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人教八下物理
同步精品課件
人教版八年級下冊
2025年春八下物理情景教學課件嵌視頻（統編2024版）
第十章 浮力
10.2 阿基米德原理
目 錄
新課引入
2
新知學習
3
課堂小結
4
學習目標
1
隨堂練習
5
1. 通過實驗，探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系.
2. 能通過實驗得出阿基米德原理，并書寫其數學表達式.
3. 能應用公式F浮=G排和F浮=ρ液 gV排計算簡單的浮力問題.
學習目標
重點
新課引入
問題
通過上節的探究，我們知道：物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，所受的浮力就越大.
浮力的大小跟它們有什么定量的關系呢
思考
要探究這個定量關系，除了要知道液體的密度，還要想辦法確定物體浸在液體中的體積. 如何測量“物體浸在液體中的體積”呢？
？
新知學習
一、阿基米德靈感的啟示
阿基米德
(約公元前287 —前212)
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如果用物體排開液體的體積取代物體浸在液體中的體積，上節探究的結果就可以說成：物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，所受的浮力就越大.
物體排開液體的體積
物體浸在液體中的體積
=
上面的結論又可以說成：物體排開液體的質量越大，所受的浮力越大.
排開液體的質量
排開液體的體積×液體密度
=
G=mg
物體所受的重力和它的質量成正比
物體在液體中所受的浮力與它排開液體所受的重力有什么關系？
思考
F浮
G排
？
1. 怎樣測量物體所受浮力的大小？
用彈簧測力計先測量物體的重力，再將物體浸入液體中，就可以測出物體所受的浮力大小.
二、浮力的大小
探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系
實 驗
【實驗思路】
先測量物體所受的浮力和物體排開液體所受的重力，然后分析它們的關系.
思考
F浮 = G物 – F拉（稱重法）
1. 設計方案，收集證據
2. 怎樣測量物體排開液體所受的重力
思考
可以把物體浸入裝滿液體的容器中，用小桶收集排開的液體，再測量排開液體的重力.
G排 = G總－G桶
溢水杯
3. 如果要減小實驗誤差，應該怎樣設計實驗操作的順序
思考
實驗順序：
測小桶的重力
1. 先測小桶的重力，可避免最后測量空桶重力時，桶中的水沒有倒干凈影響測量結果；
測物體的重力
2. 先測物體的重力，可避免物體沾水影響測量結果.
【實驗過程】
1. 用彈簧測力計測量空桶所受的重力(圖甲).
2. 用彈簧測力計懸掛一個物體，讀出物體在空氣中(圖乙)和浸在水中(圖丙)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.
甲
乙
丁
3. 用彈簧測力計測量裝水小桶所受的重力(圖丁)，計算排開的水所受的重力.
丙
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次數 小桶所受重力G桶/N 物體所受重力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 3
物體所受浮力的大小等于它排開的水所受的重力.
0.31
1.25
1.25
1.25
0.51
0.86
1.28
0.20
0.56
0.95
0.20
0.55
0.97
0.31
0.31
1.05
0.69
0.30
【實驗結論】
2. 得出結論，作出解釋
3. 交流合作，評估反思
(1)如果實驗中物體沒有浸沒水中，而是漂浮于水面，能否用此方法驗證“阿基米德原理”？
能，如果實驗中物體沒有完全浸沒水中，物體受到的浮力減小，物體排開水的重力也減小，物體浸在水中的體積大小不影響阿基米德原理的驗證.
(2)若物體放入水中前溢水杯中未裝滿水，這樣會造成什么結果呢？
物體放入水中前溢水杯未裝滿水，則物體排開的水不能完全溢出，小桶內所盛的水將小于物體排開水的體積，物塊排開水所受的重力變小，所以，測得排開水的重力會偏小.
拓展實驗：
用保鮮袋裝滿水，用彈簧測力計測量它在空氣中的總重力，記錄測力計示數.把裝滿水的保鮮袋浸入在水中(使兩水面相平)，觀察此時彈簧測力計的示數.
F1=1.1 N
F2=0 N
彈簧測力計的示數變為0
現象：
分析：
塑料袋的水與排開的水的體積基本相等，所以所受的浮力等于其重力，則塑料袋中的水為平衡狀態，拉力為零.
浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力. 這就是著名的阿基米德原理.
三、阿基米德原理
1. 內容：
2. 公式：
F浮 = G排
3. 推導公式：
F浮 = G排 = m排 g = ρ液 gV排
ρ液 —— 液體的密度
V排 —— 物體排開的液體的體積
不僅適用于液體，也適用于氣體.
4. 適用范圍：
1. 物體浸入液體中的體積等于物體排開液體的體積
a. 全部浸入：V排=V物
b. 部分浸入：V排拓展
F浮=F2-F1=ρ液gh2S下表面-ρ液gh1S上表面
=ρ液 gh浸S底面=ρ液 gV排=m排g=G排
2. 利用浮力的產生原因推導阿基米德原理.
p1=ρ液gh1 p2=ρ液gh2 S上表面=S下表面
由 得，F1=ρ液gh1S上表面 F2=ρ液gh2S下表面
故F浮=G排 .
1. 利用阿基米德原理比較浮力大小
(1)體積相同的銅塊、鐵塊、鋁塊浸沒在水中.
鐵
F浮鋁 ＝ F浮鐵＝ F浮銅
銅
鋁
物塊體積相同，均浸沒在水中，V排鋁=V排鐵=V排銅
根據阿基米德原理
F浮=G排=m排 g = ρ液 gV排
(2)如圖所示，A、B兩個物體的體積相等，哪個受到的浮力大？
A
B
F浮A< F浮B
(3)如圖所示，A、B兩個金屬塊的體積相等，哪個受到的浮力大？
(ρ水＞ ρ酒精)
A
水
B
酒精
F浮A＞ F浮B
V排A＜V排B
ρ液A＞ρ液B
例 請比較以下浮力的大小.
(1)同樣重的兩個銅塊甲和乙，甲浸沒在水中，乙浸沒在煤油中，哪個受到的浮力大？
m甲=m乙
甲、乙均浸沒→V排甲=V排乙
ρ水＞ρ煤油
F浮=G排=m排 g = ρ液 gV排
F浮甲＞F浮乙
(2)同樣重的鋁塊和銅塊，都浸沒在煤油中，哪個受到的浮力大？
m鋁=m銅
甲、乙均浸沒→V排鋁＞V排銅
ρ鋁＜ρ銅
→V鋁＞V銅
F浮=G排=m排 g = ρ液 gV排
F浮鋁＞F浮銅
(3)同樣重的鋁塊和銅塊，銅塊浸沒在煤油中，鋁塊浸沒在水中，哪個受到的浮力大
m鋁=m銅
ρ鋁＜ρ銅
→V鋁＞V銅
ρ水＞ρ煤油
鋁塊排開液體的體積更大，且水的密度比煤油的密度大.
F浮=G排=m排 g = ρ液 gV排
F浮鋁＞F浮銅
例 有一杯水、一杯鹽水和一塊重0.22 N、密度為1.1×103 kg/m3的塑料塊.
(1)該塑料塊浸沒在水中時所受的浮力是多少
(2)若該塑料塊在鹽水中是漂浮的，浸在鹽水中的體積是塑料塊總體積的90%，則鹽水的密度是多少 g取10 N/kg.
解：(1)根據塑料塊所受的重力可以求得它的質量，再由體積、質量和密度的關系式就可以求得它的體和，即
塑料塊的質量
塑料塊的體積
2. 利用阿基米德原理計算浮力和密度
浸沒在水中的塑料塊的體積V塑料等于它排開水的體積V排. 根據阿基米德原理，塑料塊受到浮力的大小等于它排開的水所受的重力
F浮=G排=m水g=ρ水V排g=1×103 kg/m3×2×10-5 m3×10 N/kg=0.2N
(2)塑料塊在鹽水中所受浮力的大小等于0.22 N，根據阿基米德原理，可以求得排開鹽水的質量. 再由體積、質量、密度的關系式就可以求得鹽水的密度. 即
鹽水密度
該塑料塊浸沒在水中所受的浮力為0.2 N，鹽水的密度為1.22×103 kg/m3
四、阿基米德原理的實際應用
阿基米德原理在航海、航空及生產建設與日常生活中，有著廣泛的應用.
熱氣球
船舶
潛水球
踩在淺水區的石子上會感覺有些硌腳，而在深水區，踩在石子上反而沒有什么感覺了，你知道是為什么嗎？
在淺水區時人排開水的體積較小，而在深水區，人排開液體的體積較大，根據阿基米德原理，人在深水區所受浮力更大，人對石子的壓力減小，石子對人的作用力減小，而不覺得硌腳了.
思考
物體排開液體的______越大，所受的浮力_____.
課堂小結
物體浸在液體中的體積，就是物體排開液體的體積.
阿基米德
原理
越大
阿基米德
靈感的啟示
V排=V浸
m排=ρ液V排
質量
阿基米德原理
定義：
浸在液體中的物體受到_____的浮力，浮力的大小等于它______________________.
排開的液體所受的重力
向上
公式：_________.
F排=G排
適用范圍：_____、____.
推導公式：________________________.
F浮 = G排 = m排 g = ρ液 gV排
氣體
液體
隨堂練習
1. 如圖所示，用兩只相同的氣球，分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同，在地面把它們同時放飛，放飛時只有氫氣球升上空中.若放飛時它們在空氣中受到的浮力分別為F氫和F空，則下列說法中正確的是(　　)
A. F氫＞F空
B. F氫＜F空
C. F氫＝F空
D. 條件不足，無法比較
C
氫氣
空氣
V氫排=V空排
F浮=ρ空氣gV排
2. 將三個質量相同的銅、鐵、鋁實心金屬球放在同一液體中并且沉入容器底部，當金屬球靜止時，三個金屬球的浮力情況是(已知ρ銅＞ρ鐵＞ρ鋁) (　　)
A. 銅球所受浮力最大 B. 鐵球所受浮力最大
C. 鋁球所受浮力最大 D. 一樣大
V銅＜V鐵＜V鋁
金屬球浸沒，V排=V
F浮=ρ液gV排
F銅＜F鐵＜F鋁
C
3. 將重為1.9 N、體積為50 cm3的鐵塊掛在彈簧測力計下并將其浸沒在液體中，此時測力計的示數為1.5 N，則鐵塊受到的浮力為______N，液體的密度為_________kg/m3，若增加鐵塊浸沒在液體中的深度，鐵塊受到的浮力將______(選填“增大”“減小”或“不變”).( g取10 N/kg)
0.4
0.8×103
不變
F浮=G-F=1.9 N-1.5 N=0.4 N
V排=V=50 cm3
F浮=ρ液gV排
ρ液和V排不變，增加深度物塊始終浸沒，受到的浮力不變
4. 如圖是我國第一艘自主研制的載人潛水器支持母船“深海一號”.若“深海一號”滿載時排水量為4 500 t，滿載吃水(船進入水中的深度)為5.8 m，則滿載時，所受的浮力是________N，此時母船排開水的體積為_________m3.(海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
F浮=G排=m排g=4 500×103 kg×10 N/kg＝4.5×107 N
4.5×107
4.5×103
5. 小高想知道媽媽實心手鐲的密度，她用電子秤測出手鐲質量為31.5 g，苦惱于無法用量筒測量手鐲的體積，在阿基米德原理的啟發下，小高設計并進行了如圖所示的方案：
h=8 cm
(1)小高將手鐲放入溢水杯，用電子秤測得溢出水的質量為3.0 g，此時手鐲受到的浮力是多大？
解：(1)由阿基米德原理可知，手鐲受到的浮力F浮=G排=m排g=3.0×10-3 kg×10 N/kg=0.03 N
甲
乙
5. 小高想知道媽媽實心手鐲的密度，她用電子秤測出手鐲質量為31.5 g，苦惱于無法用量筒測量手鐲的體積，在阿基米德原理的啟發下，小高設計并進行了如圖所示的方案：
h=8 cm
(2)手鐲的密度是多少？
(2)由F浮=ρ液gV排可知，手鐲排開水的體積
由圖乙可知，手鐲浸沒在水中，則手鐲的體積V=V排=3 cm3
手鐲的密度
甲
乙
謝謝
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