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第二节　
阿基米德原理
阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于　 　.
2.表达式:F浮=　 =　 ,其中G排表示　 　,ρ液表示
　 　,V排表示物体　 　.
3.适用条件:阿基米德原理不仅适用于　 　,也适用于各种　 　.
4.影响浮力大小的因素:跟液体的　 　和　 　有关.
它排开的液体所受的重力
G排
ρ液gV排　
排开液体所受的重力
液体的密度
排开液体的体积
液体
气体
密度
排开液体的体积
知识讲解
浮力的大小与哪些因素有关
【典例1】 (2021岳阳)如图所示是“探究阿基米德原理”的实验,其步骤如下:
(1)如图(甲)所示,用弹簧测力计测出一满袋水的重力为2 N(不计袋子厚度和重力).
(2)如图(乙)所示,将水袋浸入水中,静止时弹簧测力计示数为1.2 N,此时水袋所受浮力为　 　N.
0.8
典例分析
(3)如图(丙)所示,继续让水袋下沉,但未浸没,水袋所受浮力　 　(选填“变小”
“不变”或“变大”);
(4)如图(丁)所示,水袋浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为0 N.由此　 　(选填“能”或“不能”)得到结论:此时水袋受到的浮力等于它排开水所受到的重力.
(5)设图(丙)中水袋受到的浮力为F浮,排开水所受到的重力为G排,则F浮　 　(选填“=”或“≠”)G排.
变大
能
=
实验中的注意事项
(1)物体浸没水之前,溢水杯中的水要保证装满.
(2)物体排开的水要尽可能地全部收集,将小烧杯紧靠溢水杯壁.
(3)测量溢出水的重力时,为减小误差,应先测小桶的重力,再测排开水和小桶的总
重力.
【针对训练1】在做“探究物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”的实验时,具体设计的实验操作步骤如图(甲)、(乙)、(丙)和(丁)所示.为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是(　 　)
A.(甲)(乙)(丙)(丁)
B.(乙)(甲)(丙)(丁)
C.(乙)(甲)(丁)(丙)
D.(丁)(甲)(乙)(丙)
【针对训练2】(2021单县二模)根据图示实验情景可以知道该同学操作的目的是(　 　)
A.探究浮力与液体密度的关系
B.探究浮力与液体深度的关系
C.探究浮力与液体质量的关系
D.探究浮力与液体体积的关系
D
A
阿基米德原理及应用
【典例2】小明用同一物体进行了以下实验.实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示.请根据图中信息,求:(g取10 N/kg)
(1)物体的质量.
(2)物体在水中受到的浮力.
(2)物体在水中受到的浮力
F浮=F1-F2=5.4 N-3.4 N=2 N.
答案:(1)0.54 kg　(2)2 N　
(3)该液体的密度.
答案:(3)0.8×103 kg/m3
阿基米德原理的理解
由F浮=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中的运动状态、液体的多少等因素无关.
【针对训练3】(2021齐河县校级一模)某同学将一质量为300 g的金属块轻轻放入盛满水的容器中,溢出了80 mL的水,则金属块受到的水的浮力是(g取10 N/kg)(　 　)
A.0.8 N B.3.5 N
C.2.2 N D.3 N
【针对训练4】在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5 N,把零件浸入密度为0.8×103 kg/m3的液体中,当零件 的体积露出液面时,测力计的示数是6 N,则金属零件的体积是(g取 10 N/kg)(　 　)
A.2×10-4 m3 B.2.5×10-4 m3
C.6×10-4 m3 D.7.5×10-4 m3
A
B
1.游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法,质量为 50 kg 的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,如图所示,游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是
(　 　)
A.5 000 N B.500 N
C.50 N D.5 N
2.体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力(　 　)
A.铅球受到的浮力最大
B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
C
D
随堂练习
3.圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,均处于漂浮状态,如图所示.圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2,则(　 　)
A.ρ1>ρ2　F1>F2 　B.ρ1<ρ2　F1C.ρ1<ρ2　F1=F2 　D.ρ1>ρ2　F1=F2
4.如图所示,悬吊的实心金属球缓慢地浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中,并沉到底部,则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是(　 　)
A.两者体积相等,小烧杯中水的质量等于金属球的质量
B.两者体积相等,小烧杯中水的质量较大
C.金属球受到的浮力等于小烧杯中水的重力
D.金属球受到的浮力大于小烧杯中水的重力
D
C
5.(2021济南二模)如图所示,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程体积逐渐变大,则气泡受到水的压强、浮力的变化情况是(　 　)
A.压强变小,浮力变大
B.压强变小,浮力变小
C.压强变大,浮力不变
D.压强不变,浮力不变
6.如图所示是用来探究浮力大小与什么因素有关的实验,(乙)图中的圆柱体为金属块,溢水杯中装满了水.(甲)图中弹簧测力计的示数为1 N,(乙)图中弹簧测力计的示数为2.7 N,(丙)图中弹簧测力计的示数为1.7 N.下列说法正确的是(　 　)
A.(丁)图中弹簧测力计的示数为2 N
B.金属块的体积为1.7×10-4 m3
C.金属块的密度为1.7×103 kg/m3
D.当(丙)图中弹簧测力计缓慢向下运动,金属块碰到溢水杯的底部时,弹簧测力计的示数将不变
A
A
ACD
8.(2021惠阳区模拟)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从烧杯上方缓慢下降,浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底接触为止,如图(乙)所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象.对图象的分析不正确的是(　 　)
A.圆柱体的重力是12 N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是8 N
C.圆柱体的体积是8×10-5 m3
D.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
C
9.体积为2.0×10-3 m3的铝块浸没在水中时,受到的浮力为　 　N,铝块排开水的重力为　 　N.(g取10 N/kg)
10.如图所示是物体浸入水中前后弹簧测力计示数,由此可知水对物体的浮力是　　N,物体的质量是　 　 kg,物体的体积是　 　m3,物体的密度是　 　kg/m3.
