第十章第2節(jié)阿基米德原理

1、復(fù)習浮力測量的方法：復(fù)習浮力測量的方法：1.稱重法：稱重法：F浮浮=G-F2.壓力差法：壓力差法：F浮浮=F向上向上-F向下向下第十章第十章 第節(jié)第節(jié)阿基米德原理阿基米德原理 阿基米德的啟示阿基米德的啟示兩千多年以前，希臘學兩千多年以前，希臘學者阿基米德為了鑒定金王冠者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測量王冠是否是純金的，要測量王冠的體積，冥思苦想了很久都的體積，冥思苦想了很久都沒有結(jié)果。一天，他跨進盛沒有結(jié)果。一天，他跨進盛滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，他忽滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：然想到：物體浸在液體中的體積，不就是物體排開物體浸在液體中的體積，不

2、就是物體排開液體的體積嗎？液體的體積嗎？排開液體的體積排開液體的體積物體浸在液體中的體積物體浸在液體中的體積=做做想想做做想想將易拉罐按入裝滿水的燒杯將易拉罐按入裝滿水的燒杯中，感受浮力與排開的液體中，感受浮力與排開的液體的關(guān)系。的關(guān)系。回顧：回顧：浮力大小與哪些因素有關(guān)？浮力大小與哪些因素有關(guān)？浮力大小，浮力大小，跟它跟它浸在液體中的體積浸在液體中的體積和和液體的密度液體的密度有有關(guān)。浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮關(guān)。浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。力就越大。猜猜 想想 浮力與排開的液體有什么關(guān)系？浮力與排開的液體有什么關(guān)系？ 可以怎樣表述浮力的大??？可以怎樣表述

3、浮力的大??？浮力大小可能與浮力大小可能與排開液體的體積排開液體的體積液體的密度有關(guān)液體的密度有關(guān)浮力大小，跟它浮力大小，跟它排開液體的體積排開液體的體積和和液體的密度液體的密度有有關(guān)。關(guān)。排開液體的體積排開液體的體積越大、越大、液體的密度液體的密度越大，浮越大，浮力就越大。力就越大。浮力大小可能與浮力大小可能與排開液體的重力有關(guān)。排開液體的重力有關(guān)。一、阿基米德原理一、阿基米德原理浮力與物體排開液體重力的關(guān)系浮力與物體排開液體重力的關(guān)系圖圖1圖圖2圖圖3圖圖4測量數(shù)據(jù)填入記錄表；測量數(shù)據(jù)填入記錄表；用不同物體、不同液體做幾次實驗。用不同物體、不同液體做幾次實驗。探究實驗探究實驗實驗數(shù)據(jù)表格實驗

4、數(shù)據(jù)表格次次數(shù)數(shù)物體的物體的重力重力/N物體在液體中物體在液體中測力計示數(shù)測力計示數(shù)/N浮力浮力/N小桶和排液小桶和排液的總重的總重/N小桶的小桶的重力重力N排開液體排開液體的重力的重力/N1234一、阿基米德原理一、阿基米德原理收集實驗數(shù)據(jù)：收集實驗數(shù)據(jù)：研研究究對對象象物重物重G/NG/N 空杯重空杯重 G G杯杯/N/N 物體浸沒水中物體浸沒水中時彈簧測力計時彈簧測力計 示數(shù)示數(shù)F F/N/N杯、水杯、水總重總重 G G總總/N/N浮力的大小浮力的大小 F F浮浮/N/N排開水的排開水的重量重量G G排排/N/N石石塊塊0.450.45鋁鋁塊塊0.450.45鐵鐵塊塊0.450.451.

5、150.700.900.450.450.540.340.200.200.650.780.680.100.550.10比較浮力的大小和物體排開水的重量，比較浮力的大小和物體排開水的重量，你發(fā)現(xiàn)了什么？你發(fā)現(xiàn)了什么？實驗數(shù)據(jù)表格實驗數(shù)據(jù)表格一、阿基米德原理一、阿基米德原理分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論1浸在液體中的物體受到向上的浮力浸在液體中的物體受到向上的浮力2浮力的大小等于物體排開液體的重力浮力的大小等于物體排開液體的重力研究研究對象對象物重物重G/NG/N 空杯重空杯重 G G杯杯/N/N 物體浸沒水中物體浸沒水中時彈簧測力計時彈簧測力計 示數(shù)示數(shù)F F/N/N杯、水杯、水總重總重 G G

