1、阿基米德原理阿基米德原理在水中，人为什么有上浮的感觉？在水中，人受到了浮力的作用。万吨巨轮在水中，为什么不下沉？因为万吨巨轮在水中，受到浮力的作用。潜艇可以在大海中悬浮氢气球、热气球、气象气球为什么能腾空而起？因为氢气球、热气球、气象气球在空中受到浮力的作用。弹簧秤示数为什么变小了托力托力G 加水后弹簧为什么伸长了加水后弹簧为什么伸长了金属块金属块托力托力重力液体或气体对浸在其中的物体有竖直向上的托力，物理学中把这个托力叫浮力浮力。方向：方向：竖直向上竖直向上浮力的大小与哪些因素浮力的大小与哪些因素有关有关呢呢？浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。浮力的大小跟物体浸没浸没在液体中的深度深度无关
2、！浮力的大小跟液体的密度有关。通过前面的实验我们已经知道：通过前面的实验我们已经知道：那么，浮力的大小如何测那么，浮力的大小如何测量呢？量呢？空气中弹簧测力空气中弹簧测力计的示数为计的示数为G水中弹簧测力计水中弹簧测力计的示数为的示数为FF浮=GF（浮力测量方法之一（浮力测量方法之一称重法）称重法）怎样计算他们受到的浮力呢测量方法之二测量方法之二原理法：原理法：浮力产生的原因：浸在液体里的物体，受到浮力产生的原因：浸在液体里的物体，受到液体对物体液体对物体下表面压力与上表面压力差。下表面压力与上表面压力差。所以：所以：F浮浮=F下表面下表面-F上表面上表面但是思考：思考：称量法和原理法（上下压
3、力差）称量法和原理法（上下压力差）求测物体在液（气）体里所受到的浮求测物体在液（气）体里所受到的浮力显然是有局限性的，很多时候都无力显然是有局限性的，很多时候都无法操作完成。那么还有其它办法可以法操作完成。那么还有其它办法可以通过计算来求出浮力吗？通过计算来求出浮力吗？这得归功于一位著名的科学家，他就是阿基米德阿基米德 阿基米德（阿基米德（Archimedes，前前287前前212）是古希腊伟大的）是古希腊伟大的科学家。他在物理学方面的贡科学家。他在物理学方面的贡献主要有两项：其一是献主要有两项：其一是关于浮关于浮力问题力问题；其二是关于；其二是关于杠杆平衡杠杆平衡问题问题。国王让金匠做了一顶
4、新的纯金王冠。但他怀疑金匠在金冠中掺假了。国王让金匠做了一顶新的纯金王冠。但他怀疑金匠在金冠中掺假了。可是，做好的王冠无论从重量上、外形上都看不出问题。国王把这个难可是，做好的王冠无论从重量上、外形上都看不出问题。国王把这个难题交给了阿基米德。题交给了阿基米德。阿基米德日思夜想。一天，他去澡堂洗澡，当他慢慢坐进澡堂时，阿基米德日思夜想。一天，他去澡堂洗澡，当他慢慢坐进澡堂时，水从盆边溢了出来，他望着溢出来的水，突然大叫一声：水从盆边溢了出来，他望着溢出来的水，突然大叫一声：“我知道了！我知道了！”竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出办法了。竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出办法了。阿基米德把金王
5、冠放进一个装满水的缸中，一些水溢出来了。他取阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中，一些水溢出来了。他取了王冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些了王冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较，发现第一次溢出的水多于第二次。水溢出来。他把两次的水加以比较，发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验，他算出银子的重量。当他于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验，他算出银子的重量。当他宣布他的发现时，金匠目瞪口呆。宣布他的发现时，金匠目瞪口呆。这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了这次试验
6、的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理：即物体在液体中减轻的重量，等于他所排出液体的重量。这一条原理：即物体在液体中减轻的重量，等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。条原理后人以阿基米德的名字命名。阿基米德阿基米德的故事的故事从这个故事我们从这个故事我们可以这样想：可以这样想：装满水的缸里沉入一块石头，水装满水的缸里沉入一块石头，水要被要被排出排出一些；没有装满的水缸一些；没有装满的水缸里放入石块也要上涨一些。那么里放入石块也要上涨一些。那么我们我们是否是否可以猜想：可以猜想：实验探究：实验探究：浮力的大小浮力的大小与排开液体的重力的关系与排开液体的重力
