第一节 认识浮力（导学案）物理新教材沪科版八年级全一册

第1节 认识浮力（导学案） 【学习目标】 1.认识浮力。 2.了解浮力产生的原因。 3.科学思维： 理解浮力与压力、重力间的关系，建立科学思维。 【学习重点】 学会用弹簧测力计测量浮力。 【学习难点】 认识浮力产生的原因。 【自主预习】 阅读课本内容，并解答以下问题： 1.浮力 （1）定义：浸在液体或气体里的物体受到 液体或气体向上 的力，这个力称为浮力。 （2）方向： 竖直向上 。 （3）施力物体： 液体或气体 。 2.浮力产生的原因： （1）浮力产生的原因：浸在液体（气体）中的物体，其受到液体（气体）向上的压力 总大于 向下的压力，因此浮力的方向总是 竖直向上 的。 （2）浸在水中的物体与容器底部紧密接触，且接触处无水渗入（即不受水对其有向上的压力）时，浸在水中的物体不受浮力。如图，甲 不受 浮力，乙 受 浮力（填受/不受）。 【探究新知】 【学习任务一】认识浮力 冰山、巨轮、热气球都会受到重力的作用，但没有因此而沉入水底或落到地面，这表明它们受到向上的作用力。 事实上，无论是液体还是气体，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 1.浮力的概念： 浸在液体（气体）中的物体，会受到液体（气体）竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力。 浮力的施力物体：液体（气体）；浮力的受力物体：浸在其中的物体。 2.做中学：探究液体浮力 （1）方法：如图所示，在弹簧测力计下悬挂石块，读出弹簧测力计的示数。把石块浸入水中，观察弹簧测力计的示数是如何变化的。用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数的变化。 （2）现象：把石块浸入水中，弹簧测力计的示数会变小。 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？ （3）分析论证： 液体会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 （4）计算公式：F浮=G－F示 （G表示物体在空气中的重力；F示表示物体浸在液体中时的弹簧测力计示数。） 3.做中学：探究空气浮力 （1）方法：将充足气的篮球和套有气针的气球一起挂于杆左端，调整杆右端钩码的悬挂位置，使杆处于水平平衡状态。然后将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杠杆会发生什么现象？ （2）现象：将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杆逐渐发生倾斜。 （3）分析论证：气体会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 所以，篮球对杠杆左端的拉力变小，从而使杠杆右端下沉。 4.浮力的方向： 通过大量实验可以发现，无论是液体还是气体，都会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 浮力的方向总是竖直向上，与重力的方向相反。 【例题1】如图所示，将一个重为8N的物块用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中静止，弹簧测力计示数为5N，则物块受到的浮力是 N，此力的施力物体是 。 【答案】3 水 【解析】[1]由称重法知道，物块受到的浮力 [2]由于一切浸在液体中的物体都要受到液体对它竖直向上的浮力，所以，浮力的施力物体是水。 【例题2】如图所示，是王亚平在“天宫课堂”上做的关于浮力的实验。乒乓球并没有像在地面上一样浮在水面，而是停留在了水中。下列关于该现象的解释正确的是（　　） A．太空中重力消失时，浮力也就消失了 B．乒乓球受到的浮力方向向下 C．乒乓球受到的浮力小于重力 D．浮力和重力没有关系 【答案】A 【详解】太空中水与乒乓球均处于失重状态，乒乓球在水中不受水的压力作用，浮力是乒乓球上下表面的压力差，则太空中重力消失时，浮力也就消失了，故A正确，BCD错误。 故选A。 