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1、第十章第十章 第节第节阿基米德原理阿基米德原理 阿基米德的启示阿基米德的启示两千多年以前，希腊学两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：然想到：排开液体的体积排开液体的体积物体浸在液体中的体积物体浸在液体中的体积=一、阿基米德原理浮力与物体排开液体重力的关系浮力与物体排开液体重力的关系探究实验探究实验思考思考1:1:如何测量浮力大
2、小？如何测量浮力大小？实验步骤：实验步骤：1.测物体在空气中所受的重测物体在空气中所受的重力力G。2.将物体浸没在水中，读出将物体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数F。实验结论：实验结论：F浮浮=GF一、阿基米德原理浮力与物体排开液体重力的关系浮力与物体排开液体重力的关系探究实验探究实验思考思考2:2:如何测量排开液体所受重力大小？如何测量排开液体所受重力大小？实验步骤：实验步骤：1.用弹簧测力计测小桶所受用弹簧测力计测小桶所受的重力的重力G1。2.再测出排开液体后小桶和再测出排开液体后小桶和液体的总重力液体的总重力G2。实验结论：实验结论：G排排=G2G1一、阿基米德原理浮力与
3、物体排开液体重力的关系浮力与物体排开液体重力的关系探究实验探究实验一、阿基米德原理浮力与物体排开液体重力的关系浮力与物体排开液体重力的关系甲甲.F.F1 1乙.F2丙丙.F.F3 3丁丁.F.F4 4探究实验探究实验思考思考1:1:操作合理的顺序操作合理的顺序 ；思考思考2 2：四个力之间的关系式：四个力之间的关系式 。丁甲乙丙 F1-F2=F3-F4二、例题分析二、例题分析例题例题：一个节日放飞的气球，体积是一个节日放飞的气球，体积是600m600m3 3这个气这个气球在地面附近受到的浮力有多大？设地面气压为标准球在地面附近受到的浮力有多大？设地面气压为标准大气压，空气的密度是大气压，空气的
4、密度是1.29kg/m1.29kg/m3 3（g g10N/kg10N/kg）【解答】【解答】解：解：F浮浮 空气空气gV排排 空气空气gV1.29kg/m310N/kg600m37740N。例例题题：将将一一个个黄黄色色金金属属的的实实心心龙龙雕雕像像悬悬挂挂在在弹弹簧簧秤秤上上。在在空空气气中中时时，弹弹簧簧秤秤的的示示数数为为1.81.8牛牛，当当雕雕像像完完全全浸浸没没在水中时，弹簧秤的示数为在水中时，弹簧秤的示数为1.61.6牛。牛。请回答：请回答：(1)(1)雕像完全浸没在水中时受到的浮力是雕像完全浸没在水中时受到的浮力是牛。牛。(2)(2)通通过过计计算算判判断断这这个个雕雕像像
5、是是否否是是纯纯金金制制成成的的？(金金19.31019.3103 3千克千克/米米3 3)二、例题分析二、例题分析练练1铁铁块块的的体体积积是是100 100 cmcm3 3，全全部部浸浸入入水水中中时时，排排开开水水的的体体积积是是 cmcm3 3,排排开开的的水水重重是是 N N，受受到的浮力是到的浮力是 N N。（g g10N/kg10N/kg）巩固练习巩固练习练练2辽辽宁宁舰舰满满载载时时排排水水量量为为67000t67000t，则则辽辽宁宁舰舰满满载载时受到的浮力为时受到的浮力为 N N。（g g10N/kg10N/kg）练练3一一个个物物体体放放入入水水中中，排排出出水水的的质质
6、量量是是0.2kg0.2kg，放放入入酒酒精精中中，排排开开酒酒精精的的质质量量是是0.16kg0.16kg，则则物物体体在在水水中中和酒精中受到的浮力之比是和酒精中受到的浮力之比是 。1001001 11 16.7106.7108 85:45:4课后练习课后练习2 2请比较以下浮力的大小。请比较以下浮力的大小。（1 1）同同样样重重的的两两个个铜铜块块甲甲和和乙乙，甲甲浸浸没没在在水水中中，乙乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？（2 2）同同样样重重的的铝铝块块和和铜铜块块，都都浸浸没没在在煤煤油油中中，哪哪个个受到的浮力大？受到的浮力大？（3 3）同同样样重重
