(共36张PPT)
第2节
阿基米德原理
学习目标
【知识与技能】
1.会设计实验探究阿基米德原理。
2.了解阿基米德原理,并会进行浮力的简单计算。
【过程与方法】
1.通过实验探究,理解阿基米德原理的内容。
2.经历探究阿基米德原理的过程,学习科学探究的有关方法。
【情感、态度与价值观】
1.培养学生严谨的科学态度和团结协作的精神。
2.培养学生乐于探索生活中物理知识的兴趣和尊重实验事实的客观态度。
1.浸在液体中的物体，受到向———的浮力，浮力的大小等于它—————————所受的————，这就是阿基米德原理。该原理也适用于气体。
上
2.阿基米德原理公式及浮力大小的决定因素
（1）F浮=———=——————；
（2）从公式可知：物体所受浮力的大小跟
—————
———和———————————有关，与它浸在液体中的
————
、物体的质量、体积、密度等无关。
排开的液体
重力
G排
ρ液gV排
液体的
密度
排开液体的体积
深度
自主学习
（1）称重法：
在空气中用弹簧测力计测一物体的重力，示数为G，将物体浸在水中后，弹簧测力计的示数将
（选填“增大”、“减小”或“不变”），若此时的示数为F，则物体受到的浮力F浮=
。
减小
G－F
计算浮力的四种方法
（2）压力差法：
浸没在液体中的正方体，上表面受到的压强
（选填“大于”、“小于”或“等于”）下表面受到的压强，因为正方体的上、下表面的面积相等，因此上表面受到的压力
（选填“大于”、“小于”或“等于”）下表面受到的压力，使正方体下表面和上表面有一定的
，这就是浮力产生的原因，表达式是
。
小于
小于
压力差
F浮=F向上－F向下
（3）公式法
浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体所受的
，这个规律叫阿基米德原理，其表达式是
，从公式中可以看出，物体所受浮力的大小与
和
有关。
重力
F浮=G排=ρ液gV排
液体密度
物体排开的液体体积
（4）平衡法
由二平衡条件可知漂浮、悬浮在液体中的物体受到的浮力
物体受到的重力
等于
阿基米德的启示
两千多年以前，希腊学
者阿基米德为了鉴定金王冠
是否是纯金的，要测量王冠
的体积，冥思苦想了很久都
没有结果。一天，他跨进盛
满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
情景导入
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
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。
回顾：浮力大小与哪些因素有关？
浮力大小，跟它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。
实验探究
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
浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度有关。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。
猜
想
实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水
⑴用弹簧测力计先测出石块的重力G。
⑵用弹簧测力计再测出空杯子的重力G杯。
1.15N
0.45N
实验步骤：
探究实验
一、阿基米德原理
自学互研
⑶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′。
⑷用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重
G总
。
0.70N
0.90N
收集实验数据：
研究对象
物重G/N
空杯重
G杯/N
物体浸没水中时弹簧测力计
示数F′/N
杯、水总重
G总/N
浮力的大小
F浮/N
排开水的重量G排/N
石块
0.45
铝块
0.45
铁块
0.45
1.15
0.70
0.90
0.45
0.45
0.54
0.34
0.20
0.20
0.65
0.78
0.68
0.10
0.55
0.10
比较浮力的大小和物体排开水的重量，你发现了什么？
阿基米德原理
1.内容：
浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
2.公式：
F浮=ρ液
g
V排
3.对原理的理解
（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。
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。
浸没
部分浸入
当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。
（2）阿基米德原理同样适用于气体。
1．区分：浸没、浸入、浸在、没入；
2.
