102阿基米德原理

1、 阿基米德的启示阿基米德的启示两千多年以前，希腊学两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？液体的体积吗？第二节第二节 阿基米德原理阿基米德原理一、一、实验探究：实验探究：浮力的大小与哪些因素有关？浮力的大小与哪些因素有关？实验猜想：实验猜

2、想：猜想猜想1：浮力可能与：浮力可能与液体的密度液体的密度有关有关猜想猜想2：浮力可能与：浮力可能与物物体浸入的体浸入的体积体积有关有关猜想猜想3：浮力可能与：浮力可能与物体物体浸没在液浸没在液体的深度体的深度有关有关其它猜想其它猜想： 实验（实验（1） 力大小与力大小与液体密度液体密度的关系：的关系：把鸡蛋放入清水中，观察出现的现象。在清水中加盐，水的密度在清水中加盐，水的密度增大增大，再观察出现的现象。，再观察出现的现象。 在清水中，鸡蛋下沉在清水中，鸡蛋下沉到到底部底部。清水中加清水中加 盐后，水的密度增大盐后，水的密度增大，鸡蛋慢慢浮鸡蛋慢慢浮上上来来（鸡蛋自重不变但浮力增大了）。（鸡

3、蛋自重不变但浮力增大了）。实验结实验结论：论： 浮浮力的大小力的大小跟跟液体的密度液体的密度有关。有关。2：浮力可能与物：浮力可能与物体浸入的体浸入的体积有关体积有关观察实验：观察实验： 观察观察两个弹簧测力计的读数两个弹簧测力计的读数不一样不一样 ；浸入体积多，；浸入体积多，排开的排开的液体液体 就就 ；弹簧测力计的；弹簧测力计的示数变示数变 ，物体受浮力，物体受浮力 。 把同一物体浸入相同的液体把同一物体浸入相同的液体 中中，先浸入的体积少，然后浸入先浸入的体积少，然后浸入体积多体积多。浮浮力的大小跟力的大小跟物体排开液体的体积物体排开液体的体积有关。有关。多多小小大大实验结论：实验结论：

4、 实验（实验（3）：）：把物体把物体浸没浸没在在水中水中，弹簧测弹簧测力计观察测力计的读数力计观察测力计的读数 F1 。改变物体在水中改变物体在水中深度深度，再观察，再观察测力计的读数测力计的读数 F2 。比较两次的读数比较两次的读数 F1 = F2 。测力计的读数测力计的读数 F1 = 2 N= 2 N。测力计的读数测力计的读数 F2 = 2 N= 2 N。浮浮力的大小跟力的大小跟物体物体浸没浸没在液在液体体中的中的深度深度无关。无关。浮力大小与物体浸没的深度的关系浮力大小与物体浸没的深度的关系结论结论： 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的 有有关，

5、还与物体排开液关，还与物体排开液体的（浸入的）体的（浸入的） 有关，有关，而而与物体浸与物体浸没在液体中的没在液体中的 无关。无关。密密 度度体体 积积深深 度度根据猜想根据猜想1、2、3，得出的实验结论：，得出的实验结论：实验实验2，浮力的大小跟，浮力的大小跟物体排开液体的体积物体排开液体的体积有关。有关。实验实验3，浮力的大小跟，浮力的大小跟物物体体浸没浸没在液在液体中的深度体中的深度无关。无关。实验实验1 ，浮力的大小跟，浮力的大小跟液体的密度液体的密度有关。有关。 归纳总结归纳总结浮力与物体排开液体重力的关系浮力与物体排开液体重力的关系图图1图图2图图3图图4探究实验探究实验二二.实验

6、实验探究探究 ：定量探究：定量探究浮浮力的力的大小大小-阿基米德原理阿基米德原理 实验器材：实验器材：石石块、（铝块、（铝块、块、铁块）、铁块）、溢水杯、空杯、测力计、水溢水杯、空杯、测力计、水用弹簧测力计先测出石块的重力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杯重力用弹簧测力计再测出空杯重力G杯杯。1.15N0.45N实验步骤：实验步骤：把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接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从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数示数 F。用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重用弹簧测力计测出承接了水后杯子的

7、总重 G总总 。0.70N0.90N(5)(5)再用铝块、铁块做上述实验，将相关数据填入下表：再用铝块、铁块做上述实验，将相关数据填入下表：收集实验收集实验数据，寻找规律：数据，寻找规律：研究对象物重物重G/NG/N空空杯重杯重 G G杯杯/N/N物物体浸没水体浸没水中时弹簧测中时弹簧测力计力计 示数示数F F/N/N杯和杯和水水总总重重 G G总总/N/N浮力的大浮力的大小小 F F浮浮/N/N排开水排开水的重量的重量G G排排/N/N石石块块0.45铝铝块块0.45铁铁块块0.451.151.150.700.900.450.450.540.540.340.200.200.650.780.7

