8.6 浮力-2024-2025学年八年级物理下册同步教学课件（北师大版2024）

第八章 压强与浮力 第六节 浮力 北师大版八年级下册（2024） 核心素养目标 1.物理观念 知道什么是浮力及浮力产生的原因，知道浮力的大小跟哪些因素有关；学习用弹簧测力计测浮力的大小。能解释生活中与浮力有关的现象。 2.科学思维 能根据现象和数据验证浮力的存在，应用平衡力测量物体的浮力，通过液体压强的相关规律，科学推理得出浮力的成因，培养学生观察思维能力。 3.科学探究 通过实验与探究感受浮力、认识浮力；经历探究浮力的大小与哪些因素有关的过程，理解控制变量法。初步掌握利用探索性实验研究物理问题。 4.科学态度与责任 亲身参与科学探究的过程，在活动中大胆提出自己的猜想，能实事求是地记录数据并根据实验数据提出自己的见解，有与他人合作交流的愿望。 导入新课 一 诗句“一帆一桨一渔舟，一个渔翁一钓钩”生动地描绘了渔翁坐在船上悠然自得垂钓的场景。船会漂浮在水面上，说明船受到了水给它的向上的作用力。垂在水中的鱼钩会受到水给它的向上的作用力吗? 情景导入 看视频思考问题 探究新知 二 3 竹筏 竹筏、海洋中巨大的冰山能在水面漂浮；孔明灯能升空。是什么力量把它们托起来的? 一 认识浮力 观察与探究 1 弹簧测力计的示数变小。 G=F1=4N 分析：说明此时存在一个向上托的力 F（G=F＋F2=４N ）。 F2=2N 观察与探究----感知浮力的存在 1 一 认识浮力 探究：将铝块用线拴好挂在弹簧测力计的挂钩上，观察弹簧测力计的示数，用手轻轻托起铝块，弹簧测力计的示数变小了。 此时弹簧测力计的示数等于石块所受的重力。 G=F1=4N F 弹簧测力计的示数变小。 G=F1=4N 分析：说明此时存在一个向上托的力，这个力的施力物体是水，把这个力叫做浮力。 F2=2N 观察与探究----感知浮力的存在 1 一 认识浮力 探究：再将铝块浸在水中时，弹簧测力计的也示数变小。 F G=F1=4N 将铝块浸在煤油或酒精等液体中时，也会有类似的现象发生。 列举其他实例或设计一个实验，证明在空气中的物体受到空气对它的浮力作用吗? 一 认识浮力 观察与探究----感知浮力的存在 1 结论：浸在液体(或气体)中的物体会受到液体(或气体)对它向上托的力。 观察与探究----感知浮力的存在 1 一 认识浮力 情景展示 分析：弹簧测力计示数减小的值，就是浮力的大小。由二力平衡的条件可知: G=F +F2 F2=2N 观察与探究----测量浮力的大小 2 一 认识浮力 F浮 =？ 则： G=F1=4N F浮=G-F2=2N 称重法 F1=4N 探究：用线把木块系好，拉入水底，观察木块静止于水面时线的方向，线受到向上拉力处于绷紧状态。试分析木块的受力情况。 分析：由二力平衡的条件可知，浮力的方向与重力的方向相反，即浮力的方向竖直向上。 由二力平衡的条件可知，浮力的方向与重力的方向相反，即浮力的方向竖直向上. 一 认识浮力 观察与探究----感知浮力的方向 3 G F浮 F拉 2．符号：F浮 ； 单位：牛（N) 3．用弹簧测力计测浮力：F浮=G－F示 4．浮力的方向：竖直向上（总与重力的方向相反） 5．浮力的施力物体：液体或气体 6．浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力。 1．浮力定义：浸在液体中的物体受到液体对物体向上浮的力叫浮力。 一 认识浮力 二 浮力产生的原因 在玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡胶膜，将其浸没在水中，你会看到什么现象?这些现象说明了什么? 浮力产生的原因 1 二 浮力产生的原因 当玻璃圆筒沿水平方向放置时(图甲)水对玻璃圆筒左、右两侧的压力F左和F右的大小关系是F左 F右，其合力 F水平 = 。 当玻璃圆筒沿竖直方向放置时(图乙)水对玻璃圆筒上、下两端的压力F上和F下的大小关系是F下 F上，其合力F竖直= ，方向 。 (甲) (乙) F下-F上 = 0 ＞ 竖直向上 F下 F上 F左 F右 浮力产生的原因 1 通过上述实验，你认为浮力是怎样产生的?将你的想法与同学交流。 上述实验表明：浸在液体中的物体受到液体对其压力的合力，就是液体对物体竖直向上的浮力。 二 浮力产生的原因 浮力产生的原因 1 ①由于液体内部存在压强，同一深度各个方向压强相等，物体左、右、前、后侧面在液体中所处的高度相同，所受液体的压力互相平衡。四个侧面所受压力关系 F合=0 。 ②液体压强随深度的增加而增大，浸在液体中的物体上、下表面受液体对它的压力不同（ F下＞F上），其上下表面受到液体对它的压力差。 F上 F下 二 浮力产生的原因 天宫课堂----乒乓球失重实验 2 王亚平太空授课：展示乒乓球在失重环境下的物理实验。观看视频说说你们的观点。 排开液体的体积 物体浸在液体中的体积 = 三 影响浮力大小因素 观察与思考----感知浮力大小 1 如图所示，在水槽中装满水，用手把空的塑料瓶缓慢按入水中。随着塑料瓶浸入水中的体积逐渐增加，把塑料瓶按下去的力也在增大。这是否意味着塑料瓶所受浮力的大小与它浸入水中的体积有关? 浮力的大小还与哪些因素有关呢?你有什么猜想?说出你猜想的依据。根据你的猜想，确定你要探究的问题。 思考 浮力的大小可能与 有关 提出问题 浮力的大小还与哪些因素有关呢? 猜想假设 ①物体浸没在液体中的深度 ②物体浸入液体中的体积 实验器材 铜块、弹簧测力计、烧杯，水、浓食盐水，细线等。 三 影响浮力大小因素 提出问题和假设 ２ ③液体密度 控制变量法 三 影响浮力大小因素 探究猜想1：浮力可能与物体浸没在液体的深度有关。 3 实验操作：用弹簧测力计测出铜块的重力，依次将铜块浸没在水中不同位置，如图A、B所示。观察比较弹簧测力计的示数变化情况。 实验分析: 铜块G=9N ，浸没液体深度增大而拉力F=8N不变，F浮=G-F=1N。浮力大小不变。 结论：浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。 A B 三 影响浮力大小因素 探究猜想2：浮力可能与物体浸入液体中的体积有关。 4 实验操作：用弹簧测力计测出铜块的重力，依次将铜块浸入水中不同位置，如图C、D所示。观察比较弹簧测力计的示数变化情况。 实验分析: 图C中铜块浸入水中的体积小， F１=8.5N，F浮=G-F１=0.5N；图D中铜块浸入水中的体积大，而F２=8N，F浮=G-F２=1N。