第10章 压强和浮力《第4节 浮 力（第3课时）》2023-2024学年苏科版八年级物理 下册

第10章 压强和浮力 第4节 浮 力（第3课时） 苏科版八年级物理下同步教学课件 学习目标： 1．掌握影响浮力大小的因素。 2．理解阿基米德原理。 3．学会浮力的简单计算。 一. 阿基米德原理 　　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？ 1.阿基米德的启示 第一节的结论 物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，浮力越大 物体浸在液体中的体积 等于它排开液体的体积 物体排开液体的体积越大，密度越大，浮力越大 阿基米德发现 浮力与排开的液体有什么关系？ 可以怎样表述浮力的大小？ 浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 猜 想 思 考 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 推 理 浮力越大 猜 想 2.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 甲 乙 丙 丁 测量数据填入记录表；用不同物体、不同液体做几次实验。 其目的是为了寻找普遍规律 实验数据表格 分析数据得出结论: 1．浸在液体中的物体受到向上的浮力 2．浮力的大小等于物体排开液体的重力 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.即: F浮=G排液=m排g=ρ液gV排 由此可知,物体受到的浮力与物体排开的液体的体积和液体的密度有关. 阿基米德原理 阿基米德原理也适用于气体 2、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，所受的浮力也越小。 浸没 部分浸入 (2)浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。 A.浸没时：V排=V浸=V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即 F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物 B.部分浸入时： V排=V浸<V物 F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物 V排=V浸=V物 V排=V浸<V物，且V物=V排+V露 V浸 V露 (3)同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同. 根据公式 F浮=ρ液g V排，浸没时， V排 = V物，当ρ液不同 时，浮力也随之变化。 (4)阿基米德原理同样适用于气体。 例1．关于物体在水中受到的浮力，下列说法中正确的是（ ）A．漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大B．物体的密度越大，受到的浮力越小C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大D．浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关 【解析】由阿基米德原理 可知，物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而与其它因素都无关，所以选项A、B、D都是错误的；当液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；当物体排液体积相同时，液体密度越大，受到的浮力越大．故选 C． C 例2.如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况，叙述正确的是（　　） A．密度和浮力都不变 B．密度和浮力都变大C．密度变小，浮力变大 D．密度变小，浮力不变 【解析】金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中，由于所处深度减小，受到的液体压强变小，所以，气泡体积增大，而气泡内空气的质量不变，由 知道，密度变小；气泡上升时，体积变大，则排开水的体积变大，由 知道，气泡受到水的浮力变大，故C正确，ABD错误。故选C。 C 例3、小金同学用弹簧测力计和烧杯等器材做有关浮力的实验，如图所示. 请你将测量时的数据填入表中. 空桶的重力/N 物体重力/N 物体在水中时测力计读数/N 物体受到的浮力/N 物体排开的水重/N 1.5 分析表中的数据你可得出的结论是: . 2 1.5 0.5 0.5 F浮=G排液 1、称重法:F浮=G物-F示； 二.浮力的计算 例7. 如图所示，用弹簧测力计悬挂重10N的金属块浸入水中，弹簧测力计的示数为7N。此时金属块所受浮力的大小和方向是（　　） A. 7N，竖直向上 B. 10N，竖直向下C. 3N，竖直向下 D. 3N，竖直向上 【解析】物体所受的浮力等于测力前后两次读数之差F浮=10N-7N=3N浮力的方向是竖直向上的。故ABC错误，D正确。故选D。 。 D 例4.将一石块挂在弹簧测力计下，并分别浸没 在水和盐水中，弹簧测力计静止时示数如图， g取10 N/kg.求： (1)石块在水中所受浮力． 解：由图甲可知，石块的重力为4 N；由甲、乙两图得，石块在水中所受到的浮力F浮＝G－F示＝4 N－3 N＝1 N. (2)石块的密度． 2、压力差法:F浮=F向上-F向下； 例5．一个竖直悬挂在水中的圆柱体，上表面受到的水的压力为5N，下表面受到水的压力为13N，这个圆柱体受到的水的浮力为（　　）A．18 N B．5 N C．13 N D．8 N 【解析】这个圆柱体受到的水的浮力为 故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 D 3、阿基米德原理法:F浮=G排= m排g=ρ液gV排 例6.某容器放在水平桌面上.盛有足量的水，现将体积为1.25×10-4 m3，质量为0.4kg的实心正方体放入水中.正方体不断下沉.直到沉底，如图所示。知ρ水=1.0x103kg/m3，g=10N/kg） 求：（1）正方体受到的重力的大小； （2）正方体浸没在水中受到的浮力的大小; （3）容器底部对正方体的支持力的大小和正 方体对容器底部的压强。 