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物理八年级下册 人教版
第十章 　浮力
第2节 　阿基米德原理
致：老师同学
1. 说明: ppt使用高质量视频，资源比较大，约38.8MB
ppt共有54张、3段视频，可根据需要选择点播
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2. 视频资源：
①视频讲解—《V浸＝V排》
②视频讲解—《阿基米德灵感鉴别皇冠》
③实验视频—《探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系》
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ppt版权归本工作室，如涉及侵权问题，将追究责任。
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知识回顾
浮力的概念
用弹簧测力计测出物体所受的重力G物；物体浸在液体中，弹簧测力计的示数为物体受到的拉力F拉。
两次弹簧测力计示数之差为浮力的值。
F拉
G物
F浮 = G - F拉
浸在液体或气体中的物体受到向上的力，就是浮力。
测量浮力的方法
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浮力大小与哪些因素有关
物体浸在液体中的体积
液体的密度
物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
浮力大小与这两个因素有什么定量关系呢
如何测量“物体浸在液体中的体积”呢
学习目标
物理观念
1. 能表述阿基米德原理，并能正确书写其数学表达式。
2. 能够运用公式 F浮＝G排及其推导式 F浮＝ρ液V排g解决简单的浮力问题。
科学思维
通过观察物体排开液体的现象，能理解物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积。能从影响浮力大小的因素出发分析推理出浮力大小与物体排开液体所受的重力有关。
实验探究
进行实验探究，学生能够设计实验验证阿基米德原理；经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，学会设计实验，并做到会操作、会记录、会分析、会论证。
科学态度与责任
通过学习阿基米德原理，学生将更加深入地理解浮力现象，
并意识到物理知识在解决实际问题中的重要性。
重点难点
教学重点
科学难点
阿基米德原理的应用
1. 探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系；
2. 阿基米德原理的内容及其数学表达式。
学习内容
01
阿基米德灵感的启示
02
浮力的大小
一、阿基米德灵感的启示
第1节 阿基米德原理
一、阿基米德灵感的启示
　　两千多年以前，希腊学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，而他苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液休中的体积，不就是物体排开液体的体积吗
阿基米德
V浸＝V排
一、阿基米德灵感的启示
V浸＝V排，是因为浸入液体中的物体排开了本来处于这一位置的液体。
一、阿基米德灵感的启示
一、阿基米德灵感的启示
1. 阿基米德灵感的启示
物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大，它受到的浮力越大。
排开浮力大小可能与排开液体所受的重力有关。
排开的液体的体积
液体密度
排开液体的质量

＝
物体排开液体中的质量越大，浮力越大。
物体重力与其质量成正比
第2节 阿基米德原理
二、浮力的大小
二、浮力的大小
1. 实验：探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
演 示
F浮＝G排
【猜想与假设】
浮力的大小(F浮)与物体排开液体所受的重力(G排)之间有什么定量关系呢
F浮＞G排
F浮＜G排
【提出问题】
二、浮力的大小
【实验思路】
①本实验需要先测量两个量：
物体所受的浮力
物体排开液体的重力
再分析两者的关系。
②实验器材：
弹簧测力计、溢水杯、小桶、
物块、水、细线。
二、浮力的大小
③思考问题：
问题1：怎样测量物体受到的浮力和物体排开的液体所受的重力
测量浮力的大小
测量物体排开液体所受的重力
F浮=G物-F拉
G排=G总-G桶
溢水法
利用溢水杯收集排开液体，测量其重力差。
称重法
二、浮力的大小
问题2：溢水杯中的水装多少合适
问题3：为了减小实验误差，应该怎样设计实验操作的顺序
溢水杯中水要盛满
二、浮力的大小
【实验过程】
①用弹簧测力计测量空桶所受的重力G桶；
②用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中和浸在水中静止时弹簧测力计的示数，计算物体在水中所受浮力的大小。
同时用小桶将排开的水收集起来；
③用弹簧测力计测量装水小桶所受
的重力，计算排开的水所受的重力。
二、浮力的大小
二、浮力的大小
次数 小桶所受重力/N 物体所受重力/N 物体在水中时测力计读数/N 小桶和排液的总重/N 物体所受浮力/N 排开液体的重力/N
1
2
3
...
