1、初二自然科学第四章 第二节 浮力 第三节 阿基米德原理华东师大版【本讲教育信息】一. 教学内容：第四章 第二节 浮力第三节 阿基米德原理教学目标：1. 了解浸在液体和气体中的物体会受到浮力作用。2. 了解浮力的方向和施力物体。3. 知道浮力产生的原因。4. 掌握阿基米德原理的探究方法。5. 理解阿基米德原理的内容。6. 会应用阿基米德原理解决相关实际问题。重点：1. 浮力概念。2. 阿基米德原理。难点：1. 浮力产生原因。2. 阿基米德原理的应用。知识要点：1. 浮力概念：（1）浮力定义：浸在液体中的物体受到的竖直向上托的力，叫浮力。（2）浮力的三要素：大小：浮力等于被物体排开的液体重力。方向
2、：竖直向上。作用点：作用在物体上，施力物体是液体。（3）气体对浸在它其中的物体也会产生浮力作用。2. 浮力产生原因：如图所示，设想一立方体浸没在水里，它的六个表面都受到了水的压力，左右表面上的压力 F1 和 F2，大小相等，方向相反，作用在同一物体上，所以相互平衡（抵消） ；前后表面上的压力也相互平衡，但上下二个表面由于所处的深度不同，上表面的压强小于下表面的压强，因此上表面的压力 F 上 就小于下表面的压力 F 下 ，物体在上下表面上产生了压力差，这个压力差就是液体对物体向上托的力，即浮力。F2 F上 F下 F1 3. 浸在液体里的物体不一定受到浮力的作用：如图，一木桩插入水底的泥里，木桩左
3、右前后表面所受的压力彼此抵消，木桩上表面受到向下的压力，而下表面由于插入水中并没有受到水的压力，因此，下端插入泥里的木桩不但没有受到向上的浮力作用，反而受到了水对它的向下的压力，下表面紧贴在水底的物体也如此，如浴缸底部的橡皮塞浸在水中并没有受到浮力的作用。4. 阿基米德原理及其得出过程：如图所示，所用弹簧测力计测出小石块的重力（1.5N） ，如图所示测出空杯重力（0.4N） ，如图所示把小石块浸入装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计示数（1.0N ） ，如图所示，用弹簧测力计测出杯子和被小石块排开的水的总重力（0.9N） 。从活动和比较可知，小石块所受浮力为 1.5N1.0N=0.5N从活动和
4、比较可知，被小石块排开的液体重力为 0.9N0.4N=0.5N从整个活动可知，物体受到的压力等于被物体排开的液体重力。5. 计算浮力的三种方法：如图，一边长为 10cm 的正方体金属块，在空气中和浸没在水下 10cm 处弹簧测力计示数如图所示，则金属块所受浮力可按下面三种方法计算（g 取 10N/kg）：方法一：浮力等于物体在空气中的重力减去物体在液体中的“重力” ，即 F 浮=27N 17N=10N方法二：浮力等于物体上、下表面的压力差，即 F 浮 =F 下 F 上上 表 面 ： 上 上 水 上FpSgh1010013 2./.(.)kmNkmN下 表 面 ： 下 下 水 下203gg/(.
5、)(.F浮 下 上2010方法三：浮力等于被物体排开的液体重力，即 FgV浮 液 排gVkgmNkN浮 水 排013 3./(.)【典型例题】例 1. 一个物体重 42N，体积 5dm3，放入煤油中受到的浮力多大？放入水中受到的浮力多大？（ 煤油 =0.8103kg/m3）分析：要计算一个物体放入某种液体中时所受的浮力大小，先要分清物体在该液体中的状态，如果物体是浸没的，那么 V 排 =V 物 ，如果物体是漂浮在液面上的，那么 V 排 F 浮 =39.2N，所以物体在煤油中是浸没的，因此浮力就等于 39.2N（2）如果物体浸没在水中V浮 水 物 43 3././由于 G=42NF 浮 =49N
6、，所以物体在水中是漂浮的静 止 在 液 面 上 的 物 体 浮FGN42例 2. 一木块放在水中有 2/5 体积露出水面，放在另一种液体中有 3/4 体积浸入液体中，求：（1）木块密度， （2）液体密度。分析：木块在水面上处于漂浮，漂浮时重力等于浮力，而木块的重力为 木 gV 木 ，木块的浮力为 ，所以尽管不知木块的具体体积，我们仍然能依据木块漂浮时重力水 木g35V和浮力的相等关系求出木块密度。求另一种液体密度的思路也如此，只要我们列出木块在液体中所受重力和浮力的相等关系，就可以求出液体的密度。解答：（1）木块漂浮在水中时GFgVkgmkg浮木 木 水 木木 水351061033/./（2）
7、木块漂浮在液体中时FGgVgkmkg浮 液 木 木 木液 木3406108133././例 3. 如图，用弹簧测力计拉着一个质量为 7.8kg 的铁块，铁块完全浸没在水中，求弹簧测力计的示数。 （ 铁 =7.8103kg/m3）分析：铁块在水中受到三个力的作用，向下的是重力，向上的是浮力和弹簧测力计的拉力，根据力的平衡原理可知，拉力=重力浮力。已知铁块质量，很容易求铁块重力，而要求浮力，必须先知道铁块的体积，而根据本题条件，铁块的体积也是比较容易求得的。解答： Vmkgm铁 铁铁78101033./FG浮 水 铁7899810643 3././.kgNkgNkgN例 4. 有一冰块漂浮在盐水液
8、面上，问冰块溶化后盐水液面如何变化？分析：如图 1 所示，冰块漂浮在盐水上时，冰块的重力等于盐水对冰块的浮力，等于冰块排开盐水的重力，假设先把冰块拿出，而杯中的盐水不流动，如图 2 所示，则在盐水中留下一孔，该孔内的盐水重力等于冰块重力。拿出的冰块熔化后变成等质量的水，如图 3 所示，因此图 3 中水的重力和图 2 中“孔内盐水”重力相等。由于水的密度小于盐水密度，所以等质量的水的体积大于等质量的盐水体积，设想把图 3 中的水倒入图 2 中的孔，由于水的体积大于孔的容积，所以水将从液面上溢出，因此液面将上升。 冰 块 水 图 3 答案：液面上升【模拟试题】 （答题时间：30 分钟）1. 浸在液
9、体里的物体受到_叫浮力。2. 将一只铝桶浸没在水中后，感到铝桶比在空气中要_，这是因为铝桶在水中受到_的原因。3. 一块金属吊在弹簧秤下端，在空气中弹簧秤读数是 27.5N，现将金属块浸入水中后，弹簧秤读数是 21.8N，则金属块受到的浮力是 _N。4. 如图所示，将石蜡块紧贴在烧杯底部，向烧杯中缓缓倒入水，石蜡块不上浮，这时石蜡块_浮力（填“受到”或“没有受到” ） 。轻拨石蜡块，让水浸入石蜡块底部，这时水对石蜡块有_，从而产生浮力。5. 浮力的受力者是_，施力者是_，方向是_。6. 将一物体挂在弹簧秤的下端，然后将物体慢慢地浸入水中，在物体浸没过程中，弹簧秤的读数将_，物体受到的浮力将_，
10、当物体全部浸没在水中后，物体继续在水中下降时，弹簧秤的读数将_。 （填“变大” 、“变小”或“不变” ）7. 浸没在水中的小球如图所示，小球所受的浮力方向应为图中的_方向。8. 把矿石挂在弹簧秤上，在空气中称时，弹簧秤的示数为 9.8N，把矿石浸没在水中时称，弹簧秤的示数为 4.9N，则矿石的密度为 _kg/m3。9. 下列有关阿基米德原理的说法中，错误的是（ ）A. 浸在液体中的物体所受到的浮力，就是物体所排开液体的重力B. 物体在液体中所受的浮力，其大小等于物体在液体中所减轻的重力C. 物体在液体中所受的浮力，其大小等于物体体积和液体密度及常数 g 的乘积D. 浸在液体中的物体受到向上的浮
11、力，浮力的大小等于物体所排开的液体受到的重力10. 如图所示，四个体积相等、质量不同的球体，放在水槽中，问哪个球所受浮力最小（ ）A. A 球 B. B 球 C. C 球 D. D 球11. 在池塘底淤泥中冒出的小气泡，在向上升的过程中（ ）A. 水对它的压强变小，浮力不变B. 水对它的压强不变，浮力变大C. 水对它的压强变小，浮力不变D. 水对它的压强不变，浮力变大12. 一只鸡蛋悬浮于盛有水的烧杯中，当在水中加入一些盐后，鸡蛋将（ ）A. 上浮 B. 下沉C. 保持悬浮 D. 无法判断13. 一木块分别放入甲、乙、丙三种液体中，静止后如图所示，比较木块所受的浮力大小，可知（ ）A. 在甲液
12、体中浮力最大 B. 在乙液体中浮力最大C. 在丙液体中浮力最大 D. 在三种液体中受到的浮力一样大14. 潜水艇由海面下 10 米深处下潜至 20 米深处的过程中（ ）A. 它受到的压强增大，浮力不变B. 它受到的压强、浮力都不变C. 它受到的压强增大，浮力增大D. 它受到的压强增大，浮力减小15. 一个空心金属盒，静止在甲、乙两种液体中，如图所示，则盒所受的浮力以及甲、乙两种液体的密度为（ ）A. B. F甲 乙 甲 乙，F甲 乙 甲 乙，C. D. 甲 乙 甲 乙，甲 乙 甲 乙，16. 如图，金属块 A 放在木块 B 上时，木块恰好浸入水中，如图 1，将金属块放在水中，金属块对杯底的压力为 2N，木块有 2/5 体积露出水面，如图 2，若木块体积是金属块体积的 5 倍，求金属块的密度和木块的重力。试题答案1. 液体对物体向上的托力2. 轻；向上的浮力3. 5.74. 没有受到；压力差5. 物体；液体；竖直向上6. 变小；变大；不变7. 18. 2039. C 10. A 11. C 12. A 13. D 14. A 15. D16. 金 属 木，63kgmGN/