【例题3】一个气球被细绳牵引着处于静止状态，如图所示，已知气球在空气中受到0.06牛大小的浮力，请用力的图示法作出该浮力F浮。 【答案】 【详解】气球受的浮力竖直向上，作用点在气球的重心，大小为0.06N，选取标度为0.02N，过浮力的作用点，沿竖直向上的方向画一条有向线段，使线段长度为标度的3倍，如图所示： 【学习任务二】浮力产生的原因 1.浸没在液体中的物体受力分析： 如图所示，一个立方体浸没（全部浸入）在水中，它的上、下、前、后、左、右六个表面都受到水的压力。立方体的左右、前后两侧面受到的压力是大小相等、方向相反的，即受力平衡；而上、下两个表面，由于深度不同，水的压强不同，因而受到水的压力也不相等。 2.浮力产生的原因： 下表面受到水向上的压力F1大于上表面受到水向下的压力F2，向上和向下这两个压力之差就等于水对立方体的浮力。 分析可知，浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。 3.浮力的公式： F浮=F1－F2 F1表示液体对物体下表面向上的压力；F2表示液体对物体上表面向下的压力。 4.对浮力的理解： （1）试一试：将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起； 如果将瓶下口堵住，乒乓球浮起。 （2）分析：可见，要产生浮力，必须要有向上的压力。 当物体与容器底部紧密接触时，由于物体没有受到向上的压力，所以此时物体不受浮力。 例如：桥墩、船陷入海底、打入水中的木桩等。 【例题4】如图所示，有一个重力为G的长方体浸没在液体中，其受到的浮力为F浮，液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2。下列说法正确的是（　　） A．F1和F2的大小关系是F1>F2 B．F1、F2和F浮的大小关系是F浮=F2-F1 C．长方体的前、后和左、右四个侧面不受液体的压力 D．若物体浸没于更深的位置，与图示位置相比F1、F2、F浮的大小均不变 【答案】B 【解析】A．液体内部压强的大小与深度有关，深度越深，压强越大，根据 可知 故A错误； B．根据浮力产生的原因可知，浮力等于物体上下表面的压力差，即浮力为 故B正确； C．长方体的六个表面都会受到液体压力，故C错误； D．若物体浸没于更深的位置，受到的压强增大，受力面积不变，受到的压力增大，、大小均变大，浮力不变，故D错误。 故选B。 【例题5】洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头，洗手盆中装着一定质量的水，洗手盆侧壁A点在水面下，柱状物体M被完全压入水中，如图所示，关于上述情景，下列说法正确的是（   ） A．水堵头可能由于受到水的浮力而上浮 B．柱状物体M受到水施加的力的方向是竖直向上的 C．物体M受到重力、水向上的压力、水向下的压力、浮力而静止 D．洗手池侧壁A点受到水的压力方向是竖直向下的 【答案】B 【详解】A．洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，受到水向下的压力，但水堵头的下表面没有水，没有受到水向上的压力，所以水堵头不受浮力，故A错误； B．柱状物体M在水中受到浮力作用，方向是竖直向上的，故B正确； C．物体M受到重力、压力、浮力而静止，故C错误； D．洗手池侧壁A点受到水的压力方向是与侧面垂直，指向侧面，故D错误。 故选B。 【例题6】如图所示，小红同学用弹簧测力计挂了重为10牛，边长为0.1m正方体半浸没在水中保持静止。求： (1)A下表面受到的液体压力。 (2)弹簧测力计的示数。 【答案】(1)5N (2)5N 【详解】（1）下表面的深度为 A下表面受到的液体压强为 A下表面的面积为 A下表面受到的液体压力为 （2）由浮力产生的原因可知，A受到的浮力为 弹簧测力计的示数为 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．小王在河边玩耍时，发现水中有一块奇特的石头。在打捞过程中，小王觉得石头在水中比在水面上 （填“轻”或“重”），这是因为在水中时，石头受到一个方向向 的浮力。 【答案】 轻 上 【详解】[1][2]石头在水中时，小王用的力 F=G﹣F浮 浮力的方向是竖直向上的；石头在水面上时，小王用的力 F′=G 可见 F′>F 所以小王会觉得石头在水中比在水面上轻。 