阿基米德原理(详细)

1、第二节：第二节： 阿基米德原理阿基米德原理 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：其一是关于浮献主要有两项：其一是关于浮 力问题；其二是关于杠杆平衡力问题；其二是关于杠杆平衡 问题。问题。 传说澡盆的水溢出给了阿传说澡盆的水溢出给了阿 基米德启发，由此他鉴别出了基米德启发，由此他鉴别出了 国王的王冠是否纯金所制。国王的王冠是否纯金所制。 阿基米德有句名言：阿基米德有句名言：“给我一个给我一个 支点，我可以撬动地球支点，我可以撬动地球”。 巨轮远航巨轮远航 气球腾空气球

2、腾空 1.1.液体和气体对浸在其中的物体有液体和气体对浸在其中的物体有 _（填方向）的托力，（填方向）的托力， 物理学中把这个托力叫做物理学中把这个托力叫做 。 竖直向上竖直向上 一、什么是浮力？一、什么是浮力？ 2.2.一切浸入液体中的物体都受到浮一切浸入液体中的物体都受到浮 力的作用。力的作用。f f浮 浮=g-f =g-f（称重法）（称重法） 浮力浮力 实验探究实验探究 探究浮力的大小探究浮力的大小 浮力的大小与液体的浮力的大小与液体的密度密度 和物体和物体排开液体体积排开液体体积的大小有的大小有 什么样的关系呢？什么样的关系呢？ (a)用弹簧测用弹簧测 力计分别测力计分别测 出石块和空

3、出石块和空 杯所受的重杯所受的重 力力 (b)把石块浸没把石块浸没 在水面恰好与在水面恰好与 溢口相平的溢溢口相平的溢 杯中，用空杯杯中，用空杯 承接从溢杯里承接从溢杯里 被排开的水，被排开的水， 读出此时弹簧读出此时弹簧 测力计示数测力计示数 (c)用弹簧测用弹簧测 力计测出承力计测出承 接了水后杯接了水后杯 子的总重子的总重 收集实验数据：收集实验数据： 研 究 对 象 物重 g/n 空杯重 g杯/n 物体浸没水中 时弹簧测力计 示数f/n 杯、水 总重 g 总/n 浮力的大小 f浮/n 排开水的 重量g排/n 石 块 0.45 铝 块 0.45 铁 块 0.45 1.150.700.90

4、0.450.45 0.540.340.200.200.65 0.78 0.680.100.550.10 比较比较浮力的大小浮力的大小和和物体排开水的重量物体排开水的重量，你发，你发 现了什么？现了什么？ 三、阿基米德原理：三、阿基米德原理： 1.1.浸在液体中的物体所受浮力的大小浸在液体中的物体所受浮力的大小 _（填（填“等于等于”、“大于大于”或或 “小于小于”）被物体排开的液体所受的）被物体排开的液体所受的 _。 等于等于 重力重力 2.2.公式：公式： f f浮 浮=g =g排 排=m =m排液 排液g= g=液 液gv gv排 排 二、对原理的理解二、对原理的理解 （1）物体）物体“浸

5、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）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 ，

6、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

7、）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 的压力差。的压力差。 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。 l h1 h2 f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 sl 当物体跟盛液体

8、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。 （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。 返回返回 三、悬浮和漂浮的相同点和区别：三、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，重力和浮力相等，即：用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即： f浮 浮 =g f浮 浮 g f浮 浮 g 悬浮悬浮

9、 漂浮漂浮 不同点：不同点： （1）悬浮时，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，它必定全部浸没在液体的任何地方，它必定全部浸没在液体 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， 它必定在一部分露在液面之上。它必定在一部分露在液面之上。 （2）悬浮时，物体浸没在液体中，）悬浮时，物体浸没在液体中， 所以所以v排 排 =v物物，而漂浮时，物体只有 ，而漂浮时，物体只有 一部分浸入液体中，所以一部分浸入液体中，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 =

10、 物，物， f浮浮 = g 悬浮悬浮 练习：练习： 1. 液体和气体对浸在其中的物体有液体和气体对浸在其中的物体有 _（填方向）的托力，物（填方向）的托力，物 理学中把这个托力叫做浮力。理学中把这个托力叫做浮力。 竖直向上竖直向上 2.浸在液体中的物体所受浮力的大小浸在液体中的物体所受浮力的大小 _（填（填“等于等于”、“大于大于”或或“小小 于于”）被物体排开的液体所受的）被物体排开的液体所受的 _。这便是著名的阿基米德原理。这便是著名的阿基米德原理。 等于等于 重力重力 练习：练习： 3.下面几种关于浮力的说法中，正确的下面几种关于浮力的说法中，正确的 是是（ ） a、只要液体密度大，对浸

11、在其中的物体、只要液体密度大，对浸在其中的物体 的浮力就一定大；的浮力就一定大； b、只要物体的体积大，所受的浮力一定、只要物体的体积大，所受的浮力一定 大；大； c、物体所受的浮力的大小等于被物体排、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，与液体的形状及浸开的液体所受的重力，与液体的形状及浸 没液体时的深度无关；没液体时的深度无关； d、阿基米德原理只适合液体。、阿基米德原理只适合液体。 c 练习：练习： 4.将重将重5n的物块放入盛满水的烧杯中，从杯中的物块放入盛满水的烧杯中，从杯中 溢出溢出3n的水，则物块受到的浮力是（的水，则物块受到的浮力是（ ） a、8n； b、5n；

12、 c、3n； d、2n。 c c 5.在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜 球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底，在铜块球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底，在铜块 浸入到沉底的过程中，弹簧测力计的示数浸入到沉底的过程中，弹簧测力计的示数 将将（ ） a、逐渐变小；、逐渐变小； b、保持不变；、保持不变； c、先逐渐变小，后保持不变；、先逐渐变小，后保持不变； d、先逐渐变小，后逐渐变大。、先逐渐变小，后逐渐变大。 练习：练习： 6.在大海中航行的轮船、空气中上升的在大海中航行的轮船、空气中上升的 气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受 到浮力？到浮力？ 答：轮船受到海水浮力，气球受空答：轮船受到海水浮力，气球受空 气浮力，飞船没有受到浮力。气浮力，飞船没有受到浮力。 练习：练习： 7.一物体浸入水中一物体浸入水中,排开了排开了1000cm3水，水， 求受的浮力多大？求受的浮力多大？ 已知：已知：水 水=1.0 103kg/m3，g=9.8n/kg v排 排=