第1节 浮力（教学课件）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

该初中物理课件聚焦“浮力”核心知识，涵盖浮力概念、产生原因、称重法测量及影响因素。以2024年“福建舰”航行试验导入，通过游船、气球等现象建立浮力认知，结合压力差分析成因，衔接称重法实验，最终引导探究浮力与液体密度、排开体积的关系，构建递进式学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，包含《浮力产生的原因》等4个演示实验视频，通过控制变量法探究浮力影响因素，培养学生实验设计与数据分析能力。结合物理观念中的相互作用观念，帮助学生理解浮力本质，既提升学生探究兴趣，也为教师提供直观教学资源，助力高效教学。

第7章 浮力 八年级下册•沪科版 五四•学制 考古发现，在良渚文化时期人们已经使用独木舟。从独木舟到现代大型船舶，人类已成功实现水面航行。潜水艇、热气球等发明，则使人类可以在水下和空中遨游。这些发明以及相关技术的发展都与浮沉条件密不可分。 本章我们将学习与浮力相关的知识。 通过本章内容的学习，你将认识浮力，知道阿基米德原理；经历探究影响浮力大小因素的过程；能用物体的浮沉条件说明日常生活中的有关现象，感悟科学对技术进步和社会发展的积极影响。 第1节 浮力 致老师同学 视频资源 制作 ppt所用视频资源根据教学内容进行精选，均进行了 高质量编辑，故资源比较大，课件大小约100MB. 视频资源 清单 ①视频讲解—《浮力产生的原因》 ②演示实验—《测量铝块浸没在水中时所受的浮力》 ③演示实验—《探究浮力的大小与物体浸没的深度的关系》 ④演示实验—《探究浮力的大小与它浸在液体中的体积的关系》 ⑤演示实验—《探究浮力的大小与液体密度的关系》 第1节 浮力 2024年5月8日，我国第三艘航空母舰“福建舰”顺利完成首次航行试验。它是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航母。 导入新课 第1节 浮力 庞大的航空母舰为什么能浮在水面上呢？ 浮力 01 称重法测量浮力的大小 02 探究浮力大小与哪些因素有关 03 课堂总结 04 课堂练习 05 目录 第1节 浮力 一、浮力 第1节 浮力 一、浮力 （1）观察现象 游船、鸭子能在水面游弋，海洋中巨大的冰山能在水面漂浮。 想一想：是什么力量把它们托起来的？ 游船、冰山、鸭子都受到重力的作用，但却没有因此而沉入水底，这表明水对它们有一个向上的作用力。 1. 浮力 气球脱手后飞向空中，这表明空气对气球也有向上的作用力。早在公元10世纪，热气球的雏形——孔明灯就已经诞生了。孔明灯和热气球都受到空气对其向上的作用力。 气球 热气球 孔明灯 一、浮力 （2）浮力 浸在液体或气体中的物体受到的向上的力，称为浮力，常用字母F浮表示。 （3）浮力方向：竖直向上。 （4）浮力的施力物体：液体或气体。 F浮 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 一、浮力 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。对其中物体表面产生的压力不同。 2. 浮力产生的原因 （1）分析浮力产生的原因 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） 一、浮力 位置 前、后两个面 左、右两个面 上、下两个面 深度 压强 压力 相等 相等 相等 相等 上浅下深 上小下大 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 F1˂F2， F差=F2-F1 总结归纳：浸没在水中的物体，由于下表面受到的压力向上，上表面受到的压力向下，两者的合力向上，所以水对浸没在水中的物体的作用力向上，这就是浮力产生的原因。浮力的大小等于其压力差： F浮=F2-F1 一、浮力 （2） 两种特殊情况 ①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。 ②若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触， 如图所示，则液体对物体向上的压力F为0，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。 与杯底 紧密接触 一、浮力 视频讲解——《浮力产生的原因》 一、浮力 【例题1】以下情景中的物体没有受到浮力的是（　　） A．图甲：海中航行的“辽宁号” B．图乙：海中下潜的“蛟龙号” C．图丙：遨游太空的“天宫一号” D．图丁：空中上升的热气球 C 一、浮力 【解析】 A．“辽宁号”航空母舰，能浮在海面上，就是因为受到的浮力作用，故A不符合题意；B．下潜的“蛟龙”号，上下表面所受压力大小不同，故会受到水竖直向上的浮力，故B不符合题意； C．太空中没有空气，故遨游太空的“天宫一号”不受到浮力，故C符合题意； D．