第四章 · 第二节
阿基米德原理
浮力等于排开液体的重力 · F浮=ρ液gV排 · 实验探究 · 适用范围
🧪 互动实验:阿基米德原理
💡 拖动滑块改变液体密度和排开体积,观察浮力的变化
液体密度 ρ液
1.0×10³ kg/m³
排开体积 V排
1.0×10⁻⁴ m³
排开液体重力 G排
0.98 N
浮力 F浮=G排
0.98 N
📋 实验结论
浮力 F浮 = G排 = ρ液·g·V排。液体密度越大、排开体积越大,浮力越大。浮力大小只与液体密度和排开体积有关,与物体本身的密度、形状、深度无关。
📝 例题精讲
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一个体积为 200 cm³ 的物体浸没在水中(ρ水 = 1.0×10³ kg/m³,g = 9.8 N/kg)。求物体受到的浮力。
V排 = V物 = 200 cm³ = 2×10⁻⁴ m³,ρ水 = 1.0×10³ kg/m³
🔍 解题过程
1
统一单位:V排 = 200 cm³ = 2×10⁻⁴ m³(完全浸没,V排 = V物)
2
代入阿基米德原理公式:
F浮 = ρ液·g·V排 = 1.0×10³ kg/m³ × 9.8 N/kg × 2×10⁻⁴ m³
3
计算结果:F浮 = 1.96 N
物体受到的浮力为 1.96 N
✅ F浮 = ρ水gV排 = 1.0×10³ kg/m³ × 9.8 N/kg × 2×10⁻⁴ m³ = 1.96 N
一个体积为 500 cm³ 的木块漂浮在水面上,浸入水中的体积为 300 cm³。(ρ水 = 1.0×10³ kg/m³,g = 9.8 N/kg)求木块受到的浮力。
V排 = 300 cm³(部分浸入,V排 ≠ V物)
🔍 解题过程
1
注意区分V排和V物:木块部分浸入,V排 = 300 cm³ = 3×10⁻⁴ m³(不是500 cm³)
2
代入公式:F浮 = ρ液·g·V排 = 1.0×10³ kg/m³ × 9.8 N/kg × 3×10⁻⁴ m³
3
计算结果:F浮 = 2.94 N
注意:部分浸入时,V排 < V物,要用实际排开液体的体积计算。
✅ F浮 = ρ水gV排 = 1.0×10³ kg/m³ × 9.8 N/kg × 3×10⁻⁴ m³ = 2.94 N
同一个物体分别浸没在水和酒精中。已知 ρ水 = 1.0×10³ kg/m³,ρ酒精 = 0.8×10³ kg/m³,g = 9.8 N/kg。物体体积为 100 cm³。求物体在两种液体中受到的浮力之比。
🔍 解题过程
1
分析:同一物体完全浸没,V排相同 = 100 cm³ = 10⁻⁴ m³,但液体密度不同。
2
分别计算浮力:
F浮水 = ρ水·g·V排 = 1.0×10³ kg/m³ × 9.8 N/kg × 10⁻⁴ m³ = 0.98 N
F浮酒精 = ρ酒精·g·V排 = 0.8×10³ kg/m³ × 9.8 N/kg × 10⁻⁴ m³ = 0.784 N
3
求比值:F浮水 : F浮酒精 = 1.0 : 0.8 = 5 : 4
可见同一物体在不同液体中,浮力与液体密度成正比。
✅ F浮水 : F浮酒精 = 5 : 4(浮力与液体密度成正比)
✏️ 练习巩固
💡 提示:每道题作答后会立即显示解析,请认真思考后再作答
阿基米德原理的内容是?
A浮力等于物体的重力
B浮力等于物体排开液体所受的重力
C浮力等于液体的密度
D浮力等于物体的体积
阿基米德原理的公式是?
Ap = ρgh
BF浮 = ρ液gV排
CF浮 = G - F'
Dp = F/S
一个物体完全浸没在水中,排开水的体积为 100 cm³。水的密度为 1.0×10³ kg/m³,g = 10 N/kg。物体受到的浮力是?
关于浮力,下列说法正确的是?
A物体浸没越深,浮力越大
B浮力只与液体密度和排开体积有关
C阿基米德原理只适用于液体
D物体部分浸入时,V排等于物体体积
浸没在液体中的物体受到的浮力大小,与下列哪个因素有关?
A物体的重力
B物体的密度
C液体的密度和物体排开液体的体积
D物体浸没的深度
🧠 知识点问答
老师来考考你!下面的问题都来自本节课的知识点,看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦!