•第十章 浮力
•第2节 阿基米德原理
求浮力的方法?
1.称重法
2.压力差法
3.阿基米德原理……
浮力的大小与什么因素有关?
ρ液V排 或 G排
F浮=F1-F2
F浮=F向上-F向下
阿基米德的启示
两千多年以前,希腊学
者阿基米德为了鉴定金王冠
是否是纯金的,要测量王冠
的体积,冥思苦想了很久都
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,他忽然想到:物体浸在液体
中的体积,不就是物体排开液体的体积吗?
排开液体的体积物体浸在液体中的体积 =
做做想想
将易拉罐按入装满水的烧杯中,感
受浮力与排开的液体的关系。
回顾:浮力大小与哪些因素有关?
浮力大小,跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。浸在
液体中的物体体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
猜 想
浮力与排开的液体有什么关系?可以怎样表述浮力的大
小?
浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关
浮力大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排
开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
一、阿基米德原理
浮力与物体排开液体重力的关系
图1 图2 图3 图4
测量数据填入记录表;
用不同物体、不同液体做几次实验。
探究实验
实验数据表格
次
数
物体的
重力/N
物体在液体中测
力计示数/N
浮力
/N
小桶和排液的
总重/N
小桶的重
力/N
排开液体
的重力/N
1
2
3
4
分析数据得出结论
1.浸在液体中的物体受到向上的浮力
2.浮力的大小等于物体排开液体的重力
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,
大小等于它排开液体的重力。
2.数学表达式:F浮=G排
4.适用范围:液体和气体
3.用于计算的导出式:
F浮= G排= m排g= r液 gV排
1.区分:浸没、浸入、浸在、没入;
2. F浮=r液 gV排 r液——液体的密度;
V排——物体排开的液体的体积;
3. F浮= r液 gV排 —— 决定式
表明浮力大小只和 r液、V排有关,
浮力大小与物体的形状、密度,浸没在液体中的深度及物
体在液体中是否运动等因素无关。
二、关于阿基米德原理的讨论
1.浮力的大小与液体的密度大小、排开液体的体积
大小有关,即:
F浮与ρ液、V排有关
F浮与h深度无关
其中F浮表示物体所受的浮力、ρ液表示液体的密度、V排表
示物体排开液体的体积。
对阿基米德原理的理解
2.同一物体浸没在不同的液体中时,由于液体的密度
不同,所受的浮力也不同.
根据公式F浮=ρ液g V排,浸没时, V排 = V物,当ρ液不同时,
浮力也随之变化。
阿基米德定律公式中
F浮=G排= ρ液V排gg
※ V排不一定等于V物,只有在物体完全浸没时V排才
等于V物.
※ρ液指的是液体的密度;
3.注意
※浮力的大小只与ρ液、V排有关(即物体排开的液
体受到的重力有关)
例1.比较下列物体受的浮力
⑴体积相同的铜、铁、铝浸没水中
铁
F浮铝 = F浮铁= F浮铜
铜铝
⑵如图所示,A、B两个物体的体积相
等,哪个受到的浮力大?
A
B
F浮A< F浮B
拓展:质量是1kg的实心铜球和铝球,浸没水
中, 受到的浮力大.
铜 铝
(ρ铜>ρ铝)
把密度为7.8×103 kg/m3、体积为500cm3的铁块浸没在密
度为0.8×103 kg/m3的煤油中,受到的浮力为多少牛?
提示 :∵铁块完全浸没在煤油中,
∴ V排= V物
F浮= ρ液V排g= 0.8×103 kg/m3×500×10-6m3×9.8N/kg=3.92N
例2
把重力为10牛,体积为1×10-3m3的金属球全部浸入盛满
水的容器内,求:
⑴溢出的水的重力为多少牛?
⑵浮力和重力的合力为多少牛?其方向如何?
例3
例1 浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。
A. 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
C. 物体浸入液体的体积和液体的密度
D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素
C
三、例题分析
例2 一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上,它的2/3
体积露出水面,它受的浮力是多大
N。(g取10 N/kg)1
【解析】
根据阿基米德原理:
F浮=G排液=ρ液gV排
据题意V排=V/3
F浮=ρ液gV排
=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N
例3 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( )
A.相等 B.铝球的比铁球大
C.铝球的比铁球小 D.浮力都等于重力
【解析】铁球和铝球的重力相等,则质量相等
B
根据 ,ρ铁 >ρ铝 ,则V铁