0.1 1.1 0.8 　0.4
0.1 1.1 0.5 0.7
0.1 1.1 0.1 1.1
0.3
0.3
0.6
0.6
1
1
【实验数据】
F浮＝G排
【实验结论】
浮力的大小等于它排开的液体所受的重力，即F浮＝G排
二、浮力的大小
【交流与合作】
①为了使此实验结论更具普遍性，我们可以有哪些变化
　　可换用不同的物体进行多次实验，避免实验偶然性，
从而得到普遍规律。
②实验中，若先测小桶和溢出水的总重力，再将水倒出后测空桶重力，测量结果会怎样？
　　如倒出水后再测空桶的重力，桶内的水不能全部倒净，内壁会附有少量的水，使测得的桶的重力偏大，G排偏小，测得的结果不准确。故实验中应先测小桶的重力。
二、浮力的大小
③在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响
　　如果溢水杯中的水没有加满，当物体浸没在水中时，溢水杯中的水面升至满杯时才会有水溢出，从而使溢出的水的体积小于物体排开的水的体积，使测得物体排开水所受重力偏小。
V排＜V物
V排＝V物
二、浮力的大小
2. 阿基米德原理
（1）阿基米德原理：
浸在液体中的物体受到向上的浮力大小等于它排开液体的重力。
①展开式：
②推导式：
可求液体密度、排开液体的体积。
（2）数学表达：
ρ液=
gV排
F浮
V排=
gρ液
F浮
F浮=G排
F浮=m排g=ρ液gV排
二、浮力的大小
（3）关于阿基米德原理的说明
①展开式：F浮＝ρ液 gV排　　
证明了浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，
与物体的形状、密度、浸没深度等无关。
②展开式中各物理量的意义及单位：
ρ液 ： 液体的密度，单位：kg/m3
V排 ：表示排开液体的体积，单位：m3
g ： 表示9.8N/kg
F浮 ：表示物体受到的浮力，单位：N
二、浮力的大小
③阿基米德原理的适用范围：
阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
人在空气中受到的浮力 F浮=G排=ρ空气V排g=ρ空气V人g
中学生体积约0.05m3
人在空气中受到的浮力为
F浮=G排=ρ空气V排g=ρ空气V人g=1.29 kg/m3×10N/kg×0.05 m3=0.645N
太小了，所以几乎感受不到。
二、浮力的大小
④浸没、浸入、浸在、没入
如图所示，物体“浸在液体里”包括“全部浸入”和“部分浸入”。
部分浸入
全部浸入
V排=V浸=V物
V排=V浸＜V物
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。
二、浮力的大小
（4）课堂拓展
根据浮力产生的原因，通过进一步分析，也可以得出以上结论。
假设有一实心正方体浸没在水中，则
F浮 = F向上－F向下 = F2－F1 = p2S－p1S
= ρ液gh2S－ρ液gh1S = ρ液gS(h2－h1)
= ρ液gS h
= ρ液gV排 = m排g = G排
F浮=G排
二、浮力的大小
例 题：有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。
（1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？
（2）若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块
总体积的90％，则盐水的密度是多少？ g取10N/kg。
解：（1）根据塑料块所受的重力可以求得它的质量，再由体积、质量和密度的关系式就可以求得它的体积。塑料块的质量为
m塑料=
g
G塑料
0.22N
10N/kg
0.022kg
=
=
（5）阿基米德原理的应用
①浮力的计算
二、浮力的大小
塑料块的体积为
V塑料=
ρ塑料
m塑料
0.22N
1.1×103kg/m3
2×10-5m3
=
=
浸没在水中的塑料块的体积V塑料等于它排开水的体积V排。
根据阿基米德原理，塑料块受到浮力的大小等于它排开的水所受的重力为
F浮 = G排 = m水g = ρ水V排g
= 1×103kg/m3×2×10-5m3×10N/kg = 0.2N
二、浮力的大小
（2）塑料块在盐水中所受浮力的大小等于0.22 N，根据阿基米德原理，可以求得排开盐水的质量。再由体积、质量和密度的关系式就可以求得盐水的密度。即
m盐水=
g
G盐水
0.22N
10N/kg
0.022kg
=
=
盐水密度为
ρ盐水=
V盐水
m盐水
0.022kg
2×10-5m3×90％
1.22×103kg/m3
=
=
该塑料块浸没在水中所受的浮力为0.2N。盐水的密度为1.22×103kg/m3。
二、浮力的大小
②比较浮力的大小