7、的的铝铝块块和和铜铜块块，铜铜块块浸浸没没在在煤煤油油中中，铝铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大？块浸没在水中，哪个受到的浮力大？甲铜块受到的浮力大甲铜块受到的浮力大铝块受到的浮力大铝块受到的浮力大铝块受到的浮力大铝块受到的浮力大课后练习课后练习4 4某某同同学学用用阿阿基基米米德德原原理理测测量量一一种种未未知知液液体体的的密密度度：他他把把一一个个铁铁块块用用细细绳绳悬悬挂挂在在弹弹簧簧测测力力计计的的挂挂钩钩上上，铁铁块块在在空空气气中中时时弹弹簧簧测测力力计计示示数数是是4.74N4.74N，把把铁铁块块浸浸没没在在该该液液体体中中时时弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数是是4.11N4.1
8、1N，该该液液体体的的密度是多少？密度是多少？例例1浸浸在在液液体体中中的的物物体体,受受到到的的浮浮力力大大小小取取决决于于()。A.物体的体积和液体的密度物体的体积和液体的密度 B.物体的密度和物体浸入液体的深度物体的密度和物体浸入液体的深度 C.物体浸入液体的体积和液体的密度物体浸入液体的体积和液体的密度 D.物物体体的的质质量量、体体积积、浸浸入入液液体体的的深深度度及及形形状状等因素等因素C二、例题分析二、例题分析例例2一个体积为一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，的物体浮在水面上，它的它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大体积露出水面，它受的浮力是多大 N。（。（g取取1
9、0 N/kg）1【解析解析解析解析】根据阿基米德原理：根据阿基米德原理：F浮浮G排液排液液液gV排排据题意据题意V排排V/3 F浮浮液液gV排排 1.0103 kg/m310 N/kg10-4 m3=1 N二、例题分析二、例题分析例例3把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（水中，它们受到的浮力（）。）。A相等相等 B铝球的比铁球大铝球的比铁球大 C铝球的比铁球小铝球的比铁球小 D浮力都等于重力浮力都等于重力【解析解析】铁球和铝球的重力相等，则质量相等铁球和铝球的重力相等，则质量相等B 根据根据 ，铁铁 铝铝，则，则V铁铁V铝铝，根据根
10、据F浮浮=液液gV排排，F铝浮铝浮 F铁浮铁浮。二、例题分析二、例题分析 A铝铝球球受受到到的的浮浮力力最最大大，因因为为它它浸浸入入液液体体的的深深度最大度最大 B铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C铅球、铁球、铝球受的浮力一样大铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D因素太多，无法判断因素太多，无法判断【解析解析】根据根据 F浮浮=水水g V排排，浸没，浸没，V 相同，相同，V排排相同，相同，F浮浮相同。相同。提示：提示：浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。例例4如图所示如图所示,体积相同体积相同,密度不同的铅球、铁
11、球、密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则铝球浸没在水中不同深度的地方，则()()C例例5甲甲、乙乙两两个个实实心心金金属属球球，它它们们质质量量相相同同，其其密密度度分分别别为为5103 kg/m3和和10103 kg/m3，甲甲球球挂挂在在甲甲弹弹簧簧测测力力计计下下，乙乙球球挂挂在在乙乙弹弹簧簧测测力力计计下下，并并且且让让金金属球全部没入水中，这时（属球全部没入水中，这时（）。）。A甲、乙两球所受到的浮力之比为甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1 B甲、乙两球所受到的浮力之比为甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2 C甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为甲、乙两个弹簧测力计的示数
