10.2 阿基米德原理课件(精品)课件（36张）

浮力的大小变化可能与什么因素有关?
1.设计方案,定量地探究浮力大小于排开水的体积、排开水的重力的关系:
问:
a. 需要哪些器材?
b. 能否只用弹簧秤测量圆筒受到的浮力？
c. 如何测量圆筒排开水的体积、重力?
应记录哪些数据?

? 阿基米德原理
浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力.
F浮 = G排?
反馈练习：
1、如图是四个体积相同而密度不同的小球在水中静止时的情况，试比较他们所受浮力的大小（ ）
2、一实心铁块，分别投入水和酒精中，
静止时如图所示。试比较他们所受浮
力的大小（ ）
3、完全相同的三个物体A、B、C，
在水中静止时如图所示，试比较弹
簧测力计的示数F1、F2、F3的大小
（ ）
（1）、a、b两图说明了（ ）
（2）、b、c两图说明了
（ ）
（3）、（ ）、（ ）两图说明浸没在同种液体中的物体所受浮力大小与深度无关。
（4）、（ ）、（ ）两图说明排开液体体积相同时，所受浮力大小与液体密度有关。
观察物体慢慢浸入水中不同部分时的情况？
小 结
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国王让金匠做了一顶新的纯金王冠。但他怀疑金匠在金冠中掺假了。可是，做好的王冠无论从重量上、外形上都看不出问题。国王把这个难题交给了阿基米德。
　　阿基米德日思夜想。一天，他去澡堂洗澡，当他慢慢坐进澡堂时，水从盆边溢了出来，他望着溢出来的水，突然大叫一声：“我知道了！”竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出办法了。
　　阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中，一些水溢出来了。他取了王冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较，发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验，他算出银子的重量。当他宣布他的发现时，金匠目瞪口呆。
　　这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理,这条原理后人以阿基米德的名字命名。
阿基米德(Archimedes，约公元前287～212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。阿基米德的一生勤奋好学，专心致志地献身于科学，忠于祖国，受到人们的尊敬与赞扬。阿基米德曾发现杠杆定律和以他的名字命名的阿基米德定律。并利用这些定律设计了多种机械，为人民、为祖国服务。许多关于他发明创造和保卫祖国的故事，流传至今。
圆筒排开液体的体积
V排/cm3
盛水桶重
G桶/N
3.
2.
1.
圆筒排开液体的重力G排/N
盛水桶盛了水后桶水共重
G总/N
圆筒受到的浮力
F浮/N
圆筒部分侵入水中时的重力
G液/N
圆筒在空气中的重G/N
实验
次数
65
47
21.5
圆筒排开液体的体积
V排/cm3
0.24
0.24
0.24
盛水桶重
G桶/N
0.60
0.84
0.60
0.45
1.05
3.
0.40
0.64
0.40
0.65
1.05
2.
0.21
0.45
0.20
0.85
1.05
1
圆筒排开液体的重力G排/N
盛水桶盛了水后桶水共重
G总/N
圆筒受到的浮力
F浮/N
圆筒部分侵入水中时的重力
G液/N
圆筒在空气中的重G/N
实验
次数
1.气体与液体一样对浸在其中的物体，也具有竖直向上的力，即也有浮力的作用。
2.阿基米德原理对气体同样适用。
说明：
阿基米德原理：
浸入液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
公式： F浮=G排
∵ G排= m排g
∴ F浮=G排 = ρ液V排g
m排= ρ液V排
阿基米德原理也适用于气体的情况
浮力的大小与液体的密度大小、排开液体的体积大小有关，即：
F浮与ρ液、V排有关
F浮与h深度无关
其中F浮表示物体所受的浮力、 ρ液表示液体的密度、 V排表示物体排开液体 的体积。
阿基米德定律公式中
F浮=G排= ρ液V排g
※ V排不一定等于V物,只有在物
体完全浸没时V排才等于V物.
※ρ液指的是液体的密度；
注意：
※浮力的大小只与ρ液、V排有关（即物体排开的液体受到的重力有关）
注意:
(1)当物体全部浸入时，浮力的大小与液体的深度无关.
(2) V排是表示被物体排开的液体的体积.