(g取10 N/kg)
20
20
1
0.4
1×10-4
4×103
9
0.75×103
12.(2021宜昌)端午节家庭聚会后,小鹏的父亲将喝剩的白酒交给他,要他利用所学的物理知识测出白酒的密度.家中没有量筒,只找到了一个弹簧测力计和一个废旧的铁 块,于是他在两只玻璃杯中分别装入水和白酒,进行了如下操作:
①将铁块悬挂在弹簧测力计下方,读出测力计的示数F1,如图(甲)所示;
②把铁块浸没在水中,读出测力计示数F2;
③把铁块浸在白酒中,读出测力计示数F3.
请你回答下列问题:
(1)弹簧测力计示数F1=　 　N.
(2)图中他有操作错误的是图　 　[选填“(甲)”“(乙)”或“(丙)”],请指出错误之处　 　.
(3)更正错误操作后,测力计的示数变成F4,请你帮小鹏推导出白洒密度的表达式ρ酒=
　　 .(用字母符号表示,水的密度为ρ水)
3.8
(丙)
没有将铁块完全浸没在白酒中
13.(2023安丘模拟)小明用如图1所示,的装置探究浮力的大小,步骤B至E用水进行实 验,步骤F用盐水.
(1)他用细绳绑住圆柱体后悬挂于测力计挂钩上,手向上托物体时,测力计示数减小,将物体浸入水中时测力计示数也减小,说明水对物体产生了一个类似于手向上托物体的力,这种物理研究方法叫　 　.
A.控制变量法 B.类比法
C.建立模型法 D.等效法
(2)分析步骤B、C、D,说明浮力的大小与　 　有关.分析步骤D、F,说明浮力大小与液体的　 　有关.
(3)由步骤B和　 　可测出圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮,由步骤　 　和E可测出圆柱体排开水的重力G排,比较F浮与G排得出两者的关系.
(4)步骤F是将另一底面积为25 cm2的圆柱体物块竖直缓慢地浸入盐水中,得到测力计示数F随圆柱体底面在液体中的深度h的变化关系如图2所示.分析图象可知,盐水密度为
　 　kg/m3.(g=10 N/kg)
B
排开的液体体积
密度
D
A
1.2×103
14.(2022深圳期中)一石块在空气中称时,它的重力是10 N,把它浸没在水中称时,测力计的示数是6 N.(g取10 N/kg)求:
(1)石块受到的浮力是多少.
(2)这个石块的体积是多少.
(3)这个石块的密度是多少.
解析:(1)石块受到的浮力:F浮=G-F′=10 N-6 N=4 N;
答案:(1)4 N　(2)4×10-4 m3　(3)2.5×103 kg/m3
15.(2023鄂州)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图(甲)所示.由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触).物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图(乙)所 示.(g取10 N/kg)求:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力.
解析:(1)由图(乙)可知:G=8 N,F=4 N
F浮=G-F=8 N-4 N=4 N.
答案:(1)4 N
(2)物块的密度.
(3)从物块刚好浸没水中到h=10 cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少.
(3)由图(乙)可知,h=4 cm时物块刚好浸没水中,因此从物块刚好浸没水中到h=10 cm过程中,水对物块下表面的压强变化为
Δp=ρ水gΔh=1×103 kg/m3×10 N/kg×(10-4)×10-2 m=600 Pa.
答案:(2)2×103 kg/m3　(3)600 Pa
谢谢观赏！

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