上升的热气球，受到空气的浮力，故D不符合题意。故选C。 【例题2】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。 12 等于 大于 压力差 一、浮力 玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的深度相同，液体压强相同，受力面积相同，故水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力相同。 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向上的压力大于向下的压力，因为橡皮膜下表面的深度比较深，受到的液体压强比较大，受到的向上的力比较大。 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压力差，且向上的压力大于向下的压力，故产生向上的浮力。 玻璃圆筒受到的浮力为 一、浮力 二、称重法测量浮力的大小 第1节 浮力 想一想 漂浮在水面的物体受到浮力，浸没在水中的物体也受到浮力吗?例如，图中，沉入水底的石块会受到浮力吗?如果浸没在水中的物体会受到浮力的话，怎样测量此时浮力的大小呢? 二、称重法测量浮力的大小 我国自行设计、自主集成研制的奋斗者号载人潜水器下潜深度可达万米 沉入水底的石块 1. 称重法测量浮力的大小 【自主活动】 测量浸没在水中的金属块所受的浮力大小 如图所示，在弹簧测力计下悬挂金属块A，此时弹簧测力计示数F1等于金属块A受到的重力大小；将金属块A浸没在水中，弹簧测力计示数为F2。 比较F1与F2。 ①物体在空气 中的重力G=F1 ②物体浸在水中 测力计的拉力F2 二、称重法测量浮力的大小 ①物体在空气 中的重力G=F1 ②物体浸在水中 测力计的拉力F2 【实验分析】 由上述实验可看出，物体浸没在水中后，弹簧测力计示数变小，说明物体受到浮力。 根据物体的平衡条件，物体受到的竖直向下的重力大小G应该等于竖直向上的浮力大小F浮和弹簧测力计对物体的拉力大小F2之和，即G = F2+ F浮，又因为重力大小与F1相等， 所以浮力 F浮=F1-F2 F浮 F2 G 这种测量浮力的方法也叫“称重法”。 二、称重法测量浮力的大小 演示实验——《测量铝块浸没在水中时所受的浮力》 二、称重法测量浮力的大小 【例题3】如图所示，将小石块挂在弹簧测力计下如图甲，再浸没入水中（石块没有碰到烧杯底部）如图乙，静止时测力计示数分别是4N和3N，下列说法错误的是（　　） A．石块的重力力是4N B．水对石块的浮力是3N C．水对石块的浮力是1N D．图乙中，石块受的力有重力、拉力和浮力 B 【解析】由图甲及二力平衡的条件可知，石块的重力大小等于弹簧测力计的示数，为4N，而图乙中，石块受到水的浮力、弹簧测力计的拉力和自身的重力，则由力的平衡条件可得水对石块的浮力为F浮=G-F拉=4N-3N=1N，故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。故选B。 二、称重法测量浮力的大小 （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，如图乙所示，手对物体向上的托力F= N； （3）当物体浸入水中后，如图丙所示。将丙实验与甲、乙实验对照，说明水对物体也有向上的托力，即浮力。水对物体的浮力 F浮= N。 1.4 2.2 【例题4】如图所示是认识浮力的探究实验。 二、称重法测量浮力的大小 3.6 【解析】（1）如图甲所示，根据二力平衡原理 可知物体受到的重力大小等于弹簧测力计对物体的 拉力大小，即弹簧测力计的示数等于物体所受重力 的大小，而图甲中的弹簧测力计分度值为0.2N，读 数为3.6N，所以可知物重G=3.6N。 （2）（2）如图乙所示，物体受到重力、弹簧测力计对它的拉力及手对它的托力，其处于平衡状态，则由力的平衡原理可得G=F托+F拉，手对物体向上的托力F托=G-F拉=3.6N-2.2N=1.4N （3）物体受到重力、弹簧测力计对它的拉力及水对它的浮力，其处于平衡状态，由力的平衡原理可得水对物体的浮力为F浮=G-F拉=3.6N-1.4N=2.2N 二、称重法测量浮力的大小 三、探究浮力大小与哪些因素有关 第1节 浮力 三、探究浮力大小与哪些因素有关 猜想1：浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。他的根据是：用手把一个空易拉罐压入水中，易拉罐浸入的体积越大越费力。 猜想2：浮力的大小跟液体的密度有关。他的根据是：人在水中会下沉，在死海中却能漂浮于水面。 猜想3：浮力的大小跟固体的密度有关。他的根据是：木块在水中漂浮，铁块在水中下沉。 你还有哪些猜想?请说出猜想的根据。 1. 提出问题 浮力的大小跟哪些因素有关？日常的生活经验能使我们对浮力大小的因素产生很多猜想…… 2. 搜集证据 【实验器材】 现有以下实验器材供选用： 水、浓盐水、容器、金属块、弹簧测力计、天平、刻度尺。