2．如图所示，取一只去底的矿泉水瓶，瓶口朝下，瓶口直径略小于乒乓球的直径，放入乒乓球。    （1）如图甲所示，往瓶中注水，可观察到的现象：乒乓球被水压在瓶底，同时有少量水从瓶口流出。这说明乒乓球 （选填“受”或“不受”）浮力； （2）如图乙所示，用瓶盖（或手）堵住漏水的瓶口，当乒乓球下面积满水时，乒乓球会上浮； （3）上述实验说明：①浸在液体中的物体 （选填“一定”或“不一定”）受到浮力；②浮力产生的根本原因是 。 【答案】 不受 不一定 上下表面存在压力差 【详解】（1）[1]乒乓球的密度小于水的密度，受到浮力作用时，乒乓球最终漂浮在水面上。如图甲所示，往瓶中注水，可观察到的现象：乒乓球被水压在瓶底，说明乒乓球不浮力。 （3）[2][3]由上述实验说明，当物体下表面不受液体压力作用时，物体不受到浮力作用，物体下表面受液体压力作用时，物体受到浮力作用，则说明浸在液体中的物体不一定受到浮力；浮力产生的根本原因是上下表面存在压力差。 3．如图甲和乙，弹簧测力计甲示数为8N，当A浸在水中静止时弹簧测力计示数为7N。可知物体A的质量为 kg，乙图所示物体A浸入水中所受的浮力为 N，（g=10N/kg）。 【答案】 0.8 1 【详解】[1]由图甲可知，物体A的重力为8N，则物体A的质量为 [2]由称量法可知，乙图中物体A受到的浮力大小为 4．如图所示，将重为20N的物体浸没在水中后，此时弹簧测力计的示数为15N，则物体受到的浮力为 N；若此时物体上表面受到水的压力为2N，则其下表面受到水的压力为 N。 【答案】 5 7 【详解】[1]如图所示，将重为20N的物体浸没在水中后，弹簧测力计的示数减小了5N，此时物体受到平衡力作用，受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力和浮力，在竖直方向上合力为零，所以弹簧测力计减少的示数5N就等于物体受到的浮力。 [2]物体受到的浮力是由物体在液体中受到向上和向下的压力差形成的，若此时物体上表面受到水的压力为2N，则其下表面受到水的压力为 5．2022年秋季学期开始，劳动课程正式成为中小学的一门独立课程。小聪周末洗菜时发现盆中有的菜浮在水面，有的沉底，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．浮在水面的受浮力，沉底的不受浮力 B．浮在水面的不受浮力，沉底的受浮力 C．浮在水面与沉到盆底的菜都不受浮力 D．浮在水面与沉到盆底的菜都受浮力 【答案】D 【详解】一切浸入液体中的物体，都受到液体对它竖直向上的浮力，故所有的菜都受到浮力的作用，故ABC错误，D正确。 故选D。 6．十里铺中学的高馒童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 【答案】D 【详解】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。 故选D。 7．A、B是可自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，A、B、C、D在水中的位置如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．A物体不一定受到浮力作用 B．B物体一定受到浮力作用 C．C部分不一定受到浮力作用 D．D部分一定不受浮力的作用 【答案】BD 【详解】A．由图可知，A物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对A物体上下表面产生了的压力差，因此A物体一定受浮力的作用，故A错误； B．由图可知，水对B物体上下表面产生了压力差，因此B物体一定受浮力的作用，故B正确； C．由图可知，C物体上下表面受到水的压力差，因此C物体一定受浮力的作用，故C错误； D．由图可知，D是容器自身凸起的一部分，水对D物体下表面没有压力，因此D物体一定不受浮力的作用，故D正确。 故选BD。 8．如图所示，绳子拉着乒乓球在水中静止，请在图中做出乒乓球所受浮力和拉力的示意图。 