7、的关系实验器材：实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水测力计、水研研究究对对象象物重物重G/NG/N 空杯重空杯重 G G杯杯/N/N 物体浸没水中物体浸没水中时弹簧测力计时弹簧测力计 示数示数F F/N/N杯、水杯、水总重总重 G G总总/N/N浮力的大小浮力的大小 F F浮浮/N/N排开水的排开水的重量重量G G排排/N/N石石块块铝铝块块铁铁块块实验探究：探究浮力的大小实验探究：探究浮力的大小与排开液体的重力的关系与排开液体的重力的关系实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水、用弹簧测力计先测出石块的重力G。、用弹簧测力计再测出空
8、杯子的重力G杯。1.15N0.45N、把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数 F。、用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G总。0.70N0.90N研研究究对对象象物重物重G/NG/N 空杯重空杯重 G G杯杯/N/N 物体浸没水中物体浸没水中时弹簧测力计时弹簧测力计 示数示数F F/N/N杯、水杯、水总重总重 G G总总/N/N浮力的大小浮力的大小 F F浮浮/N/N排开水的排开水的重量重量G G排排/N/N石石块块0.450.45铝铝块块0.450.45铁铁块块0.450.451.150.700.900.450.450.540.340.200
9、.200.650.780.680.100.550.10比较比较下表中下表中浮力的大小和物体排开水的重量，浮力的大小和物体排开水的重量，你发现了什么？你发现了什么？重复上述步骤，分别测出铝块、铁块的相关数据重复上述步骤，分别测出铝块、铁块的相关数据浸在液体中的物体所受的浮力，大小浸在液体中的物体所受的浮力，大小_（填（填“等于等于”、“大于大于”或或“小于小于”）它排它排开液体所受开液体所受的的_。这就是著名。这就是著名的的数学表达式：数学表达式：排浮GF注意：注意：阿基米德原理不仅适用于各种液体，阿基米德原理不仅适用于各种液体，也适用于各种气体也适用于各种气体等于等于重力重力浮力的大小只跟物体
10、浸入的浮力的大小只跟物体浸入的液体的密度液体的密度和和排开液体的体排开液体的体积积有关，而跟其他因素无关有关，而跟其他因素无关显然，我们可以求出物体所排开的液体显然，我们可以求出物体所排开的液体的重力：的重力：G排排=m液液g=液液gV排排观察公式，可以发现：观察公式，可以发现：所以：所以：F浮浮=G排排=m液液g=液液gV排排 阿基米德原理阿基米德原理的完整的完整内容：内容：物体物体全部或部全部或部分分浸在液体中浸在液体中时，它会受到向上的浮力，时，它会受到向上的浮力，浮力浮力的的大小等于大小等于物体排开物体排开液体所受到的重液体所受到的重力的大小。力的大小。阿基米德原理的数学表达式：阿基米
11、德原理的数学表达式：F浮浮=G排排液液 F浮浮=液液gv排排 A.物体排开液体体积相等时物体排开液体体积相等时，液体密度越，液体密度越大，浮力越大。大，浮力越大。B.液体密度相等时液体密度相等时，物体排开液体体积越，物体排开液体体积越大，浮力越大大，浮力越大gVF排排液液浮浮 液液液体的密度液体的密度Kg/m3V排排物体排开液体的体积物体排开液体的体积m3注意：注意：V排排不一定等于不一定等于V物物V排排V物物V排排=V物物例例2、将一木块放入装满水的烧杯中，、将一木块放入装满水的烧杯中，溢出溢出200g水，则木块所受的浮力为水，则木块所受的浮力为 N。例例3：体积为：体积为210-2m3的铝
12、块浸没于水中所的铝块浸没于水中所受的浮力为多少受的浮力为多少N？若浸没于煤油中，所受？若浸没于煤油中，所受的浮力为多少的浮力为多少N？反馈练习二反馈练习二1 1质量为质量为0.3kg0.3kg的物体全部浸没在盛满水的容器中的物体全部浸没在盛满水的容器中,溢出溢出的水是的水是100g,100g,那么物体所受到的浮力是（那么物体所受到的浮力是（）N.(g=10N/Kg)N.(g=10N/Kg)2.2.石块在液体中下沉时石块在液体中下沉时 浮力的作用（填浮力的作用（填“受到受到”、“不受到不受到”），若一个石块重），若一个石块重5N，把石块挂在弹簧测，把石块挂在弹簧测力计下端，将其浸没在某种液体中，