解：（1）G=mg=0.4kgx10N/kg=4N （2）F浮=G排= ρ水gV排 = 1.0x103kg/m3 x10N/kgx 1.25×10-4 m3 =1.25N （3）F支=G- F浮=4N-1.25N=2.75N ∵在水平容器中，并且由于二力平衡 ∴ F压= F支=2.75N ∵V= 1.25×10-4 m3 ∴S= 2.5×10-3 m2 p=F/S=2.75N/ 2.5×10-3 m2 = 1.1×103Pa 课堂小结 1. 浮力大小的影响因素 物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。当液体的密度一定时，物体浸在液体中的体积越大浮力越大；当物体浸在液体中的体积一定时，液体的密度越大，浮力就越大，与物体的密度无关。 2. 阿基米德原理 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.即: F浮=G排液=m排g=ρ液gV排 随堂练习 1．某物体重 0.5N，把它放到盛满水的大烧杯中，溢出的水重为 0.3N，则它受到的浮力：（ ） A.一定为 0.3N B. 可能为 0.2N C. 可能为 0.4N D. 一定为 0.5N A 2、把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（ ）。 A．相等 B．铝球的比铁球大 C．铝球的比铁球小 D．浮力都等于重力 B 3.气凝胶是当今世界上密度最小的固体，一般常见的气凝胶为硅气凝胶，其密度仅为空气密度的3倍，看上去就像凝固的烟．将一块质量为3 kg的硅气凝胶轻轻放在水平地面上，g取10 N/kg，则它对地面的压力为(　　) A．10 N　　　 B．20 N　　　 C．30 N　　　 D．40 N B 4.如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是(　　) A．①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤ A 5. 若海水密度为1.03×103 kg/m3，“奋斗者号”在海面下下潜的过程中，下列说法正确的是(　　) A．“奋斗者号”受到的海水的压强不变，受到的海水的浮力不变 B．“奋斗者号”受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力不变 C．“奋斗者号”受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力变大 D．“奋斗者号”受到的海水的压强变小，受到的海水的浮力变小 B 6.完全浸没在水中的乒乓球，放手后从运动到静止的过程中，其浮力大小变化情况（ ） A．浮力不断变大 B．浮力不变 C．浮力先不变，后变小 D．浮力先变大，后不变 B 7．下列关于浮力的叙述中，正确的是（　　） A．物体浸没在水中的深度越大，受到的浮力也就越大 B．同一木块分别漂浮在水面和酒精上，在酒精面上受到的浮力小于在水面上的浮力 C．物体浸在液体中受到的浮力由自身的重力决定 D．物体浸在液体中受到的浮力由排开液体的重力决定 D 8、刘勇同学用弹簧测力计、量筒、水、物块做测定浮力的实验.如图所示.请你根据图中弹簧测力计和量筒的示数，填写下表中的各项内容. 请你分析、比较这些数据，得到的结论是 . 1.96 0.98 0.98 10-4 0.98 F浮=G排液 物体重G/N 物体在水中时弹簧测力计的示数F/N 物体受到的浮力 F浮/N 物体排开水的体积V/m3 物体排开水的重 G排/N 9．水上救援往往需要打捞沉没的货物，我们将该情景简化为如图所示的物理过程，假设物体浸没在水深h＝0.5 m的容器底部(物体与容器底没有密合)，现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出，当物体有一半体积露出水面时，弹簧测力计示数为3 N，当物体全部离开水面后，弹簧测 力计示数为5 N。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3， g取10 N/kg。则： (1)物体在水面下上升的过程中所受浮力________ 物体底部受到水的压强逐渐_____。(均填“变大”“ 小”或“不变”) 不变 变小 (2)物体静止在容器底部时，受到的浮力多大？ 解：由题可知，当物体全部离开水面后，弹簧测力计示数为5 N，则物体的重力G＝5 N。当物体有一半体积露出水面时，弹簧测力计示数F示＝3 N，则此时物体受到的浮力F浮＝G－F示＝5 N－3 N＝2 N，故物体静止在容器底部时，受到的浮力F浮′＝2F浮＝2×2 N＝4 N。 (3)物体的体积是多少？ 10．在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是2.7 N。当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的示数是1.7 N。现把该零件浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数是1.9 N。(g取10 N/kg)求： (1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮。 解：(1)金属零件的重力等于在空气中时弹簧测力计的示数，G＝F示1＝2.7 N，零件浸没在水中时受到的浮力F浮＝G－F示2＝2.7 N－1.7 N＝1 N。 (2)该金属零件的密度ρ金。 (3)另一种液体的密度ρ液。 The end Lavf57.62.100 解：根据F浮＝ρ水V排g可知石块的体积V＝V排＝＝＝1×10－4 m3，则石块的密度 ρ石＝＝＝＝4×103 kg/m3. 解：根据F浮＝ρ液gV排可得，物体的体积V＝V排＝eq \f(F浮′,ρ水g)＝eq \f(4 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝4×10－4m3。 解：由F浮＝ρ液V排g得，金属零件的体积 V＝V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(1 N,1×103 kg/m3×10 N/kg)＝1×10－4 m3， 金属零件的质量m＝eq \f(G,g)＝eq \f(2.7 N,10 N/kg)＝0.27 kg， 金属零件的密度ρ金＝eq \f(m,V)＝eq \f(0.27 kg,1×10－4 m3)＝2.7×103 kg/m3。 解：金属零件浸没在另一种液体中时受到的浮力 F浮′＝G－F示3＝2.7 N－1.9 N＝0.8 N， 由F浮＝ρ液V排g得，液体的密度 ρ液＝eq \f(F浮′,V排g)＝eq \f(0.8 N,1×10－4 m3×10 N/kg)＝0.8×103 kg/m3。 $$