第2節(jié) 阿基米德原理 阿基米德 Archimedes 前287 前212 是古希臘偉大的科學(xué)家 他在物理學(xué)方面的貢獻(xiàn)主要有兩項(xiàng) 其一是關(guān)于浮力問(wèn)題 其二是關(guān)于杠桿平衡問(wèn)題 傳說(shuō)澡盆的水溢出給了阿基米德啟發(fā) 由此他鑒別出了國(guó)王的王冠是否純金所制 阿基米德有句名言 給我一個(gè)支點(diǎn) 我可以撬動(dòng)地球 巨輪遠(yuǎn)航 氣球騰空 氣球浮力演示實(shí)驗(yàn) 1 液體和氣體對(duì)浸在其中的物體有 填方向 的托力 物理學(xué)中把這個(gè)托力叫做 豎直向上 一 什么是浮力 2 一切浸入液體中的物體都受到浮力的作用 F浮 G F 稱重法 浮力 實(shí)驗(yàn)探究 探究浮力的大小 浮力的大小與液體的密度和物體排開(kāi)液體體積的大小有什么樣的關(guān)系呢 a 用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出石塊和空杯所受的重力 b 把石塊浸沒(méi)在水面恰好與溢口相平的溢杯中 用空杯承接從溢杯里被排開(kāi)的水 讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù) c 用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出承接了水后杯子的總重 收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 15 0 70 0 90 0 45 0 45 0 54 0 34 0 20 0 20 0 65 0 78 0 68 0 10 0 55 0 10 比較浮力的大小和物體排開(kāi)水的重量 你發(fā)現(xiàn)了什么 三 阿基米德原理 浸在液體中的物體所受浮力的大小 填 等于 大于 或 小于 被物體排開(kāi)的液體所受的 等于 重力 2 公式 F浮 G排 m排液g 液gV排 二 對(duì)原理的理解 1 物體 浸在液體里 包括 全部浸入 即浸沒(méi) 和 部分浸入 兩種情況 不論物體是浸沒(méi)還是部分浸入在液體里都受到浮力 對(duì)于同一物體而言 浸沒(méi)時(shí)受到的浮力大 部分浸入時(shí)受到的浮力小 而且浸入的體積越小 所受的浮力也越小 浸沒(méi) 部分浸入 2 浮力的大小等于被物體排開(kāi)的液體受到的重力 A 浸沒(méi)時(shí) V排 V浸 V物 此時(shí)物體所受的浮力等于排開(kāi)液體的重力 即F浮 G液 液gV排 液gV浸 液gV物 B 部分浸入時(shí) V排 V浸 V物F浮 液gV排 液gV浸 液gV物 V排 V浸 V物 V排 V浸 V物 V浸 3 同一物體浸沒(méi)在不同的液體中時(shí) 由于液體的密度不同 所受的浮力也不同 根據(jù)公式F浮 液gV排 浸沒(méi)時(shí) V排 V物 當(dāng) 液不同時(shí) 浮力也隨之變化 4 浮力產(chǎn)生的原因是液體對(duì)物體向上和向下的壓力差 物體在液體中的位置越深 則受到的液體壓強(qiáng)越大 則作用在物體各個(gè)面上的壓力越大 根據(jù)F壓 PS 液gh S 當(dāng)h增大時(shí) F壓也增大 但上 下兩個(gè)表面的壓力差卻不變 即 F F下 F上 液gS h2 液gS h1 液gS h2 h1 液gS L 當(dāng)物體跟盛液體的容器底部緊密接觸時(shí) 則于物體下部沒(méi)有液體 因而就不受到液體對(duì)它向上的壓力 也就是物體沒(méi)有受到浮力的作用 5 阿基米德原理同樣適用于氣體 返回 三 懸浮和漂浮的相同點(diǎn)和區(qū)別 相同點(diǎn) 都是靜止在液體中 都只受重力和浮力作用 根據(jù)二力平衡條件 重力和浮力相等 即 F浮 G F浮 G 懸浮 漂浮 不同點(diǎn) 1 懸浮時(shí) 物體停留在液體內(nèi)部的任何地方 它必定全部浸沒(méi)在液體中 而漂浮 物體是靜止在液面上 它必定在一部分露在液面之上 2 懸浮時(shí) 物體浸沒(méi)在液體中 所以V排 V物 而漂浮時(shí) 物體只有一部分浸入液體中 所以V排 V物 V排 V物 V排 V物 返回 懸浮 漂浮 例2 證明 設(shè)液體的密度為 液 物體的密度為 物 物體的體積為V物 因?yàn)槲矬w浸沒(méi) 所以 V排 V物 F浮 液gV排 G 物gV物 當(dāng) 液 物 F浮 G上浮 當(dāng) 液 物 F浮 G下沉 當(dāng) 液 物 F浮 G懸浮 練習(xí) 1 液體和氣體對(duì)浸在其中的物體有 填方向 的托力 物理學(xué)中把這個(gè)托力叫做浮力 豎直向上 2 浸在液體中的物體所受浮力的大小 填 等于 大于 或 小于 被物體排開(kāi)的液體所受的 這便是著名的阿基米德原理 等于 重力 練習(xí) 3 下面幾種關(guān)于浮力的說(shuō)法中 正確的是 A 只要液體密度大 對(duì)浸在其中的物體的浮力就一定大 B 只要物體的體積大 所受的浮力一定大 C 物體所受的浮力的大小等于被物體排開(kāi)的液體所受的重力 與液體的形狀及浸沒(méi)液體時(shí)的深度無(wú)關(guān) D 阿基米德原理只適合液體 C 練習(xí) 4 將重5N的物塊放入盛滿水的燒杯中 從杯中溢出3N的水 則物塊受到的浮力是 A 8N B 5N C 3N D 2N C C 5 在彈簧測(cè)力計(jì)的下端掛一實(shí)心銅球 現(xiàn)將銅球慢慢浸入水中 直到銅塊沉到水底 在銅塊浸入到沉底的過(guò)程中 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 A 逐漸變小 B 保持不變 C 先逐漸變小 后保持不變 D 先逐漸變小 后逐漸變大 練習(xí) 6 在大海中航行的輪船 空氣中上升的氣球 太空中運(yùn)行的宇宙飛船是否都受到浮力 答 輪船受到海水浮力 氣球受空氣浮力 飛船沒(méi)有受到浮力 練習(xí) 7 一物體浸入水中 排開(kāi)了1000cm3水 求受的浮力多大 已知 水 1 0 103kg m3 g 9 8N kgV排 1000cm3 10 3m3 答 這物體受的浮