8.5 学生实验：探究——影响浮力大小的因素 --2023-2024学年 初中物理北师大版八年级下册

第5节 学生实验：探究——影响浮力大小的因素 第八章 压强与浮力 漂浮在海面的航空母舰 缓缓上升的孔明灯 漂浮在水面的乒乓球 为什么航空母舰、孔明灯、乒乓球能都漂浮在流体中？ 原因是它们都受到流体（水或空气）对它们的作用-浮力。 观察下面图片，看看它们有什么共同特点 交流讨论 新知导入 1.认识什么是浮力。 2.知道浮力产生的原因。 3.知道浮力大小跟哪些因素有关。 4.了解阿基米德原理及其应用。 学习目标 1.定义： 浸入液体或气体中的物体受到向上托的力，这个力叫做浮力。 飘在水面的乒乓球受浮力 掉进水里的苹果受浮力吗？ 沉入水底的石头受浮力吗？ 2.符号：F浮 3.单位：N 认识浮力 一 新知学习 说明浸没在水中的石块受到了水的浮力作用。 F浮=F1-F2=0.6N ①在弹簧测力计下悬挂一个石块，读出测力计的示数F1 ，即石块的重力为 F1=G=2.2N ②把石块浸没在水中，发现弹簧测力计的示数为 F2=1.4N 测量石块浸没在水中所受的浮力 F2=1.4N F1=2.2N 演示 思考：当物体全部浸入（浸没）水中时，还会受到浮力吗？ 我国自行设计、自主集成研制的蛟龙号载人潜水器下潜深度可达7020米。 人体潜水时的 深度可达几十米 F浮 F浮 结论：浮力的方向是竖直向上的。 小球静止于水面上，试分析小球的受力情况，并画图说明。 G G 想一想 【视频欣赏】 浮力产生的原因 如图所示，将容器的两端蒙上橡皮膜： 当容器水平进入水中时，观察左右两个橡皮膜的凹陷程度； 当容器在水中竖直放置时，观察上下两个橡皮膜的凹陷程度。 据此，我们可以分析浮力产生的原因。 演示实验 物体下表面： F=pS= ρ水ghS F上=p1S= ρ液gh1S 物体上表面： F下=p2S= ρ液gh2S F浮= F上- F下 结论：浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。 结合下面的图形，分析浸在液体中的物块受到浮力的原因 （2） 只要上下表面存在压力差，物体在液体中就会受到浮力——与它的 沉浮无关。 （1） 当物体与容器底部紧密接触时： 由于物体下表面不受到液体（气体）的向上的力，物体就没有受到 液体（气体）的浮力。如：桥墩、船陷入海底、木桩等。 但铁球沉到水底，下面仍会受到水向上的压力，所以受到浮力。 F浮=0 紧密接触： 交流讨论：桥墩是否受到浮力？ 浮力的大小可能跟液体的密度有关？ 猜想1： 一般，人在水中会下沉。但人为什么能浮在密度较大的死海海面上？ 将易拉罐逐渐按入水中，手为什么会感到越来越费力？ 猜想2： 浮力的大小可能跟物体浸在水中的体积有关？ 猜想3：浮力可能跟物体浸在水中的深度有关？ 决定浮力大小的因素 二 【实验方法】 控制变量法 水 盐水 弹簧测力计 铝块 铁块 【实验器材】 探究浮力大小与哪些因素有关 【猜想与假设】 液体的密度？ 物体的密度？ 物体浸入的体积？ 物体完全浸没后的深度？ 1．探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系 结论：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。 记录表格 实验次数 液体种类 物体浸入液体中体积V/格 物体受到重力G/N 弹簧测力计示数F/N 物体受到的浮力F浮/N 1 水 1 2 水 2 3 水 3 【检验猜想】 F浮=G－F 2．探究浮力与物体在液体中的深度的关系 记录表格 实验次数 液体种类 物体浸入液体中深度h/cm 物体受到的重力G/N 弹簧测力计示数F/N 物体受到的浮力F浮/N 1 水 h1 2 水 h2 3 水 h3 --- - - - F浮=G－F 结论：当物体没有完全浸没前，浮力的大小随着深度的增加而增大； 当物体完全浸没后，浮力的大小与深度无关。 【检验猜想】 3．探究浮力与液体密度的关系 记录表格 结论：物体浸入液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。 实验次数 液体 种类 物体浸入液体中体积 物体受到重力G/N 弹簧测力计示数F/N 物体受到的浮力F浮/N 1 水 完全浸没 2 酒精 完全浸没 3 浓盐水 完全浸没 F浮=G－F 水 酒精 浓盐水 【检验猜想】 1、浮力的大小与液体的密度、物体浸入液体的体积有关，完全浸没在同种液体中的物体所受浮力跟物体浸入液体的深度无关，与物体密度无关。 2、当液体密度相同时，物体浸入液体体积越大，浮力越大。 3、当物体浸入液体体积相同时，液体密度越大，浮力越大。 【实验结论】 1．内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开 的液体所受的重力。 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 = ρ液 gV排 阿基米德 (公元前287-前212年) 阿基米德原理 三 5.对阿基米德原理的理解 （1）物体“全部浸入（即浸没）” 浸没 部分浸入 （2）物体“部分浸入” V排=V浸=V物 V排=V浸<V物 （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。 6.阿基米德原理的应用 浮力计算 浸没，通过物体体积求V排 通过物体浸没液体的深度求V排 通过液面变化 求V排 790g 通过浮力求物块密度 金属 测重力 算质量 金属 F示 测浮力 算体积 水 通过浮力求液体密度 金属 金属 水 金属 未知液体 浮力 产生浮力的原因 探究浮力大小与什么因素有关 定义：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。 液体对物体向上向下的压力差产生的 物体浸在液体中的体积 液体的密度 课堂总结 阿基米德原理：原理的定义、理解、应用等 1.物体在液体中受到的浮力大小（　　） A．和物体本身的重力大小有关 B．和物体的体积大小有关 C．和物体的密度大小有关 D．和物体排开液体的体积大小有关 D 当堂检测 2.浸没在湖水中的物体,随着浸没深度的增加,下列说法中错误的是( ) A.物体受到的压强增大 B.物体上、下表面受到的压力增大 C.物体上、下表面受到的压力差增大 D.物体受到的浮力不变 C A.两球受到的浮力一样大 B.乙球受到的浮力大 C.甲球受到的浮力大 D.条件不足，无法确定 3.如图所示，甲、乙两球体积相同，浸在水中静止不动，则（ ） 甲 乙 C Lavf57.83.100 $$