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第十章 浮力
第２节 阿基米德原理
阿基米德的灵感
浮力大小跟物体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。
排开液体的体积
排开液体的体积
阿基米德的灵感
物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
浮力与排开的液体有什么关系？可以怎样表述浮力的大小？
浮力大小可能与排开液体的体积×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
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
想想做做
将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系。
探究浮力的大小跟排开液体重力的关系
实验器材:
石块、溢水杯、小桶、弹簧测力计、水
溢水杯
小桶
弹簧测力计
思考：（1）实验过程中需要测量哪些量？如何测量？
（2）如何设计实验？
探究浮力的大小跟排开液体重力的关系
实验步骤:
3.2N
⑴、如图1所示，用弹簧测力计先测出石块的重力G1。
图2
图1
⑵、如图2所示，用弹簧测力计再测出空杯子的重力G桶。
0.4N
探究浮力的大小跟排开液体重力的关系
实验步骤:
⑶、如图3所示，把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数 F示。
图3
思考：如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响
1.2N
⑷、如图4所示，用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G总 。
图4
2.4N
探究浮力的大小跟排开液体重力的关系
思考：如何求出F浮的大小？如何求出G排的大小？
由称重法可知，F浮=G-F示
G排=G总-G桶
次数 物体的重力/N 物体在液体中测力计示数/N 浮力/N 小桶和排液的总重/N 小桶的重力／N 排开液体的重力/N
1 3.2 1.2 2.4 0.4
2
3
结论：浮力的大小等于物体排开液体的重力
用不同物体、不同液体做几次实验。
记录实验数据
2
2
1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力，
大小等于它排开液体的重力。
2．数学表达式：F浮=G排
4．适用范围：液体和气体
3．用于计算的导出式：
F浮= G排= m排g= r液 gV排
一、阿基米德原理
（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。
浸没
部分浸入
A．浸没时，V排=V浸=V物
B．部分浸入时， V排=V浸二、关于阿基米德原理的讨论
（2）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。
此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物
V排=V浸=V物
V排=V浸V浸
二、关于阿基米德原理的讨论
3. F浮＝ r液 gV排 —— 决定式
表明浮力大小只和 r液、V排有关，
浮力大小与物体的形状、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。
二、关于阿基米德原理的讨论
例：有一个重7N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？g取10N/kg。
解：根据阿基米德原理，铁球受到的浮力等于它排开的水所受的重力，即F浮=G排。由于铁球浸没在水中，它排开的水的体积等于铁球的体积，铁球的体积为 。
由铁球所受的重力G铁=7N可以求出铁球的质量
例题分析
铁球排开水的体积等于铁球的体积
铁球排开水所受的重力
根据阿基米德原理，铁球受到的浮力与它排开的水的重力相等，即
例题分析
铁球的体积
物理微课堂
1、浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。
A. 物体的体积和液体的密度
B. 物体的密度和物体浸入液体的深度
C. 物体浸入液体的体积和液体的密度
D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素
C
×
√
×
×
巩固练习
2、一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大 N。（g取10 N/kg）
1
巩固练习
3、把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（ ）。
A．相等 B．铝球的比铁球大
C．铝球的比铁球小 D．浮力都等于重力
B
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
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
巩固练习
6．弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的1/3，这个物体的密度是（ ）
A. 1/3×103 kg/m3 B. 2/3×103 kg/m3
C. 3×103 kg/m3 D. 3/2×103 kg/m3
5．铁块的体积是100 cm3，全部浸入水中时，排开水的体积是 cm3,排开的水重是 N，受到的浮力是 N。如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力是 N。（g取10 N／kg）
D
100
1
1
0.8
巩固练习
7、体积为3×10-4 m3的金属块浸没在水中。求：
（1）该金属块排开水的体积V排。
（2）该金属块所受到的浮力F浮。
解：根据题意可知：完全浸没时，V排＝V物。且ρ水和g相当于已知量。
（1）金属块排开水的体积：V排=V物=3×10-4 m3
（2）金属块所受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×3×10-4 m3=2.94 N
巩固练习
课堂小结
浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。这便是著名的阿基米德原理。
F浮=G排=ρ液 g V排
公式：《10.2阿基米德原理》同步训练
1、填空题
1、浸在水中的苹果受到竖直_______的浮力，浮力的大小等于苹果排开的______所受的重力。
2.将重为4.5N，体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是______N。教育网21教育网
3、一个重30 N、体积为0.002 m ( http: / / www.21cnjy.com )3的物体用绳子悬挂着，如图所示。现将物体浸没在烧杯的水中，物体受到的浮力是______N。（g取10 N/kg）。21·cn·jy·com
2、选择题
4、以下是浮力知识的应用，说法正确的是 （ ）
A．一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大
B．一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大
C．密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同
D．密度计在不同液体中漂浮，浸入液体体积越大，所测得的液体密度越大
5、把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后 ( http: / / www.21cnjy.com )，溢出酒精8g（酒精＝0.8×103kg/m3），若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质量是 （ ）
A．15g B．12.5g C．10g D．8g
6、如图，重为5N的木块A，在水中处于静止 ( http: / / www.21cnjy.com )状态，此时绳子的拉力为3N，若绳子突然断了，木块A在没有露出水面之前，所受合力的大小和方向是 （ ）
A．5 N，竖直向下 B．3N，竖直向上
C．2N，竖直向上 D．8N，竖直向下
三、计算题
7、质量为79g的铁块，密度是7.9g/，这个铁块的质量是多少 重多少 将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少 所受浮力是多少 （g取10N/kg）21世纪教育网21-cn-jy.com
8、2011年7月26日6 ( http: / / www.21cnjy.com )时12分，我国首台自主设计、自主集成的、体积约为50 m3的深海载人潜水器“蛟龙”号首次下潜至5 038.5 m，顺利完成本次5 000 m 级海底试验主要任务，这就意味着“蛟龙”号可以到达全球超过70%的海底，可以完成多种复杂任务，包括通过摄像、照相对海底资源进行勘查、执行水下设备定点布放、海底电缆和管道检测等任务。“蛟龙”号下潜到5 000 m深处时，（已知海水的密度为1.03×103 kg/m3、g=10 N/ kg）求：
（1）潜水器受到的海水的压强；
（2）潜水器所受的浮力。
四、实验探究题
9、小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发 ( http: / / www.21cnjy.com )现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。21cnjy.com
（1）分析图中弹簧测力计示数的变化可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力_________。
（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测 ( http: / / www.21cnjy.com )力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图所示。（ρ水=1.0×103 kg/m3，取g=10 N/kg）
分析图像可知：
①曲线_________（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体
所受浮力的变化情况。
②该金属圆柱体所受的重力为______N，金属圆柱体的密度为______kg/m3。
（3）爷爷鼓励小明对“浸在液体中的物体所受浮力大小是否
与液体的密度有关”这一问题进行探究。请你帮小明选择合适
的器材，并写出实验步骤。
实验器材：_________________________________________。
实验步骤：_________________________________________。
参考答案
1、填空题
1、 向上 水 2、4.5N 3、20
2、选择题
4、A 5、C 6、B
3、计算题
【解析】
7、解：＝0.079kg
＝g＝0.079kg×10N/kg＝0.79N
＝1g/×10 ＝10g=0.01kg
=0.01kg×10N/kg＝0.1N
从上面的计算看出，铁块的重力和铁块 ( http: / / www.21cnjy.com )浸没在水中受的浮力大小完全不同，但计算方法委相似，关键 是区别液和物，区别V排和V物，在理解的基础上进行计算，而不是死记硬背，乱套公式．21世纪21世纪教育网有21世纪教育网版权所有
8、解：（1）潜水器受到的海水的压强p=ρgh=1.03×
103 kg/m3×10 N/kg×5 000 m=5.15×107 Pa
（2）潜水器所受的浮力F浮=ρgV排=1.03×103 kg/m3×
10 N/kg×50 m3=5.15×105 N
四、实验探究题
9、（1）越大 （2）①a ②2.7 2.7×103
（3）实验器材：金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线
实验步骤：①用细线拴住金属圆柱体，悬挂在弹簧测力计下；
②将金属圆柱体完全浸没在清水中，读出此时弹簧测力计的示数F1；
③将金属圆柱体完全浸没在盐水中，读出此时弹簧测力计的示数F2；
④比较F1和F2的大小，分析得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关。
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