浮力增大。 结论：液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，浮力越大。 C D F２ F１ 三 影响浮力大小因素 探究猜想３：浮力可能与液体密度有关。 5 实验操作：用弹簧测力计测出铜块的重力，将铜块分别浸没在水和浓盐水中，如图E、F所示。观察比较弹簧测力计的示数变化情况。 实验分析: 图E、F中铜块排开液体的体积相同，液体的密度不同，铜块在浓盐水中拉力变小，浮力增大。 结论：物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浮力越大。 E F F１ F２ 三 影响浮力大小因素 分析论证----影响浮力的大小的因素 6 　　物体所受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。而与物体浸没在液体中的深度无关。 实验表明： 阿基米德(Archimedes，公元前287-公元前212)经过大量的实验发现： 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。这个规律叫作阿基米德原理，用公式表示为F浮＝G排。 四 阿基米德原理 阿基米德原理 1 实验操作：①如图甲所示，测出空桶所受的重力G桶后，将空桶置于装满水的溢水杯的溢水口下方。 ②如图乙所示，在空气中测出金属块所受的重力 G。 ③如图丙所示，将金属块浸入水中后，记录弹簧测力计的示数F。 ④如图丁所示，测出桶和溢出水所受的总重力 G总。 四 阿基米德原理 验证阿基米德原理 ２ 分析数据得出结论：浮力的大小等于物体排开液体的重力。 F浮＝G排 四 阿基米德原理 验证阿基米德原理 ２ ③物体浸没时：V排=V浸=V物，此时： F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物 物体部分浸入时： V排=V浸<V物 ④适用范围：液体和气体 ②数学表达式： F浮= G排= m排g= ρ液 gV排 四 阿基米德原理 理解阿基米德原理 3 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。 V排=V浸=V物 V排=V浸<V物 V浸 浸没 部分浸入 ①在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响？ ②在测量排开液体的重力时，能否倒出水再测出空桶的重力？为什么？ 溢出的水的重力小于它受到的浮力。 液体会在桶中残留，导致测量水的重力偏小。 四 阿基米德原理 实验讨论 4 例题：体积为5×10﹣3m³的金属小球浸没在水中。求： ①小球排开水的体积V排； ②小球受到的浮力F浮。 解：①因为小球浸没在水中 所以V排=V水=V球=5×10-3m³ ②F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m³×9.8N/kg×5×10-3m³ =49N 答：小球排开水的体积是5×10-3m³ 小球受到的浮力是49N 四 阿基米德原理 例题讲解 5 课堂小结 三 课堂小结 课堂小结 练习巩固 四 a b c d 1.从图a到图d的过程中物体所受浮力的变化情况是（ ） F浮 h F浮 h F浮 h A B C D B F浮 h 巩固练习 1.浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中不正确的是（ ） 　　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 巩固练习 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.如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则( ) A．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大 B．铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C．铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D．因素太多，无法判断 C 巩固练习 4.小杰同学在成都游玩“海底世界”时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示，对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是（　　） A．浮力不变，压强不变 B．浮力变小，压强变小 C．浮力变大，压强变小 D．浮力变大，压强变大 C 巩固练习 5.一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大 N。（g取10 N/kg） 1 【解析】 根据阿基米德原理：据题意 V排＝V/3= 300 cm3 /3 = 100cm3=10-4 m3 F浮＝G排液＝ρ水gV排 ＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N 巩固练习 巩固练习 6.请画出图中物体所受重力和浮力的示意图 G G F浮 F浮 7．将一铁球挂在弹簧测力计下，在空气中测力计的示数为7.9N，将铁球浸没在水中时，测力计的示数为5.9N．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ球＝7.9×103kg/m3 求：（1）铁球浸没在水中受到的浮力；（2）铁球的体积； 解：(1)F浮=F空-F水=7.9N - 5.9N = 2N 巩固练习 （2） 答：铁球浸没在水中受到的浮力是2N；铁球的体积是2×10-4m3 。 励志语录 ‌“科学的进步不是偶然的漫步，而是沿着理性和实验的道路坚定前行。”‌——阿基米德 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 Lavf57.62.100 Lavf60.16.100 24b3e3d0bacbaf746ddb4b77daec218f Lavf58.20.100 Lavf58.29.100 $$