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第十章 浮力
第2節(jié) 阿基米德原理
人教版 物理 八年級 下冊
相傳敘拉古國國王讓工匠替他做了一頂純
金王冠。做好后，國王疑心工匠在金冠中摻了
假，國王請阿基米德來檢驗，又不能破壞王冠。
最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要領。一
天他去澡堂洗澡，當他坐進澡盆里時，看到水往外溢，同時感到身體被輕輕拖起。他興奮地跳出澡盆，奔向街頭，大聲喊著“尤里卡!尤里卡(我知道了)!”。
阿基米德想到了什么方法呢
1. 知道驗證阿基米德原理實驗的方法和結論；理解阿基米德原理的內容；能運用F浮=G排和F浮=ρ液gV排解答和計算有關浮力的簡單問題。
2. 經歷探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系的實驗過程，做到會操作、會記錄、會分析、會論證。
知識點 1
阿基米德的靈感
排開液體的體積
物體浸在液體中的體積
=
等質量的不同物質，由于密度不同，體積不等。
浸沒水中，排開的水的體積不等。
將易拉罐按入裝滿水的燒杯中，感受浮力與排開的液體的關系。
物體排開液體越多，所受浮力越大
想想做做
換言之，物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，它受到的浮力就越大。
浮力大小可能與排開液體的體積×液體的密度有關。
實驗表明：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。
浮力大小可能與排開液體的重力有關。
知識點 2
浮力的大小
探究：浮力的大小跟排開液體所受重力的關系
【實驗器材】石塊、鋁塊、鐵塊、溢水杯、空杯、測力計、水
⑴用彈簧測力計先測出石塊的重力G。
⑵用彈簧測力計再測出空杯子的重力G杯。
1.15N
0.45N
【實驗步驟】
⑶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(shù) F′。
⑷用彈簧測力計測出承接了水后杯子的總重 G總 。
0.70N
0.90N
【實驗數(shù)據(jù)分析】
研究對象 物重G/N 空杯重 G杯/N 物體浸沒水中時彈簧測力計示數(shù)F′/N 杯、水總重 G總/N 浮力的大小F浮/N 排開水的重量
G排/N
石塊 0.45
鋁塊 0.45
鐵塊 0.45
1.15
0.70
0.90
0.45
0.45
0.54
0.34
0.20
0.20
0.65
0.78
0.68
0.10
0.55
0.10
比較浮力的大小和物體排開水的重力，你發(fā)現(xiàn)了什么？
【實驗結論】
浸在液體中的物體所受的浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力。這便是著名的阿基米德原理。
公式：F浮 = G排=ρ液g V排
【特別提醒】阿基米德原理也適用于氣體，在氣體中受到的浮力F浮=ρ氣gV排。
F浮 = G排=ρ液gV排
浸入液
體中
全部
浸沒
部分
浸入
V排=V物
V排1. V排是指排開的液體的體積，不一定等于物體的體積。
2. 由F浮=ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積這兩個因素有關，而跟物體本身的體積、密度、形狀、在液體中的深度、在液體中是否運動、液體的多少等因素無關。
例題 有一個重7N的鐵球，當它浸沒在水中時受到多大的浮力？
解析 根據(jù)阿基米德原理，鐵球受到的浮力等于它排開的水所受的重力，即F浮=G排。由于鐵球浸沒在水中，它排開的水的體積等于鐵球的體積，而鐵球的體積可以由體積、質量、密度的關系式V= 求出。
解：鐵球的質量：
鐵球的體積：
鐵球排開水的體積等于鐵球的體積：V排=V鐵=8.9×10-5m3
鐵球排開的水所受的重力：
G排=m排g=ρ水V排g=1×103kg/m3×8.9×10-5m3×10N/kg=0.89N
根據(jù)阿基米德原理，鐵球受到的浮力與它排開的水所受的重力相等，即
F浮=G排=0.89N
因此，例題中鐵球所受浮力為：
解題總結
浸沒在液體中的實心物體：
G物=ρ物gV物 F浮=ρ液gV排
可得： ，
V物=V排
浸沒在液體中實心物體，所受重力與浮力之比等于物體與液體的密度之比。