12、之比为8:9 D甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12 运用浮力知识解决问题运用浮力知识解决问题二、浮力的计算1 1、称量法：、称量法：1)1)用弹簧测力计称出空气中重用弹簧测力计称出空气中重 G G2)2)再称出物体浸入液体中时弹簧秤再称出物体浸入液体中时弹簧秤 的拉力的拉力 F F 物体所受浮力物体所受浮力 F F浮浮 =G=G F F二、浮力的计算例例题题1 1：把把一一物物体体吊吊在在弹弹簧簧测测力力计计上上,在在空空气气中中称称物物体体重重1.96N,1.96N,浸浸没没在在水水中中称称时时,弹弹簧簧测测力力计计示示减减小小了了0.49N,0.49
13、N,物物体体在在水水中中受受到到的的浮浮力力_N._N.浸浸没没在在某某种种液液体体中中时时,弹弹簧簧测测力力计计示示数数为为1.16N,1.16N,物物体体在在这种液体中受到的浮力为这种液体中受到的浮力为_N._N.0.490.490.80.8二、浮力的计算2 2、压力差法、压力差法F F浮浮=F=F向上向上-F-F向下向下说明说明:a.a.漂浮在液面上的物体漂浮在液面上的物体 F F浮浮=F=F向上向上 b.b.与底部完全密合的物体与底部完全密合的物体 F F浮浮=0=0二、浮力的计算例例题题2 2：如如图图所所示示的的圆圆柱柱体体浸浸没没在在液液体体中中，它它的的侧侧面面所所受受的的各各
14、个个方方向向上上的的压压力力相相互互 ，其其下下表表面面受受到到液液体体向向上上的的压压强强F F1 1 （选选填填“”、“”、“”）其其上上表表面面受受到到液液体体向向下下的的压压力力F F2 2，这这就就是是浸浸在在液液体体中中的的物物体体受受到到浮浮力力的的原原因因，所所以以浮浮力的大小可表示为力的大小可表示为F F浮浮 ，浮力的方向，浮力的方向 为为 。平衡平衡F F1 1FF2 2竖直向上竖直向上二、浮力的计算3 3、阿基米德原理、阿基米德原理F F浮浮=G=G排排=m=m排排g=液液gV排排 物体全部或部分浸在液体中时，物体全部或部分浸在液体中时，它会受到向上的浮力，浮力的大小它会
15、受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力的等于物体排开液体所受到的重力的大小。大小。二、浮力的计算例题例题3 3：一个节日放飞的气球，体积是一个节日放飞的气球，体积是600m600m3 3这个气这个气球在地面附近受到的浮力有多大？设地面气压为标准球在地面附近受到的浮力有多大？设地面气压为标准大气压，空气的密度是大气压，空气的密度是1.29kg/m1.29kg/m3 3（g g10N/kg10N/kg）【解答】【解答】解：解：F浮浮 空气空气gV排排 空气空气gV1.29kg/m310N/kg600m37740N。二、浮力的计算例题例题4 4：在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数为
16、在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数为7.6N7.6N，当把零件浸没在密度为，当把零件浸没在密度为0.80.810103 3kg/mkg/m3 3的油中时，的油中时，测力计的示数是测力计的示数是6.6N6.6N，（g g10N/kg10N/kg）求：）求：（1 1）金属零件在油中受到的浮力为多少？）金属零件在油中受到的浮力为多少？（2 2）金属零件的体积有多大？）金属零件的体积有多大？【解答解答】解：解：（1）由称重法可得，金属零件在油中受到的浮力：）由称重法可得，金属零件在油中受到的浮力：F浮浮GF示示7.6N6.6N1N，（2）由）由F浮浮油油gV排排可得，排开油的体积：可得，排开油的体积
