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(共24張PPT)
阿基米德原理
第九章 浮力
第三節
　　兩千多年以前，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
沒有結果。一天，他跨進盛
滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物體浸在液體中的體積，不就是物體排開液體的體積嗎？
觀察與思考
理解阿基米德原理，會用阿基米德原理計算浮力大小。（難點）
02
能用實驗對阿基米德原理進行探究（重點）
01
會綜合利用阿基米德原理法與稱重法測量物質的密度
03
學習目標
實驗探究：探究浮力的大小
實驗器材：石塊、溢水杯、燒杯、彈簧測力計、水、細線
（2）用彈簧測力計再測出石塊的重力G
（1）用彈簧測力計先測出空杯子的重力G杯
2.6N
0.6N
實驗步驟：
阿基米德原理
（3）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯里，用空杯承接從溢水杯里被排開的水，讀出此時彈簧測力計的示數F。
（4）用彈簧測力計測出承接了水后杯子的總重 G總。則排開水的重力G排=G總-G杯
（5）根據F浮=G-F算出浮力，并與G排比較
1.4N
1.8N
阿基米德原理
實驗數據記錄：
物重G/N 空杯重 G杯/N 物體浸沒水中時彈簧測力計示數F/N 杯、水總重G總/N 浮力的大小F浮/N 排開水的重力G排/N
2.6 0.6 1.4 1.8
1.2
比較浮力的大小和物體排開水的重力，你發現了什么？
阿基米德原理
1.2
驗證阿基米德原理
阿基米德原理
實驗結論：
浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。
公式：F浮 = G排=ρ液V排g
阿基米德原理
這便是著名的“阿基米德原理”。
同樣，阿基米德原理可以推廣到氣體的浮力上：浸在氣體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的氣體受到的重力。
地球表面上的物體一般都浸沒在空氣中：
F浮=G排=m排g=ρ空氣V排g
阿基米德原理
1.區分：浸沒、浸入、浸在、沒入
2.F浮＝r液V排 g r液——液體的密度
V排——物體排開的液體的體積
3.F浮＝ r液V排g
表明浮力大小只和 r液、V排有關，
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。
關于阿基米德原理的討論
阿基米德原理
對阿基米德原理的理解
（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。
浸沒
部分浸入
阿基米德原理的應用
（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V排g=ρ液V浸g=ρ液V物g
B.部分浸入時：V排=V浸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浸
阿基米德原理的應用
（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。
根據公式F浮=ρ液V排g，浸沒時， V排 = V物，當ρ液不同時，浮力也隨之變化。
阿基米德原理的應用
一個體積為300 cm3 的物體浮在水面上，它的2/3體積露出水面，它受的浮力是 N。（g取10 N/kg）
1
解析：根據阿基米德原理：
F浮＝G排液＝ρ液V排g
　 據題意V排＝V/3=100×10-6m=10-4m
F浮＝ρ液V排g
＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N
練一練
阿基米德原理的應用
例1.一個潛水員的體積為 50 cm3，則他浸沒在海水中受到的浮力是多少？（ρ海水=1.03×103kg/m3）
解：F浮 =G排=ρ海水V排g
=1.03×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3
=0.515N
阿基米德原理的應用
例2.一個在節日放飛的氣球，體積為620cm3。這個氣球在地面附近受到的浮力有多大？（此時氫氣的密度為0.09kg/m3，空氣的密度為1.29kg/m3）
解：F浮=G排=ρV排g
=1.29kg/m3×10N/kg×620×10-6m3
=0.008N
阿基米德原理的應用
例3.在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件，示數為7.4N。當把零件浸沒在密度為0.8×103kg/m3的油中時，測力計的示數為6.6N。求：
（1）金屬零件在油中受到的浮力。
解：（1）利用F浮=G-F（稱重法），金屬零件在油中受到的浮力為：F浮=G-F示=7.4N-6.6N=0.8N。
阿基米德原理的應用
例3.在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件，示數為7.4N。當把零件浸沒在密度為0.8×103kg/m3的油中時，測力計的示數為6.6N。求：
（2）金屬零件的體積。
阿基米德原理的應用
（2）金屬零件浸沒在水中，排開水的體積即是自身的體積，由阿基米德原理：F浮=ρ液V排g得
V=V排= = =10-4m3
F浮
ρ液g
0.8N
0.8×103kg/m3×10N/kg
例3.在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件，示數為7.4N。當把零件浸沒在密度為0.8×103kg/m3的油中時，測力計的示數為6.6N。求：
（3）金屬零件的密度。
阿基米德原理的應用
（3）金屬塊的重力為7.4N，由G=mg可得：
m= = = 0.74kg
G
g
7.4N
10N/kg
由m=ρV得金屬零件的密度
ρ= = =7.4×103kg/m3
m
V
0.74kg
10-4m3
阿基米德原理
探究浮力大小跟排開液體所受重力的關系
阿基米德原理
浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小
F浮= G排=ρ液V排 g
課堂小結
1.A、B、C三個物體體積相同，在水中的情況如圖所示，則三個物體受到的浮力大小情況是（ ）
A. FA >FB > FC
B. FC > FB > FA
C. FB > FA > FC
D. FA = FB = FC
A
B
C
B
課堂練習
2.某物體掛在彈簧測力計上，稱得其重為90N；把該物體浸沒在水中時，彈簧測力計的讀數為50N，該物體浸沒在水中所受到的浮力是_____N；若該物體有一半體積露出水面時，它受到的浮力是______N，彈簧測力計的讀數是：_____N。
40
20
70
課堂練習
3.體積為200cm3的鐵塊，一半浸在酒精里，它受到的浮力有多大？（g取10N/kg）
解：鐵塊排開酒精體積：V排=100cm3=1.0×10-4m3
鐵塊受到浮力的大小：
F浮 =ρ酒精V排g
=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-4m3
=0.8N
課堂練習
4.法國“大力神號”充氦氣艇，體積為1500000m3，質量為1000t，受到的浮力有多大？問氣艇在空中可載多重的貨物？（空氣的密度為1.29kg/m3，g取10N/kg）
解：氣艇受到的浮力：F浮 =G排=ρ空氣V排g
=1.29kg/m3×10N/kg×1500000m3
=1.94×107N
由二力平衡：F貨=F浮-G艇=1.94×107N -1×107N=9.4×106N
氣艇的重力：G艇=m艇g=1000×103kg×10N/kg=1×107N
故載重量：m貨= = = 9.4×105kg=940t
F貨
g
9.4×106N
10N/kg
課堂練習

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