本实验无需使用的器材是__________ 。 本实验是定性探究，所以不需要使用天平进行质量的测量。 定性实验为后续定量探究实验明确方向。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 天平 【实验过程】 （1）探究浮力大小与物体浸没的深度的关系 ①如图A所示，用弹簧测力计测量出物体的重力； ②将物体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数（如图B所示）； ③改变物体在水中浸没的深度，读出弹簧测力计的示数（如图C与D）。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 ④记录数据，计算浮力: 浸没在液体 中的深度h 较浅 较深 更深 重力G / N 1.0 1.0 1.0 弹簧测力计 示数F/ N 0.4 0.4 0.4 浮力F浮/ N 0.6 0.6 0.6 实验结论：浮力的大小跟物体浸没液体中的深度无关. 三、探究浮力大小与哪些因素有关 演示实验——《探究浮力的大小与物体浸没的深度的关系》 三、探究浮力大小与哪些因素有关 （2）探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系 ①如图A所示，用弹簧测力计测量出物体的重力； ②如图B所示，把物体小部分体积浸入水中，读出弹簧测力计的示数； ③如图CD所示，增加物体浸在水中的体积，读出弹簧测力计的示数； ④如图E所示，把物体浸没水中，读出弹簧测力计的示数。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 物体浸在液体 中的体积V 较小 较大 浸没 重力G/ N 2.7 2.7 2.7 弹簧测力计 示数F/ N 2.2 2.1 1.7 浮力F浮/ N 0.5 0.6 1.0 ⑤记录数据，计算浮力: 实验结论：浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关，物体浸在同种液体中的体积越大，浮力越大. 三、探究浮力大小与哪些因素有关 演示实验——《探究浮力的大小与它浸在液体中的体积的关系》 三、探究浮力大小与哪些因素有关 （3）探究浮力大小与液体密度的关系 ①用弹簧测力计测量出物体A的重力G； ②将物体A分别浸没在水、淡盐水和浓盐水中，读出弹簧测力计的示数。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 液体种类 水 淡盐水 浓盐水 重力G / N 1.85 1.85 1.85 弹簧测力计 示数F/ N 1.1 1.0 0.9 浮力F浮/ N ③记录数据，计算浮力: 0.75 0.85 0.95 实验结论：浮力的大小跟液体的密度有关，在浸在液体的体积相同时，液体的密度越大，浮力越大. 三、探究浮力大小与哪些因素有关 演示实验——《探究浮力的大小与液体密度的关系》 三、探究浮力大小与哪些因素有关 （4）探究浮力大小与物体密度的关系 ①用弹簧测力计分别测出体积相等的铜块、铝块的重力； ②把铜块、铝块分别悬挂在弹簧测力计下端浸没在水中，观察并记录弹簧测力计的示数。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 ③记录数据，计算浮力: 固体种类 铜块 铝块 重力G / N 9.0 2.8 弹簧测力计示数F/ N 8.0 1.8 浮力F浮/ N 1.0 1.0 实验结论：浮力的大小跟物体的密度无关，在浸在同种液体的体积相同时，所受浮力相等. 三、探究浮力大小与哪些因素有关 （5）探究浮力大小与物体的形状的关系 ①如图（a），用弹簧测力计测出橡皮泥的重力； ②如图（b），将一块橡皮泥浸没在水中，读出弹簧测力计的示数； ③如图（c），将同一块橡皮泥捏成实心五边体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数； ④如图（d），将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 橡皮泥形状 长方体 五边体 球体 橡皮泥重力G/N 4.8 4.8 4.8 弹簧测力计示数F/N 3.2 3.2 3.2 浮力F浮/ N ⑤记录数据，计算浮力: 1.6 1.6 1.6 实验结论：浮力的大小跟物体的形状无关，在浸在同种液体的体积相同时，所受浮力相等。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 （1）分析：根据实验现象，影响浮力大小的因素是：液体密度和物体浸在液体中的体积。 （2）结论：由上述实验现象的记录可得，_________越大，浮力越大；_____________________越大，浮力越大。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 3. 