第九章浮力（复习课件）物理新教材沪科版八年级全一册

第九章 浮 力 八年级全一册•沪科版 单元课件 能认识浮力，知道影响浮力大小的因素，知道阿基米德原理；能用浮力知识解释相关的自然现象，解决生活中的 有关问题。能运用浮力知识对物体受力情况进行分析和推理，获得结论；能使用证据判断物体的浮沉，知道质疑与创新的重要性。能完成“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验；能发现并提出与浮力有关的问题；能根据实验方案收集和分析数据，得出结论；能反思与评估。能体会浮力知识对人类生活和社会发展的影响；能主动关心我国古代和现代在应用浮力知识方面的成就 第1节 认识浮力 01 第2节 探究：浮力大小与哪些因素有关 02 第3节 阿基米德原理 03 单元内容 第4节 物体的浮与沉 04 1.能通过实验认识浮力，能分析浮力产生的原因； 2.会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小； 3.能完成“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验； 4. 探究并了解浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关； 5.能通过实验，认识阿基米德原理； 6.能对浮力问题进行简单计算； 7.能通过实验认识物体的浮沉条件； 8.能通过实例说明物体的浮沉条件在生产生活中的应用。 学习目标 单元重点 1. 浮力的概念，浮力是由液体或气体对物体向上和向下的压力差产生的。 2. 能完成“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验，能提出合理的猜想，能采用控制变量的方法设计实验方案，能分析数据并得出结论。 3. 通过实验探究浮力与排开液体重力的关系，理解并掌握阿基米德原理的核心内容。 4.能通过实例说明物体的浮沉条件在生产生活中的应用 单元难点 1. 会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小； 2.认识物体所受浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关。 3. 学生对阿基米德原理中浮力与排开液体重力关系的理解与实验操作。 重点难点 知识图谱 第1节 认识浮力 考点串讲 实验方法 浮 力 （1）定义:浸在液体、气体中的物体都会受到竖直向上的托力，这个托力就叫做浮力. （2）符号： F浮 （3）单位： 牛（N） （4）浮力的施力物体：液体或气体 （5）浮力的方向：竖直向上. 浮力的定义 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，物理学钟把这个作用力叫做浮力。 F G F G F G F G F G F浮 浮力的方向与重力的方向相反 浮力的方向：竖直向上 浮力的方向 G F浮 G 探究浮力 做 中 学 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（石块重力G）。 ②把石块浸入水中，观察弹簧测力计的示数是如何变化的，并读出示数F示。 ③用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数的变化。 二次称重法 用弹簧测力计测量浮力大小 F浮=G-F示 分析：石块的受力情况如图所示，由力的平衡可知，G=F浮+F示，则F浮=G-F示。 G F浮 F示 F向左 F向右 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。 F向后 F向前 浸入液体中的深度 受到液体的压强 受到 液体的压力 前、后两个面 左、右两个面 p=ρgh F= pS 相等 相等 相等 相等 F向前、F向后是一对平衡力 F向左、F向右是一对平衡力 物体的下表面： F向上=p向上S = ρ液gh2S 物体的上表面： F向下=p向下S= ρ液gh1S F浮=F向上-F向下 h1 h2 F向下 F向上 物体的上、下两个面： 浮力产生的原因：浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。 h1 h2 F向下 F向上 浮力的大小：浮力的大小等于液体对物体向上和向下的压力之差，即F浮=F向上-F向下 压力差法求浮力 归纳总结 点击观看视频 第2节 探究：浮力大小与哪些因素有关 考点串讲 一 探究：浮力大小与哪些因素有关 我们已经知道液体（气体）对浸在其中的物体，有竖直向上的浮力，并且了解了浮力产生的原因，那么浮力的大小跟哪些因素有关呢？ 请谈谈你的猜想： 1.可能与物体浸没的深度有关？ 生活场景：冰山在水中会漂浮，石块扔到在水中会沉底。 一 探究：浮力大小与哪些因素有关 请谈谈你的猜想： 2.可能与液体的密度有关？ 生活场景：人在水中会下沉，在死海中却能漂浮于水面。 一 探究：浮力大小与哪些因素有关 请谈谈你的猜想： 3.可能与物体浸在水中的体积有关？ 生活场景：人在游泳时走向深水区，随着深度的增加，身体浸入水中的体积越来越多，人感受到浮力越来越大。 二、探究浮力大小跟那些因素有关 探究猜想1： 浮力可能与物体浸没在液体的深度有关。 物体G 不变，拉力不变 浮力不变 又∵ 物体浸没液体深度增大而其他因素不变 浮力的大小跟物体浸没液体中的深度无关 在弹簧测力计下悬挂一物体，将该物体浸没在同种液体中，改变浸没后的深度，观察弹簧测力计的示数变化。 物体重力 G1/N 浸入深度 测力计示数G2/N 物体浮力G1-G2/N 2.05 深度1 深度2 深度3 物体所受的浮力与物体浸没在液体中的深度无关。 结论 探究浮力的大小与液体浸没的深度的关系 实验1 二、探究浮力大小跟那些因素有关 探究猜想2： 浮力可能与物体浸入液体的体积有关。 物体G 不变，拉力减小 浮力变大 又∵ 物体浸入液体体积 增大而液体密度不变 浮力的大小与物体浸入液体的体积有关 在弹簧测力计下悬挂一物体，将该物浸入液体的体积不断变大，观察弹簧测力计的示数变化。 物体重力G1/N 浸入体积 测力计示数G2/N 物体浮力G1-G2/N 2.05 较小 较大 全部 同一液体，物体排开液体的体积越大，浮力越大。 