【答案】 【详解】乒乓球静止，对乒乓球进行受力分析，乒乓球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力G、绳子向下的拉力F的作用，作用点在重心，由力的平衡条件有，则，如图所示： 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 认识浮力（导学案） 【学习目标】 1.认识浮力。 2.了解浮力产生的原因。 3.科学思维： 理解浮力与压力、重力间的关系，建立科学思维。 【学习重点】 学会用弹簧测力计测量浮力。 【学习难点】 认识浮力产生的原因。 【自主预习】 阅读课本内容，并解答以下问题： 1.浮力 （1）定义：浸在液体或气体里的物体受到 的力，这个力称为浮力。 （2）方向： 。 （3）施力物体： 。 2.浮力产生的原因： （1）浮力产生的原因：浸在液体（气体）中的物体，其受到液体（气体）向上的压力 向下的压力，因此浮力的方向总是 的。 （2）浸在水中的物体与容器底部紧密接触，且接触处无水渗入（即不受水对其有向上的压力）时，浸在水中的物体不受浮力。如图，甲 浮力，乙 浮力（填受/不受）。 【探究新知】 【学习任务一】认识浮力 冰山、巨轮、热气球都会受到重力的作用，但没有因此而沉入水底或落到地面，这表明它们受到向上的作用力。 事实上，无论是液体还是气体，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 1.浮力的概念： 浸在液体（气体）中的物体，会受到液体（气体） 的托力，这个托力就叫做浮力。 浮力的施力物体：液体（气体）；浮力的受力物体：浸在其中的物体。 2.做中学：探究液体浮力 （1）方法：如图所示，在弹簧测力计下悬挂石块，读出弹簧测力计的示数。把石块浸入水中，观察弹簧测力计的示数是如何变化的。用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数的变化。 （2）现象：把石块浸入水中，弹簧测力计的示数会变小。 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？ （3）分析论证： 液体会对浸入其中的物体施加 的力，即浮力。 （4）计算公式：F浮=G－F示 （G表示物体在空气中的重力；F示表示物体浸在液体中时的弹簧测力计示数。） 3.做中学：探究空气浮力 （1）方法：将充足气的篮球和套有气针的气球一起挂于杆左端，调整杆右端钩码的悬挂位置，使杆处于水平平衡状态。然后将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杠杆会发生什么现象？ （2）现象：将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杆逐渐发生 。 （3）分析论证：气体会对浸入其中的物体施加 的力，即浮力。 所以，篮球对杠杆左端的拉力变小，从而使杠杆右端下沉。 4.浮力的方向： 通过大量实验可以发现，无论是液体还是气体，都会对浸入其中的物体施加竖直向上的力，即浮力。 浮力的方向总是 ，与重力的方向 。 【例题1】如图所示，将一个重为8N的物块用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中静止，弹簧测力计示数为5N，则物块受到的浮力是 N，此力的施力物体是 。 【例题2】如图所示，是王亚平在“天宫课堂”上做的关于浮力的实验。乒乓球并没有像在地面上一样浮在水面，而是停留在了水中。下列关于该现象的解释正确的是（　　） A．太空中重力消失时，浮力也就消失了 B．乒乓球受到的浮力方向向下 C．乒乓球受到的浮力小于重力 D．浮力和重力没有关系 【例题3】一个气球被细绳牵引着处于静止状态，如图所示，已知气球在空气中受到0.06牛大小的浮力，请用力的图示法作出该浮力F浮。 【学习任务二】浮力产生的原因 1.浸没在液体中的物体受力分析： 如图所示，一个立方体浸没（全部浸入）在水中，它的上、下、前、后、左、右六个表面都受到水的压力。立方体的左右、前后两侧面受到的压力是大小 、方向 的，即受力 ；而上、下两个表面，由于深度不同，水的压强不同，因而受到水的压力也 。 2.浮力产生的原因： 下表面受到水向上的压力F1 上表面受到水向下的压力F2，向上和向下这两个 就等于水对立方体的浮力。 