F浮＝r液
gV排
r液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积；
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
三、例题分析
例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
【解析】
根据阿基米德原理：
F浮＝G排液＝ρ液gV排
据题意V排＝V/3
F浮＝ρ液gV排
＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×10-4
m3
=1
N
例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
【解析】
铁球和铝球的重力相等，则质量相等
B
根据
，ρ铁
＞ρ铝
，则V铁根据F浮=ρ液gV排，∴
F铝浮＞
F铁浮。
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
【解析】
根据
F浮=ρ水g
V排
，
∵浸没，V
相同，∴
V排相同，
∴
F浮相同。
提示：浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。
例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
例5 甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为5×103
kg/m3和10×103
kg/m3，甲球挂在甲弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让金属球全部没入水中，这时（
）。
A．甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1
B．甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2
C．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9
D．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12
【解析】
∵m甲＝m乙,
ρ甲:
ρ乙＝1:2，V甲:V乙＝2:1；
根据
F浮＝ρ水g
V排，且V排＝V物
∴
F浮甲:
F浮乙＝2:1.
分析物体受力：
F浮甲
+F甲＝G甲
①
F浮乙
+F乙＝G乙
②
提示：分析物体受力
A
选项正确
C
选项正确
G乙
F乙
F浮乙
G甲
F甲
F浮甲
1．阿基米德原理的探究实验
2．阿基米德原理的数学表达式
3．阿基米德原理的公式讨论
4．利用阿基米德原理的分析与计算
F浮=G排=ρ液
gV排
F浮=
F向上－F向下
F浮=
G排=
m排g=
ρ液
gV排
F浮=
G－F拉
F浮=G物
课堂小结
我受到浮力大
我受到的浮力大
1、在如图所示的大鱼和小鱼的争论中，
鱼的说法正确，这是因为两条鱼浸没在同种液体中，它们受到的浮力大小与
有关。
大
当堂演练
2、一个2N的物体，挂在弹簧测力计上，当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是1.2N，这个钩码受到水的浮力是
N
0.8
3、
某物体重0.5N,把它放入盛有水的烧杯中,溢出重为0.3N的水,则它受到的浮力为(
)
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
4、比较下列物体受的浮力
⑴体积相同的铜、铁、铝浸没水中
铁
F浮铝
＝
F浮铁＝
F浮铜
铜
铝
⑵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
⑶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
拓展：质量是1kg的实心铜球和铝球,浸没水中,
受到的浮力大.
铜
铝
(ρ铜>ρ铝)
铝球
1.
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？
（见教材P56）
解答：这个说法不对，由阿基米德原理可知，浸入液体中的物体，所受浮力只与液体密度和物体排开液体的体积有关，与浸入液体中的深度无关。
教材习题解答
2.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？
（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？
（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？
解答：（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，它们排开液体体积相同，水的密度大于煤油密度，由F浮=ρ液gV排知，甲受到的浮力大；
（2）同样重的铝块和铜块，浸没在煤油中，铝块密度小，体积大，排开液体体积大，由
F浮=ρ液gV排排知，铝块受到的浮力大；
（3）把铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，铝块排开液体体积大，水的密度大于煤油密度，所以铝块受到的浮力大。
3.一个在节日放飞的气球，体积是620m3。这个气球在地面附近受到的浮力有多大？设地面附近气温是0℃，气压是1×105Pa，空气的密度是1.29kg/m3。
解答：F浮
=ρgV
=1.29kg/m3×9.8N/kg×620m3
=7838.04N
4.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，测力计的示数是6.6N，金属零件的体积有多大？
解答：金属零件受到的浮力：
F浮=7.5N－6.6N=0.9N
由F浮=ρ液gV排知，V排=F浮/(ρ液g)
=0.9N/(0.8×103kg/m3×9.8N/kg)
≈1.15×10-4m3
零件浸没在油中，V零=V排=1.15×10-4m3。
5.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4.74N，把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是4.11N，该液体的密度是多少？铁的密度为7.9×103kg/m3。
解答：铁块受到的浮力：
F浮=4.74N－4.11N=0.63N
铁块浸没在液体中：
V排=V铁=G铁/(ρ铁g)，
由F浮=ρ液gV排知：
ρ液=F浮/(gV排)=F浮ρ铁/G铁
=0.63N×7.9×103kg/m3/4.74N
=1.05×103kg/m3
