資源簡介

第十章 浮力
阿基米德原理
第2節
01
知道浮力大小與物體排開液體的重力的關系
02
會用阿基米德原理計算浮力大小
阿基米德的啟示
實驗　探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系
一、浮力的大小
結論：
1.物體浸在液體中的體積與物體排開液體的體積______（填“相等”或“不相等”）。
2.物體浸在液體中排開液體的體積越大，受到的浮力______。
相等
越大
推理：
由排開液體的重力G排＝m排g＝ρ液V排g得：物體排開液體的體積越大，排開液體的質量______，排開液體的重力______，同時由上面的實驗活動可知，物體排開液體的體積越大，受到的浮力______，所以浮力大小可能與排開液體的______有關。
越大
越大
越大
重力
閱讀教材第69頁，小組討論完成以下實驗設計。
(1)實驗設計
F浮=G－F拉
F拉
①測浮力：
②測排開液體的重力：
G 排 =G總－G空桶
G空桶
G總
(2)實驗步驟
①用彈簧測力計測量空桶所受的重力。
②用彈簧測力計懸掛一個物體，讀出物體在空氣中和浸在水中靜止時彈簧測力計的示數，計算物體在水中所受浮力的大小。同時用小桶將排開的水收集起來。
③用彈簧測力計測量裝水小桶所受的重力，計算排開的水所受的重力。
④把實驗數據記錄在表中。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}次數
小桶所受的重力G桶/N
物體所受的重力G物/N
物體在水中時彈簧測力計的讀數F拉/N
小桶和排開水所受的總重力G總/N
浮力
F浮/N
排開水所受的重力G排/N
1
?
?
?
?
?
?
2
?
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3
?
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…
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?
(3)實驗結論：浸在水中的物體所受浮力的大小與它__________________ 相等。
排開的水所受的重力
閱讀教材第70頁，結合前面的實驗結論，完成以下填空。
二、阿基米德原理
1.浸在液體中的物體受到______的浮力，浮力的大小等于它___________ ____________。這就是著名的阿基米德原理。
2.阿基米德原理表達式：F浮＝G排。
3.阿基米德原理不僅適用于液體，也適用于______。
向上
排開的液體
所受的重力
氣體
思考：同一物體浸沒在不同密度的液體中時，所受的浮力是否相同？
答案　根據公式F浮＝ G排＝m排g＝ρ液gV排，浸沒時， V排＝V物，當ρ液不同時，浮力也隨之變化，即同一物體浸沒在密度越大的液體中，所受的浮力越大。
對阿基米德原理的理解：
1.內容： 在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體的重力。
全部浸入（即浸沒）
浸
浸
部分浸入
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。
對阿基米德原理的理解：
2. 浮力的大小等于它排開液體的重力。
（1）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排=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
（2）部分浸入時： V排=V浸F浮=G排=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物
對阿基米德原理的理解：
2. 浮力的大小等于它排開液體的重力。
（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。
學以致用
1.將一金屬塊放入盛滿水的杯中后沉入杯底，有20 g的水溢出，此時金屬塊所受的浮力為_________ N(g取10 N/kg)；若將它放入盛滿酒精的杯中，則溢出酒精____________ g(酒精的密度為0.8 g/cm3)。?
0.2
16
解析　根據阿基米德原理，浸在水中的金屬塊所受的浮力等于排開水的重力，則
F浮＝G排＝m排g＝20×10-3 kg×10 N/kg＝0.2 N；
金屬塊浸沒在水中溢出水的體積等于金屬塊體積，
V金屬＝V溢＝????排????水＝20?g1?g/cm3＝20 cm3
當金屬塊放入盛滿酒精的杯中時，溢出酒精的體積等于金屬塊體積，
V酒＝V金屬＝20 cm3，
則溢出酒精的質量為m酒＝ρ酒V酒＝0.8 g/cm3×20 cm3＝16 g。
?
2.如圖所示，物體重為12 N，排開水的體積為1×10-3 m3。
求：(ρ水＝1×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)物體所受的浮力；
解：物體排開水的體積：V排＝1×10-3 m3，
根據阿基米德原理可知，此時所受的浮力是：
F浮＝G排＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3＝10 N；
(2)彈簧測力計的示數。
解：因為F浮＝G－F拉，
故彈簧測力計的示數F拉＝G－F浮＝12 N－10 N＝2 N。
1.如圖所示，體積相同，密度不同的鉛球、鐵球、鋁球浸沒在水中不同深度的地方，則(　　)
A.鋁球受到的浮力最大，因為它浸入液體的深度最大
B.鉛球受到的浮力最大，因為它的密度最大
C.鉛球、鐵球、鋁球受到的浮力一樣大
D.因素太多，無法判斷
C
2.(2024·湘西鳳凰縣模擬)用水桶從井中提水，在水桶緩慢提離水面的過程中，關于人所用力的大小，下列敘述中正確的是(　　)
A.用力變大，因為水桶所受的浮力變小
B.用力變小，因為水桶排開水的體積變小
C.用力變大，因為水桶所受的重力變大
D.用力不變，因為水桶所受的重力不變
A
解析　在水桶緩慢提離水面的過程中，水桶受重力G、拉力F、浮力F浮，處于平衡狀態，
由平衡條件得：F＋F浮＝G，所以F＝G－F浮，因為在水桶提離水面的過程中，
水桶所排開水的體積V排逐漸變小，所以水桶所受的浮力F浮＝ρ水gV排不斷變小，而水桶重力不變，故人所用的力即水桶受的拉力F＝G－F浮不斷變大，故選A。
3.如圖是“驗證阿基米德原理”實驗時的情形。下列說法正確的是(　　)





A.實驗最合理的順序是甲、乙、丙、丁
B.重物受到的浮力可表示為F2－F1
C.溢水杯中裝滿水的目的是使重物排開的水多于排到小燒杯中的水
D.若F1－F2＝F3－F4，則可驗證阿基米德原理
D
4.(2024·開封鼓樓區期末)為了探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關系”，某同學進行了如圖所示的實驗。由圖可知，物塊受到的浮力為____ N；若小桶的重為0.5 N，則丙圖中彈簧測力計的示數應為____ N。?
1.2
1.7
解析　由圖甲可知，彈簧測力計的分度值為0.2 N，其示數為4.2 N，則G＝4.2 N；由圖乙可知，彈簧測力計的示數為3 N，根據稱重法得物體浸沒在水中受到的浮力：
F浮＝4.2 N－3 N＝1.2 N；
由題知，G桶＝0.5 N，
根據阿基米德原理
F浮＝G排＝G總－G桶得，G總＝
F浮＋G桶＝1.2 N＋0.5 N＝1.7 N；則丙圖中彈簧測力計的示數應為1.7 N。
5.如圖甲所示，用彈簧測力計懸掛一物體，保持靜止：當物體浸沒在水中靜止時彈簧測力計的示數如圖乙所示，(g取10 N/kg)求：
(1)物體浸沒在水中受到的浮力；
解：物體受到的浮力：F浮＝G－F'＝6 N－4 N＝2 N；
(2)物體的體積；
解：由F浮＝ρ水gV排可得，物體的體積：
V＝V排＝????浮????水????＝2?N1.0×103kg/m3×10?N/kg＝2×10-4 m3
?
(3)物體的密度。
解：物體的質量：m＝????????＝6?N10?N/kg＝0.6 kg，
則物體的密度：ρ＝????????＝0.6?kg2×10?4?m3＝3×103 kg/m3

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