第1节 浮力（教学课件）（含交互动画）物理新教材人教版八年级下册

第十章 浮力 第1节 浮力 物理八年级下册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 通过观察生活现象和实验，形成浮力的初步概念，知道浮力的方向、施力物体和受力物体。能运用F浮 = G - F拉计算浮力大小，知道浮力大小与物体浸在液体中的体积和液体密度有关。 02 科学思维 能通过对浸没铝块的受力分析，运用二力平衡和同一直线上二力合成的知识，推理出F浮 = G - F拉。在探究影响浮力大小因素的实验中，能应用控制变量法设计实验、分析数据、归纳结论。 03 科学探究 经历“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程，能提出可探究的物理问题，作出有依据的猜想，设计实验方案，正确使用弹簧测力计收集数据，并通过分析论证得出初步结论。 04 科学态度与责任 通过观察和实验，激发探索自然界奥秘的好奇心。在探究活动中养成实事求是、合作交流的科学态度。通过了解浮力在生活中的广泛应用，体会物理学对人类社会发展的价值。 教学重难点 教学难点 教学重点 1、认识浮力，会用弹簧测力计测量浮力大小。 2、通过探究实验，知道浮力大小与物体浸在 液体中的体积和液体密度有关。 1、理解“下沉物体也受浮力”，并掌握 F浮 = G - F拉的测量原理。 2、理解“浮力大小与浸没深度无关”，并能在探究实验中应用控制变量法。 知识点1 浮力 课堂引入 思考： 如图所示的鸭子、船和冰山都受到重力的作用，为什么没有沉入水底？是什么力量把它们“托”起来的？这个“托力”是谁施加的？方向如何？ 鸭子在水面游弋 游船在江海中驰骋 巨大的冰山漂浮在海面 课堂引入 根据前面的分析，画出鸭子、船和冰山在静止时受到的力的示意图 鸭子在水面游弋 游船在江海中驰骋 巨大的冰山漂浮在海面 活动： G F G F G F 知识点1：浮力 定义： 浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫作浮力( buoyancy force )。 G F浮 浮力的方向：竖直向上 浮力的施力物体：液体 符号：F浮 知识点1：浮力 思考： 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? 知识点1：浮力 测量浸没在水中的铝块所受的浮力 演示： 知识点1：浮力 铝块所受的浮力F浮=G－F拉 方法总结： G F拉 G=F拉 G F拉 F浮 G＝F浮+F拉 G＝F浮+F拉 F浮=G－F拉 知识点1：浮力 改变铝块在水中的深度，看看示数有没有变化。 演示： 知识点1：浮力 探究新知 浸没在水中的木块A（左图），其上表面受到水的压力F1=8N，下表面受到水的压力 F2=13N，请问木块A所受浮力大小为 ；用弹簧测力计称物体B（右图） G物=19N，将物体B浸没水中后称弹簧测力计示数为F拉=11N，物体B所受浮力为 N。 例题1： 【答案】 5N 8 【详解】[1]根据浮力的产生原因可知木块A所受浮力大小为 [2]根据称重法，物体B所受浮力为 知识点1：浮力 探究新知 在弹簧测力计下挂一重物，当把重物由空气中浸没在某液体中时，弹簧测力计减小的示数表示（   ） A．重物所受的重力 B．重物所受的浮力 C．重物所受重力与浮力之差 D．重物的质量 例题2： 【答案】B 【详解】对物体进行受力分析，没有放入某液体中时，物体受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力，它们是一对平衡力，大小相等即G=F拉；当物体全部浸没在液体中时，物体受到竖直向上的拉力和浮力，还有竖直向下的重力，三个力的关系是G＝F浮+F拉，所以F浮=G－F拉 ，弹簧测力计减小的示数为F位−F位'=G−（G−F浮）=F浮即弹簧测力计减小的示数表示重物所受的浮力，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 B 知识点2 决定浮力大小的因素 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 问题与猜想 根据你的生活经验，浮力的大小可能跟什么因素有关？说说你的理由。 越往深处走越觉得浮力大 在死海上很难沉下去 木头上浮，铁块下沉 木头上浮，铁块下沉 浸在液体中的体积？液体密度？物体密度、形状？ 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 设计实验与进行实验  这么多因素，我们如何研究？物理学中常用什么方法？ 木头上浮，铁块下沉 控制变量法 阅读教材“实验思路”找出重点因素 重点探究两个因素： ①物体浸在液体中的体积；②液体的密度。 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 分组实验一：探究浮力与浸入体积的关系 如何改变“浸入体积”？ 木头上浮，铁块下沉 将圆柱体金属块逐渐浸入 如何保证只改变这一个因素？ 用同一金属块、同种液体 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 分组实验一：探究浮力与浸入体积的关系 木头上浮，铁块下沉 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 进行实验记录数据，计算浮力: 木头上浮，铁块下沉 物体浸在液体 中的体积V 较小 较大 浸没 重力G / N 1.8 1.8 1.8 弹簧测力计 示数F/ N 1.6 1.4 1.1 浮力F浮/ N 0.6 0.7 0.9 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 分组实验一：探究浮力与浸入体积的关系 实验结论 浮力的大小跟物体浸在液体的体积有关，同种液体，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 分组实验二：探究浮力与液体密度的关系  如何改变液体密度？ 木头上浮，铁块下沉 用水和浓盐水 如何保证其他因素相同？ 同一金属块浸没在同一深度 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 分组实验二：探究浮力与液体密度的关系 木头上浮，铁块下沉 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 进行实验记录数据，计算浮力: 木头上浮，铁块下沉 液体种类 酒精 水 盐水 重力G / N 1.8 1.8 1.8 弹簧测力计 示数F/ N 1.2 1.1 0.9 浮力F浮/ N 0.6 0.7 0.9 知识点2：决定浮力大小的因素 探究浮力大小与哪些因素有关 实验： 分组实验二：探究浮力与液体密度的关系 实验结论 浮力的大小跟液体的密度有关，在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，浮力越大。 知识点2：决定浮力大小的因素 探究新知 小明将一重物悬挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和盐水中，如图所示，则重物浸没在水中所受浮力为 N ，从图中还可看出重物所受浮力的大小与液体的 有关，若已知图（c）中重物上表面受到盐水的压力为1N，则重物下表面受盐水压力为 N。 例题3： 1 密度 2.1 知识点2：决定浮力大小的因素 探究新知 【答案】 1 密度 2.1 【详解】[1]由图（a）可知，重物的重力G=4N；由图（b）可知，重物浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=3N。根据称重法测浮力，重物浸没在水中所受浮力F浑=G−F示=4N−3N=1N [2]重物浸没在水和盐水中时，排开液体的体积相同（都等于重物自身的体积），但液体的密度不同（水和盐水密度不同），弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，所以可看出重物所受浮力的大小与液体的密度有关。 [3]由图（a）和（c）可知，重物浸没在盐水中所受浮力 根据浮力产生的原因，浮力等于物体下表面受到的压力减去上表面受到的压力，即F浮2=F下−F上已知F上=1N，则重物下表面受盐水压力 知识点3 浮力产生的原因 知识点3：浮力产生的原因 回顾与思考： 液体内部压强有什么特点？ 答：向各个方向都有压强，深度越大压强越大  长方体前后、左右四个侧面受到的压强和压力有什么关系？ 答：深度相同，压强相等，压力平衡 上下表面受到的压强和压力呢？ 压强与浮力 知识点3：浮力产生的原因 探究： 物体上下表面所受到的压力差 F1=P1S = ρ液gh1S 物体下表面液体压力： F2=P2S = ρ液gh2S 通过受力分析： F浮=F2－F1 物体上表面液体压力： 物体下表面液体压力： 浮力是由于液体对物体上下表面有压力差产生，方向竖直向上。 知识点3：浮力产生的原因 演示： 物体上下表面所受到的压力差 知识点3：浮力产生的原因 演示： 物体上下表面所受到的压力差 知识点3：浮力产生的原因 思考： 水里面的桥墩会受到浮力吗？ 答：当物体与容器底部紧密结合（底部没有液体）时，物体不受浮力。 答：容器底的凸起、桥墩、打入水底的木桩、陷入海底的沉船等，所受浮力均为零。 拓展：容器底的凸起、桥墩、打入水底的木桩、陷入海底的沉船等受到浮力吗？ 知识点3：浮力产生的原因 探究新知 如图所示，A、B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法中正确的是（　　） 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物体不一定受到浮力作用 D．D物体一定受浮力的作用 例题4： B 知识点3：浮力产生的原因 探究新知 【答案】B 【详解】浮力是由于液体对物体上下表面的压力差产生的。如果物体下表面没有液体（或下表面受到的压力为 0），则不受浮力。 AB．A漂浮在水面上，B物体完全浸没在水中，两物体的下表面有向上的水压力，一定受到浮力，故A错误，B正确； C．C物体是容器壁凸起的部分，下表面有水，受水的压力，所以C受到浮力作用，故C错误； D．D物体是容器底凸起的一部分，下表面没有水（与容器底部一体，没有水进入下表面）。