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(共43张PPT)
阿基米德原理
1
阿基米德的灵感
2
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
目
录
CONTENTS
3
阿基米德原理解析
课前回顾
1、什么是浮力？浮力的施力物体是谁？浮力的方向？
2、计算浮力的方法？
3、影响浮力大小的因素？
复习提问：请回顾关于浮力的以下问题。
（称重法）F浮
=
G-F拉
（压力差法）F浮=
F向上-
F向下
阿基米德
阿基米德（前287～前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。他在物理学方面的贡献主要有两项：其一是关于浮力问题；其二是关于杠杆问题。
传说澡盆的水溢出给了阿基米德启发，由此他鉴别出了国王的王冠是否由纯金所制。
阿基米德还有一句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”
01
阿基米德的灵感
01
阿基米德的灵感
阿基米德的灵感
　　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，阿基米德冥思苦想了很久都没有结果。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。原来他突然想到，物体浸在液体中的体积不就是物体排开的液体的体积吗？
怎样鉴别皇冠是否由纯金制成的？
比较
与
的大小。（
查表可知，
怎么求？）
可根据公式
=
，求
。（
可用
测量，
怎么求？）
阿基米德洗澡发现：
。
总结：逆向思维，可求出
，即可鉴别皇冠是否由纯金制成的。
01
阿基米德的灵感
天平
溢出水的体积
物体浸在液体中的体积
=
物体排开液体的体积
回顾：浮力大小与哪些因素有关？
浮力大小，跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。
1、在物体浸在液体中的体积相同时，液体的密度越大，浮力就越大。
2、在液体的密度相同时，物体浸在液体中的体积越大，浮力就越大。
02
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
02
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
猜
想
浮力与物体排开的这部分液体有什么关系？
可以怎样表述浮力的大小？
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体积×液体的密度有关。
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
F浮
V浸
ρ液
V排
m排
G排
F浮
=
G排
02
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
1.如何测量物体受到的浮力？
2.如何测量物体排开的液体的重力？
①用弹簧测力计测出物体的重力G物
②读出物体在水中时测力计的读数F
③测出小桶和排开水所受的总重力G总
④测出小桶所受的重力G桶
⑤更换实验物体，重复上述实验步骤。
02
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
探究实验
G排=
G总-G桶
称重法
次数
物体的重G物/N
物体在液体中测力计示数F/N
浮力
F浮/N
小桶和排液的总重G总/N
小桶的重力G桶/N
排开液体的重力G排/N
1
1
0.8
0.6
0.4
2
1
0.6
0.8
0.4
3
1
0.4
1.0
0.4
4
1
0.2
1.2
0.4
0.2
0.4
0.6
0.8
0.8
0.6
0.2
0.4
02
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
分析数据得出结论
1．浸在液体中的物体受到向上的浮力
2．浮力的大小等于物体排开液体的重力
这就是著名的阿基米德原理。
气体和液体都适用
F浮
=ρ液
gV排
=G排
02
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
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：密度均匀的液体和气体
3．用于计算的导出式：
F浮=
m排g
F浮=
r液
gV排
03
阿基米德原理解析
阿基米德原理:
1.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；
2.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。
关于阿基米德原理的导出式F浮＝r液
gV排
03
阿基米德原理解析
3.区分：浸没（全部浸入）、部分浸入。
浸没时：
V排=V浸=V物
F浮=
r液gV排=r液gV浸=r液gV物
部分浸入时：
V排=V物
F浮=
r液gV排
03
阿基米德原理解析
F浮＝ρ液·
g
·
V排
4.公式中注意单位代入
N
Kg/m3
m3
N/Kg
03
阿基米德原理解析
课堂小结
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
课后练习
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
C
2.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(
)
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
C
课后练习
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
4.在水中游泳的人要上岸从深水处向浅水处行走的过程中(
)
A.
人所受的重力逐渐变小
.
B.
人所受的重力逐渐变大
C.
人所受到的浮力减小
D.
人所受到的浮力增大
C
课后练习
5.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.
A
6.质量相等的实心铁球、木球和铜球分别放入有足够多水的容器中，使其完全侵入水中，当三个球静止时，受到的浮力大小情况是（
）
A.
铁球受到的浮力最大
B.
铜球受到的浮力最大
C.
木球受到的浮力最大
D.
