10.3 科学探究：浮力的大小 2023—2024学年教科版物理八年级下册

第十章 流体的力现象 10.3 科学探究：浮力的大小 课前预习 1.物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积____关系，与液体的密度____关系。 2.阿基米德原理： (1)内容：浸入液体里的物体受到__________的浮力，浮力的大小______它排开的液体所受到的重力。 (2)公式表示： __________________从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的_____和物体排开液体的____有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。 (3)适用条件：_______（或气体） 竖直向上 等于 F浮 = G排 =ρ液V排g 密度 体积 液体 有 有 知识回顾: 液体（气体）对浸在其中的物体有竖直向上的力。 液体(气体）对物体上下表面的压力差。 1.什么是浮力？ 2.产生原因？ 3.浮力大小计算方法？ a.压力差法： F浮 = F向上-F向下 b.称重法： F浮 = G物-F 这是一个流传久远的传说：古希腊有一位伟大的科学家，叫阿基米德，他在洗澡时发现，身体越往水下浸，从盆中溢出的水越多，感到身体越轻。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？通过进一步研究，阿基米德发现了浮力的规律。 提出问题：浮力的大小只能用压力差法或者是称重法来计算吗？ 浮力的大小与什么因素有关 作为21世纪的新新人类，你们认为 浮力大小与哪些因素有关呢？ 猜想： 物体的密度？ 液体的密度? 物体浸入的体积？ 物体的体积？ 物体浸入的深度？ 根据上面猜想，利用下面的器材设计实验。将铁块、铝块、大铁块分别浸在清水和浓盐水中，比较各种情况中浮力的测量值，验证你的猜想。 清水 浓盐水 铁块 铝块 大铁块 控制变量法 实验探究：影响浮力大小的因素 实验探究：影响浮力大小的因素 分析论证： 物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关系，与液体密度有关系。 实验结论： 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度等其他因素无关。 实验数据记录表 阿基米德的启示 　　两千多年以前，希腊学者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？ 做做想想 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。 回顾：浮力大小与哪些因素有关？ 浮力大小，跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。 因为 。可见，上面的结论也可表述为：物体所受浮力的大小与它排开的液体的质量有关。 实验探究：浮力大小与排开液体所受重力的关系 阿基米德原理 浮力与物体排开液体重力的关系 图1 图2 图3 图4 实验注意： 用不同物体、不同液体做几次实验。 探究实验 1.阿基米德原理： 浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。 2.表达式：F浮=G排 3.用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= ρ液 gV排 实验结论 V排=V物 V排 V物 注意 公式理解 F浮 = G排 = m排g =ρ液V排g 也适用于气体： F浮＝G排气＝ρ空气 gV排气 ρ液——液体的密度 (Kg/m3) g——常数 (9.8N/kg或10N/kg） V排——物体排开液体的体积(m3) 特别提醒：各物理量都用国际制单位哦 实验结论： 无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于其排开的水所受到的重力。 在死海中，海水的密度高达1.18×103 kg/m3.人们可以很轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！ 你知道其中的原因吗？提出你的解释，和同学交流。 讨论交流：死海之谜 阿基米德原理的应用 【例题】边长为3cm，密度为2×103kg/m3的一个立方体橡皮泥块，浸没在水中，受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，小船所受浮力是多少？（取g=10N/kg） 分析: (1)根据阿基米德原理，橡皮泥块受到的浮力等于它所排开的水所受的重力。 (2)如果把橡皮泥捏成小船，因其处于二力平衡状态，所以浮力等于橡皮泥所受的重力。 解：如果橡皮泥块浸没在水中，它排开水的体积为: V排=V橡=0.03m×0.03m×0.03m=2.7×10-5m3 排开的水受到的重力为： G排 = m排g =ρ水gV排 =1×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg=0.27N 根据阿基米德原可知：