　　质量相同的两个实心铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,哪个受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
V排相同，比ρ液
水
煤油
甲
乙
ρ水＞ρ煤油
F浮甲＞F浮乙
二、浮力的大小
煤油
铝
铜
质量相同的实心铝块和铜块,都浸没在煤油中,哪个受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
m铝=m铜
ρ铝＜ρ铜
V=m/ρ
V铝＞V铜
V铝排＞V铜排
ρ液相同，比V排
F浮铝＞F浮铜
二、浮力的大小
水
煤油
铝
铜
把刚才的铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
ρ水＞ρ煤油
F浮铝＞F浮铁
V铝排＞V铜排
实验结论
三、课堂总结
阿基米德原理
V浸＝V排
阿基米德灵感的启示
浮力的大小
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
实验方案
用称重法测浮力
溢水法测排出水所受的重力
F浮＝G排
阿基米德原理
内容
公式
适用范围
应用
F浮=m排g=ρ液gV排
1. 我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨，于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量（　　）
A．等于3万吨 B．大于3万吨 C．小于3万吨 D．都有可能
四、练习与应用
A
【解析】解：亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨，于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域，驳船漂浮，Δm排=Δm=3万吨，多排开海水的质量等于导管架“海基一号”的质量。
故选：A。
2. 甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（　　）
A．甲和乙 　　　　　
B．乙和丙
C．丙和丁 　　　　　
D．甲和丁
四、练习与应用
C
四、练习与应用
【解析】解：因为4个小球的体积相等，根据图中的情况可知：4个小球排开水的体积关系为：V甲＜V乙＜V丙=V丁；
小球都浸在水中，根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知，丙和丁受到的浮力相等。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
3. 将重为5N的物体轻轻放入盛有水的容器中溢出300g水，
则物体所受的浮力大小为（ 　）。
A．一定等于 3 N　　　　　B．可能大于 3 N
C．可能小于 3 N　　　　　D．一定大于 3 N
四、练习与应用
【解析】解：物体的重力G=5N，在水中静止时处于悬浮状态，所以物体受到的浮力F浮=G=5N，故C正确。
故选：C。
C
4. 如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，正方体受到的浮力为8N（g取10N/kg）。下列说法错误的是（　　）
A．正方体下表面受到的压力可能比上表面的压力小
B．两侧面受到的液体压力的合力一定为零
C．正方体上下表面受到压力的合力一定不为零
D．下表面受到液体的压力F2为13N
四、练习与应用
A
四、练习与应用
【解析】解：A、浸入液体中的物体受到的浮力等于物体上下表面的压力差，所以下表面受到的压力一定要大于上表面受到的压力，故A错误；
B、根据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知，正方体浸没在液体中时，它的侧面受到的各个方向液体的压力相等，合力为0，故B正确；
C、物体受到了浮力，则正方体上下表面受到压力的合力一定不为零，故C正确；
D、物体受到的浮力为8N，上表面受到的压力为5N，则下表面受到的压力为：F2=F1+F浮=5N+8N=13N，故D正确。
故选：A。
1．学校科技小组利用如题图所示装置探究“阿基米德原理”，他们将装满水的溢水杯放到电子秤上，用一小桶收集溢出的水，再用弹簧测力计挂着铝块，将其缓慢浸入溢水杯的水中直到浸没的过程中，弹簧测力计示数F1及电子秤的示数F2将分别（　　）
A．变小、变大
B．变大、变小
C．变小、不变
D．不变、变小
五、提升训练
C
【解析】解：用弹簧测力计挂着铝块慢慢浸入到装满水的溢水杯中，随着铝块浸入水中的体积的增大，铝块受到的浮力变大，而铝块的重力不变，由称重法可知，弹簧测力计示数将变小；