当物体只有一部分浸入液体中时,则V排当物体全部浸没液体里时, 则V排= V物
(3) 定律也适用于气体 (浮力等于它排开的气体受到的重力)
例题：边长为L的一个立方体铜块，浸没在密度为ρ的液体内，受到的浮力是多少？ 如果立方体处于乙图的位置，浮力又是多少？如果把这个铜块压扁再让他浸没在液体中，所受到的浮力会不会发生变化？
甲
乙
解：
根据阿基米德原理，铜块受到的浮力等于它排开的液体受的重力。这个问题中，铜块排开的液体的体积等于铜块本身的体积。
铜块排开液体的体积V排，即铜块的体积。V铜=L
3
排开液体的质量m排
m排=ρgV排
排开液体所受的重力
根据阿基米德原理,可以得到
如果把铜块压扁，他的体积不会变化，排开液体的多少也不变，所以受到的浮力也不会变化
G排= m排g=ρgL
3
F浮=G排= ρgL
3
如果铜块处于乙位置，由于他仍然完全浸没在液体中所以排开液体的多少与甲相同，所以浮力仍为F浮=G排= ρgL
3
[ 例一 ] 如图一所示 ， 边长为 L 的一个立方体铜块 ， 浸没在密度为ρ的液体内 ， 受到的浮力是多少 ？ 如果立方体处于图二的位置 ， 浮力又是多少 ？ 如果把这个铜块压扁再让它浸没在液体内 ， 所受的浮力会不会发生变化 ？
结论：浸没在液体中的物体所受到的浮力大小与它所处的深度和形状无关 。
F浮＝ρ液· V排 · g
※公式中注意单位代入：
N
Kg/m3
m3
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所受的重力。
阿基米德原理
2.公式: F浮=G排=ρ液gV排
阿基米德原理也适用于气体
F浮大小只与ρ液和V排有关
如图所示：小鱼和大鱼在争论中，你认为 所受到的浮力大，你的理由
是 。
大鱼
大鱼排开液体的体积大
我在深处，受到的压力大。
我的体积大，受到的浮力大。
F A浮＜F B浮＜F C浮=F D浮
F水浮＞F酒浮
F1＞F2=F3
物体在液体中所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关
浸入液体中的物体受到浮力的作用
4、探究：如图是研究浮力问题的实验过程，请回答下列问题：
c d
c e
二、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
排开水的体积一定等于物体体积吗？
物体浸入部分越多，排开的水 ，拉力 。
物体排开的水
1、浸在液体里的物体，受到的浮力大小等于 ，
表达式： 。
2、浸没在液体中的物体受到的浮力
大小决定于：（ ）
A.物体在液体里的深度
B.物体的体积和形状；
C.物体的体积和液体的密度；
D.物体的密度和液体的密度
物体排开的液体所受到的重力
F浮＝ρ液·g·V排
C
1.比较下列物体受的浮力
（1）体积相同的铜、铁、铝浸没水中
铁
铜
铝
F浮铝 ＝ F浮铁＝ F浮铜
A
B
（2）如图所示，A、B两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？
F浮A< F浮B
A
（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？
B
水
酒精
F浮A＞ F浮B
思考：
（1）“物体浸在液体里”与“物体浸没在液体里”相同吗？
不同
（2）V排与Ｖ物一定相等吗？
不一定
浸没
部分浸入
V排＝Ｖ物
V排＜Ｖ物 V排＋V露＝Ｖ物
（４）质量是1kg的实心铜球和铝球,浸没水中, ______受到的浮力大.
m铜= m铝
ρ铜>ρ铝
V铜铜
铝
铝球
3、体积相同的铝球、铁球、铜球分别浸没在水中，比较它们受到的浮力大小，有：( )
A、铝球受到的浮力最大
B、铁球受到的浮力最大
C、铜球受到的浮力最大
D、三球受到的浮力一样大
D
4、质量相等的实心铝球、铁球和铜球，分别浸没在水中，三只球受到的浮力（ ）
A、铝球所受的浮力最大
B、铁球所受的浮力最大
C、铜球所受的浮力最大
D、三只球所受的浮力一样大
A
5、实心的铝球，分别浸没在水中，煤油中，盐水中，比较它们受到的浮力大小，有：( )
A、放在水中最大
B、放在煤油中最大
C、放在盐水中最大
D、一样大
C
1.一个物体所受的重力为10N，将其全部浸没在水中时，排开重20N的水，此时它所受的浮力为_ N。
20
分析：已知G排=20N，所以F浮=G排=20N。
2.将金属块的一半浸没水中，排开了0.6kg的水，金属块受到的浮力是 N。
6
分析：已知m排=0.6kg，
所以F浮=m排 g=0.6kg×10N/kg=6N。
3.一艘浮在河面上的轮船，不装货物时，排开水的体积为200m3，则轮船受到的浮力是多少？
分析：题中的已知条件是V排，因此采用公式F浮=ρ液 g V排。
已知：V排=200m3,ρ水=1.0×103kg/m3
F浮=ρ液 g V排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×200m3

=2×106N
求：F浮
解：
3 、一体积为1dm3的木块放入水中，有0.6 dm3的体积浸入水下，求木块受到的浮力。
（ρ木=0.6×103kg/m3）
解：已知：ρ水=1×103kg/m3
V排=0.6dm3=0.6×10-3m3
求：F浮
根据阿基米德定律得：
F浮=ρ 水g V排
= 1×103 kg/m3 × 9.8N/Kg×0.6×10-3m3
=5.88N
答：木块受浮力5.88牛。
3.一个空杯子装满水后重为15N，放入一重为2N，的木快后益出一些水，木块浮在水面上。这时杯子，木块，水的总重量为 N？
15
1?.浸在水中的物体受到水对它向上托的力叫浮力
2?.浸在任何液体中的物体,都要受到液体对它向上的浮力。
3. 浮力方向：竖直向上
4. 压力差法测浮力： F浮=F向上-F向下
5. 称重法测量浮力: F浮＝G－F′
6. 阿基米德原理
浸在液体中的物体所受的浮力，
大小等于它排 开的液体所受的重力.
F浮 = G排 =ρ液gV排