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阿基米德原理
第2节
第九章 浮力
初/中/物/理——八年级下册 —————————————————————
1. 知道阿基米德原理，会用阿基米德原理进行简单计算。
3. 通过阿基米德原理的探究活动，体会科学探究的乐趣；通过运用阿基米德原理解决实际问题，意识到物理与生活的密切联系。
2. 经历探究阿基米德原理的实验过程，进一步练习使用弹簧测力计测浮力。
重点
重点
学习目标
一个鸡蛋有多重？
一名中学生的重约为？
一头成年大象有多重？
你知道过去人们是如何称大象体重的吗？
新课引入
曹
冲
称
象
新课引入
曹冲称象启示
阅读书本第105页，回答下面的问题：
1.大象或石块越重，船的吃水深度_______，被船排开的水_____；
2.物体受到的浮力的大小与它_______________有着密切的关系。
越深
越多
排开水的多少
新课引入
知识构建
m = ρV
G = mg
物体浸在液体中的体积越大
液体的密度越大
它受到的浮力就越大
排开液体的体积
液体的密度
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
排开液体的质量
排开液体所受的重力
关系？
如何获得？
如何获得？
浮力的大小
实验：探究浮力的大小
知识构建
F浮 = G – F
G排 = G桶+水 – G桶
G桶
G
F
G桶+水
物体、弹簧测力计、溢水杯、小桶等
实验器材
如何获得？
排开液体所受的重力
如何获得？
浮力的大小
F3
F1
F2
F4
实验：探究浮力的大小
为了探究浮力的大小与排开液体所受的重力之间的关系，请将上述实验步骤①、②、③、④，进行最合理的排序： 。
①
②
③
④
③、①、②、④
次数 物体所受的重力/N 小桶所受的重力/N 物体在水中时测力计的读数/N 小桶和排开水所受的总重力/N 排开水所受的重力/N 浮力/N
1
2
3
…
实验数据记录表格
实验：探究浮力的大小
实验：探究浮力的大小
实验数据记录表格
次数 物体所受的重力/N 小桶所受的重力/N 物体在水中时测力计的读数/N 小桶和排开水所受的总重力/N 排开水所受的重力/N 浮力/N
1 1.15 0.3 0.85 0.6 0.3 0.3
2 1.15 0.3 0.7 0.75 0.45 0.45
3 1.15 0.3 0.45 1 0.7 0.7
…
浮力的大小等于物体排开液体所受的重力
实验结论
F浮 = G排
阿基米德原理
不仅适用于液体
也适用于气体
为了得出普遍规律，我们应如何改进？
更换不同物体，
重复多次实验
实验：探究浮力的大小
1.想要顺利完成阿基米德原理实验，物体密度与液体密度之间应该满足什么样的关系？原因是？
交流讨论
2.实验前的准备，溢水杯中水应该加至哪里？若没有，则会导致物体所受浮力大小如何变化？排开液体的重力如何变化？F浮与G排的关系是？
3.实验过程中若物体没有完全浸没在溢水杯中，是否可以验证阿基米德原理？
ρ物>ρ液
若ρ物<ρ液,弹簧测力计会不能处于拉伸状态，影响实验测量
F浮不变
溢水杯中应装满水
G排变小
F浮>G排
可以
实验：探究浮力的大小
N
kg/m3
N/kg
m3
F浮= G排=m排g=ρ液gV排
液体和气体
1、内容：浸在液体里的物体受到 的浮力，浮力的大小 被物体排开的液体所受的重力。
2、数学表达式： 。
3、用于计算的导出式： 。
竖直向上
F浮=G排
等于
4、单位：
F浮=ρ液gV排
5、适用范围： 。
阿基米德原理
知识构建
阿基米德原理
F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g
F浮 = ρ液V排g
V排
F浮
ρ液g
=
ρ液
F浮
V排g
=
F浮 = G排
知识构建
（公元前287—前212年）
阿基米德
阿基米德是古希腊杰出的数学家和物理学家。他青年时代曾在古希腊世界文化中心亚历山大里亚学习，在那里研究天文学、数学和力学。他发明了阿基米德螺旋提水器和靠水力发动的天象仪；系统总结并严格证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础；发现了阿基米德原理，奠定了流体静力学的基础。
公元前212年，阿基米德所在的叙拉古城被罗马军队占领，正在沙地上画着几何图形聚精会神地思考问题的阿基米德，被闯进来的罗马士兵杀死。
知识拓展
独木舟
人类发展的历史中，很早就开始利用浮力，后来人们发明了船。
知识拓展
F浮 = ρ液V排g
钢铁制成的万吨巨轮浮在水面为什么不下沉？
用钢板制成的万吨巨轮是空心体，能排开的水量很多，受到的巨大浮力足以使钢铁巨轮浮在水面上。
知识拓展
知识迁移
1. 某实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
（1）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块所受的重力，其中石块所受的重力大小为 N。
3.8　
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N
石块排开的水所受的重力可由 （填字母代号）两个步骤测出。