作出解释 液体密度 物体浸在液体中的体积 通过大量的实验发现： 浮力的大小与物体浸入液体中的体积及液体的密度有关。液体的密度一定时，物体浸入液体的体积越大，浮力越大。物体浸入液体的体积一定时，液体的密度越大，浮力越大。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 4. 影响浮力大小的因素 【例题5】如图所示，甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。下列分析不正确的是（　　） A．图乙中金属块受到的浮力大小为0.6N B．利用甲、乙、丙，可以探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积的关系 C C．利用甲、乙、丙，可以探究浮力的大小与物体浸没在液体中深度的关系 D．利用甲、丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系 三、探究浮力大小与哪些因素有关 A．乙图金属块浸在水中时，根据称重法测浮力可知，受到浮力的大小为 故A正确，不符合题意； BC．根据甲、乙、丙可知，物体浸在液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，故所受浮力不同，所以可以探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积的关系；若要探究浮力的大小与物体浸没在液体中深度的关系，应再设置一组实验，让物体浸没但处在不同深度，观察弹簧测力计示数，比较浮力大小，故B正确，不符合题意，C错误，符合题意； D．根据甲、丙、丁可知，同一个物体浸没在不同液体中，排开的液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计示数不同，故浮力不同，所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系，故D正确，不符合题意。故选C。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 【例题6】如图所示是某同学用实验探究浮力大小的实验过程。 （1）物体在图B中所受浮力为_____ N。 （2）由图中A、B、C三图可知，浮力大小与排开液体的体积有关；由图中A、C、D三图可知，浮力大小和浸没的深度无关；若要探究浮力大小和液体密度是否有关，则选择__________三图。 （3）为了使实验结论更具有普遍性，同学们接下来应该怎样操作：________； A．多次测量取平均值 B．换用其他液体多次实验 （4）图中由B到C，容器对 桌面的压强变_____ 。 A、D、E 大 1.6 三、探究浮力大小与哪些因素有关 B 【解析】（1）由图A可知，物体所受重力为6N，由图B可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为4.4N，即拉力F拉=4.4N，由称重法可知物体在B图中所受浮力 F浮=G-F拉=6N-4.4N=1.6N （2）要探究浮力大小和液体密度是否有关，应控制物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，故应由图中的A、D、E三图。 （3）因为本实验探究的是浮力大小影响因素，所以为了实验结论更有普遍性，应当换用其他液体多次实验，故B符合题意，A不符合题意。故选B。 （4）将容器、水和物体看成一个整体进行受力分析，此时容器受到的支持力 F支=G容+G液+G物-F拉 由于支持力与压力是一对相互作用力，大小相等，所以F压= F支=G容+G物-F拉 图中由B到C，拉力减小，容器对桌面的压力增大，根据公式p=F/S，可知容器对桌面的压强变大。 三、探究浮力大小与哪些因素有关 四、课堂总结 第1节 浮力 课堂总结 ①浮力：浸在液体或气体中的物体受到的向上的力。 ②称重法测浮力：弹簧测力计在液体中减小的示数 就是物体受到的浮力：F浮=F1-F2 ③浮力产生的原因：浸没在液体中的物体，其上、下表面受 到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。 浮力的大小与物体浸入液体中的体积及液体的密度有关。液体的密度一定时，物体浸入液体的体积越大，浮力越大。物体浸入液体的体积一定时，液体的密度越大，浮力越大。 浮力 浮力的 概念 影响浮力 大小的因素 47 五、课堂练习 第1节 浮力 1. 小明同学取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶，将瓶底切去后，塑料瓶倒立放置，将乒乓球放入瓶中，且保持瓶口朝下，如图往塑料瓶里注水，乒乓球静止不动，用手掌堵住瓶口，乒乓球向上运动。演示此实验主要用于（ ） A．探究液体压强的特点 B．研究物体的沉浮条件 C．证明大气压强的存在 D．