由于溢水杯中装满水，铝块浸没在水中静止时，根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开的水重，铝块对水的压力大小与浮力相等，所以溢水杯对电子秤的压力不变，即电子秤示数不变。故C正确。
故选：C。
五、提升训练
2．如图所示，小明洗碗时发现放在水平地面的洗菜池中有只空碗漂浮在水面上，他将洗菜池中的水舀入碗中，最终使碗沉入水底。忽略水溅出，碗附着水等次要因素，关于此过程下列说法不正确的是（　　）
A．碗未浸没之前，碗所受到的浮力大小增大
B．将水舀入碗中，水对池底的压强减小
C．碗沉入水底，池底所受的水的压力变小
D．整个过程中，洗菜池对地面的压强不变
五、提升训练
B
【解析】
解：A．碗未浸没之前，排开液体的体积逐渐增大，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浮力也增大，故A正确；
B．由于舀入碗中的水体积完全转化为碗排开水的增加量，所以碗里的水与排开水增加的体积相等，因此液面不变，根据公式p=ρgh可知，水对池底的压强不变，故B错误；
C．碗沉入水底时全部浸没在水中，排开水的体积减小，则深度减小，根据公式p=ρgh可知，容器底受到水的压强变小，因为洗菜池底面积不变，根据公式F=pS可知，池底所受的水的压力变小，故C正确；
D．洗菜池对地面的压力等于池与池内水和碗的重力之和，无论碗漂浮在水面还是碗沉入水底，洗菜池对地面的压力不变，根据公式　　可知，洗菜池对地面的压强不变，故D正确。
故选：B。
五、提升训练
3．两个同规格的溢水杯中分别装有甲、乙两种不同液体，如图所示，现将两个完全相同的小球A和B分别放入甲、乙两种液体中，两球均浸没。用两个相同的小桶分别收集溢出的液体，两小桶中液体未溅出且均未装满，测出两小桶中液体的质量相等。以下说法中正确的是（　　）
A．小球A和B所受到的浮力相等
B．两溢水杯溢出液体的体积相等
C．甲液体的密度小于乙液体的密度
D．两个溢水杯底液体的压强相等
五、提升训练
C
五、提升训练
【解析】
解：AB．图中两个溢水杯没有都装满，甲溢水杯装满了，乙溢水杯没有装满，两个完全相同的小球A和B分别放入甲、乙两种液体中，甲溢水杯溢出液体的体积等于小球的体积V，乙溢水杯溢出液体的体积小于小球的体积V，但溢出的质量相等，甲的浮力等于溢出液体的重力，而乙的浮力大于溢出液体的重力，故甲的浮力小于乙图的浮力；故AB错误；
C．根据F浮=ρ液gV排可知，小球排开液体的体积相同，甲球受到的浮力小于乙球受到的浮力，故ρ甲＜ρ乙，故C正确；
D．放入小球后，液面都到达了溢水杯的杯口，深度相同，根据p=ρgh可知，
ρ甲＜ρ乙，故p甲＜p乙，故D错误。
故选：C。
五、提升训练
4. 水平桌面上有一质量为100g、底面积为50cm2的圆柱形平底溢水杯
（不计厚度），杯底到溢水口的高度为10cm。如图所示，将密度为3×103kg/m3的圆柱体金属块挂在弹簧测力计下，缓慢浸入水中，当金属块浸没水中静止（金属块未接触溢水杯）时，弹簧测力计的示数变化了1N，小桶收集到溢出水的体积为40cm3。下列说法正确的是（　　）
A．金属块受到的最大浮力为0.4N
B．当金属块浸没在水中静止时，金属块的重力为2N
C．当金属块浸没在水中静止时，溢水杯对水平桌面的压强为1280Pa
D．剪断细线，当金属块沉底时，溢水杯对水平桌面的压强为1600Pa
D
五、提升训练
【解析】解：AB、当金属块浸没水中静止（金属块未接触溢水杯）时，弹簧测力计的示数变化了1N，即金属块受到的最大浮力为：F浮=G-F=ΔF=1N，根据F浮=ρ水gV排知物体的体积为：
金属块的重力为：
G物=m物g=ρ物gV=3×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=3N，故B错误；
五、提升训练
C、溢水杯的质量m杯=100g=0.1kg,则溢水杯的重力G杯=mg=0.1kg×10N/kg=1N；
溢水杯的容积（最多能装入液体的体积）V容=SH=50cm2×10cm=500cm3，
当金属块完全浸没时，水不再溢出，此时V容=V+V剩水，
则V剩水=V容-V=500cm3-100cm3=400cm3，
剩余水的重力为：G剩水=ρ水V剩水g=1.0×103kg/m3×400×10-6m2×10N/kg=4N，
当金属块完全浸没时，水不再溢出，此时溢水杯对桌面的压力：
F=G杯+G剩水+G金-F拉=G杯+G剩水+F浮=1N+4N+1N=6N，
溢水杯对水平桌面的压强：　　　　　　　　　,故C错误；
D、剪断细线，当金属块沉底时，此时溢水杯对桌面的压力：
F′=G杯+G剩水+G金=1N+4N+3N=8N，
溢水杯对水平桌面的压强：　　　　　　　　　,故D正确；
故选：D。

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