9.1认识浮力 2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

沪科版初中物理 第一节 认识浮力 第九章 浮力 新课导入 万吨货轮在水中为什么不下沉？ 热气球为什么能腾空而起？ 现象探究：是什么力量把它们托起来的？ 共同点：都受到一个使其飘在水面上的力--浮力 一苇渡江 辽宁舰 冰山一角 知识点 1 什么是浮力 1 浮力 液体或气体，对浸入其中的物体都有竖直向上的作用力，物理学中把这个作用力叫做浮力，常用字母F浮表示。 方向：竖直向上 施力物体：液体或气体 轮船浮在水面上时，受到竖直向下的重力G；因为静止，根据二力平衡条件可知，一定有一个竖直向上的力与重力平衡。 这个力就是浮力F浮。 G F浮 试一试：将旋紧瓶盖的空塑料瓶压入水中时，手有什么感觉？ 我们可以感受到瓶子受到了一个向上的作用力，这个力就是水的浮力。 感受浮力 2 正确理解浮力 不是垂直向上 浸在气体中的物体也受到气体对它的竖直向上的浮力作用 一般不考虑气体浮力，热气球等除外 真空中没有气体，位于太空等真空中的物体不受浮力。 “浸在”包含两种情况，一是部分浸入，二是全部浸入（浸没） 浮力的方向始终竖直向上，与重力的方向相反，和物体所处的位置、运动状态、形状、容器放置方式都无关。 试一试：作图说明静止在水面的物体受到的浮力 浮力方向 ------------- ------------- -------------- ------------- ------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----- ---------- ---------- ---------- ---------- ----- F浮 F浮 F浮 G G G 关键点：方向竖直向上 实验器材： 弹簧测力计、石块、烧杯、水 实验步骤： 探究：液体的浮力 ①在弹簧测力计下悬挂石块，读出弹簧测力计的示数 ②把石块浸入在水中，观察弹簧测力计的示数是如何变化 ③用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数的变化。 为什么石块浸入水中和被手托起时，弹簧测力计示数会有变化？思考水和手对石块产生了什么作用。 水对石块有类似于手对石块竖直向上的托力 液体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力 实验结论 石块在水中受到的浮力 F浮=F1-F2=2.4N-1.2N=1.2N 实验器材： 杠杆、钩码、篮球、气针 实验步骤： 探究：气体的浮力 将充足气的篮球和套有气针的气球气球一起挂于杠杆左端，调整杠杆右端钩码的悬挂位置，使杠杆平衡。然后将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，观察到杠杆不再平衡，挂钩码的一端下沉。 【探究结论】气体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力 如何求浮力：称重法 （1）测量物体在空气中受的重力G=F1 （2）物体浸在水中弹簧测力计的拉力F2 （3）浮力的大小 F浮=F1-F2=2.3N-0.8N=1.5N 弹簧测力计减小的示数就是水对物体的竖直向上的浮力。这种测量浮力的方法叫“称重法”。 F浮=F1-F2 如何求浮力：运用力的平衡条件 ①铝块在空气中时，受到重力G和弹簧测力计的拉力F1。 ②铝块浸没在水中时，受到三个力的作用：重力G、浮力F浮和拉力F2。 G G F1 F浮 根据力的平衡条件可知：F浮+F2=G，所以: F2 典例1 把一重为10N的铁块用细线系在弹簧测力计下浸没在水中，如图所示，静止时弹簧测力计的示数为8N，则铁块所受的浮力为（　） A．10N B．7N C．2N D．17N 答案 解析 铁块所受的浮力为 F浮=G-F=10N-8N=2N 故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 典例2 如图所示是认识浮力的探究实验． （1）将物体悬挂在弹簧测力计下端，如图甲实验所示，物重G＝______N。 （2）当用手向上托物体时，如图乙实验所示，手对物体向上的托力F＝____N。 （3）当物体浸入水中时，如图丙实验所示．将图丙实验与图甲、图乙实验对照，说明水对物体有向上的托力，即浮力，水对物体的浮力F浮＝___ N。 （4）该实验是采用__________的物理方法，建立起浮力概念的。 5 3 2 对比 浮力产生的原因是什么呢？ 为什么浸在液体中的物体会受到浮力呢？ 这是因为液体内部存在压强，而且深度不同，其压强不同。 我们以浸没在液体中的长方体为例进行探究，浸没在液体中的长方体的六个面分别受到液体的压强（p=pgh）和压力（ F=pS ），我们来对比一下。（如图所示） 浮力产生的原因是什么呢？ 位置 前、后两个面 左、右两个面 上、下两个面 深度 相等 相等 上浅下深 压强 相等 相等 上小下大 压力 F前、F后是一对平衡力， 合力为0 F左、F右是 一对平衡力，合力为0 F向下˂F向上， F差=F向上-F向下 浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。 大小：F浮=F2-F1 两种特殊情况 若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，则液体对物体向上的压力F为零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力。如在水中的桥墩、拦河坝等。 当物体部分浸入液体中时，如图所示，上表面不受液体压力，则浮力的大小F浮=F向上 视频讲解--浮力产生的原因 物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验，如图所示，将一只塑料可乐瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内，从上面倒入水，观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出（图甲），但乒乓球并不上浮，这是因为： ______________________________________________ 典例3 若用手堵住瓶口（图乙），可观察到乒乓球浮起，这是因为__________________________________________；此实验说明浮力产生的原因是液体对物体上、下表面产生__________。 乒乓球不受浮力，它的底部不受水的向上的压力 乒乓球受到浮力的作用，浮力大于乒乓球的重力 压力差 如图所示，将两端扎有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中，当玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向左 F向右；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向上 F向下（前两空选填“大于”“等于”或“小于”）。通过以上实验可知，浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有 ，若玻璃圆筒沿竖直方向放置时，上端的橡皮膜受到的压力为6N，下端的橡皮膜受到的压力为18N，则玻璃圆筒受到的浮力为 N。 典例4 等于 大于 压力差 12 课堂小结 在游泳时，你会发现，只要用脚轻轻蹬泳池底，整个身体很容易浮起；如果在床上也想这样做，就非常难了。这是为什么？ 作业解析1 答案 解析 因为人在浴缸里洗澡时，身体会受到水竖直向上的浮力，所以手不需要很大的力就可以支撑起整个身体；人在床上时，几乎不受浮力，要靠双手支撑起自己的几乎全部重力，当然就很困难了。 把空易拉罐开口朝上按入装有水的桶中，在易拉罐浸没之前，在向下按的过程中，你能感受到浮力的存在吗？浮力的大小是否有变化呢？ 作业解析2 答案 解析 用手把空易拉罐开口朝上按入装有水的桶中，在易拉罐浸没之前，在向下按的过程中，要用力，表明受到了浮力，且越往下按，感觉越用力，表明浮力越大。越往下按，它排开水的体积越大，这个现象告诉我们，浮力的大小可能跟排开液体的多少有关。 物块浸没在液体中，受到液体对它向上、向下的压力分别为15 N、5N，其受到浮力的大小为（ ） A. 5N B. 10N C. 15N D. 20N 作业解析3 答案 解析 由于物体在液体中受到的浮力实质就是其受到向上和向下的压力差，所以，物块受到的浮力大小为F浮=15N-5N=10N 故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 B 如图所示，是一位同学巧用物理知识将帽子交给楼上同学的情境。此过程中应用的关键知识是（ ） A. 气球受到重力 B. 帽子的质量大于气球的质量 C. 帽子的密度大于气球的密度 D. 空气对帽子和气球有浮力作用 作业解析4 答案 解析 空气对气球和帽子有浮力作用，当空气和帽子受到的浮力大于自身重力，使帽子上升到楼上。故选D。 D 下列关于浮力的说法中正确的是（ ） A. 只有浮在液体表面的物体才受到浮力 B. 物体只有浸入液体中，才会受到浮力的作用 C. 下沉的物体不会受到浮力 D. 浮力的方向总是竖直向上的 作业解析5 答案 解析 A．在液体中悬浮和下沉的物体也受到浮力，故A错误； B．物体在气体中，也会受到浮力的作用，故B错误； C. 下沉的物体也受到浮力，物体之所以下沉，是因为受到的重力大于浮力，故C错误； D．浮力的方向一定都是竖直向上的，故D正确。故选D。 D 在 “探究浮力”的实验中，由图 （a）可知金属块受到的重力是______N ，现将金属块浸没在水中，弹簧测力计的示数变为如图（b）所示，则金属块受到水的浮力是_____N 。 作业解析6 答案 解析 由图（a）可知金属块受到的重力是1.4N；将金属块浸没在水中，弹簧测力计的示数变为1.0N，则金属块受到水的浮力是 F浮=F1-F2 =1.4N-1.0N=0.4N。 1.4 0.4 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$