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1、阿基米德原理及其应用一、阿基米德原理1. 内容：浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。2。公式：F浮二G排二p液gV排。3。适用范围:适用于 液体和 气体 。二、决定浮力大小的因素 物体所受浮力的大小跟排开液体的体积 和液体的密度有关 。阿基米德原理的理解和应用1. “浸在”的含义，包括两种情况(1) 物体完全浸没在液体中，此时V排二V物；(2) 物体部分浸入液体中，此时V排VV物。2. 阿基米德原理也适用于气体，在气体中受到的浮力F浮二p气gV排3。有些有关浮力的计算题，要同时用到F浮二GF和F浮二G排二p液gV排两种方法.特别提醒(1)若物体下部没有接触液体(如陷入河
2、底的桥墩)，则不受浮力作用，不能用阿基米德原理计算浮力 大小.(2) 由阿基米德原理公式可知，浮力的大小只跟液体密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物 体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动等因素无关.(3) 注意公式中物理量的单位，p液的单位是kg/m3, V排的单位是m3。【典例】(2010 常州中考)在第26次南极科学考察过程中，我国科考队员展开了多项科学探究。科考队员 在南极格罗夫山地区发现了新的陨石分布区，并找到上千块陨石.科考队员对编号为“ cz20100603 ”的陨石 进行密度测量：首先将陨石悬挂于弹簧测力计下，读出弹簧测力计的示数是3。4 N;然后
3、将陨石全部浸没 于水中，读出弹簧测力计的示数是2。4 N。陨石的密度是多少？ (g取10 N/kg)【思路点拨】本题综合性较强，主要涉及称重法求浮力、阿基米德原理、密度等知识的综合应用。根据题 干寻求已知量，再求未知量。已知条件：G和FTF浮二G-FT已知条件：浮力：根据阿基米德原G 3.4 N m =g 10 N /kg0.34 kg【规范解答】陨石全部浸入水中时受到的F 浮二G-F=3。 4 N-2O 4 N=1.0 N理F浮二p水gV排得，V =浮-排p*g1.0 N1.0x103 kg / m3 xlO N / kg=1.0 xlO-4 m3陨石的体积V=V 排=1.0X104 m3陨
4、石的质量：P=V =0.34 kg1.0 x10-4 m3=3.4 x103 kg/m3陨石的密度：答案：陨石的密度是3.4X103 kg/m3 不能正确理解影响浮力大小的因素 【典例】关于物体所受的浮力，下列说法中正确的是(A。漂在水面上的物体比沉底的物体受到的浮力大B。物体的密度越大受到的浮力越大C。物体排开水的体积越大受到的浮力越大D。液体中的物体受到的浮力与深度有关 【易错答案】A、B、D【正 受的 液体 故C体力不支时【纠错剖析】选项易错角度纠错剖析A错误地认为漂在水面上 的物体受到的浮力比沉 底的物体受到的浮力大漂在水面上的物体排开 液体的重力不定比沉 底的物体排开液体的重 力大，
5、故漂在水面上的 物体不 定比沉底的物 体受到的浮力大选项易错角度纠错剖析B错误地认为浮力大小与 物体的密度有关，且物 体的密度越大受到的浮 力越大物体所受浮力大小只与液 体的密度和物体排开液体 的体积有关,与物体的密度 无关D错误地认为物体在液体 中受到的浮力与物体浸 入液体的深度有关物体未全部浸入液体时受 到的浮力随深度的增加而 增大，物体全部浸没后所 受浮力与深度无关确答案】选C.由阿基米德原理F浮二P液gV排知，物体所 浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,对于固定的 水,液体密度一定,物体排开水的体积越大受到的浮力越大, 正确。1. 下列关于浮力的有关说法中，正确的是( )A. 只
6、要液体的密度大，物体受到的浮力就一定大B. 只要物体的体积越大，物体受到的浮力就一定越大C. 阿基米德原理只适合于液体，不适合于气体D. 浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力，与物体的形状及浸没在液体中的深度无 关【解析】选D.根据阿基米德原理F 一二p.gV可知，物体所受的浮力只跟液体的密度和物体排开液体的体积 浮液排有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、浸没在液体中的深度无关，B错、D正确；液体的密度大，物体 受到的浮力不一定大，因为物体受到的浮力还跟物体排开液体的体积有关，故A错；阿基米德原理既适用于 液体，也适用于气体，故C错。2。有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是
7、游泳安全的保护神.“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成，两者之间 由一根线连接。正常游泳时，连接线是松驰的，气囊漂浮着，跟人如影相随.在体力不支等情况下，可将气囊压 入水中，防止人下沉，在此情况下（ ）A人的重力减小了B。人所受的重力方向改变了C。气囊排开水的体积变小了D。气囊受到的浮力变大了【解析】选D.在体力不支等情况下，将气囊压入水中时，气囊排开水的体积变大，由F浮二p水gV排可知气 囊受到的浮力变大，C错、D正确；人的质量没有变化,故人的重力没有变化，人所受重力方向也没有变化， 仍是竖直向下的，A、B均错。3。（2010常州中考）2010年5月，美国“海神号潜艇在太平洋成功下潜至11 000
8、 m深处，探秘世界上最深 的马里亚纳海沟。下潜过程中，潜艇体积不变，则其受到的压强和浮力的变化情况是（ ）A。压强逐渐变大，浮力逐渐变大B。压强逐渐变大，浮力大小不变C。压强逐渐变小，浮力逐渐变小D。压强逐渐变小，浮力大小不变【解析】选B.本题考查压强和浮力大小的影响因素“海神”号潜艇在下潜过程中，深度越来越大，由p二 pgh知它所受的压强逐渐变大；由于其体积不变，V排二V物，由F浮二pgV排可知它受到的浮力大小不变. 故选B.4。把体积相同的乒乓球、木球和铁球分别浸没在水中时，它们所受的浮力（ ）A。乒乓球大B.木球大C。铁球大D. 一样大【解析】选Do乒乓球、木球、铁球的体积相同，将它们浸
9、没在水中时排开水的体积相同，由F浮二pgV排 可知它们受到的浮力相同。故选D.2）金属块所受到的浮力（1）若整个装置的总体积为100 m3,空气的密 度为 1o 29 kg/m3,则整个装置受到空气的浮力为No （g取10N/kg）（2）乔纳森为了降落，剪断了几个气球的绳子，5o （2010湖州中考）2010年5月28日清晨，美国男子乔纳森用一大簇氦气球绑在椅子上将自己送上天空（如 图），实现了人类首次靠氦气球穿越英吉利海峡的壮举.解析】（1）金属块排开水的体积V排物=3X10-4 m3F =P gV浮 水 排=1.0X103 kg/m3X9.8 N/kgX3X10-4 m3=2.94 N答案
10、：(1) 3X10-4 m3(2)2.94 N则整个装置所受的浮力（选填“变大”、“变小”或“不变”）.【解析】（1）整个装置受到空气的浮力为F 浮二 p 空气 gV 排=1.29 kg/m3X10 N/kgX100 m3=1 290 N （2）剪断了几个气球的绳子，则整个装置排开空气的体积变小,所受浮力变小。答案：（1）1 290（2）变小6。为庆祝人民海军建军60周年,我潜艇部队参加了在青岛举行的海军检阅活动。某潜水艇的总体积为1 。5X103 m3,最大下潜深度为350 m,此潜艇位于海面以下100 m处时受到的浮力大小是N,受到海水的压强是Pa.（海水的密度为1O 03X103 kg/
11、m3，取 g=10 N/kg）【解析】潜艇受到的浮力大小是F =p V g浮 液 排=1O03X103 kg/m3X1.5X103 m3X10 N/kg =1O545X107 N受到海水的压强是p=p gh=1.03X103 kg/m3X10 N/kgX100 m液=1O03X106 Pa答案：1o 545X1071.03X1067. （2010 上海中考）体积为3X104 m3的金属块浸没在水中。求：（1）该金属块排开水的体积V O排（2）该金属块所受到的浮力F一、选择题（本大题共6小题,每题2分,共12分）1. 潜水艇可以在水中上浮和下沉,俄罗斯的核潜艇“库尔斯克”号因爆炸而沉没,这是因为
12、爆炸后（ ）A。潜艇残骸不再受浮力B。潜艇残骸受到的浮力小于重力C. 潜艇残骸排开更大体积的海水D. 海水的密度变小【解析】选B.潜艇残骸在海水中仍受到浮力，排开海水的体积没有变大，海水的密度也没有发生变化，A、C、 D均错；潜艇残骸下沉是因为潜艇残骸受到的浮力小于它的重力，B正确。2. （2010 柳州中考）如图所示，体积相等的三个小球静止在水中，关于它们受到的浮力大小正确是（）Ao FAFBFC【解析】选D由题VC排由阿基米德原c排关系为F VF =FA B C（）B. FAFBFB=FCD.FAFB=FC3. 游泳的人由河边走向深水处的过程中，如果河底布满碎石子，则A. 脚越来越疼，因为
13、水对脚的压力越来越大B. 脚疼得越来越轻，因为河底对人的支持力越来越小C. 脚越来越疼，因为水对人的浮力越来越大D. 脚疼得越来越轻，因为人受到的重力越来越小【解析】选B 当人走向深水中的过程中，人排开水的体积V排排越来越大，由阿基米德原理F浮二P液gV排知，人受到的浮力越来越大，河底对人的支持力越来越小，人对河底的压力越来越小，所以脚疼得越来越轻，故B正确.4. 质量相等的实心铝球和铁球(P铝Vp铁)，分别挂在两个弹簧测力计上，然后将它们全部浸没在水中，比较两个弹簧测力计的示数，则( )A. 挂铝球的示数大B.挂铁球的示数大C. 一样大D.无法确定【解析】选B.由于P铝Vp铁，所以质量相等的
14、实心铝球的体积大于铁球，当它们全部浸没在水中时，铝球受到的浮力大于铁球受到的浮力，由F_=G- F浮知，挂铁球的弹簧测力计的示示浮数大.5。用钓鱼竿钓鱼时，鱼钩已经钩住了鱼，鱼还在水中时，感觉鱼很轻，刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重” 了，对钓鱼过程的下列几种解释错误的是( )A。鱼离开水以后，失去了水的浮力，使人感觉鱼变“重”了B. 鱼离开水以后，鱼的重力增大，使人感觉鱼变重了C. 鱼离开水以后，钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大D。鱼露出水面之前，受到的浮力不变【解析】选B.鱼在水中受到浮力，而离开水面后不再受水的浮力，使钓鱼线对钓鱼竿的拉力增大，人感觉鱼变“重”了，故A、C正确；由仑可知，鱼的
15、重力不变，故B错；鱼露出水面前，V排不变，由Fp水gV排可知，所受的浮力不 变，故D正确.6. 如图所示，松手后，乒乓球上浮，最后浮出水面，下列判断正确的是( )A。露出水面前，浮力逐渐增大，露出水面后，浮力继续增大, 最后保持不变B。露出水面前，浮力保持不变；露出水面后，浮力仍保持不变C。露出水面前，浮力逐渐减小；漂浮在水面时，浮力保持不变D。露出水面前，浮力保持不变；露出水面后，浮力先减小， 最后保持不变【解析】选D.乒乓球露出水面之前，由于排开液体的体积不 变，所以它受到的浮力不变.露出水面之后，由于排开液体的 体积变小，所以它受到的浮力会变小.当它静止在液面时，排 开液体的体积不变，所以它受到的浮力不变故选D体的密度大小等于它排开 水的容器中下沉， 液面上.这一现象 【解析】当向水中