6、總總/N/N浮力的大小浮力的大小 F F浮浮/N/N排開水的排開水的重量重量G G排排/N/N石塊石塊1.151.150.450.450.700.700.900.900.450.450.450.45鋁塊鋁塊0.540.540.450.450.340.340.650.650.200.200.200.20鐵塊鐵塊0.780.780.450.450.680.680.550.550.100.100.100.101內(nèi)容：內(nèi)容：浸在液體中的物體所受的浮力，浸在液體中的物體所受的浮力， 大小等于它排開液體的重力。大小等于它排開液體的重力。2數(shù)學表達式：數(shù)學表達式：F浮浮=G排排4適用范圍：適用范圍：液體和氣

7、體液體和氣體3用于計算的導(dǎo)出式：用于計算的導(dǎo)出式： F浮浮= G排排= m排排g= 液液 gV排排一、阿基米德原理一、阿基米德原理1區(qū)分：浸沒、浸入、浸在、沒入；區(qū)分：浸沒、浸入、浸在、沒入； 2. . F浮浮 液液gV排排 液液液體的密度；液體的密度； V排排物體排開的液體的體積；物體排開的液體的體積；3. . F浮浮 液液gV排排 決定式?jīng)Q定式 表明浮力大小只和表明浮力大小只和 液液、V排排有關(guān)，有關(guān)， 浮力大小與物體的形狀、密度，浸沒在液體中浮力大小與物體的形狀、密度，浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素無關(guān)。的深度及物體在液體中是否運動等因素無關(guān)。二、關(guān)于阿基米德原理的討論二

8、、關(guān)于阿基米德原理的討論對阿基米德原理的理解對阿基米德原理的理解1、物體、物體“浸在液體里浸在液體里”包括包括“全全部浸入（即浸沒）部浸入（即浸沒）”和和“部分浸入部分浸入”兩種情況。兩種情況。不論物體是浸沒還是部分浸入在液體不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。對于同一物體而言，里都受到浮力。對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小。所受的浮力也越小。浸沒浸沒部分浸入部分浸入2、浮力的大小等于被物體排開的、浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。液體受到的重力。

9、浸沒時，浸沒時，V排排=V浸浸=V物物，此時物體，此時物體所受的浮力等于排開液體的重力，即所受的浮力等于排開液體的重力，即F浮浮=G液液=液液gV排排=液液gV浸浸=液液gV物物部分浸入時，部分浸入時， V排排=V浸浸V物物F浮浮=液液gV排排=液液gV浸浸液液gV物物V排排=V浸浸=V物物V排排=V浸浸V物物V浸浸F F浮浮液液 V V排排 g g公式中注意單位代入：公式中注意單位代入：NKg/m3 m3阿基米德原理的數(shù)學表達式：阿基米德原理的數(shù)學表達式： F浮浮=G排排= m排排g=液液V排排g 說明：說明： 1.物體排開液體體積相等時，液體密物體排開液體體積相等時，液體密度越大，浮力越大

10、。度越大，浮力越大。 2.液體密度相等時，物體排開液體體液體密度相等時，物體排開液體體積越大，浮力越大積越大，浮力越大 3.阿基米德原來適用于氣體。阿基米德原來適用于氣體。能力提升能力提升 某物體重某物體重0.5N,0.5N,把它放入盛有水的燒杯中把它放入盛有水的燒杯中, ,溢出溢出重為重為0.3N0.3N的水的水, ,則它受到的浮力為則它受到的浮力為( )( ) A. A.一定為一定為0.3N. 0.3N. B. B.可能為可能為0.2N. 0.2N. C. C.一定為一定為0.5N. 0.5N. D. D.可能為可能為0.4N.0.4N.例例3把兩個物重相同的實心鐵球和鋁球，浸沒在把兩個物

