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9.2 阿基米德原理
　　在亚洲西部，离地中海不远的地方有一个内陆湖，叫做死海，死海里没有一条鱼，它的名字由此而来。为什么没有鱼呢？因为死海的水太咸了。人在死海里游泳时，可以躺在水面上看报纸，悠然自得。死海的海水中矿物质很丰富，可以用来治疗一些皮肤病和湿疹。是世界上著名的游泳风景点和疗养地之一。
　　船只庞大的身躯和体重,为什么能够在江河湖海中自由的航行
人和军舰为什么
都能浮在海　
面上呢？
　　　　　　　　　　
Ｇ
Ｇ
托力
托力
Ｇ
托力
由上节的实验可以知道，物体浸入液体的体积越大，液体的密度越大，受到的浮力就越大。而物体浸人液体的体积，就等于被它排开的液体的体积。因此，浮力的大小就可能跟物体排开液体的重力存在着一定的关系。
可见，浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力，物理学中就把这种力称为 .
浮力
浮力的方向：___________
竖直向上
想一想：生活中还有哪些例子说明物体受到浮力的作用？
浮力
活动 探究浮力的大小
为研究浮力的大小跟物体排开液体重力的关系，我们选择弹簧测力计、小石块、溢水杯、清水和食盐等器材进行实验探究。其中溢水杯用于收集物体浸入液体后排开的那部分液体。
进行实验与收集证据
参照图9- 10所示的过程进行实验。探究物体受到的浮力跟被它排开液
体的重力的关
系。
把上述实
验中物体所受
的浮力F浮与被
物体排开水的
重力G排进行比
较，你能得出
以下结论吗
弹簧测力计的示数变小
浸在水中的物体受到了浮力的作用。
如果给你一只弹簧测力计和一些水，如何测出石块在水中受到的浮力？
(1)、你观察到的现象是：
(2)、你观察到的现象能说明什么问题？
F
G
１、通过上面的实验，我们可以找到一种用弹簧测力计测量浮力大小的方法。
Ｆ浮＝G－F
２、这种方法叫
称重法
在这种方法中，浮力的大小等于：
F
实验探究：
浮力的大小与哪些因素有关
1、实验猜想：
①可能与液体的密度
②可能与浸没在液体中的深度有关
③可能与排开液体的体积有关
④可能与物体的密度有关
2、设计实验、进行实验
3、进行实验与收集证据：
（1）把鸡蛋放入清水中，然后加盐，改变液体的密度；
（2）不断加盐，直至鸡蛋浮至水面。
（3）观察同一个物体的不同体积浸在同一种液体中时弹簧测力计的读数，发现浸入水的体积越大读数越小。
（4）观察同一个物体分别浸没在同一种液体中的不同深度处时弹簧测力计的读数，发现读数不变。
4、分析与论证：
（1）在水中加盐后液体密度增大，而鸡蛋上浮说明浮力也增大。
（2）物体浸入水中的排开水的体积越大，弹簧测力计读数越小，说明浮力越大。
（3）物体浸没在水中的不同深度处时，弹簧测力计读数不变， 说时浮力不变。
5、得出结论：
（1）浮力的小与液体的密度有关，液体的密度越大，浮力越大；
（2）浮力的小与物体浸入液体中的体积有关，浸入液体中的体积越大，浮力越大；
（3）浮力的小与物体浸没在液体中的深度无关；
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
这就是著名的阿基米德原理(Archimedes principle)。 实验证明，阿基米德原理对气体同样适用。例如，空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。
人类从古代就知道利用浮力了。
古人把树干挖空成独木舟(图9-11 ),
既能载人，又可载物。应用阿基米
德原理，就可以解释钢铁制成的万
吨巨轮浮在水面为什么不下沉了。
整块钢板在水中是会下沉的，用钢
板制成的万吨巨轮是空心体，它能
排开的水量很多，它受到的巨大浮
力足以使钢铁巨轮浮在水面上。
例题在图9- 4所示的实验中，如果物体的体积V= 50 cm3, g取10 N/kg,试问:
(1)把物体完全浸没在水中时，它排开水的重力为多少 它受到的浮力多大
(2)把物体完全浸没在密度为1.1 x 103 kg/m3的盐水中，它排开盐水的重力为多少 它受到的浮力多大