三个球受到的浮力一样大
C
课后练习
7.如图所示，将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中，静止在图示位置，绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是：（
）
A.F1＞
F2
B.F1＝F2　
C.F1<
F2
D.无法确定
B
8.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
A
课后练习
10.绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受到的浮力将（
）
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.保持不变
D.变为零
9.关于浮力，下列说法中正确的是（
）
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上浮力
C.只要下沉的物体就不会受到浮力
D.浮力的方向不一定都是向上的
B
C
课后练习
11.用一根细线将一个石块系住，分别浸没在盛有盐水和水的容器中（盐水的密度大于水的密度），由于细线拉力的作用，石块静止在液体中，此时线上拉力分别为F1、F2，则两次拉力大小关系是（
　）
A.F1＞F2　B.F1＝F2　C.F1＜F2
D.无法比较
C
12.一艘远洋轮船装上货物后，发现船身下沉了一些，则它受到的浮力　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。当船由内河驶入大海后，船受到的浮力　　(填“变大”、“变小”或“不变”)，船身相对于水面将　　　　(填“上浮”、“下沉”或“不变”)。
上浮
F
=G
浮
排
=ρ
g
V
液
排
变大
不变
课后练习
13.浴缸里放满水，人坐进去后，排开400牛的水，则人受到的浮力为
牛。
400
【解析】
根据阿基米德原理F浮=G排=400N
14.一个体积为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
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
课后练习
15.比较下列物体受的浮力
（1）体积相同的铜、铁、铝浸没水中
铁
F浮铝
＝
F浮铁＝
F浮铜
铜
铝
课后练习
（2）如图所示，A、B两个物体的体积相等，浸入水中哪个受到的浮力大？
A
B
F浮A<
F浮B
课后练习
（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？
(ρ水＞ρ酒精)
A
水
B
酒精
F浮A＞
F浮B
课后练习
（4）质量是1kg的实心铜球和铝球，浸没水中，谁受到的浮力大？
(ρ铜>ρ铝)
铜
铝
铝
课后练习
16.一个重0.25N的物块挂在弹簧测力计上，将它浸在盛满水的溢水杯中，静止时物块漂浮在水面上，此时弹簧测力计的示数0N，蜡块受到的浮力是
N,溢出水的重力是
N。
17.如下图，两个体积相等的铜球和铝球，分别浸没在酒精和水中，则它们所受浮力关系是：
F铜浮____F铝浮。
(ρ酒<
ρ水)
（填“<”、“=”、“>”）
水
铝
酒精
铜
0.25
0.25
<
课后练习
19.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
18.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
课后练习
20.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？
【解析】
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。
课后练习
21.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？
【解析】
（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。
课后练习
22.一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。
【解析】
F浮=ρgV
=1.29kg/m3×9.8N/kg×620m3
=7838.04N
课后练习
23.一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为27N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为17N，取g=10N/kg，则：
（1）该金属块受到水对它的浮力是多大？
（2）物体的体积是多少？
（3）金属块的密度是多大？
F
=
17N
G
=
27N
【解析】
（1）F浮=G－F=27N－17N=10N
（2）物体浸没在水中，V物=V排，由阿基米德公式得:V排=F浮/(ρ液
g)
V物
=
V排
=
10N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)
=
1.0×10-3m3
课后练习
24.
把密度为7.8×
103
kg/m3、体积为500cm3的铁块浸没在密度为0.8×103
kg/m3的煤油中，受到的浮力为多少牛？
【解析】
∵铁块完全浸没在煤油中，
∴
V排=
V物
根据阿基米德原理铁块受到的浮力为：
F浮=
ρ液g
V排=
0.8×103
kg/m3×9.8N/kg
×
5
×
10-4m3
=3.92N
例5
课后练习
25.一个在节日放飞的气球，体积是620
m?。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1x105Pa，空气的密度是1.29
kg/m?。
F浮＝G排=ρ空气gV排
V排=V球=620m3
【解析】
=1.29kg/m3×10N/kg×620m3=7998N
由阿基米德原理得：
气球在空气中：
课后练习
26.一个体积为300
cm3
的物体浮在水面上，它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多少N。（g取10
N/kg）
【解析】
V=300cm3=3×10-4
m3
?
根据阿基米德原理：
F浮＝G排＝ρ液gV排＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×10-4
m3
=1N
课后练习
27.北京“水立方”中游泳池的水深设计比一般标准游泳池深了0.5
m。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：不正确。浮力的影响因素是液体的密度和排开液体的体积有关，与深度无关。
课后练习
28.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5
N。当把零件浸没在密度为0.8x103
kg/m?的油中时，测力计的示数是6.6N,金属零件的体积有多大?
解：
由阿基米德原理F浮＝G排=ρ液gV排得：
金属球受到的浮力：
G球=7.5N
由题可知，金属零件的重力：
F浮＝G球－F拉=7.5N－6.6N=0.9N
由于金属球浸没在水中，则：
?
课后练习
29.小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化的情况，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表
次数
1
2
3
4
5
6
7
h/cm
0
2
4
6
8
10
12
F/N
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.25
4.25
（1）分析表中数据，可得物体重_______，第4次实验时，物体受到的浮力为_______。
（2）分析表中第1列到第5列数据，说明：
（3）分析表中第6列到第7列数据，说明：
6.75N
1.5N
物体未浸没时，物体越深受到的浮力越大
物体浸没后，物体所受浮力与物体深度无关
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