1.體驗阿基米德原理的得出過程。2.利用阿基米德原理進行有關(guān)浮力的計算。
液體對物體上下表面的壓力差。
3.浮力大小的影響因素
與浸在液體中的體積和液體密度有關(guān)
知識點1 阿基米德原理
傳說古希臘科學家阿基米德在洗澡時發(fā)現(xiàn)，身體越往水下浸，從盆中溢出的水越多，人感到身體越輕。
物體浸在液體中的體積，就是物體排開液體的體積。
浮力大小可能與排開液體的重力有關(guān)
物體所受的浮力與它排開液體的重力之間有什么關(guān)系？
思考下列問題：① F浮如何測？ G排如何測？② 為什么要收集溢出的水？怎樣使收集的水恰為排開的水？③ 用什么樣的容器接水？如何測排開的水重？④ 怎樣安排實驗順序最為合理，為什么？
①如圖甲，用彈簧測力計測量空桶所受的重力G桶。
②如圖乙，用彈簧測力計測出鐵塊受到的重力G。
③如圖丙，將鐵塊浸沒在裝滿水的溢水杯中，讀出此時測力計的示數(shù)F拉，同時用小桶收集鐵塊排開的水。
注意：溢水杯要灌滿水(即水面到達溢水杯的溢水口)。若水不滿，排出的水偏少，測出的G排偏小。
④如圖丁，用彈簧測力計測出小桶和水受到的總重力G總。
⑤計算出石塊受到的浮力和排開水的重力，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。
④換用質(zhì)量不同的鐵塊，重復以上步驟，再做幾次實驗。
實驗中應先測G桶，再測G總。若實驗順序顛倒，桶內(nèi)水倒出時會有殘留，測出的G桶偏大，G排偏小。
物體受到浮力的大小等于它排開液體所受的重力
浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受到的重力。
F浮 = G排 = ρ液 gV排
液體密度（kg/m3）
F?。?ρ液 gV排 表明浮力大小只和 r液、V排有關(guān)，與物體的體積、形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素無關(guān)。
阿基米德原理不僅適用于液體，也適用于氣體。
浸在氣體中的物體收到的浮力F浮=ρ氣 gV排
3.對阿基米德原理的理解
“浸入”包括“全部浸入（即浸沒）”和“部分浸入”兩種情況。
不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小。
物體排開液體的體積等于物體浸入液體中的體積。
浸沒時：V排=V浸=V物，此時物體所受的浮力等于排開液體的重力，即F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
部分浸入時： V排=V浸＜V物F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸＜ρ液gV物
無論物體是漂浮、懸浮還是沉在水中，它所受的浮力都等于其排開的水所受到的重力。
例 兩個相同的燒杯中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕地放入兩杯液體中，最后處于如圖所示狀態(tài)。已知甲、乙排開液體的重力相等，則甲、乙所受浮力相比（ ）A.甲所受浮力更大B.乙所受浮力更大C.甲、乙所受浮力一樣大D.不知道液體密度，無法比較浮力大小
知識點2 阿基米德原理的應用
在死海中，海水的密度高達1.18×103 kg/m3 。如圖所示，人們可以很輕松地在海面仰臥，甚至還可以看書呢！請用阿基米德原理作出解釋。
在排開的液體的體積相同時，液體的密度越大，物體所受的浮力就越大。因為死海中水的密度大于淡水的密度，所以人浸在死海中所受的浮力等于人的重力時，有一部分身體可以露出水面，可以仰臥看書。
【例題】一個邊長為3cm，密度為2×103kg/cm3的立方體橡皮泥塊浸沒在水中時受到的浮力是多少？如果把這塊橡皮泥捏成一只小船浮在水面上(如圖)，小船所受浮力是多少？(取g =10 N/kg)
【分析】根據(jù)阿基米德原理，橡皮泥塊受到的浮力等于它所排開的水所受的重力。如果把橡皮泥捏成小船，因其處于二力平衡狀態(tài)，所以浮力等于橡皮泥所受的重力。