11、重相同的實心鐵球和鋁球，浸沒在水中，它們受到的浮力（水中，它們受到的浮力（ ）。）。 A相等相等 B鋁球的比鐵球大鋁球的比鐵球大 C鋁球的比鐵球小鋁球的比鐵球小 D浮力都等于重力浮力都等于重力【解析解析】 鐵球和鋁球的重力相等，則質(zhì)量相等鐵球和鋁球的重力相等，則質(zhì)量相等BmV 根據(jù)根據(jù) ，鐵鐵 鋁鋁 ，則，則V鐵鐵V鋁鋁，根據(jù)根據(jù)F浮浮=液液gV排排， F鋁浮鋁浮 F鐵浮鐵浮。 A鋁球受到的浮力最大，因為它浸入液體的深鋁球受到的浮力最大，因為它浸入液體的深度最大度最大 B鉛球受到的浮力最大，因為它的密度最大鉛球受到的浮力最大，因為它的密度最大 C鉛球、鐵球、鋁球受的浮力一樣大鉛球、鐵球、鋁球受

12、的浮力一樣大 D因素太多，無法判斷因素太多，無法判斷 【解析解析】根據(jù)根據(jù) F浮浮=水水g V排排 ，浸沒，浸沒，V 相同，相同， V排排相同，相同， F浮浮相同。相同。 提示：提示：浮力與浸入液體的深度和物體的密度無關(guān)。浮力與浸入液體的深度和物體的密度無關(guān)。例例4如圖所示如圖所示, ,體積相同體積相同, ,密度不同的鉛球、鐵球、密度不同的鉛球、鐵球、鋁球浸沒在水中不同深度的地方，則鋁球浸沒在水中不同深度的地方，則( ) ( ) C 浸在液體中的物體浸在液體中的物體, ,受到的浮力大小取決于受到的浮力大小取決于( )( )。 A. . 物體的體積和液體的密度物體的體積和液體的密度 B. . 物

13、體的密度和物體浸入液體的深度物體的密度和物體浸入液體的深度 C. . 物體浸入液體的體積和液體的密度物體浸入液體的體積和液體的密度 D. .物體的質(zhì)量、體積、浸入液體的深度及形狀等因物體的質(zhì)量、體積、浸入液體的深度及形狀等因素素C三、例題分析三、例題分析例例2一個體積為一個體積為300 cm3 的物體浮在水面上，的物體浮在水面上，它的它的2/3體積露出水面，它受的浮力是多大體積露出水面，它受的浮力是多大 N。（。（g取取10 N/kg）1根據(jù)阿基米德原理：根據(jù)阿基米德原理： F浮浮G排液排液液液gV排排據(jù)題意據(jù)題意V排排V/3 F浮浮液液gV排排 1.0103 kg/m310 N/kg10-4

14、 m3=1 N1.一個物體所受的重力為10N，將其全部浸沒在水中時，排開重20N的水，此時它所受的浮力為_ N。 20分析：已知G排=20N，所以F浮=G排=20N。2.將金屬塊的一半浸沒水中，排開了0.6kg的水，金屬塊受到的浮力是 N。6分析：已知m排=0.6kg，所以F浮=m排 g=0.6kg10N/kg=6N。3.一艘浮在河面上的輪船，不裝貨物時，排開水的體積為200m3，則輪船受到的浮力是多少？分析：題中的已知條件是V排，因此采用公式F浮=液 g V排。已知：V排=200m3,水=1.0103kg/m3F浮浮=液液 g V排排 =1.0103kg/m310N/kg200m3 =210

15、6N求：求：F F浮浮解：解： 把密度為把密度為7.8 103 kg/m3、體積為、體積為500cm3的鐵塊浸沒在密度為的鐵塊浸沒在密度為0.8103 kg/m3的煤油中，受到的浮力為多少牛？的煤油中，受到的浮力為多少牛？提示提示 ：鐵塊完全浸沒在煤油中， V排= V物F浮= 液V排g= 0.8103 kg/m3500 10-6m3 9.8N/kg=3.92N 例例5 把重力為10牛，體積為110-3米3的金屬球全部浸入盛滿水的容器內(nèi)，求：溢出的水的重力為多少牛？浮力和重力的合力為多少牛？其方向如何？ 例例6v 利用物體平衡進行相關(guān)討論利用物體平衡進行相關(guān)討論例例5甲、乙兩個實心金屬球，它們質(zhì)