下表面不受水的压力，因此没有向上的压力，只有上表面受到向下的水压力。所以D不受浮力，故D错误。 故选B 。 课堂总结 浮力 浮力产生的原因 浮力 决定浮力大小的因素 1. 定义：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫作浮力。 2.方向：竖直向上 3.大小：称重法测浮力F浮=G-F拉 1.浸在液体中的体积V 2.液体的密度ρ 液体对物体向上和向下的压力差。 F浮 = F向上 - F向下 课内知识通关练 课内知识通关练 1、用一根细线的两端分别固定乒乓球与大烧杯底部，注水浸没乒乓球后，将大烧杯底部一端垫高。乒乓球在水中的位置和所受浮力示意图正确的是（　　） 【详解】乒乓球在竖直向下的重力和拉力，以及竖直向上的浮力三个力的共同作用下保持平衡，将大烧杯底部一端垫高后，乒乓球受到的重力、拉力和浮力方向都不会发生变化，每个力都在竖直方向，乒乓球仍然保持这种平衡，细线保持竖直，故只有C正确，ABD错误。 故选C。 考点：浮力的示意图 C A B C D 课内知识通关练 2、关于浮力，下列说法中正确的是（    ） A．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力B．只要下沉的物体就不会受到浮力 C．一切浸入液体中的物体（其下表面未与容器底紧密接触）都受到液体对它施加的浮力 D．浮力的方向总是垂直向上的 【详解】ABC．一切浸入液体中的物体（其下表面未与容器底紧密接触）都受到液体对其下表面施加的向上的力，其上、下表面存在压力差，故都受到液体对它施加的浮力，故C正确，AB错误； D．浮力的方向总是竖直向上的，不是垂直向上，故D错误 故选C。 考点：浮力 C 课内知识通关练 3、如图所示，冰块浮于饮料上，冰块所受浮力的施力物体是（　　） A．吸管 B．饮料 C．柠檬片 D．玻璃杯 【详解】冰块浮于饮料上，冰块下表面受到饮料向上的压力，冰块上、下表面受到饮料对它的压力不同，产生了浮力，所以冰块所受浮力的施力物体是饮料，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 考点：浮力 B 课内知识通关练 4、一个浸没在水中的圆柱体上表面受到水的压力为5N，下表面受到水的压力为13N， 如图所示。下列说法正确的是（     ） A．该圆柱体受到的浮力为18N B．该圆柱体受到的浮力为8N C．该圆柱体的侧面不受水的压力 D．该圆柱体除了受到水的压力外还受重力和浮力 【详解】AB．由压力差法可知，该圆柱体受到的浮力F浮=F下-F上=13N-5N=8N，故A错误，B正确； C．因为液体向各个方向都有压强，由F=pS可知，该圆柱体的侧面也受水的压力，故C错误； D．对该圆柱体进行受力分析可知，其侧面受到水的压力相互抵消，上下表面受到水的压力差就是浮力，所以该圆柱体实际上只受重力和浮力的作用，故D错误。 故选B。 考点：浮力 B 课内知识通关练 5、用针将重为4N的正方体小木块按入水中浸没（如图），此木块上表面受到水的压力为12N，下表面受到水的压力为18N，则木块受到浮力的方向是 的，大小为 N。 【答案】 竖直向上 6 【详解】[1]浮力的方向总是竖直向上的。木块受到浮力的方向是竖直向上。 [2]根据浮力产生的原因，浮力的大小等于物体上下表面受到的压力差，即F浮=F向上−F向下，由题意可知 F浮=F向上−F向下=18N−12N=6N 考点：浮力 课内知识通关练 6、在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中： (1)用弹簧测力计测出物体的重力为G，将物体部分浸入水中时，弹簧测力计示数为F1，根据称重法，此时物体在水中受到的浮力F浮= （用字母表示）。 (2)保持液体密度不变，改变物体排开液体的体积，比较物体部分浸入和完全浸入水中时弹簧测力计的示数，可探究浮力大小与 的关系。 (3)保持物体排开液体的体积不变，将物体分别浸没在水和盐水中，比较弹簧测力计的示数，可探究浮力大小与 的关系。 考点：决定浮力大小的因素 G−F1 排开液体的体积 液体密度 知识点2：决定浮力大小的因素 探究新知 【详解】（1）称重法测浮力，浮力的大小等于物体的重力减去物体浸入液体中时弹簧测力计的示数，即F浮= G−F1 （2）在探究浮力大小与排开液体体积的关系时，要控制液体密度不变，改变物体排开液体的体积，故保持液体密度不变，改变物体排开液体的体积，可探究浮力大小与排开液体的体积的关系。 （3）在探究浮力大小与液体密度的关系时，要控制物体排开液体体积不变，改变液体的密度，保持物体排开液体的体积不变，将物体分别浸没在水和盐水中，可探究浮力大小与液体密度的关系。 课内知识通关练 7、如图，洗手盆底部的出水口塞着水堵头。则水对水堵头 压强， 浮力。（均选填“有”或“没有”） 【答案】 有 没有 【详解】[1][2]洗手盆底部的出水口塞着水堵头，水对水堵头有向下的压强，水堵头受到水向下的压力，但水堵头的下表面没有水，侧面会受到水向上的压力小于水向下的压力，所以水堵头不受浮力。 考点：浮力产生的原因 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级下册 •人教版 Lavf58.76.100 $null