即：
（1）用彈簧測力計測量物體的重力G；
（2）用彈簧測力計吊著物體，將物體浸沒在水中時，記下彈簧測力計的示數(shù)F1；
由 ，則物體的密度：
（3）用彈簧測力計吊著物體，將物體浸沒在水中時，記下彈簧測力計的示數(shù)F2；
由 ，則液體的密度：
用彈簧測力計測量物質的密度
例1 某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材，按照圖所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系。
（1）先用彈簧測力計分
別測出空桶和石塊的重
力，其中石塊的重力大
小為________N。
3.8
連接中考
（2）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為________N。石塊排開的水所受的重力可由_______（填字母代號）兩個步驟測出。
（3）由以上步驟可初步得出結論：
浸在水中的物體所受浮力的大小等
于___________________________。
1.4
AD
排開液體的重力
（2）由稱重法知：F浮=G-F示=3.8N-2.4N=1.4N；
液體與桶的總重力與桶的重力之差是物體排開液體的重力，由圖中AD兩個步驟測出。
連接中考
（4）為了得到更普遍的結論，下列繼續(xù)進行的操作中不合理的是________。
A．用原來的方案和器材多次測量取平均值
B．用原來的方案將水換成酒精進行實驗
C．用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進行實驗
（5）另一實驗小組在步驟C的操作中，只將石塊的一部分浸在水中，其他步驟操作正確，則_________（選填“能”或“不能”）得到與（3）相同的結論。
A
能
連接中考
例2 體積相同的鋁球、銅塊和木塊，浸在液體中的情況如圖所示，比較它們受到的浮力大小，正確的是（　　）
A．鋁球受到的浮力最大
B．木塊受到的浮力最大
C．銅塊受到的浮力最大
D．它們受到的浮力一樣大
D
連接中考
1. 把一個小球放入盛滿某種液體的溢水杯中，小球浸沒在杯底，從杯中溢出100g液體。則小球所受浮力(g=10N/kg)( 　)
A.大于1 N B.小于1 N
C.等于1 N D.無法判斷
C
基礎鞏固題
2. 浸在液體中的物體，受到的浮力大小取決于 ( )
A. 物體的體積和液體的密度
B. 物體的密度和物體浸入液體的深度
C. 物體浸入液體的體積和液體的密度
D. 物體的質量、體積、浸入液體的深度及形狀等因素
C
基礎鞏固題
3.如圖所示的實驗中，水杯中裝滿了水，按下飲料罐后水會溢出，越向下按飲料罐，桶中溢出的水也越多，飲料罐受到的浮力_______。
如果溢出了100cm3的水，那么飲料罐所受到的浮力為________N。(g取10 N/kg)
越大
1
基礎鞏固題
1. 彈簧測力計下掛一長方體物體，將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降，然后將其逐漸浸入水中，如圖甲所示；圖乙是彈簧測力計示數(shù)F與物體下降高度h變化關系的圖象，下列說法中正確的是(　　)
A. 物體的體積是500 cm3
B. 物體受到的最大浮力是5 N
C. 物體的密度是2.25×103 kg/m3
D. 物體剛浸沒時下表面受到水的壓力是9 N
C
能力提升題
2.某教師在“阿基米德原理”教學過程中，做了如圖所示的演示實驗。
(1)在彈簧下端掛上小桶和金屬塊，記下彈簧伸長后指針的位置O，如圖甲所示。
(2)溢水杯中裝滿水，把金屬塊全部浸入溢水杯的水中，用燒杯收集排開的水，彈簧縮短，如圖乙所示。
(3)把燒杯中的水全倒入小桶中，彈簧指針
又恢復到原來位置O，如圖丙所示。乙圖
的彈簧比甲圖的彈簧縮短了，說明金屬塊
受到　　　　　　的作用；丙圖彈簧指針
又恢復到位置O，說明______________________________________________。　　　　　　　　　　　　　　　　
物體受到浮力的大小等于物體排開水所受的重力
浮力
能力提升題
作業(yè)
內容
教材作業(yè)
完成課后“練習與應用”
自主安排
配套練習冊練習

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