解：如果橡皮泥塊浸沒在水中，它排開水的體積V排=V橡=0.03m×0.03m×0.03m=2.7×10-5m3排開水的質(zhì)量m排=ρ水V排=1×103kg/m3×2.7×10-5m3=2.7×10-2kg排開的水受到的重力G排=m排g=2.7×10-2kg×10N/kg=0.27N根據(jù)阿基米德原理，可以得到 F浮=G排=0.27N如果把這塊橡皮泥捏成小船，橡皮泥的質(zhì)量不變，其所受重力不變。橡皮泥在水中漂浮時處于二力平衡狀態(tài)，有F浮=G排=m橡g=ρ橡V橡g=2×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg =0.54N
橡皮泥小船比橡皮泥立方體能排開更多的水，這說明采用“空心”的辦法能增大可供利用的浮力，據(jù)此人們用密度遠大于水的鋼鐵制造了輪船。
輪船排水量（m排）：輪船滿載時排開水的質(zhì)量。
所以：m排=m船+m貨
因為輪船漂?。篎浮=G，F(xiàn)浮=m排g
思考：輪船從河里駛?cè)牒＠?，浮力大小_____，排開液體的體積______（變大、變小或不變），輪船________一些（浮起來或沉下去）。
【實驗驗證】如圖所示，用彈簧測力計吊起一個裝滿水的小塑料袋（袋內(nèi)不留空氣），觀察彈簧測力計的示數(shù)。然后把這袋水逐漸浸入水中，彈簧測力計示數(shù)怎樣變化？這袋水完全浸入水中時受到的浮力是多少？通過受力分析可以得到什么啟示？
【理論探究】把小塑料袋中的水看作是從整杯水中隔出的一部分水。這部分水靜止，根據(jù)二力平衡條件，袋中水受到的浮力等于袋中水受到的重力。如果把袋中的水換成相同體積、相同形狀的固體，根據(jù)實驗結(jié)論，水對這們作用和對袋中水的作用是一樣的，這個作用是浮力，等于袋中水所受的重力，即等于固體排開的水所受到的重力。
1.我國055型驅(qū)逐艦首艦南昌艦的排水量為1.2×104t，表示它浮在海面上排開的海水質(zhì)量1.2×104t。想一想，此時艦船所受的浮力是多少？若艦船從海洋駛?cè)腴L江，吃水深度將怎樣變化？
解：驅(qū)逐艦排開海水的質(zhì)量 m排= 1.2×104t= 1.2×107kg，根據(jù)阿基米德原理可得驅(qū)逐艦受到的浮力F浮=G排= m排g=1.2×107kg×9.8 N/kg=1.176×108N。艦船在海洋和長江中行駛時，都處于漂浮狀態(tài)，所受的浮力都等于重力，但由于江水的密度比海水的密浮度小，在排水量不變時，據(jù) 可知排開江水的體積較大，所以當艦船從海洋駛?cè)碎L江時，吃水深度變大。
2.2022年5月15日，用于大氣觀測的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4270 m的科考營地順利升空。該浮空艇體積約為9000m3，它在營地升空時所受空氣浮力有多大？它上升的過程中(氣球體積不變)，浮力將怎樣變化？為什么？(海拔4270m處空氣密度為0.80kg/m3)
解：根據(jù)阿基米德原理，氣球受到的浮力F浮=G排=ρ空氣gV排=0.80kg/m3×9.8 N/kg×9000 m3=70560N。因為空氣的密度隨著高度的增加而減小，而V排幾乎不變，所以浮力將變小。
3.小明試圖通過“理論探究”推導浮力的大小。第一步：建立模型——選取浸沒在液體中的長方進行研究，如圖所示；第二步：理論推導——由長方體上下的壓力差推導浮力的大小。請你協(xié)助小明寫出推導過程。
解：設液體中的長方形底面積為S，高為h，長方體上表面所處的深度為h上，長方體下表面所處的深度為h下，液體的密度為ρ。根據(jù)p=ρgh可知，長方體上表面所受液體的壓強p上=ρgh上，根據(jù) 可知，長方體上表面所受的壓力F上=p上S=ρgSh上；同理，長方體下表面所受液體的壓強p下=ρgh下，下表面所受的壓力F下=p下S=ρgSh下，則F浮=F下-F上=ρgSh下-ρgSh上=ρgS（h下-h上）=ρgSh=ρgV。

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3 科學探究：浮力的大小

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