10.3.科学探究浮力的大小 课件-2024-2025学年教科版物理八年级下册

第10章　流体的力现象 3.科学探究：浮力的大小 第2课时　阿基米德原理的应用 知识点　阿基米德原理的应用 　　1. 阿基米德原理的内容： 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　。可用公式表示为F浮＝ 　G排　＝ρ液gV排。 竖直向上　 它排开的液体所受到的重力　 G排　 2. 应用阿基米德原理应注意以下几点： （1）原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状态：一是物体全部浸入液体里；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上。 （2）V排表示物体排开的液体的体积，当物体浸没在液体里时，V排＝V物；当物体只有一部分浸入液体里时，V排＜V物。 （3）由F浮＝ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。 （4）阿基米德原理也适用于气体。也就是：浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开的气体所受到的重力，即F浮＝G排气＝ρ气gV排。 如图甲所示，用弹簧测力计悬挂一物体，保持静止；当物体浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数如图乙所示。（g取10 N/kg）求： （1）物体浸没在水中受到的浮力F浮； 解：（1）物体浸没在水中受到的浮力： F浮＝G－F＝6 N－4 N＝2 N （2）物体的体积V； 解：（2）物体的体积： V＝V排＝＝ ＝2×1 m3 （3）物体的密度ρ。 解：（3）物体的质量：m＝＝＝0.6 kg 物体的密度：ρ＝＝＝3×103 kg/m3 同步变式拓展 1. 放在水平桌面上的量筒中盛有120 cm3的水，当把挂在弹簧测力计下的金属块浸没在量筒里的水中后，量筒的水面上升到170 cm3处，弹簧测力计的示数为3.4 N。金属块的体积为 　50　cm3，所受浮力为 　0.5　N，金属块受到的重力为 　3.9　N，密度为 　7.8×103　kg/m3。（g取10 N/kg） 50　 0.5　 3.9　 7.8×103　 2. 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。（g取10 N/kg） （1）求该零件浸没在水中时受到的浮力F浮； 解：（1）该金属零件浸没在水中时受到的浮力： F浮＝G－F1＝2.7 N－1.7 N＝1 N （2）求该金属零件的密度ρ金； 解：（2）金属零件的体积：V＝V排＝＝ ＝1×10－4 m3 金属零件的质量： m＝＝＝0.27 kg 金属零件的密度： ρ金＝＝＝2.7×103 kg/m3 （3）将零件浸没在酒精中时，求弹簧测力计的示数；（ρ酒精＝0.8 g/cm3） 解：（3）零件浸没在酒精中时受到的浮力： F浮'＝ρ酒精gV排＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－4 m3＝0.8 N 此时弹簧测力计的示数： F2＝G－F浮'＝2.7 N－0.8 N＝1.9 N （4）现把该零件浸没在另一种液体中时，弹簧测力计的示数是2.1 N。求该液体的密度ρ液。 解：（4）金属零件浸没在另一种液体中受到的浮力： F浮″＝G－F3＝2.7 N－2.1 N＝0.6 N 另一种液体的密度：ρ液＝＝ ＝0.6×103 kg/m3 $$第10章　流体的力现象 3.科学探究：浮力的大小 第1课时　实验探究 知识点一　浮力大小与什么因素有关 　　1. 要点提示： （1）实验方法：控制变量法。 高效学习平台 （2）分析论证：从A、B、C三次实验可知，弹簧测力计的示数逐渐变小，铁块受到的浮力逐渐 　变大　，说明 　浮力的大小与物体排开的液体体积有关　； 从C、D实验可知，铁块浸没在水中的深度增加，弹簧测力计的示数不变，说明 　浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关　； 从D、E实验可知，铁块排开液体的体积相同，弹簧测力计的示数不同，说明 　 力 的大小 与液体 的。 变大 　 浮 　 浮力的大小与物体浸没在液体中的 深度无关　 浮力的大小与液体的 力的大小与物体排开的液体体积有关 密度有关 高效学习平台 2. 实验结论： 浸在液体中的物体受到的浮力大小，跟物体 　浸在液体中的体积　和液体的 　密度　有关；浸没在同种液体中的物体所受的浮力跟物体在液体中的深度 　无 　。 浸在 液体中的体积　 密度　 无关 高效学习平台 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，提出如下猜想： 猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关； 猜想2：浮力的大小可能与物体的重力有关； 猜想3：浮力的大小可能与物体的形状有关； 猜想4：浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关； 猜想5：浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关。 图1 高效学习平台 （1）如图1所示，用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 　4　（选填序号）。 4　 图1 高效学习平台 （2）为了探究猜想1、猜想2和猜想5，利用了体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得重力分别为4 N、4.5 N和5 N。然后进行如图2所示的实验。 