解释浮力产生的原因 【解析】往塑料瓶里注水，乒乓球下表面受到水的压力为0，上表面受到的水的压力不为0，总的来看，水对乒乓球施加的向下的压力将乒乓球压在瓶口，乒乓球静止不动，此时乒乓球不受水的浮力；用手掌堵住瓶口，水逐渐填充瓶口空隙，乒乓球浸没在水中，此时水对乒乓球上下表面产生了压力差，从而使得乒乓球受到了浮力，且浮力大于重力，乒乓球将向上运动，所以演示此实验主要用于解释浮力产生的原因，故ABC不符合题意，D符合题意。 D 课堂练习 2. 如图所示，用弹簧测力计拉着一个重为4N的物体浸没在液体中，则物体受到的浮力是（　　） A．6.8N B．1.2N C．2.8N D．0N 【解析】由图可知，物体浸没在液体中，测力计的示数为2.8N，根据称重法可知，物体受到的浮力为F浮=G-F示=4N-2.8N=1.2N 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 B 课堂练习 3. 如图所示，用细绳吊着柱体浸没在水中，柱体所受浮力为F浮，柱体上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上。下列关系式一定成立的是（　　） A．F浮=F向下 B．F浮＜F向上 C．F浮＞F向下 D．F浮＞F向上 【解析】浮力产生的原因就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差，因此，该正方体所受浮力为 F浮= F向上-F向下 即F浮＜F向上 故B符合题意，ACD不符合题意。 B 课堂练习 4. 某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验，如图是其中的一次实验情景。根据图示可以知道，该同学这次操作的目的是（　　） A．探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B．探究物体所受浮力的大小与排开液体体积的关系 C．探究物体所受浮力大小与液体密度的关系 D．探究阿基米德原理F浮=G排 C 课堂练习 【解析】如图所示，将同一物体浸没在不同液体中的相同深度，所以排开的液体体积相同，而一种液体是水、另一种是盐水，两种液体的密度不同，它们所受的浮力不同，所以该同学这次操作的目的是：探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。验证阿基米德原理F浮=G排，需要测量物体受到的浮力F浮以及物体排开液体所受的重力G排，并比较两者大小关系。题图中并没有体现出测量G排的相关操作。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 课堂练习 5．在图中，重为8牛的金属块A静止在水面下，弹簧测力计的示数为5牛，金属块受到浮力的大小为_____牛。若它受到水对它向上的压力为4牛，则水对它向下的压力大小为____牛。当剪断连接金属块与测力计的细线时，金属块所受浮力将_____ （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 不变 【解析】金属块受到的浮力F浮=G-F示=8N-5N=3N 因为金属块受到的浮力 F浮=F向上-F向下 所以，水对它向下的压力 F向下=F向上-F浮=4N-3N=1N 当剪断连接金属块与测力计的细线时，金属块下沉至容器底，金属块排开水的体积不变，则所受浮力不变。 1 3 课堂练习 6. 在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，请你根据实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行探究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果。 ①探究的因素是：浮力大小与物体排开液体体积；选用的图是______ （填图中序号）；探究的结果是：物体排开液体体积越大，浮力越大。 ②探究的因素是： _________________________ ；选用的图是a、d、e；探究的结果是： ____________ 。 a、b、c 浮力大小与液体密度的关系 物体排开液体体积一定时，液体的密度越大，浮力越大 a b c d e 课堂练习 【解析】探究的因素是：浮力大小与物体排开液体体积，要在同一种液体中，改变物体浸入液体的体积，所以选用的a、b、c。 选用图a、d、e浸入液体的体积相同，所选用的液体不同，密度不同，故探究的是物体所受浮力大小与液体密度的关系。 盐水的密度大于水的密度；d中的浮力大小为1N，e中的浮力大小为1.2N，探究的结果是：物体排开液体体积一定时，液体的密度越大，浮力越大。 探究浮力大小与物体排开液体体积，需要液体的密度不变，即在同一种液体中；探究浮力大小与密度的关系，需浸入液体的体积不变。 课堂练习 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $