内容正文:
科学探究:浮力的大小
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【学习目标】
1.知道影响浮力大小的因素。
2.知道阿基米德原理的内容及表达式,并会进行浮力的简单计算。
学习目标
浮力:液体对浸在其中的物体有竖直向上的力。
浮力大小计算方法:
1.称重法: F浮=G物-F
2.压力差法: F浮=F向上-F向下
3.漂浮法: F浮=G物
产生原因:液体对物体上下表面的压力差
旧识回顾
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阿基米德的传说
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两千多年以前,阿基米德为了鉴定金王冠
是否是纯金的,要测量王冠的体积,冥思苦想了很久都没有结果。一天,他跨进盛满水的浴缸洗澡时,看见浴缸里的水向外溢,他忽然想到:物体浸在液体中的体积,不就是物体排开液体的体积吗?
阿基米德(约公元前287~212)是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人。他在物理学方面的贡献主要有两项:其一是关于浮力问题;其二是关于杠杆问题。
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一、 浮力的大小与什么因素有关
实验猜想:
猜想1:浮力可能与液体的密度有关
猜想4:浮力可能与物体的体积有关
猜想3:浮力可能与物体浸没在液体的深度有关
其它猜想:…… …… …… ……
猜想2:浮力可能与物体的密度有关
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实验探究:影响浮力大小的因素
通过上面的器材我们应用控制变量法能研究浮力大小与哪些因素有关?
铁块
铁块
铜块
清水
浓盐水
1
2
3
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设计实验——猜想1:
实验结论:浮力的大小跟液体的密度有关。
浓盐水
清水
浮力可能与液体的密度有关
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设计实验——猜想2:
结论:浮力的大小跟物体的密度无关。
清水
清水
浮力可能与物体的密度有关
A
B
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结论:浮力的大小跟物体浸没液体中的深度无关。
设计实验——猜想3:
清水
清水
清水
浮力可能与物体浸没在液体的深度有关
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设计实验——猜想4:
结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。
清水
清水
清水
清水
浮力可能与物体的体积有关
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1.浮力的大小与物体的密度无关
2.浮力随液体密度增大而增大
3.浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
4.浮力随物体浸在液体中的体积(物体排开的液体的体积)增大而增大
分析数据得到结论:
m排
物体所受的浮力可能与
排开液体所受的重力有关
G排
V排
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二、 阿基米德原理
实验探究:浮力大小与排开液体的关系
将易拉罐按入装满水的烧杯中,感受浮力与排开的液体的关系。
浮力与排开的液体有什么关系?
可以怎样表述浮力的大小?
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
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排开液体的体积 × 液体的密度 = 排开液体的质量
浮力的大小跟排开液体的重力有关。
排开液体的重力越大
排开液体的质量越大
排开液体的体积越大
液体的密度越大
浮力越大
推 理
猜 想
浮力与物体排开液体重力的定量关系
测量数据填入记录表;
用不同物体、不同液体做几次实验。
探究实验
图1
图2
图3
图4
浮力的大小等于物体排开液体的重力
2.15 1.35 1.10 0.3
2.15 1.80 0.35 0.65 0.3 0.35
2.15 1.60 0.55 0.85 0.3 0.55
0.80
0.80
实验数据表格
分析数据得出结论:
次数 物体的重力
G物/N 物体在液体中测力计示数
F'/N 浮力
F浮/N 小桶和排液的总重
G总/N 小桶的重力
G桶/N 排开液体的重力
G排/N
1
2
3
4
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,
大小等于它排开液体的重力。
2.数学表达式:F浮=G排
4.适用范围:液体和气体
3.用于计算的导出式:
F浮= G排= m排g= r液 gV排
公 式 法
阿基米德原理
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1.区分:浸没、浸入、浸在、没入;
2.F浮=r液 gV排 r液——液体的密度;
V排——物体排开的液体的体积;
3.F浮= r液 gV排
表明浮力大小只和 r液、V排有关,
浮力大小与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
关于阿基米德原理的讨论
对阿基米德原理的理解
1、物体“浸在液体中”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况。
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言,浸没时受到的浮力大,部分浸入时受到的浮力小,而且浸入的体积越小,所受的浮力