
手镯的密度
甲
乙
谢谢
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