2026春人教版八年级物理下册学案-第十章 第2节 阿基米德原理

第2节阿基米德原理

学习目标

1.经历实验，探究物体所受浮力与排开液体所受重力的关系。

2.（重点）知道阿基米德原理，能用/浮=G出或F浮=〃液丫拉g进行简

单计算。

3.理解阿基米德原理在实际生活中的应月。

4.应用阿基米德原理进行简单的计算。

曹・课前梳理・

1.阿基米德灵感的启示

两千多年以前，阿基米德发现：物体浸在液体中的体积就是物体型E1甦的

体积。

物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，则排开的液体的质量就越大，

因此,浮力的大小可能跟排开液体的质量有关，而液体的重力跟它的质量成正比，

囚此，浮力的大小可能与排开液体的重力密切相关。

2.浮力的大小

浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重

力，这就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是广浮=Gm进一步推导可得出

产浮=2/gYji。

阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。

。■课堂解析・

重难突破

1.实验：探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系

【实验器材】

弹簧测力计、物体s物＞夕液）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水。

【实验过程】

（1）测量浮力的方法（称重法）。使用弹簧测力计进行测量：先测出物体所受的

重力G=a,再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数后，则/浮=n一尸3（图

甲、丙）。

（2）测量排开液体所受的重力（溢水法）。物体排开的液体所受的重力可以用溢

水杯和弹簧测力计测出（图乙、丁），溢水杯中盛有与溢水口齐平的液体，再把物

体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体排开的液

体，用弹簧测力计测出排开的液体所受的重力G升=向一份。

00

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Q国

甲乙丙

（3）改变质量不同的物体再做几次实验，把实验数据填入表格中。

【实验结论】浸在液体中的物休受到浮力的大小等于它排开的液体所受的重

力。

【交流与讨论】

（1）若先将物体浸入液体中测浮力，再测物体的重力，由于物体沾液体会使

所测重力偏大，则所测浮力偏大。

⑵先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力，所测桶沾液体重力偏大，所

测排开液体的重力偏小。

(3)物体在浸入前，液面要与溢水口相平，若液面不与溢水口相平，不会影

响浮力的大小，但会导致排到小桶内的液体小于物体排开的液体的体积，最终会

得出物体所受浮力的大小大于排开的液体所受重力的错误结论。

(4)实验中换用质量不同的物体或不同液体进行多次测量，是为了使实验结

论具有普遍性。

【典例1】小李想探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。

甲乙丙丁

(1)实验步骤如图所示，甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为R、

乃、后、用，物体受到的浮力/浮=o

(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究，实验数据如表所示。

物体浸没在

桶和排开水排开水所

物重水中时测力浮力F空桶重

物体所受的总重受的重力

G/N计的示数浮/NGo/N

力G总/NG/N

F/N

a1.20.7().50.61.1().5

b21.40.60.61.20.6

c2.41.70.70.61.20.6

分析表中物体a、b的实验数据，小李得出的结论是

(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中，排除各种测量误差因素的影响，

发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力，请分析实验操作中造成这种结果

的原因：________________________________________

（4）小张利用身边的器材对小李的实验进行改进：两个相同的弹簧测力计A

和B、重物、溢水杯（由饮料瓶和吸管组成）、薄塑料杯（质量忽略不计）等器材，

装置如图戊所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的

溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数逐渐,弹簧测力计B的示数逐

渐，若弹簧测力计A的示数变化量为AFA,弹簧测力计B的示数变化

量为八曲，则它们的大小关系是A尸AAFB（选填“”Y或“=”）。

戊

（5）针对两种实验方案，小张实验装置的优点是（填选项）。

A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小

B.实验器材生活化，实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化

答案（1）凡一6（2）物体浸在液体（或水）中所受浮力大小等于它排开液体

（或水）所受的重力（或/浮=6八（3）将物体c浸入水中之前，溢水杯没有加满水

⑷变小变大=（5）B

2.对阿基米德原理的理解

（1）影响浮力大小的因素.：由公式尸部/gV排可知，尸浮的大小只与。液和V

科有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度等因素无关。

（2）适用范围：该定律也适用于气体，物体在气体中所受浮力的大小也可用

公式/部="气gViti十算。

（3）求液体密度、排开液体的体积公式：〃液=令，V^=­o

（4）理解“浸在液体中的物体”。浸在液体中的物体包括两种情况：一是物

体全部浸入液体中，如图中B物体，也叫浸没；二是物体一部分浸入液体中，

如图中A物体。

物体浸没时：丫排=丫没=V物；物体部分浸入时：V排=v浸〈V物。

A部分浸入

ZTTT：A-TTTTd

后蓍善蜀-B浸没

温馨提示：计算时各物理量I全部采用国际单位制。

【典例2】氢气球放手后会向上运动。已知：①在氢气球上升的过程中每拔

越高空气密度越小；②在上升的过程中将氢气球看作一个质量和体积均不变的球

体。问：

（1）从运动和力的知识可以得到：氢气球会向上运动，是因为放手时氢气球

受到的重力G（选填“大于”或“小于”）氢气球受到的空气浮力F,也

就是重力和浮力的合力方向为o

（2）当氢气球上升到一定高度后不再上升，主要是由于海拔越高空气密度越

小，氢气球受到的（选填“重力”或“浮力”）减小，当受到的浮力厂等

于重力时氢气球不再上升。

解析（1）氢气球上浮说明氢气球所受浮力大于重力，则重力和浮力的合力

方向与浮力的方向一致，即竖直向上。

（2）当氢气球上升到一定高度，由于海拔越高空气密度越小，则氢气球受到

的浮力减小，当受到的浮力尸等于重力时，氢气球不再上升。

答案（1）小于竖直向上（2）浮力

【典例3]“远望7号”测量船是我国自主设计研制的大型航天远洋测量

船，其满载排水量约为270001。（/）4；=LOX103kg/m3,®10N/kg）

⑴求“远望7号”满载航行时所受到的浮力。

（2）某次执行任务时，“远望7号”所受浮力为2.2X108N,求此时“远望7

号”排开水的体积“

解（1）由阿基米德原理可知，“远望7号”满载时受到的浮力

F=G^=m排g

=2.7X104X103kgXION/kg

=2.7X108NO

（2）由F浮=p渍gV#可得，“远望7号”排开水的体积

_______2.2xBN

=1.0X103kg/m3X10N/kg

=2.2X104

“远望7号”满载航行时所受到的浮力为2.7X1()8N,在某次执行任务时，

“远望7号”排开水的体积为2.2X104n?。

随堂练习

知识点一浮力的大小

1.学习了阿基米携原理，小强进行了关于浮力的相关测量，如图甲所示，

将重为3N的长方体物块缓慢放入装满水的溢水环，静止时如图乙所示，进而测

量小桶和排开液体所受的总重力，如图丙所示。

尸2=3.6N

戊

⑴为了探究F部与G扑的关系，图中的操作中漏掉了一个步骤，是

(2)由图乙和图丁可知，浮力的大小与有关。

（3）下列继续进行的操作或分析中不合理的是（填选项）。

A.为了得到更普遍的结论，可将原来方案中的水换成盐水重复实验

B.溢水杯中未装满水时F泞阿基米德原理不成立

C.若用密度小于水的木块取代实验中长方体物块进行实验，则图乙步骤中

可不使用弹簧测力计

（4）分析图中数据，可以得知：图乙中长方体上表面受到水的压力为3N,则

长方体下表面受到水的压力为No

（5）验证完阿基米德原理后，装满水的溢水杯放在电子秤上，如图戊所示；

将长方体物块缓慢浸入溢水杯，直到全部浸没并下降适当距离（未触碰到容器

底），则电子秤的读数F与物体底面浸入液体深度h之间的关系是_______（填选

CD

【答案】（1）用弹簧测力计测量空桶的重力

（2）液体密度（3）B（4）5（5）B

知识点二阿基米德原理及应用

2.（2025•深圳模拟）一艘货船不慎搁浅，为使该货船能回到航道继续航行,

下列措施一定不可行的是（D）

货物甲板

A.借助浮筒使船上浮

B.将货船拖回到航道

C.清除货船底部淤泥

D.将货物搬到甲板上