解:根据阿基米德原理，浮力的大小应等于被物体排开的液体的重力。
(1)物体浸没在水中时，它排开的水的体积
V排= V= 50 cm3=5x 10-5 m3
它排开的水的重力
G排= m排水g= ρ水V排g=1x 103 kg/m3x5x 10-5 m3 x 10 N/kg= 0.5 N
所以，物体受到水的浮力
F浮= G排=0.5 N
(2)浸没在盐水中时，被物体排开的盐水的体积V排= V= 5x 10-5 m3，排开盐水的重力
G排'= m盐水g= ρ盐水V排g=1.1 x 103 kg/m3 x5x 10-5 m3 x 10N/kg= 0.55 N
所以，物体受到盐水的浮力
F浮'= G排'=0.55N
答: (1)物体完全浸没在水中时，它排开液体的重力为0.5 N,受到的浮力为0.5N。(2)物体浸没在盐水中，它排开盐水的重力为0.55N,受到的浮力为0.55 N。
信息浏览 王冠之谜和阿基米德原理
相传，叙拉古国王命人用金子做了一顶王冠。他怀疑工匠用银子偷换了一部分金子，于是要阿基米德检查王冠是不是用纯金制成，但又不能损坏它。阿基米德整天苦苦思索，怎样才能准确地测出王冠的体积呢
有一天，阿基米德去洗澡，随着身体漫入浴桶，水就从桶边溢出。阿基米德看到这个现象后，从浴桶中一跃而出，奔向街头，狂呼:“攸勒加，攸勒加(找到了)”他找到了测量不规则物体体积的方法。
随后， 阿基米德拿出质量相
等的一块金和一块银，分别放进
一个盛满水的容器中。他发现，
虽然金块和银块的质量一样，但
银块排出的水却多得多。他经过
深入研究，在《浮体论》一书中
写到:物体浸在水中所失去的重
量，等于其所排开的水的重量，这就是阿基米德原理。
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。
自我评价与作业
1.“曹冲称象”是大家熟悉的故事。由于大象很重，当时还没有这样大的秤可以直接称。曹冲的办法是:先把大象拉到船上，记下船的吃水深度(图9-13);再用许多石块代替大象，使船达到同样的吃水深度;最后称出这些石块的总重，也就知道大象的体重了。“曹
冲称象”这个故
事蕴含着物理研
究中的一种思维
方法----等效变
换。请你分析一
下， 为什么能用
石块受到的重力
替代大象的重力
2.在做“探究浮力的大小”的实验时[图9-10(a)]， 不仅要测量物体的重力，还要测量空杯的重力。你知道这是为什么吗
3.在“王冠之谜和阿基米德原理” 的故事中，若王冠的质量为490g,漫没在水中称时，王冠重4.5 N,这顶王冠在水中受到的浮力是多大 它排开水的重力是多少
4.一艘轮船满载货物时，排开水的重力是1.8x10N，船的自重是7.1x10N,它最多能装多重的货物
1.浸在　　　或　　　中的物体受到向上的托力叫浮力．方向　 　．
2.用弹簧测力计测浮力的计算公式是　　　　　．
3.浸在液体中的物体如果受到浮力作用，那么施力物体是( )
A．地球 B．物体本身
C．盛液体的容器 D．液体
液体
气体
竖直向上
Ｆ浮＝G－F
D
小练习
例题1：
体积相同的木块和铁块均浸没在
水中，块将下沉，木块将上浮。因此
浸没时木块受到的浮力大。（ ）
一个木块漂浮在酒精中排开
30克酒精 ，若它漂浮在水中，可
以排 开（ ）克水。
30
例题2：
练习一
1、在水中搬石块比在岸上搬轻些，这说明石块在水中受到 的作用。
2、小石在空气中称时弹簧测力计的示数是3.8N，在水中称时弹簧测力计的读数是2.9N，则小石块在水中受到的浮力是 N。
3、一个体积是20m3的气球，在地面附近受到的空气对它的浮力是 N。（地面附近的空气密度是1.29kg/m3，g取10N/kg）
4、体积为500cm3的物体，有2/5的体积浸没在水中,它受到的浮力为 N;若把它全部浸没在煤油中,受到的浮力为 N。（ρ煤油=0.8×103kg/m3 g取10N/kg）
浮力
0.9
258
2
1.6

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