13、此时弹簧测力计的力计下端，将其浸没在某种液体中，此时弹簧测力计的示数为示数为N，则该石块受到液体的浮力为，则该石块受到液体的浮力为3N。由。由此可知，此石块排开的液体重此可知，此石块排开的液体重 3 N。13、一体积为、一体积为1dm3的木块放入水中，有的木块放入水中，有0.6 dm3的体积浸入水下，求木块受到的浮力。的体积浸入水下，求木块受到的浮力。（木木=0.6103kg/m3）解：已知：水=1103kg/m3 V排=0.6dm3=0.610-3m3 求：F浮根据阿基米德定律得：F浮=水g V排 =1103 kg/m3 9.8N/Kg0.610-3m3 =5.88N 答：木块受浮力5.88
14、牛。例：例：一个一个2N的物体，挂在弹簧测的物体，挂在弹簧测力计上，当钩码浸没在水中时弹力计上，当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是簧测力计的示数是1.2N，这个钩，这个钩码受到水的浮力是码受到水的浮力是 N0.8例：例：下面关于浮力的说法中，正确的是下面关于浮力的说法中，正确的是 （）A、只要液体密度大，对浸没在其中的物体的浮力就一定大、只要液体密度大，对浸没在其中的物体的浮力就一定大 B、只要物体的体积大，所受的浮力一定大、只要物体的体积大，所受的浮力一定大 C、物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，、物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，与物体的形状及浸没液体
15、中的深度无关与物体的形状及浸没液体中的深度无关 D、阿基米德原理只适合液体、阿基米德原理只适合液体C例：例：如图，甲乙两球体积相同在浸没水中静止不动，则如图，甲乙两球体积相同在浸没水中静止不动，则 （）甲乙A、两球受到的浮力一样大、两球受到的浮力一样大 B、乙球受到的浮力大、乙球受到的浮力大 C、甲球受到的浮力大、甲球受到的浮力大 D、条件不足，无法确定、条件不足，无法确定C浙江教育版浙江教育版例：例：如图如图163所示，在容器中放一个上、下底面积均所示，在容器中放一个上、下底面积均为为10 cm2、高为、高为5 cm，体积为，体积为80 cm3的均匀对称石鼓，其下的均匀对称石鼓，其下底表面与
16、容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平，则石鼓受到的浮力是其上表面与水面齐平，则石鼓受到的浮力是 ()图163A0 B0.3 NC0.5 ND0.8 NB浙江教育版浙江教育版点拨点拨 因为鼓的下底表面与容器底部完全紧密接触，因为鼓的下底表面与容器底部完全紧密接触，所以鼓的圆柱体的体积部分不受浮力作用。受浮力的部所以鼓的圆柱体的体积部分不受浮力作用。受浮力的部分是鼓凸出来的部分。分是鼓凸出来的部分。V50 cm3，V排排80 cm350 cm330 cm3，根据阿基米德定律，根据阿基米德定律，F浮浮水水g V排排1.0103
17、 kg/m310 N/kg30106m330102N0.3 N。例：例：三个体积相同的立方体三个体积相同的立方体a、b、c分别分别浮在同种液体的液面上，如图所示，若浮在同种液体的液面上，如图所示，若它们所受的浮力分别为它们所受的浮力分别为Fa、Fb、Fc，则，则这三个力由小到大的顺序是这三个力由小到大的顺序是_；物体的质量是；物体的质量是ma、mb、mc；则这三个质量由小到大的顺；则这三个质量由小到大的顺序是序是_AAAAA水水水盐水12345（1）若选用的操作是）若选用的操作是1、3、5或或1、4、5，可研究浮力的大小与可研究浮力的大小与 的关系。的关系。例：例：如图为小华同学如图为小华同学
18、“研究影响浮力大研究影响浮力大小的因素小的因素”实验的若干操作，根据此图实验的若干操作，根据此图液体的密度液体的密度AAAAA水水水盐水12345（2）若研究浮力的大小与物体排开液体体积）若研究浮力的大小与物体排开液体体积的关系，可选用的操作是的关系，可选用的操作是 （填序号）。（填序号）。如图为小华同学如图为小华同学“研究影响浮力大研究影响浮力大小的因素小的因素”实验的若干操作，根据此实验的若干操作，根据此图图1、2、3AAAAA水水水盐水12345（3）若研究浮力的大小与物体浸没深度的）若研究浮力的大小与物体浸没深度的关系，可选用的操作是关系，可选用的操作是 （填序号）（填序号）如图为小华
19、同学如图为小华同学“研究影响浮力大研究影响浮力大小的因素小的因素”实验的若干操作，根据此实验的若干操作，根据此图图1、3、4对原理的理解对原理的理解（1）物体）物体“浸在液体里浸在液体里”包括包括“全部浸入（即浸没）全部浸入（即浸没）”和和“部分部分浸入浸入”两种情况。两种情况。不论物体是浸没还是部分浸入在液体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，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，到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。所受的浮力也越小。浸没浸没部分浸入部分浸入（2
20、）浮力的大小等于被物体排开）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。的液体受到的重力。A浸没时，浸没时，V排排=V浸浸=V物物，此时物体，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮浮=G液液=液液gV排排=液液gV浸浸=液液gV物物B部分浸入时，部分浸入时，V排排=V浸浸V物物F浮浮=液液gV排排=液液gV浸浸液液gV物物V排排=V浸浸=V物物V排排=V浸浸V物物V浸浸（3）同一物体浸没在不同的液体中时，由于）同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同液体的密度不同，所受的浮力也不同.根据公式根据公式 F浮浮=液液g V排排，浸没时浸
21、没时，V排排=V物物，当当液液不同时，浮力也随之变化不同时，浮力也随之变化。（4）浮力产生的原因是液体对物体向上和向下）浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的的压力差压力差。物体在液体中的位置越深，则受到的物体在液体中的位置越深，则受到的液体压强越大，则作用在物体各个面液体压强越大，则作用在物体各个面上的压力越大。上的压力越大。Lh1h2F下下F上上根据根据F压压=PS=液液g h.S，当，当h增大时，增大时，F压压也增大。也增大。但上、下两个表面的压力但上、下两个表面的压力差却不变，即：差却不变，即：F=F下下-F上上=液液g Sh2-液液g S h1 =液液g S(h2-h1)=液液g S
22、L 当物体跟盛液体当物体跟盛液体的的容器底部容器底部紧密接触紧密接触时，则时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。（5）阿基米德原理同样适用于气体。）阿基米德原理同样适用于气体。悬浮和漂浮的相同点和区别：悬浮和漂浮的相同点和区别：相同点：相同点：都是静止在液体中，都只受重力和浮力作都是静止在液体中，都只受重力和浮力作用，根据二力平衡条件，用，根据二力平衡条件，重力和浮力重力和浮力相等，即：相等，即：F浮浮=GF浮浮GF浮浮G悬浮悬浮漂浮漂浮不同点：不同点：（1）悬浮
23、时，物体停留在液体内部）悬浮时，物体停留在液体内部的任何地方，它必定的任何地方，它必定全部浸没全部浸没在液体在液体中；而漂浮，物体是静止在液面上，中；而漂浮，物体是静止在液面上，它它必定在一部分露在液面之上必定在一部分露在液面之上。（2）悬浮时，物体浸没在液体中，所）悬浮时，物体浸没在液体中，所以以V排排=V物物，而漂浮时，物体只有一部，而漂浮时，物体只有一部分浸入液体中，所以分浸入液体中，所以V排排V物物。V排排=V物物V排排 物，物，F浮浮 G 上浮上浮当当液液 物，物，F浮浮 G 下沉下沉 当当液液=物，物，F浮浮 =G 悬浮悬浮例：例：求木块密度？求木块密度？设木块体积为设木块体积为V
24、，在水面上，在水面上，在水面下，木块漂浮，应有：在水面下，木块漂浮，应有：F浮浮=G物物=物物 g V，又根据阿基米德原理，应有：又根据阿基米德原理，应有：F浮浮=水水 g V排排=水水 g 物物 g V=水水 g 物物=水水=0.625103千克千克/米米3F浮浮GV83V85V85V85V85V83V851.一个物体所受的重力为10N，将其全部浸没在水中时，排开重20N的水，此时它所受的浮力为_ N。20分析：已知G排=20N，所以F浮=G排=20N。2.将金属块的一半浸没水中，排开了0.6kg的水，金属块受到的浮力是 N。6分析：已知m排=0.6kg，所以F浮=m排 g=0.6kg10N/kg=6N。3.一艘浮在河面上的轮船，不装货物时，排开水的体积为200m3，则轮船受到的浮力是多少？分析：题中的已知条件是V排，因此采用公式F浮=液 g V排。已知：V排=200m3,水=1.0103kg/m3F浮=液 g V排 =1.0103kg/m310N/kg200m3 =2106N求：求：F F浮浮解：解：当物体跟盛液体当物体跟盛液体的的容器底部紧密接触时，则容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。
