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(共34张PPT)
第十章 浮力
第2节　阿基米德原理
两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，苦苦思索了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的澡盆中洗澡时，发现水从澡盆中
溢了出来，他突然受到启发：物体浸
在液体中的体积，不就是物体排开液
体的体积吗？用这个方法不就可以鉴
别王冠的真伪了吗？阿基米德由此揭
开了王冠之谜，通过实验验证了王冠
是掺了假的。
情景导入
当易拉罐浮在水面上时，我们用什么办法能把它浸入水中呢？
合作探究
知识点一 阿基米德的灵感
提出问题
演示实验
把装满水的烧杯放在盘子里，用手把空易拉罐向下慢慢压入烧杯中，如图所示。你的手有什么感觉？易拉罐受到的重力变化了吗？受到的浮力变化了吗？水面高度有什么变化？这些都说明了什么问题？
将易拉罐压入烧杯的过程中，易拉罐所受的浮力越来越大，排开的水越来越多。说明浮力的大小和排开液体多少有关系。
将易拉罐踩扁后放入水中，会下沉。易拉罐为什么会沉下去？它受到的重力变化了吗？受到的浮力变化了吗？易拉罐踩扁后放入水中，什么变了？这些都说明了什么问题？
易拉罐的重力没有变，之所以会下沉，是因为它受到的浮力减小了。易拉罐踩扁后，体积变小，放入水中，排开水的体积也变小了。说明浮力的大小跟易拉罐排开水的体积有关，排开水的体积越小，受到的浮力越小。
将易拉罐灌满水后放入水中，会下沉。易拉罐灌满水后受到的重力变了吗？受到的浮力变了吗？
易拉罐灌满水后，受到的重力变大了，受到的浮力变化了。
归纳总结
根据阿基米德的故事，如果我们用“物体排开液体的体积”取代“浸没在液体中物体的体积”来陈述这个结论，可以得到：物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，它所受到的浮力就越大。
知识点二 浮力的大小
猜想：浮力的大小跟排开液体的重力有关。
排开液体的重力越大
排开液体的质量越大
排开液体的体积越大
液体的密度越大
浮力越大
交流讨论
演示实验
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探究浮力的大小与排开液体的重力的关系。
实验细节：
1. 为了减小测量G排的误差，应先测G桶 ，再测G总。
2. 注入溢水杯中的水的液面必须达到溢水口，只有这样，物体排开的水才会全部溢出，才能准确测出物体排开的水所受的重力。
3. 将物体浸入溢水杯中时，手不要晃动，应等水不再流出，弹簧测力计保持静止后再读数。为了使实验更加精确，可把弹簧测力计固定在铁架台上。
4. 换用不同质量(或体积)的石块进行多次实验的目的是使实验结论更具普遍性。
归纳总结
(1)阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于被它排开的液体所受的重力。
(2)公式：F浮＝G排＝m排g＝ρ液 gV排
ρ液—液体的密度，
V排—物体排开的液体的体积；
(3)适用范围：液体和气体。
典例1
如图是小新同学探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的
A B C D
（1）如果是你做这个实验，为了减小误差，则图中的操作步骤顺序为__________________。
DABC(或ADBC)
为了减小实验误差，在小桶接水前，应先测出其重力
实验过程图。
（2）图中________两个步骤是为了测量浮力的大小。
AB
典例1
（3）下面是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据。请你将第三行数据补充完整。
实验次数 物重G/N 空桶重G0/N 物体浸没水中弹簧测力计示数F/N 桶与排出水总重G1/N 浮力F浮/N 排开水重G排/N
1 1.2 0.6 0.8 1.0 0.4 0.4
2 2.0 0.6 1.4 1.0 0.6 0.4
3 2.4 0.6 1.6 0.8 0.8
1.4
课堂小结
阿基米德原理
影响浮力的因素
液体的密度ρ液
物体排开液体的体积V排
阿基米德原理
内容
公式：F浮＝G排＝ρ液gV排
适用范围：液体和气体
随堂检测
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
B
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
B
3．老师给小强一个烧杯、一只弹簧测力计和一根细线，要求测量小石块的密度。小强将小石块挂在弹簧测力计下端，示数如图甲所示，再将小石块浸没在水中，
示数如图乙所示，则小石块浸没在水