8、80.680.100.550.10比比较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，你发现了什么？，你发现了什么？两个值相等两个值相等 即即F浮浮=G排排实验结论：实验结论： 浸在液体中的物体所受的浮力的大小浸在液体中的物体所受的浮力的大小 （填（填“等于等于”、“大于大于”或或“小于小于”）被物体排开的液体）被物体排开的液体所受的所受的 。这就是这就是著名的著名的“阿基米德原理阿基米德原理”。等于等于重力重力公式：公式：F浮浮 = = G排排= =液液 V V排排= =液液VV浸浸有链接有链接1、将石块和空桶挂在测力计、将石块和空桶挂在测力计的下方，分别记下测力的下方，分别记

9、下测力计的示数为计的示数为 N和和 N61回顾阿基米德原理，探究过程。回顾阿基米德原理，探究过程。2、将石块浸没在水中，记下、将石块浸没在水中，记下测力计的示数为测力计的示数为 N2G3、石块受到的浮力为、石块受到的浮力为 N44、被石块排开的水的重力是、被石块排开的水的重力是 N4F浮浮 = G排排1.1.影响浮力大小的因素：影响浮力大小的因素： 物体在液体中所受浮力的大小不仅与物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度液体的密度有关，还与有关，还与物体排开液体的体积物体排开液体的体积有关，而与浸没在液有关，而与浸没在液体中的体中的深度深度无关。无关。2.2.阿基米德原理：阿基米德原理： 浸

10、在液体中的物体所受的浮力的大小浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于等于被被物体排开的液体所受的重力物体排开的液体所受的重力。公式：公式：F浮浮 = = G排排= =液液 V V排排= =液液VV浸浸小结：小结：课堂练习课堂练习我受到我受到浮力大浮力大我 受 到我 受 到的 浮 力的 浮 力大大 1、在如图所示、在如图所示的大鱼和小鱼的的大鱼和小鱼的争论中，争论中， 鱼的鱼的说法正确，这是说法正确，这是因为两条鱼浸没因为两条鱼浸没在同种液体在同种液体中，中， 受受到的浮力大小到的浮力大小与与 有有关。关。大大排开液体体积排开液体体积 一个一个2N的物体，挂在弹簧测力的物体，挂在弹簧测力计上，当钩

11、码浸没在水中时弹簧计上，当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是测力计的示数是1.2N，这个钩码，这个钩码受到水的浮力是受到水的浮力是 N课堂练习课堂练习0.8AAAAA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。 如图为小华同学如图为小华同学“研究影响浮力大小研究影响浮力大小的因素的因素”实验的若干操作，根据此图实验的若干操作，根据此图课堂练习课堂练习液体的密度液体的密度1区分：浸没、浸入、浸在、没入；区分：浸没、浸入、浸在、没入； 2. . F浮浮r r液液 gV排排 r r液液液体的密度；液体的密度；

12、 V排排物体排开的液体的体积；物体排开的液体的体积；3. . F浮浮 r r液液 gV排排 决定式决定式 表明浮力大小只和表明浮力大小只和 r r液液、V排排有关，有关， 浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中浮力大小与物体的形状、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。的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。二、关于阿基米德原理的讨论二、关于阿基米德原理的讨论例例1浸在液体中的物体浸在液体中的物体, ,受到的浮力大小取决于受到的浮力大小取决于( )( )。 A. . 物体的体积和液体的密度物体的体积和液体的密度 B. . 物体的密度和物体浸入液体的深度物体的密度和物体浸入

13、液体的深度 C. . 物体浸入液体的体积和液体的密度物体浸入液体的体积和液体的密度 D. .物体的质量、体积、浸入液体的深度及形物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素状等因素C三、例题分析三、例题分析例例2一个体积为一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，它的物体浮在水面上，它的的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大体积露出水面，它受的浮力是多大 N。（。（g取取10 N/kg）1根据阿基米德原理：根据阿基米德原理： F浮浮G排液排液液液gV排排据题意据题意V排排V/3 F浮浮液液gV排排 1.0103 kg/m310 N/kg10-4 m3=1 N例例3把两个物重相同的实心铁球和铝

14、球，浸没在把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（水中，它们受到的浮力（ ）。）。 A相等相等 B铝球的比铁球大铝球的比铁球大 C铝球的比铁球小铝球的比铁球小 D浮力都等于重力浮力都等于重力【解析解析】 铁球和铝球的重力相等，则质量相等铁球和铝球的重力相等，则质量相等BmVr r 根据根据 ，铁铁 铝铝 ，则，则V铁铁V铝铝，根据根据F浮浮=液液gV排排， F铝浮铝浮 F铁浮铁浮。 A铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大度最大 B铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C铅球、铁球、铝球受的浮力一样大铅球、铁球、