（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等
于 。
1.4　
A、D　
物体排开水所受的重力　
知识迁移
（4）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中，不合理的是
（填字母）。
A. 用原来的方案和器材多次测量取平均值
B. 用原来的方案将水换成酒精进行实验
C. 用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
A　
知识迁移
（5）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其
他步骤操作正确，则 （选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论。
（6）图E是另一个实验小组的实验情况，老师一看就指出他们这组存在
错误，这个错误是 。
能　
实验前溢水杯中未装满水　
知识迁移
2.有一个重7.9N的实心铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？
(g取10N/kg；
铁球的密度为7.9×103kg/m3)
解：由题意求得铁球的质量:
m铁= = = 0.79kg
G铁
g
7.9N
10N/kg
V铁 = = =1×10-4m3
m铁
0.79kg
ρ铁
7.9×103 kg/m3
铁球的体积:
铁球排开水的体积等于铁球的体积:
V排 = V铁= 1×10-4m3
铁球排开的水受到的重力:
G排 = m水g
= ρ水V排g
=1.0×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg
= 1N
根据阿基米德原理得：
F浮 = G排 = 1N
知识迁移
3.估算一下自己在空气中所受浮力大小。
V人 = = = 5×10-2m3
m人
50kg
ρ人
1.0×103kg/m3
解：某同学的体积:
排开空气的体积等于该同学的体积:
V排 = V人= 5×10-2m3
空气中所受浮力:
F浮 = ρ空V排g
=1.29kg/m3×5×10-2m3×10N/kg
= 0.645N
(人的密度近似等于水的密度，空气的密度是1.29kg/m3 )
G人 = m人g
=50kg×10N/kg
= 500N
为什么平时忽略我们在空气中受到的浮力呢？
知识迁移
由图知，四个球排开水的体积：
V甲 ＜ V乙＜ V丙 = V丁，
根据F浮 = ρ水gV排可知四个球受到的浮力：
F甲 ＜ F乙＜ F丙 = F丁，由此可知：B正确，ACD错误
4.体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁，静止在容器的水中，如图所示。这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，则（　）
A. F甲 = F乙 B. F甲＜F丁
C. F乙＞F丙 D. F丙＞F丁
B
甲
乙
丙
丁
知识迁移
气球是“浸没”在空气中的，因为体积相同，所以排开空气的体积相同，根据公式F浮=ρ空气gV排可知,两气球受到的浮力相等，选项B正确；由体积相同， ρ氢气＜ ρ空气 ，可得G氢＜G空
5.如图所示，两只相同的气球，分别充入氢气和空气，充气后体积相同，放飞气球时只有氢气球升上空中。若它们的重力分别为G氢和G空，在空气中受到的浮力分别为F氢和F空，则下列判断正确的是 （ ）
A. F氢＞F空 B. F氢＝F空
C. G氢＞G空 D. G氢＝G空
B
知识迁移
6.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是2.7N，当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数是1.7N．求：
（1）该零件浸没在水中时受到的浮力；
（2）该金属零件的密度。
解：
（1）根据题意得金属零件重力：G = F1 = 2.7N，
受到的浮力：F浮 = G — F2 = 2.7N — 1.7N =1N；
（2）由F浮 = ρ水gV排得金属零件的体积：
V = V排= =
= 1×10-4m3
F浮
1N
ρ水g
1×103kg/m3×10N/kg
金属零件的质量：
m = = = 0.27kg
G
g
2.7N
10N/kg
金属零件的密度：
ρ = = = 2.7×103kg/m3
m
V
0.27kg
1×10-4m3
知识迁移
知识小结
阿基米德原理
阿基米德原理
实验顺序：严格按照如图顺序(牢记)
表达式：F浮=F2-F3
G排=F4-F1
验证数据：F2-F3=F4-F1
结论：F浮= G排
内容：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所受的重力。
数学表达式：F浮= G排
推导式子：F浮= G排=m排g=ρ液gV排
变形式子：
V排
F浮
ρ液g
=
ρ液
F浮
V排g
=
探究浮力的大小

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