10.2 阿基米德原理 （课件）初中物理人教版（2024）八下

(共28张PPT)
人教版第十章第2节
阿基米德原理
阿基米德原理
物理
1. 浮力产生的原因：
液体对物体向上和向下的压力差。
公式：
F浮=F向上-F向下
（压力差法）
2. 称重法测浮力：
F浮=G物-F拉
3.浮力大小的影响因素：
与浸在液体中的体积和液体密度有关
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
通过上节的探究可知：要计算浮力的大小，需要知道物体浸在液体中的体积和液体的密度。液体的密度通常容易知道，但如何测量“物体浸在液体中的体积”呢？
阿基米德灵感的启示
物体在液体中受到的浮力与________________、_____________有关。
液体的密度
物体浸入的体积
物体浸入的体积
物体排开液体的体积
液体的密度
物体排开液体的密度
物体排开液体的体积
物体排开液体的密度
物体排开液体的质量
物体排开液体受到的重力
物体在液体中受到的浮力与物体排开液体受到的重力有直接关系
这两者有什么定量关系？
一、阿基米德灵感的启示
∝
将空的易拉罐缓慢按入装满水的烧杯中，越往下压，手会感到越费力。这说明了什么？
手会感到越费力，这说明了物体浸在液体中的体积逐渐变大，所受浮力越来越大。
同时观察到溢出的水越多，这又说明了什么？
溢出的水越来越多，这说明了排开的液体越来越多。
物体排开液体所受到的重力与浮力都是力。
有什么关系呢？
选择什么物理量与浮力比较更合理？
探究实验
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
实验思路
本实验需要先测量两个量：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。
1.怎样测量物体所受浮力的大小
2.怎样测量物体排开液体所受的重力
3.如果要减小实验误差，应该怎样设计实验操作的顺序
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。
实验过程
甲
丙
乙
F浮＝G－F拉
实验过程
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。
改变物体浸入水中的体积、换用不同质量的物块，重复以上步骤，记录实验数据。
丁
甲
乙
丙
G排＝G总－G桶
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
实验数据
次数 小桶所受的重力 G桶/N 物体所受的重力 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
0.4N
0.4N
0.4N
1.2N
0.6N
0.2N
1.4N
1.4N
1.4N
F浮＝G－F拉
G排＝G总－G桶
0.2N
1N
0.8N
0.4N
0.4N
0.6N
1.2N
0.8N
0.8N
实验结论
浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。
二、浮力的大小
阿基米德原理
　　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。
F浮 = G排
公式表达：
= m排 g
适用范围：液体和气体
气体：　F浮 = ρ气 gV排
= ρ液 gV排
F浮= F向上－ F向下
F向下= p向下S
=ρ液gh1S
F向上= p向上S
=ρ液gh2S
=ρ液gh2S－ρ液gh1S
=ρ液gS(h2－h1)
=ρ液gV排
根据上一节所学的浮力产生的原因，通过进一步分析，看看能否得出以上结论。
=G排
有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。
（1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？g 取10N/kg。
解：（1）塑料块的质量
m塑料= = = 0.022kg
G塑料
g
0.22N
10N/kg
塑料块的体积:
V塑料= = = 2×10-5m3
m塑料
ρ
0.022kg
1.1×103kg/m3
塑料块浸没在水中：
V排= V塑料
塑料块受到的浮力：
F浮=G排=ρ水 gV排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3= 0.2N
（2）若该塑料块在某种盐水中是漂浮的，它所受浮力的大小等于它所受的重力，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
解：（2）
排开盐水的质量:
m盐水= = = 0.022kg
G盐水g
0.22N
10N/kg
盐水的密度:
ρ盐水= = =1.22×103kg/m3
m盐水
V盐水
0.022kg
1.8×10-5m3
排开盐水的体积：
V盐水= 90%V塑料=90%×2×10-5m3=1.8×10-5m3
答：该塑料块浸没在水中所受的浮力为0.2N，盐水的密度为1.22×103kg/m3。
有一个金属零件，把它悬挂在弹簧测力计下静止时示数是18 N，接着把零件浸没在水中，弹簧测力计的示数为12 N。（ g 取10 N/kg ）
求：（1）金属零件受到的水的浮力；（2）金属零件的体积。
（1）金属零件受到的水的浮力
解：
F浮 = 18 N－12 N = 6 N
（2）金属零件受到的浮力等于排开水的重力
G排 = ρ水gV排 = F浮= 6 N
零件的体积等于排开水的体积
两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻地放入两杯液体中，最后处于如图所示状态。已知甲、乙排开液体的重力相等，则甲、乙所受浮力相比（ ）
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
C
体积相同的铅球、铜块和木块，浸在液体中的情况如图所示，比较它们受到的浮力大小，正确的是（ ）
A.铅球受到的浮力最大
B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
解析：根据阿基米德原理F浮=G排= ρ液gV排可知，
它们的 ρ液和V排都相同，故所受浮力一样大。
D
F拉= G－F浮 = 4N－1N = 3N
如图所示，先将溢水杯装满水，然后用测力计拉着重为4 N、体积为100 cm3的石块，缓慢浸没在水中，溢出的水全部收集到小空桶中，桶中水重为____N，石块静止时，测力计示数为_____N。
(ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg)
1
3
解析：F浮=G排=ρ水 gV排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3
= 1N
下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块 、小桶和水探究“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景，其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4 。
（1）在实验操作前，细心的明天同学指出情景甲中存在错误，该错误是溢水杯中水面_________________。
没有到达溢水口
(2)纠正错误后，该探究实验的合理顺序为_______________
(用甲、乙、丙、丁表示)。
(3)在情景乙的测量中，溢水口还在溢水，义正同学便急忙把小桶移开，开始测量小桶和溢出水的总重力，这样会导致测得的“排开液体所受重力”_________
(选填“偏小”“不
变”或“偏大”)。
丁甲乙丙
偏小
北京“水立方”中游泳池的水深设计比一般标准游泳池深了0.5m。有人说，水的深度越深，其产生的浮力就越大，因此，各国运动员在“水立方”的比赛成绩普遍提高就不足为奇了。你认为他的说法正确吗？为什么？
答：这个说法不正确。因为浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与液体的深度无关。
把小木块和大石块都浸没到水中，同时松开手，小木块上浮到水面，大石块下沉到水底，松手的瞬间它们受到的浮力（　　）
A．因为木块上浮，所以受到的浮力较大
B．因为石块下沉，所以受到的浮力较小
C．因为木块体积较小，所以木块受到的浮力较大
D．因为石块体积较大，所以石块受到的浮力较大
D
在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，弹簧测力计的示数是6.6N，金属零件的体积是多少
解析：金属零件受到的浮力为
F浮= G－F拉 = 7.5N－6.6N = 0.9N
金属零件排开油的体积:
V排= = =1.125×10-4m3
F浮
gρ油
0.9N
10N/kg×0.8×103kg/m3
金属零件的体积:V金属= V排=1.125×10-4m3
某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度：他把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上，铁块在空气中时弹簧测力计的示数是7.9N，把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是7.1N。该液体的密度是多少？铁的密度为7.9×103 kg/m3。 g取10N/kg。
解：由题知，铁块的重力G铁 =7.9N，铁块浸没在液体中受到的浮力F浮=G铁-F示=7.9N-7.1N=0.8N，排开液体的体积
由F浮=ρ液gV排得，
作业
学习辅导相应部分
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。
阿基米德原理
公式表示
液体和气体
适用范围
F浮 = G排
阿基米德原理适用于气体