17、：V排排由于零件浸没在油中，所以金属零件的体积：VV排1.25104m3。1.25104m3，二、浮力的计算4 4、平衡法、平衡法F F浮浮=G=G物物（适合于漂浮、悬浮）（适合于漂浮、悬浮）二、浮力的计算例例题题5 5：水水平平桌桌面面上上放放有有甲甲、乙乙两两个个盛盛水水的的容容器器，现现把把两两个个形形状状和和体体积积都都相相同同的的物物体体分分别别放放入入两两容容器器中中，当当物物体体静静止止时时，两两容容器器中中液液面面刚刚好好相相平平，如如图图所所示示，下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.两物体受到的浮力相等两物体受到的浮力相等 B.B.两容器底部所受液体压强相等两容器底部
18、所受液体压强相等 C.C.两物体的质量相等两物体的质量相等 D.D.乙容器中物体密度较大乙容器中物体密度较大B BG1F1G2F2练练1铁铁块块的的体体积积是是100 100 cmcm3 3，全全部部浸浸入入水水中中时时，排排开开水水的的体体积积是是 cmcm3 3,排排开开的的水水重重是是 N N，受受到的浮力是到的浮力是 N N。（g g10N/kg10N/kg）巩固练习巩固练习练练2辽辽宁宁舰舰满满载载时时排排水水量量为为67000t67000t，则则辽辽宁宁舰舰满满载载时受到的浮力为时受到的浮力为 N N。（g g10N/kg10N/kg）练练3一一个个物物体体放放入入水水中中，排排出
19、出水水的的质质量量是是0.2kg0.2kg，放放入入酒酒精精中中，排排开开酒酒精精的的质质量量是是0.16kg0.16kg，则则物物体体在在水水中中和酒精中受到的浮力之比是和酒精中受到的浮力之比是 。1001001 11 16.7106.7108 85:45:4将将一一小小物物块块A A轻轻轻轻放放入入盛盛满满水水的的大大烧烧杯杯中中，A A静静止止后后，有有72g72g的的水水溢溢出出；再再将将其其轻轻轻轻放放入入盛盛满满酒酒精精的的大大烧烧杯杯中中，A A静静止止后后，有有64g64g的的酒酒精精溢溢出出。则则A A在在水水中中静静止止时时受受到到的的浮浮力力为为 N N，A A的的体体积
20、积是是 cmcm3 3，A A的的密密度度是是 g/cmg/cm3 3。（酒酒精精的的密密度度是是0.8100.8103 3kg/kg/m m3 3）拓展练习拓展练习0.720.7280800.90.9课后练习课后练习2 2请比较以下浮力的大小。请比较以下浮力的大小。（1 1）同同样样重重的的两两个个铜铜块块甲甲和和乙乙，甲甲浸浸没没在在水水中中，乙乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？（2 2）同同样样重重的的铝铝块块和和铜铜块块，都都浸浸没没在在煤煤油油中中，哪哪个个受到的浮力大？受到的浮力大？（3 3）同同样样重重的的铝铝块块和和铜铜块块，铜铜块块浸浸没没在在
21、煤煤油油中中，铝铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大？块浸没在水中，哪个受到的浮力大？甲铜块受到的浮力大甲铜块受到的浮力大铝块受到的浮力大铝块受到的浮力大铝块受到的浮力大铝块受到的浮力大课后练习课后练习4 4某某同同学学用用阿阿基基米米德德原原理理测测量量一一种种未未知知液液体体的的密密度度：他他把把一一个个铁铁块块用用细细绳绳悬悬挂挂在在弹弹簧簧测测力力计计的的挂挂钩钩上上，铁铁块块在在空空气气中中时时弹弹簧簧测测力力计计示示数数是是4.74N4.74N，把把铁铁块块浸浸没没在在该该液液体体中中时时弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数是是4.11N4.11N，该该液液体体的的密度是多少？密度是多少？