3.(2025•深圳期中)在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知集

装箱重1.5X106、体积为50m3,沉入75m深的海底(未陷入)，利用如图所示

的打捞船进行打捞，S海水取L()Xl()3kg/m3,g取l()N/kg)根据以上信息求：

(1)集装箱浸没时，受到的浮力；

(2)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面)，绳子的拉力。

3

【解】⑴集装箱浸没时，受到的浮力厂产"海水。排=1.0X103kg/mX10

N/kgX5()m3=5X105No

(2)集装箱的重力G=1.5X106N

集装箱匀速上升的过程中，由平衡条件知道，绳子的拉力

656

F=G-F^=1.5X1()N-5X1()N=1.OX10NO

©・课后练习・

基础巩固

1.两个相同的容器中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻

放入两杯液体中，静止后的情况如图所示，甲、乙两球排开液体的重力相等，则

下列说法正确的是(C)

A.甲球所受浮力更大

B.甲、乙两球的重力大小相等

C甲、乙两球所受浮力大小相等

D.不知道液体密度，所以无法比较两球所受浮力大小

2.某物体重为8N,把它放进盛有水的烧杯中，溢出的水重为6N,则它受

到的浮力为（B）

A.一定是6NB.可能是8N

C.一定是2ND.可能是14N

3.2023年3月11日下午，“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人

潜水器，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，标志着“奋斗者”号载

人潜水器运维体系走向成熟、稳定。若海水密度保持不变，下列说法正确的是

（D）

A.“奋斗者”号上浮至露出水面过程中，所受海水浮力逐渐变大

B.“奋斗者”号进入海水中逐渐下潜过程中，所受海水压强不变

C.“奋斗者”号在水面下下潜过程中，排开海水的体积逐渐变大

D.“奋斗者”号在水中下潜时，所受浮力等于其排开海水的重力

4.（2（）25•佛山期末）宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，如图为打捞过程示意图，

先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁

牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸。船在

图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为歹甲、尸乙、尸丙。下列判断正确的是（B）

A.产甲=/乙=尸丙

B.尸甲乙丙

C.尸甲=尸乙V/7丙

D.产甲V77乙V/7丙

5.如图所示，””和“歹表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。

图示中的轮船是在（选填“江水”或“海水”）中停泊。轮船的排水量为

600（）t,在海水中满载时受到的浮力是________No从轮船上卸下货物后，发现

船身上浮了一些，则它受到的浮力（选填“增大”“减小”或“不

变”）。（p解水ROXIO,kg/n?,g取10N/kg）

【答案】海水6X1（）7减小

能力达标

6.中国自主研发的“极目一号”IH型浮空艇从海拔4270m的科考营地升

至9032m高空，创造了大气科学观测领域的世界纪录。该浮空艇的体积约为9

000n?,在科考营地受到的浮力大小约为N；浮空艇在上升过程中受到

的空气浮力（选填“变大”“变小”或“不变”）。（升降过程中艇体体积

不变，科考营地空气密度约为O.8kg/m3,g取10N/kg）

【答案】7.2X104变小

7.（2025・韶关期末）如图所示的是“探究浮力大小与排开液体所受重力关

系”的实验，桶A为圆柱形烧杯，桶B为装水小桶。

甲乙丙T

⑴正确的操作顺序是（）

A.乙丙甲丁B.甲乙丙丁

（2）将物体“空桶A”放入盛满水的溢水杯中，使物体“空桶A”处于漂浮

状态，则物体“空桶A”受到的浮力为No

（3）测出桶B和溢出水的总重力，分析乙、丁两图可知，物体“空桶A”排

开水的重力为N,（选填“大于”“小于”或“等于”）物体

“空桶A”受到的浮力，由此可初步得出浮力大小与排开液体所受重力的关系。

(4)接着往物体“空桶A”中加入沙子进行实验，得到4组数据，记录在表

格如下，其中有明显错误的是第次。实验中，随着加入沙子越多，物体

“桶A”浸入水中就越______(选填“深”或“浅”

序号1234

桶A与沙子的总重力/N2.42.83.23.4

桶B与水的总重力/N4.04.44.65.0

⑸往物体“桶A”中加入沙子进行多次实验的目的是

【答案】(1)B(2)2(3)2等于(4)3深(5)得到普