阿基米德原理物理人教版八年級下冊

第十章

浮力第2節(jié)

阿基米德原理1.知道浮力大小與物體排開液體的重力的關(guān)系；2.知道物體浸在液體中的體積與其排開液體體積的關(guān)系；3.能描述阿基米德原理；4.會用阿基米德原理的公式及推導式，計算浮力大小。

通過上節(jié)的探究，我們知道:物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，所受的浮力就越大。浮力的大小跟它們有什么定量的關(guān)系呢?問

題

由上節(jié)的探究可知:要計算浮力的大小，需要知道物體浸在液體中的體積和液體的密度。液體的密度通常容易知道，這樣問題就集中到如何測量“物體浸在液體中的體積”。知識點一：阿基米德靈感的啟示據(jù)說兩千多年以前，古希臘學者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測量王冠的體積，冥思苦想了很久都沒有結(jié)果。隨后，他設計了實驗，解決了王冠的鑒定問題。一天，他跨進盛滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，突然想到：物體浸在液體中的體積不就是物體排開的液體的體積嗎？阿基米德的故事，給了我們很大的啟示。我們知道，物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，它受到的浮力就越大?，F(xiàn)在我們用“物體排開液體的體積”取代“浸在液體中物體的體積”來陳述這個結(jié)論，就是：

物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，它所受的浮力就越大。把裝滿水的燒杯放在盤子里，再把空的飲料罐按入水中，在手感受到浮力的同時，會看到排開的水溢至盤中。試試看，當飲料罐浸入水中更深、排開的水更多時，浮力是否更大？體驗“物體排開液體的體積越大，它所受的浮力就越大”我們知道：浮力的大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)。這一結(jié)論說明浮力的大小與什么力有關(guān)呢？

物體受到浮力時，一定排開液體，那么浮力的大小和排開液體所受的重力是否有關(guān)呢？如果有關(guān)的話，有沒有定量的關(guān)系呢？思考知識點二：浮力的大小探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系如何測量物體所受浮力？

如何測量物體排開液體的重力？F浮=G-F示彈簧測力計、溢水杯、小桶、重物、適量的水。實驗器材需要測量的物理量F浮=G

-F示G排=G桶+水-G桶G桶F示G桶+水G桶F浮G排實驗數(shù)據(jù)次數(shù)物體的重力G物/N物體在液體中測力計示數(shù)F'/N浮力F浮/N小桶和排液的總重G總/N小桶的重力G桶／N排開液體的重力G排/N1232.15 1.35 1.100.3 2.15 1.80 0.350.650.3 0.352.15 1.60 0.550.850.3 0.550.800.80F浮=G排實驗結(jié)論

浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是知識點三：阿基米德原理1.內(nèi)容：浸入液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受重力的大小。2.公式：F浮=G排3.推導式：F浮=m排g=ρ液gV排適用于液體氣體【關(guān)于阿基米德原理的討論】F浮＝ρ液gV排

ρ液——液體的密度；

V排——物體排開的液體的體積；

表明浮力大小只和ρ液、V排有關(guān)。

浮力大小與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素無關(guān)。①物體“浸在液體里”包括“全部浸入（即浸沒）”和“部分浸入”兩種情況。

不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小。部分浸入全部浸入?yún)^(qū)分：浸沒、浸入、浸在、沒入②浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。A.浸沒時：V排=V浸=V物，此時物體所受的浮力等于排開液體的重力，即F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物B.部分浸入時：

V排=V浸<V物F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物V排=V浸=V物V排=V浸<V物V浸③同一物體浸沒在不同的液體中時，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同。

根據(jù)公式F浮=ρ液g

V排，浸沒時，

V排=V物，當ρ液不同時，浮力也隨之變化。④阿基米德原理同樣適用于氣體。知識點四：阿基米德原理的應用1.浮力的計算例題1：如圖,將一個木塊放入裝滿水的溢水杯中,溢出了100g的水,那么,木塊所受的浮力是多大呢?(g取10N/kg)解:F浮=G排=m排g

=0.1kg×10N/kg

=1N例題2：如圖,將另一個木塊放入盛有水的燒杯中,木塊浸入水中的深度為4cm,木塊底面積為60cm2那么木塊受到的浮力為多大呢?(g取10N/kg)解:F浮=G排

=ρ液gV排V排=s木h入

=60cm2×4cm=240m3=1×103kg/m3×10N/g×240m3=2.4N

例題3：如圖,將一個質(zhì)量為790g的鐵塊浸沒在燒杯內(nèi)的水中,求鐵塊受到的浮力。(鐵的密度為7.9×103kg/m3,g取10N/kg)790g解:F浮=G排

=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/g×100×10-6m3=1N

2.比較浮力的大小(1)質(zhì)量相同的兩個實心銅塊甲和乙,甲浸沒在水中,乙浸沒在煤油中,哪個受到的浮力大?甲乙水煤油F浮=G排

=ρ液gV排V排相同，比ρ液F浮甲＞F浮乙(2)質(zhì)量相同的實心鋁塊和銅塊,都浸沒在煤油中,哪個受到的浮力大?鋁塊煤油銅煤油F浮=G排

=ρ液gV排m鋁=m銅,ρ鋁＜ρ銅V=m/ρV鋁＞V銅銅塊V鋁排＞V銅排F浮鋁＞F浮銅ρ液相同，比V排(3)把剛才的銅塊浸沒在煤油中,鋁塊浸沒在水中,哪個受到的浮力大?鋁塊煤油水銅塊F浮=G排

=ρ液gV排F浮鋁＞F浮鐵V鋁排＞V銅排,ρ水＞ρ煤油

3.通過浮力測密度

在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件,讀數(shù)是79N。當把零件浸沒在水中時,測力計的讀數(shù)是69N,金屬零件的體積有多大?你能判斷這是哪種金屬么?(g取10N/kg)鐵測重力算質(zhì)量測浮力算體