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(共29张PPT)
沪科·八年级下册
第九章 浮力
第三节 阿基米德原理
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本节要点
能通过实验，认识阿基米德原理，能对浮力问题进行简单计算，能了解阿基米德原理在生产生活中的应用。
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思考1：塑料杯浸在水中的体积与排开水的体积有什么关系？
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塑料杯浸在水中的体积 = 排开水的体积
思考2：这一过程中你能感受到什么在变化？
把塑料杯按入装满水的溢杯的过程中：
所需要的力越来越大；排出的水越来越多
分析
浮力影响因素
物体排开液体的体积
液体密度
V排
ρ液
排开液体的体积越大
液体的密度越大
排开液体的质量越大
m液=ρ液V排
浮力越大
G排=m排g
排开液体的重力越大
浮力大小可能与排开液体所受重力的大小有关
猜想
探究浮力的大小
实验器材
弹簧测力计、石块、烧杯、细绳、水、溢水杯。
实验设计
需要测量的物理量：F浮、G排
测量F浮的大小：
称重法
F浮=G石- F拉
测量G排的大小：
溢水法
称重法
G排=G总- G杯
实验步骤
①用弹簧测力计分别测出烧杯的重力G杯和石块的重力G石；
②把石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用烧杯收集从溢水杯里被石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数F拉；
实验步骤
③用弹簧测力计测出烧杯和排开水的总重力G总；
④更换不同质量的石块重复以上步骤。
多次实验避免偶然性
实验讨论
（1）如果溢水杯中的水没有装满，会造成什么影响？
如果溢水杯没有装满，则流入小烧杯中的水比实际排开的水少。
（2）测量排开液体的重力时，能否倒出水再测出空烧杯的重力？
不能，先测空烧杯的重力，再测烧杯和排开水的总重力，可避免因烧杯内残留有水而使测出的排开水所受的重力偏小。
数据分析
石块所受重力G石 烧杯所受重力 G杯 石块在水中时测力计示数F拉 杯、水总重力G总 浮力F浮 排开水所受的重力G排
1.4N 0.4N 1.2N 0.6N 0.2N 0.2N
1N 0.8N 0.4N 0.4N
0.6N 1.2N 0.8N 0.8N
F浮=G石-F拉
G排=G总- G杯
=
=
=
实验结论
石块受到的浮力大小与其排开水所受重力的大小相等，即 F浮=G排，说明浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
阿基米德原理
（1）内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
（2）公式：
F浮 = G排 = ρ液 V排 g
G排 = m排 g
浮力（N）
液体密度（kg/m3）
9.8N/kg
排开液体体积（m3）
（3）对阿基米德原理的理解
②F浮＝ ρ液 gV排
表明浮力大小只和 r液、V排有关，与物体本身的体积、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。
①阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
浸在气体中的物体受到的浮力F浮=ρ气 gV排
③“浸入”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。
浸没
部分浸入
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。
④浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。
浸没
部分浸入
浸没时：V排=V浸=V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
部分浸入时： V排=V浸＜V物
F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸＜ρ液gV物
V排=V浸=V物
V排=V浸＜V物
例题
有一实心金属球，将它浸没在盛满水的溢水杯中，有50mL水溢出，求金属球在水中受到多大的浮力？
( g取10N/kg)
分析
F浮＝ρ液 gV排
V排 =50mL
查表得ρ水=1.0×103kg/m3
g =10N/kg
注意单位换算
解
由题意，金属球排开水的体积
V排=50mL=50cm3=5.0×10-5m3，
查表得水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。
根据阿基米德原理，金属球所受浮力的大小为
F浮= G排= ρ水V排g
= 1.0×103kg/m3×5.0×10-5m3×10N/kg=0.5N
所以，金属球在水中受到的浮力大小为0.5N。
如果金属球只有一半的体积浸入水中，它受到的浮力是多大
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＝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
练一练
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阿基米德(Archimedes，前287-前212)是古希腊伟大的哲学家。他在物理学方面的贡献主要有两项：其一是关于浮力问题；其二是关于杠杆平衡问题。
阿基米德热爱科学、善于观察、勤于动手能很好地将研究成果应用于生产、生活实践。我们应学习阿基米德学以致用的钻研方法、孜孜不倦的求索精神、持之以恒的科学态度。
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阿基米德
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随堂练习
1.一艘轮船从海里行驶到河里，会上浮一些还是下沉一些？为什么？
会下沉一些。轮船无论是在海里还是在河里都漂浮，浮力等于轮船的重力，受到的浮力不变；因海水的密度大于河水的密度，由阿基米德原理F浮＝ρ液V排g可知，轮船进入河里时排开水的体积变大，即船会下沉一些。
2.把体积相同的木块和石块放入水中，木块漂浮在水面上，石块沉入水底。关于它们所受浮力的大小，请判断下列哪个说法是正确的，并说明理由。
A.石块大 B.木块大 C.一样大 D.无法比较
石块所受的浮力大。理由：石块排开水的体积较大，由阿基米德原理F浮＝ρ液V排g可知，石块所受的浮力较大。
3. 如图所示，四个体积相同而材料不同的球A、B、C、D，分别静止在水中不同深度。请判断下列哪个说法是正确的，并说明理由。
A.球A所受的浮力最小
B.球B所受的浮力最小
C.球C所受的浮力最小
D.球D所受的浮力最小
由题图可知，四个球排开水的体积 VA4.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的质量为490g，将它浸没在水中时测得其“重”为4.5N，则这顶王冠在水中所受的浮力为_______N，它排开的水所受的重力为________N。(g取 10 N/kg)
0.4
0.4
5.通过如图所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，具体设计的实验步骤如图(a)(b)(c)(d)所示，为方便和减小实验误差，最合理的实验步骤是______________________，实验结论为_____________
________________________________________________________。
(d)(a)(b)(c)
浸入液体中的
物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小
6.有一个容积为 10m3的气球，充满氦气后重为 25N，设空气的密度为1.29kg/m3，g取10N/kg，则:
(1)该气球受到的空气浮力有多大？
(2)该气球最多能载质量为多少的物体？
解：（1）该气球受到的空气浮力F浮＝ρ空气V排g
=1.29kg/m3×10m3×10N/kg=129N。
（2）该气球能载物体的最大重力G=F浮－G气球=129N－25N=104N，
能载物体的最大质量
7.海船遇到冰山是很危险的，因为自由漂浮于海洋上的冰山的大部分体积隐藏在海面下，露出的仅是“冰山一角”。若冰山和海水的密度分别为ρ冰=0.9×103kg/m3， ρ海水=1.05×103kg/m3，冰山的总体积为V冰，冰山露出海面部分与海面以下部分的体积之比是多少？
解：设冰山露出海面部分的体积为V1，冰山在海面以下部分的体积为V2，则冰山的总体积V冰=V1+V2，冰山排开水的体积V排=V2。冰山的重力G=m冰g=ρ冰V冰g=ρ冰（V1+V2）g，由阿基米德原理可知，冰山所受的浮力F浮＝ρ海水V排g=ρ海水V2g。冰山自由漂浮于海洋上时，G=F浮，即ρ冰（V1+V2）g=ρ海水V2g，可得，
即冰山露出海面部分与海面以下部分的体积之比为1:6。
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课堂小结
阿基米德原理
内容：
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
F浮= G排= ρ液 gV排
阿基米德原理
浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力的大小
适用范围：
液体和气体

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