16、量相同，其密甲、乙兩個實心金屬球，它們質(zhì)量相同，其密度分別為度分別為5103 kg/m3和和10103 kg/m3，甲球掛在甲，甲球掛在甲彈簧測力計下，乙球掛在乙彈簧測力計下，并且讓彈簧測力計下，乙球掛在乙彈簧測力計下，并且讓金屬球全部沒入水中，這時（金屬球全部沒入水中，這時（ ）。）。 A甲、乙兩球所受到的浮力之比為甲、乙兩球所受到的浮力之比為2: :1 B甲、乙兩球所受到的浮力之比為甲、乙兩球所受到的浮力之比為1: :2 C甲、乙兩個彈簧測力計的示數(shù)之比為甲、乙兩個彈簧測力計的示數(shù)之比為8: :9 D甲、乙兩個彈簧測力計的示數(shù)之比為甲、乙兩個彈簧測力計的示數(shù)之比為11: :12 運用浮力知

17、識解決問題運用浮力知識解決問題運用浮力知識解決問題運用浮力知識解決問題【解析解析】m甲甲m乙乙, 甲甲: 乙乙1:2，V甲甲:V乙乙2:1； 根據(jù)根據(jù) F浮浮水水g V排排，且，且V排排V物物 F浮甲浮甲: F浮乙浮乙2:1. 分析物體受力：分析物體受力： F浮甲浮甲 +F甲甲G甲甲 F浮乙浮乙 +F乙乙G乙乙 89FGFgVgVFGFgVgV 甲甲甲甲浮浮甲甲甲甲甲甲水水甲甲乙乙乙乙浮浮乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙提示：提示：分析物體受力分析物體受力A 選項正確選項正確C 選項正確選項正確G乙乙 F乙乙 F浮乙浮乙G甲甲 F甲甲 F浮甲浮甲v8把一塊圓柱體的金屬塊掛在彈簧把一塊圓柱體的金屬塊掛在彈簧

18、秤上，把金屬塊的秤上，把金屬塊的35浸沒在水浸沒在水中時彈簧秤的示數(shù)和把金屬塊全部中時彈簧秤的示數(shù)和把金屬塊全部沒入某液體中時彈簧秤的示數(shù)相等，沒入某液體中時彈簧秤的示數(shù)相等，那么兩次金屬塊受到的浮力之比是那么兩次金屬塊受到的浮力之比是_，液體的密度之比是，液體的密度之比是_1.漂浮與懸浮漂浮與懸浮v2.一木塊的密度為一木塊的密度為0.6103kg /m3，漂浮在水面上時。求漂浮在水面上時。求V排排 V物物 =？v6一木塊浮在水面上時一木塊浮在水面上時,總體積的總體積的1/5露出水面露出水面,把它放在另一種液體把它放在另一種液體中中,總體積的總體積的1/3露出液面露出液面,則水與這則水與這種液

19、體的密度之比為（種液體的密度之比為（ ）vA5 6 B15 8 v C6 5 D3 5v9將重是25的物體A放進水中，它有一半體積露出水面，如圖甲，在A上面再放一個體積與A相同的物體B，恰好A、B兩物體全部浸入水中，且B上表面與水面相平，如圖乙，求B物體的物重是多少_知識點知識點 浮力的計算浮力的計算闖關(guān)點撥闖關(guān)點撥 要求出石塊的密度，關(guān)鍵得先求出它的體積要求出石塊的密度，關(guān)鍵得先求出它的體積.石塊浸沒在水中時，它的體積等石塊浸沒在水中時，它的體積等于被它排開的水的體積，即于被它排開的水的體積，即V石石=V排排.解解 浮力浮力F浮浮=GF=5N2N=3N 石塊的體積石塊的體積 V石石=V排排=

20、石塊的密度石塊的密度題型三題型三 會利用阿基米德原理進行有關(guān)的計算會利用阿基米德原理進行有關(guān)的計算 智智 能能 歸歸 例例例：例： 在空氣中用彈簧測力計測得某石塊重在空氣中用彈簧測力計測得某石塊重5N；浸沒在水中稱量，彈簧測力計的示數(shù)為；浸沒在水中稱量，彈簧測力計的示數(shù)為2N，求該石塊是密度（取求該石塊是密度（取g=10N/kg） 343310310103mmgF水浮3334/1033. 1/103105mkgmkggVGm石石石 說明說明 本題為我們提供了一種測量密度大于水的密度的固體物質(zhì)密度的方法本題為我們提供了一種測量密度大于水的密度的固體物質(zhì)密度的方法.利利用阿基米德原理還能計算液體的密度請