中时受到的浮力为_____ N，小石块的
密度__________ kg/m3。 (g取10 N/kg)
B
2.5×103
课堂教学拓展
进行拓展
浮力大小的计算
知识点一
①公式法：F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
V物=V排，V物是物体浸入液体部分的体积，物体浸入液体的部分越多，受到的浮力越大，物体完全浸没在液体后，浮力达到最大值。
解 F浮=G排= ρ水 gV排
阿基米德原理的简单计算
例题
有一个重7N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？g取10N/kg。
例题
m铁球=
V排=V铁球=
=
1×103kg/m3×8.9×10-5m3×10N/kg
=0.89N
0.7kg
7.9×103kg/m3
7N
10N/kg
G铁球
g
m铁球
ρ铁球
m铁
ρ铁
G铁
g
=
7N
10N/kg
=
0.7 kg
= 8.9×10-5 m3
0.7kg
7.9×103kg/m3
=
②压力差法：F浮= F向上－F向下
压力差是浮力产生的原因，浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。
③称重法：F浮= G－F拉
用测力计测出物体的重力G，读出物体浸入在液体中时测力计的示数F拉，二者的差值即物体受到的浮力。
知2－讲
深度理解:
阿基米德原理的理论证明：
如图5所示，浸没在液体中的长方体上表
面受到液体向下的压力F向下=p向下S=ρ 液h1 gS，
下表面受到液体向上的压力F向上=p向上S=ρ 液h2 gS，
由浮力的产生原因知F浮=F向上－ F向下=ρ液h2gS－ρ液h1 gS=ρ液gS(h2－h1)=ρ液gSh=ρ液gV排=m排g=G排。
知2－讲
公式理解
(1)公式F浮=ρ液gV排明确揭示了浮力的大小只与液体的密度ρ液和物体排开液体的体积V排有关。
(2)V 排表示物体排开液体的体积，当物体浸没在液体中时V排=V物，当物体部分浸入液体中时V排(3)由公式F 浮=G排=ρ液gV排还可以推导出F浮=G排=m排g，m排指物体排开液体的质量。
利用阿基米德原理测密度
知识点二
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？
例题2
F = 17N
G = 27N
解：（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
（3）由ρ=m/V，m=G/g得ρ=G/(Vg)
ρ=27N/(1.0×10-3m3×10N/kg) =2.7×103kg/m3
课堂教学展示
拓展小结
F浮= F向上－F向下
计算浮力的三种方法
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
F浮= G－F拉
完成学生用书对应课时练习
作业布置
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）
课后反馈总结
动手动脑学物理
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。
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：已知气球排开空气的体积V排=V球=620m3
空气的密度是ρ空=1.29kg/m3
根据阿基米德原理可知气球在地面附近受到的浮力
F浮=G排=ρ空gV排=1.29kg/m3×10N/kg×620m3=7998N
答：这个气球在地面附近受到的浮力为7998N
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？
（见教材P56）
课后反馈总结
动手动脑学物理
解：金属零件浸没在油中受到的浮力F浮=F－F拉=7.5N－6.6N=0.9N。
由阿基米德原理F浮=ρ油gV排，得金属零件排开油的体积：
V排= = 1.125-4m
因为金属零件浸没在油中，所以金属零件的体积V物=V排= 1.125-4m 。
答：金属零件的体积为= 1.125-4m 。
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：因为铁块在空气时弹簧测力计的示数为4.74N，所以G铁=4.74N
铁块的质量： m铁= = 0.474kg
又因为铁块浸没在该液体中，所以v排= = 6
铁块浸没在该液体中所受浮力：F浮=G铁-F示=4.74N-4.11N=0.63N
由阿基米德原理F浮=ρ油gV排，得液体的密度：
= =

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