图2 ①在序号a的实验中物体所受的浮力为 　1　N； 1　 高效学习平台 ②比较序号 　a　、 　d　、e的三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关； ③进一步分析可知：物体排开液体的体积相同，液体的密度越大，物体所受的浮力越 　大　（选填“大”或“小”）； a　 d　 大　 图2 高效学习平台 ④比较序号a、b、c的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的重力 　无　（选填“有”或“无”）关； 无　 图2 高效学习平台 ⑤比较序号a、f、g的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 　无　（选填“有”或“无”）关。 无　 图2 高效学习平台 （3）为了探究猜想3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图3所示的实验。由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关。小珍认为该结论不可靠，主要原因是 　没有控制物体排开水的体积相同　。 没有控制物体排开水 的体积相同　 图3 高效学习平台 同步变式拓展 1. （2024·宁夏）如图所示是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。 （1）如图甲所示，用弹簧测力计测出物体所受的重力为 　2.1　N。 2.1　 （第1题） 高效学习平台 （2）将物体逐渐浸入水中，直至浸没，如图乙、丙、丁所示，记录弹簧测力计示数并分析数据可知：浮力的大小与 　物体排开液体的体积　有关。 物体排开液体的体积　 （第1题） 高效学习平台 （3）将物体从刚接触水面开始，缓慢地增大物体在水中的深度，同时记录弹簧测力计的示数和物体下表面所处的深度。下图能正确反映物体所受浮力F浮和物体下表面所处深度h关系图像的是 　D　。（填序号） A B C D D　 高效学习平台 （4）通过分析图中甲、丁、戊可知：当物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体所受的浮力 　越大　。 越 大　 （第1题） 高效学习平台 （5）某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关。请你自选实验器材，简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确。 答：①取体积相同的铜块和铝块，用弹簧测力计分别测出它们的重力记为G1、G2；②用弹簧测力计分别挂着它们浸没在水中（金属块不触底），读出弹簧测力计的示数为F1、F2；③分析比较G1－F1和G2－F2的大小，即可验证猜想。 高效学习平台 知识点二　阿基米德原理　 　　实验探究：浮力大小与排开液体重力的关系 实验操作：如图所示，先用弹簧测力计测量出不吸水、不溶于水的物体受到的浮力，然后再测量出物体排开的液体所受的重力，将两者比较得出结论。 高效学习平台 实验结论：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　。这就是著名的阿基米德原理。可用公式表示为 F浮＝ 　G排　＝ρ液gV排。 它排开的液体所受到的重力　 G排　 高效学习平台 小容同学利用弹簧测力计、合金块、溢水杯、小桶、水等器材，按照如图所示的步骤，探究“浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系”。 　　 　　 　　 高效学习平台 （1）在步骤A、B中，使用弹簧测力计分别测出空 桶和合金块的重力，其中合金块的重力大小为 　3.8　N。 3.8　 高效学习平台 （2）把合金块浸没在盛满水的溢水杯中，其受到的浮力大小为 　1.4　N；合金块排开的水所受重力的大小为 　1.4　N。 1.4　 1.4　 高效学习平台 （3）通过上述实验可初步得出：浸在水中的物体所受浮力的大小等于 　物体排开水所受重力的大小　。 物体排开水所受重力的大小　 高效学习平台 （4）另一实验小组在步骤C的操作中，只将合金块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则 　能　（选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论。 能　 高效学习平台 （5）使用其他不同物体和液体重复该实验步骤的目的是 　B　。 A. 取平均值减小误差 B. 总结归纳普遍规律 C. 使每组数据更加准确 B　 高效学习平台 同步变式拓展 高效学习平台 2. 兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。（细线的质量和体积均忽略不计） （第2题） 高效学习平台 （1）使用弹簧测力计前，要将指针调到 　零刻度线　.位置。 （2）实验中所用物块的重力为 　4　N。 零刻度线　 4　 （第2题） 高效学习平台 （3）同学们发现溢水杯中未装满水，如图甲所示，这样实验会使测得的溢出水的重力 　偏小　（选填“偏大”或“偏小”）。 偏小　 （第2题） 高效学习平台 （4）溢水杯装满水后，将物块浸没在水中，如图乙所示，物块受到的浮力为 　1　N，物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 　相等　。 1　 相等　 （第2题） 高效学习平台 （5）继续实验，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中，如图丙所示，发现F5＞F3，说明物块受到的浮力大小与 　液体密度　有关。换用酒精再次实验的目的是 　寻找普遍规律　（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。 液体密度　 寻 找普遍规律　 （第2题） 高效学习平台 $$