第3节 水的浮力1 浮力与阿基米德原理-【帮课堂】2021-2022学年八年级科学上册同步精品讲义（浙教版）

第3节 水的浮力1 浮力与阿基米德原理 课程标准 课标解读 1.了解水及其他液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用，了解气体对浸入其内的物体也会产生浮力。 2.能通过实验的方法，探究浮力的大小跟哪些因素有关，并概括出阿基米德原理。 3.能用弹簧测力计测量浮力，能用阿基米德原理计算浮力。 能灵活地利用阿基米德原理的公式进行计算，常见题型为选择题、填空题、实验探究题和计算题等，难度较大。 知识点01 浮力 （一）概念 液体(或气体)对浸入其中的物体产生的向上托的力叫浮力。 (1)浮力的施力物体:液体(或气体)。 (2)浮力的受力物体:浸人液体中的物体。 (3)浮力的方向:竖直向上。 (4)浮力的作用点:浸入液体的物体上。 （二）探究物体在水中受到的浮力 活动1 活动2 实验现象 将空矿泉水瓶旋紧瓶盖后压人水中，手将会感受到该瓶对手向上的压力，将手松开后发现瓶子会迅速上升 将物体直接挂在弹簧测力计下，记录弹簧测力计的示数F1=1.2牛;再将物体浸人水中，记录此时弹簧测力计的示数F2=0.6牛。比较F1、F2的示数。实验结果: F1<F2 实验结论 在水中会上浮的物体受到向上的浮力 在水中会下沉的物体也受到向上的浮力 实际上，不仅是水，所有的液体都会对浸人其中的物体产生一个向上的浮力。 （三）浮力产生的原因 设想一立方体浸没在水里，它的六个表面都受到了水的压力，左右表面上的压力F左和F右，大小相等，方向相反，作用在同一物体上，所以相互平衡(抵消);前后表面上的压力也相互平衡，但上下两个表面由于所处的深度不同，上表面所受水的压强小于下表面的压强，因此上表面受到的压力F就小于下表面受到的压力F下,在物体上下表面上产生了压力差，这个压力差就是液体对物体向上托的力，即浮力。由此可以得出F浮=F下-F上 【能力拓展】 浸在液体里的物体受到向上的浮力，这个浮力来源于物体上下两个表面的压力差。物体下表面没有液体，肯定不受向上的压力，它肯定不受浮力,如水中的桥墩。 【即学即练1】（2020八上·余杭期末）如图所示，A.B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则一定不受浮力的是（   ） A.A     B.B     C.C     D.D 【答案】D 【解析】浸在液体里的物体受到向上的浮力，这个浮力来源于物体上下两个表面的压力差。 A、B、C三个物体，下表面都有液体，都受到向上的压力，无论上表面是否受到压力，根据F浮力=F向上-F向下可知，肯定都受到浮力，故A、B、C不合题意； 物体D下表面没有液体，肯定不受向上的压力，根据F浮力=F向上-F向下可知，它肯定不受浮力，故D符合题意。 【即学即练2】（2018八上·丽水月考）如图所示，把一个底面积为S，高为L的长方体浸没在密度为ρ的液体中，上、下表面分别距液面为 h1 和 h2，因为液体内部存在压强，所以长方体各表面都受到液体的压力。 （1）分析图中长方体的受力情况，其受到浮力的原因是________，浮力的方向是________。 （2）大量的实验结果表明：“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”，请从浮力产生原因的角度推导这一结论。 【答案】（1）上、下表面存在压力差；竖直向上 （2）F 浮=F2－F1=ρgh2S－ρgh1S=ρgS(h2－h1)=ρgSL=ρgV 物=ρgV 排=m 排 g=G 排 【解析】（1）据图分析上下表面所受的液体压力的关系即可判断； （2）根据液体压强公式p=ρgh、压强公式的变形公式F=pS推导证明。 【解答】（1）据图可知，该长方体周围四个面的压强可以相互抵消，但上、下两面的压强不能相互抵消，下表面比较深，所受的液体压强大于上表面所受的液体压强，据公式F=pS可知，由于S相同，所以长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力，故用下表面所受水的压力减去上表面所受水的压力就是浮力，其方向是竖直向上的； （2）由液体压强公式p=ρgh及压强公式得： 长方体上表面受到液体的压力：F1=p1S=ρ液gh1S； 长方体下表面受到液体的压力：F2=p2S=ρ液gh2S， 上、下两表面的压力差为：F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g（h2-h1）S----①。 长方体浸没在液体中，则长方体排开液体的体积：V排=V物=Sl=S（h2-h1）---②， 所以，结合浮力的产生原因有：F 浮=F2－F1=ρgh2S－ρgh1S=ρgS(h2－h1)=ρgSL=ρgV 物=ρgV 排=m 排 g=G 排； 知识点02 阿基米德原理 1.探究：浮力与物体排开水的关系。 (1)猜想与假设：浮力的大小跟物体排开水的多少有关。 思考: ①