资源简介

(共25张PPT)
10.2阿基米德原理
【课程标准】
课程内容要求 学生必做实验
2011 版 知道阿基米德原理。 无
2022 版 知道阿基米德原理。 无
【学习目标】
1. 知道浮力大小与物体排开液体的重力的关系
2. 会用阿基米德原理计算浮力大小
【新课导入】 阿基米德的灵感
【新课导入】 阿基米德的灵感
据说两千多年以前，
古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，冥思苦想了很久都没有结果。
一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，
看见浴缸里的水向外溢，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？
阿基米德的故事启示我们：
物体浸在液体中的体积越大，也就是物体排开液体的体积越大、液体的密度
越大，它受到的浮力就越大。
我们来体验一下：
把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中，
在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。
当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，
浮力是否更大呢？
【想想做做】
排开液体的体积 × 液体的密度 = 排开液体的质量
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
【推理与猜想】 浮力的大小
推理
猜想
浮力的大小跟排开液体的重力有关。
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
【实验设计】
（1）浮力的大小可以用弹簧测力计测出
先测出物体所受的重力 G，
再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F拉，
则F 浮 =G－F拉。
（2）排开液体所受重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出
溢水杯中盛满液体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，
桶中的液体就是被物体排开的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的重力。
实验
弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、圆柱体
【实验步骤】
（1）用测力计分别测出物体所受重力 G 和小桶重力 G桶 。
（2）把物块浸入装满水的溢水杯中，同时用小桶收集物块所排开的水，
读出弹簧测力计的示数 F，算出物块所受浮力 F浮 。
（3）测出小桶和排开水的重力 G总，计算出排开液体的的重力 G排 。
（4）测量数据填入记录表，分析数据，得出结论。
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
【实验器材】
实验
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
实验
图2
图3
图4
图1
实验次数 物重G / N 空桶重 G桶 / N 物体浸没水中 弹簧测力计示数 F / N 桶与排出水 总重G总 / N 浮力 F浮 / N 排开的水重
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 1.4 0.8 0.8
4
浮力的大小等于物体排开液体的重力。
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
实验
【实验结论】
【实验数据】
1. 内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它
排开的液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理。
2. 数学表达式：F浮=G排
4. 适用范围：液体和气体
3. 用于计算的导出式：
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
公 式 法
【小结】 阿基米德原理
【讨论交流】 对阿基米德原理的理解
1. 区分：浸没、浸入、浸在、没入
2. F浮＝ ρ液 gV排 ρ液 —— 液体的密度
V排 —— 物体排开的液体的体积
3. F浮＝ ρ液 gV排 表明浮力大小只和 ρ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
是否运动等因素均无关。
物体“浸在液体里”：
包括“全部浸入（即浸没）”（V排=V浸=V物）
和“部分浸入”（V排=V浸有一个重 7N 的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？
g 取10N/kg 。
解：根据阿基米德原理，铁球受到的浮力等于它排开的水所受的重力，
即 F浮=G排。
由于铁球浸没在水中，它排开的水的体积等于铁球的体积，
铁球的体积为： 。
由铁球所受的重力 G铁=7N 可以求出铁球的质量：
例题
铁球的体积：
铁球排开水的体积等于铁球的体积：
铁球排开水所受的重力：
根据阿基米德原理，铁球受到的浮力与它排开的水的重力相等，
即：
【本课小结】
【典例精析】
下列几种情况中能使受到浮力变大的是（ ）
A．潜水艇浸没在水中后继续下潜；
B．轮船由长江驶入大海；
C．从水银中取出铁球放入水中；
D．人由浅水区走向深水区
【典例精析】
2020年11月28日上午8时30分许，随着一阵汽笛声响，在马里亚纳海沟
结束科考任务的“探索一号”科考船，搭载成功实现 10909 米坐底纪录
的“奋斗者”号胜利返航。若海水密度为1.03×103kg/m3 ， “奋斗者”
号在海面下下潜的过程中，下列说法正确的是
A. “奋斗者”号受到的海水的压强不变，受到的海水的浮力不变
B. “奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力不变
C. “奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力变大
D. “奋斗者”号受到的海水的压强变小，受到的海水的浮力变小
【典例精析】
小明有一正立方体金属块，他想知道该金属块的密度，于是将金属块
浸没在某种液体中，如图甲所示，在将金属块缓缓从液体中竖直提出来
的过程中，画出了测力计拉力 F 随提起高度 h 变化的图像，如图乙所示，
则该金属块的密度约为
A．2.7×103 kg/m3
B．3.1×103 kg/m3
C．3.5×103 kg/m3
D．4.4×103 kg/m3
【典例精析】
在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是 7.5N．
把零件浸入密度为 0.8×103kg/m3 的液体中，当零件 的体积露出液面时，
测力计的示数是 6N，则金属零件的体积是（ g 取10N/kg ）（　　）
A．2×10﹣4m3 B．2.5×10﹣4m3
C．6×10﹣4m3 D．7.5×10﹣4m3
【典例精析】
如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”，
某次执行任务时它的质量为 38t，当它停在水面上时，排开水的体积
是　 　m3，受到的浮力为　 　N．
（ g＝10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3 ）
38
3.8×105
【典例精析】
如图所示是某物理兴趣小组验证“阿基米德原理”的实验操作过程示意图。
（1）验证阿基米德原理实验的合理顺序是________________；（填字母代号）
（2）金属块浸入溢杯前，溢杯里水面高度应____________________________；
（3）金属块浸没在水中时，受到的浮力是______________N；
（4）金属块的密度为____________kg/m3；（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（5）比较______（填字母代号）和______（填字母代号）的操作可得出结论：浸入液体中的
物体所受的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小。
FABGCEDH
到达溢水杯杯口
1
2.6×103
AD
FH
【典例精析】
某兴趣小组在探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验中，做了如图所示的实验，
将同一物体 A 逐渐浸入到密度为 ρ0 的液体中，并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律，
得出以下一些结论：
（1）分析比较实验序号甲、乙、丙
可初步得出结论：
当液体的密度相同时，
物体排开液体的体积越大，
物体受到的浮力越　　　，
分析比较实验序号　 　　　　可
初步得出结论：当排开液体的体积相同时，
物体所受浮力与浸没在液体中的深度　　　（选填“有关”或“无关”）。
（2）由实验可知 A 物体的重力为　 　N，A 物体浸没在液体中所受的浮力是　　　N。
大
甲、丙、丁
无关
6
2
【典例精析】
将物块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.6N．
将物块的一部分浸在水中，静止时弹簧测力计的示数F2＝1.8N，如图所示，
已知水的密度 ρ水＝1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg。求：
（1）物块受到的浮力；
（2）物块浸在水中的体积。
【答案】（1）物块受到的浮力为 0.8N；
（2）物块浸在水中的体积为 8×10﹣5m3。

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