分析可知，浮力是因液体对浸在其中的物体有 而产生的。 3.浮力的公式： 2 F1表示液体对物体下表面向上的压力；F2表示液体对物体上表面向下的压力。 4.对浮力的理解： （1）试一试：将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球 ； 如果将瓶下口堵住，乒乓球 。 （2）分析：可见，要产生浮力，必须要有 的压力。 当物体与容器底部紧密接触时，由于物体没有受到向上的压力，所以此时物体不受浮力。 例如：桥墩、船陷入海底、打入水中的木桩等。 【例题4】如图所示，有一个重力为G的长方体浸没在液体中，其受到的浮力为F浮，液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2。下列说法正确的是（　　） A．F1和F2的大小关系是F1>F2 B．F1、F2和F浮的大小关系是F浮=F2-F1 C．长方体的前、后和左、右四个侧面不受液体的压力 D．若物体浸没于更深的位置，与图示位置相比F1、F2、F浮的大小均不变 【例题5】洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头，洗手盆中装着一定质量的水，洗手盆侧壁A点在水面下，柱状物体M被完全压入水中，如图所示，关于上述情景，下列说法正确的是（   ） A．水堵头可能由于受到水的浮力而上浮 B．柱状物体M受到水施加的力的方向是竖直向上的 C．物体M受到重力、水向上的压力、水向下的压力、浮力而静止 D．洗手池侧壁A点受到水的压力方向是竖直向下的 【例题6】如图所示，小红同学用弹簧测力计挂了重为10牛，边长为0.1m正方体半浸没在水中保持静止。求： (1)A下表面受到的液体压力。 (2)弹簧测力计的示数。 【课堂总结】 按照学习内容学列本节课的思维导图： 【课堂练习】 要求：合上课本，像考试一样独立完成。 1．小王在河边玩耍时，发现水中有一块奇特的石头。在打捞过程中，小王觉得石头在水中比在水面上 （填“轻”或“重”），这是因为在水中时，石头受到一个方向向 的浮力。 2．如图所示，取一只去底的矿泉水瓶，瓶口朝下，瓶口直径略小于乒乓球的直径，放入乒乓球。    （1）如图甲所示，往瓶中注水，可观察到的现象：乒乓球被水压在瓶底，同时有少量水从瓶口流出。这说明乒乓球 （选填“受”或“不受”）浮力； （2）如图乙所示，用瓶盖（或手）堵住漏水的瓶口，当乒乓球下面积满水时，乒乓球会上浮； （3）上述实验说明：①浸在液体中的物体 （选填“一定”或“不一定”）受到浮力；②浮力产生的根本原因是 。 3．如图甲和乙，弹簧测力计甲示数为8N，当A浸在水中静止时弹簧测力计示数为7N。可知物体A的质量为 kg，乙图所示物体A浸入水中所受的浮力为 N，（g=10N/kg）。 4．如图所示，将重为20N的物体浸没在水中后，此时弹簧测力计的示数为15N，则物体受到的浮力为 N；若此时物体上表面受到水的压力为2N，则其下表面受到水的压力为 N。 5．2022年秋季学期开始，劳动课程正式成为中小学的一门独立课程。小聪周末洗菜时发现盆中有的菜浮在水面，有的沉底，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．浮在水面的受浮力，沉底的不受浮力 B．浮在水面的不受浮力，沉底的受浮力 C．浮在水面与沉到盆底的菜都不受浮力 D．浮在水面与沉到盆底的菜都受浮力 6．十里铺中学的高馒童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 7．A、B是可自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，A、B、C、D在水中的位置如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．A物体不一定受到浮力作用 B．B物体一定受到浮力作用 C．C部分不一定受到浮力作用 D．D部分一定不受浮力的作用 8．如图所示，绳子拉着乒乓球在水中静止，请在图中做出乒乓球所受浮力和拉力的示意图。 【课后反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $