阿基公尺德原理講義

10.2阿基公尺德原理講義

一、複習

1、浮力的定義：一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對它豎直向上托舉的力叫浮力。

2、浮力方向：豎直向上，施力物體：液（氣）體

3、浮力產生的原因（實質）：液（氣）體對物體向上的壓力大於向下的壓力，其上下表面受到液體的壓力差即浮力。

4、求浮力方法？

二、阿基公尺德原理：

1、內容：浸入液體裡的物體受到向上的浮力，浮力的大小等於它排開的液體受到的重力。

2、公式表示：f浮 = g排 =ρ液v排g

注意：（1）從公式中可以看出：液體對物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關，而與物體的質量、體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關。

（2）物體排開液體的體積與物體浸入液體體積相等，即v排=v浸；當物體浸沒在液體中時，v排=v浸=v物。

3、適用條件：液體（或氣體）

4、實驗驗證「浸沒在水中的石塊受到的浮力跟它排開水的重力有什麼關係」。

①用測力計測出物體在空氣中的重力g和空桶的重力g1 ;

②在溢水杯中倒滿水，把物體浸沒在溢水杯中，讀出測力計示數f ;

③用測力計測出桶和溢位水的總重g2 ;

④浮力f浮=g-f ,g排=g2-g1

⑤比較f浮和g排。

5、實驗驗證：浸沒在水中的石塊，它受到的浮力跟它在水中浸沒的深度無關。

答：用細線系石塊掛在彈簧測力計掛鉤上，把石塊浸沒在水中的幾個不同深度，觀察發現測力計示數看是否相同，如果相同，即驗證了浸沒在水中的的石塊受到的浮力跟它在水中浸沒的深度無關。

6、計算浮力方法:

①稱重法：f浮=g－f(用彈簧測力計測浮力)。

②浮力產生原因法（壓力差法）：f浮= f向上－ f向下

③二力平衡法：漂浮、懸浮時，f浮=g

④阿基公尺德原理法：f浮=g排或f浮=ρ液v排g

3、例題：

1、完全浸入水中的鋁塊g鋁=2.7n，求f浮=？（g=10n/kg,ρ鋁=2700kg/m3）

2、畫出在水中下沉物體（鉤碼）f浮與h，f示與h的關係影象

3、乙個鉤碼g=10n，用彈簧測力計掛著浸沒在水中時f示=8n，（g=10n/kg）

求：f浮=？，m=?,ρ物=？

課堂練習

一、填空題

1.漂浮在水面上的巨型油輪受到向上的力作用，浮力的方向是　　　　，此力的施力物體是。

2.石塊在液體中下沉時浮力的作用（填「受到」、「不受到」），若乙個石塊重5n，把石塊掛在彈簧測力計下端，將其浸沒在某種液體中，此時彈簧測力計的示數為２n，則該石塊受到液體的浮力為　　　n。由此可知，此石塊排開的液體重　 n。

3.把一塊橡皮泥分別捏成形狀不同的圓柱體、球體和長方體，先後將不同形狀的橡皮泥浸沒在水中，橡皮泥受到的浮力　　　　　（填「圓柱體大」、「球體大」、「長方體大」或「一樣大」）。再將同一塊橡皮泥浸沒在水中的不同深度，則橡皮泥受到的浮力　　（填「變大」、「變小」、「不變」或「無法判斷」）

4.彈簧秤下吊著重為14.8n的正方形金屬塊，當它完全浸沒在水中時，彈簧秤的示數為9.

8n，則金屬塊受到的浮力為 n，排開水的重力為_______n．若金屬塊上表面所受水的壓力為19n，則金屬塊下表面所受水的壓力為______n．

5.把一木塊浸沒在水中，排開的水重為12n，木塊受到的浮力_______n

17.乙個重5n的木塊漂浮在水面上，它受到的浮力為_________n，它排開水的體積為cm3。（g取10 n/kg）

6.將一金屬塊掛在彈簧測力計下，在空氣中靜止時，彈簧測力計

的示數是20n，將金屬塊浸沒在水中靜止時，彈簧測力計的示數為

15n，它在水中受到的浮力是 n，金屬塊體積是 m3

(g =10n/kg)

7.把重5 n、密度為0．9×103 kg／m3的實心物體投入水中，當物體靜止

時，物體處於狀態（填「漂浮"、「懸浮」或「沉在水底"），物體所受

的浮力是　　　　n，物體排開的水重是　　　　n。（水的密度為1.0×103 kg／m3）

8.乙個質量為0.06 kg的雞蛋懸浮在一杯鹽水中不動時，它受到的浮力是 n。

當向杯中加鹽時，雞蛋將（選填「上浮」「懸浮」或「下沉」）。(g 取10 n/kg)

二、選擇題

1.如圖13-25所示，球從水面下上浮至漂浮在水面上的過程中，判斷正確的是（　　）

a.露出水面前，浮力逐漸增大；露出水面後，浮力繼續增大

b.露出水面前，浮力保持不變

c.露出水面前，浮力逐漸減小

d.露出水面前，浮力保持不變；露出水面後，浮力開始逐漸增大

2. 用一根細線將乙個石塊繫住，分別浸沒在盛有鹽水和水的容器中（石塊未觸及容器的底及側壁，且鹽水的密度大於水的密度），由於細線拉力的作用，石塊靜止在液體中，此時線上拉力分別為f1、f2，則兩次拉力大小關係是

d.無法比較

3、乙個重2.5n的物體，浸沒在盛滿水的溢水杯中，從杯中溢位的水重為0.5n，則物體受到的浮力為( ).

a、3n b、2.5n c、2n d、0.5n

4、2023年8月26日，中國第一台自行設計、自主整合研製的「蛟龍號」深海載人潛水器

最大下潛深度達到3759m，標誌著中國成為繼美、法、俄、日之後第五個掌握3500m以

上大深度載人深潛技術的國家。「蛟龍號」從剛入水至下潛到最深處的過程中，所受

的海水壓強p和浮力f浮隨下潛深度h變化關係的影象如圖4所示，其中正確的是（）

a．甲、丁 b．甲、丙 c．乙、丙 d．乙、丁

5.魚鰾是魚體內可以脹縮的氣囊，是魚類的沉浮器官．魚鰾主要是通過改變下列哪乙個因素來實現魚的沉浮的( )

a．魚的重力b．魚的質量

c．魚排開水的體積 d．魚受到的壓強

6.兩個物體分別掛在彈簧測力計上,將它們同時浸沒同一種液體中,兩彈簧測力計減小的數值相同,兩物體必定有相同的( )

a.密度 b.體積 c.質量 d.形狀

7.如圖3所示，小魚口中吐出的氣泡在公升至水面的過程中，體積會逐漸變大，

則氣泡受到的浮力和氣泡內氣體壓強的變化情況是( )

a.浮力不變，壓強不變 b.浮力變小，壓強變小

c.浮力變大，壓強變大 d.浮力變大，壓強變小

8.把兩隻完全相同的小球a、b，放在兩隻燒杯中，然後向兩燒杯中分別倒入

不同的液體甲、乙，小球靜止時的情況如圖4,a球受到的浮力為fa，

b球受到的的浮力為fb，則( )

>三、作圖題

1. 如圖所示，乙個質量為３kg的小球，懸浮在斜面上盛水的杯中。試用力的示意圖畫出小球所受到的浮力和重力。

四、實驗題

1．某同學通過實驗來研究影響浮力大小的因素，做了如圖13-31所示的一系列實驗。

（1）對比分析甲、乙、丙三次實驗，得出的結論是對比分析甲、丙、丁三次實驗，得出的結論是：

對比分析甲、丁、戊三次實驗，得出的結論是：

（2）綜合分析和歸納上述實驗，得到的較為完整的結論是

2、如圖是**「浮力的大小與哪些因素有關」實驗的若干操作，根據此圖回答下列問題：

（1）若**浮力大小與物體浸沒的深度的關係填序號)

（2）若選用的操作是②④⑥，可**浮力的大小與是否有關。

（3）若**浮力大小與物體排開液體體積的關係，應選用的操作是填序號)

（4）圖中能正確反映圓柱體所受浮力和圓柱體下表面到水面距離h關係的影象是：。

3、小軍同學在**「浮力的大小等於什麼」時，用彈簧秤、塑料塊、燒杯、小桶等進行實驗操作測量，如圖a、b、c是其中的三個步驟示意圖，還差乙個步驟圖d，才能完成**任務，則d是測量的。設四個圖中彈簧秤的讀數分別是f1、f2、f3、f4。由四個圖中____兩個圖的彈簧秤的讀數可以求出塑料塊受到的浮力；被排開液體的重力為________；如果關係式成立，就可以得到著名的阿基公尺德原理。

4.在「浮力的研究」實驗中:

(1)取一鐵塊,把它掛在彈簧測力計的掛鉤上,如圖甲所示,當鐵塊浸入水中的體積緩慢增大時,鐵塊受到浮力大小的變化是　　　。

(2)**「浮力大小與排開水的重力關係」的實驗過程:

①如圖乙,用彈簧測力計測出石塊的重力為f1;

②如圖丙,用彈簧測力計測出空燒杯的重力為f2;

③如圖丁,把石塊浸入盛滿水的溢水杯中,用該燒杯承接從溢水杯裡被排出的水,當石塊全部浸入水中時,讀出彈簧測力計的示數為f3;

④如圖戊,用彈簧測力計測出該燒杯和排出的水的總重力為f4。

用f1、f2、f3、f4表示,實驗中測得石塊所受的浮力為　　　,排出水的重力為　　　。

根據該實驗的測量資料,可得出物體所受浮力大小與排開水的重力的定量關係是　　　。

25.在「**浮力的大小跟哪些因素有關」時,同學們提出了如下的猜想:

a.可能與物體浸沒在液體中的深度有關;b.可能與物體的密度有關;

c.可能與物體的體積有關;d.可能與物體浸在液體中的體積有關;

e.可能與液體的密度有關。為了驗證上述猜想,小明利用下列器材做了如圖所示的實驗。器材:體積相等的鐵塊、銅塊,彈簧測力計,一杯水,一杯鹽水,細繩。

(1)分析比較實驗③④,可以驗證猜想是正確的;分析比較實驗④⑤,可以驗證猜想是錯誤的(選填「a」「b」「c」「d」或「e」)。

(2)分析比較實驗①⑤與②⑥,可以驗證猜想是錯誤的(選填「a」「b」「c」「d」或「e」)。

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