结论 探究浮力的大小与物体浸在液体的体积的关系 实验2 探究猜想3： 二、探究浮力大小跟那些因素有关 浮力可能与液体的密度有关。 物体G 不变，拉力变小 浮力变大 又∵ 液体密度增大而其他因素不变 浮力的大小跟物体浸入液体中的密度有关 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 根据实验1、2、3，得出的实验结论： 实验2，浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。 实验3，浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。 实验1，浮力的大小跟液体的密度有关。 分析归纳 第3节 阿基米德原理 考点串讲 阿基米德的启示 　　两千多年前，希腊学者阿基米德为了鉴定金 王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦 想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴 缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到： 物体浸在液体中的体积， 不就是物体排开液体的体积吗？ 新课导入 点击头像看视频 知识回顾：浮力大小与哪些因素有关？ 由上节的实验可以知道，物体浸入液体的体积越大，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大。 而物体浸入液体的体积，等于被它排开的液体的体积。 浮力的大小跟物体排开液体的体积以及液体的密度有关。 那么，浮力的大小与物体排开液体的重力之间有何关系呢？ 浮力 大小 排开液体 所受重力 液体 密度 排开液体 的体积 排开液体 的质量 浮力大小与排开液体所受的重力有何关系？ m=ρV G=mg ρ V 浮力与物体排开液体重力的关系 图1 图3 图4 探究实验 图2 探究浮力的大小 实验器材 弹簧测力计、石块、烧杯、细绳、水、溢水杯。 实验设计 需要测量的物理量：F浮、G排 测量F浮的大小： 称重法 F浮=G石- F拉 测量G排的大小： 溢水法 称重法 G排=G总- G杯 设计实验 需要测量的物理量: F浮、G排 实验步骤 注意：在物体浸入前应先测空桶的物重 ① 测物重G ② 测空杯重G1 ③ 测浸没后的拉力F ④ 测量杯和溢水重G2 F浮 = G – F G排 = G2–G1 实 验 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 探究新知 【实验步骤】 ①用弹簧测力计测量空桶所受的重力G桶。 ②用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中(如图乙)和浸在水中(如图丙)静止时弹簧测力计的示数G物和F拉，计算物体在水中所受浮力的大小。同时用小桶将排开的水收集起来。 也可用这样的 装置代替溢水杯 实验器材：溢水杯 液面一定要达到 溢水口。 【实验步骤】 ④换大小不同的物体，重复以上实验，记录实验数据。 ③用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力(如图丁)，计算排开的水所受的重力G总。 多次实验避免偶然性 实验中先测空桶重力,再测小桶和水的总重力，然后计算排开的水的重力,与乙、丙、丁、甲的实验顺序相比,可避免因桶内残留有水而影响测量结果。 【数据记录】 次数 小桶所受的重力G桶/N 物体所受的重力G物/N 物体在水中时弹簧测力计的读数F拉/N 小桶和排开水所受的重力 G总/N 浮力 F浮/N 排开水所受的重力 G排/N 1 0.31 1.25 1.05 0.51 0.20 0.20 2 0.31 1.25 0.68 0.86 0.55 0.55 3 0.31 1.25 0.30 1.26 0.95 0.95 F浮=G物-F拉 G排=G总- G桶 阿基米德原理 1. 阿基米德原理内容： 2. 数学表达式： 浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。 F浮= G排= m排g= ρ液 gV排 ρ液表示液体的密度，单位：千克/米3（kg/m3） V排表示排开液体的体积，单位：米3（m3） g表示9.8牛/千克（N/kg） F浮表示物体受到的浮力，单位：牛（N） 各物理量全部采用国际单位制。 第4节 物体的浮与沉 考点串讲 一 物体的浮沉条件 物体在液体中的状态 ： 物体在液体中，有以下状态：下沉、上浮、漂浮、悬浮、沉底。 新课导入 会说话的鱼儿 活动：我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析，设计实验来验证 实验序号 实验方法 观察小瓶运动情况 小瓶受力情况 1 把盖上盖子的空小瓶浸没于水中，再松手 2 把装满水并盖上盖子的小瓶，浸没于水中，再松手 3 设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中（也叫悬浮） 小瓶上浮 小瓶下沉 小瓶静止 F浮 ＞G F浮 ＜ G F浮 ＝ G 新课导入 进行实验 空玻璃瓶 装满水的玻璃瓶 装适量水的玻璃瓶 浸没在液体中的物体，当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力小于重力时，物体下沉；当浮力等于重力时，物体处于悬浮状态。 探究新知 你 迷 实 验 室 让鸡蛋浮沉 将鸡蛋放入清水中，观察鸡蛋的浮沉情况。向杯中逐渐加盐并小心搅拌，观察鸡蛋的浮沉情况。如果往容器中加水，再次观察鸡蛋的浮沉情况。你能解释观察到的现象吗? F浮 G v 静止 F浮 G 静止 F浮 G 下沉 沉底 上浮 漂浮 悬浮 物体状态 浮沉条件 F浮＜G F浮＜G 向下运动 静止 向上运动 静止 静止 F浮＞G F浮＝G F浮＝G 物体的浮沉条件 两个过程 三个状态 水面 G物 F浮 F浮 G物 下沉 上浮 两个过程： F浮＜ G物 物体下沉 F浮＞G物 物体上浮 三个状态： F浮=G物 物体漂浮 F浮= G物 物体悬浮 F浮＜G物 物体下沉到水底 G物 F浮 水面 F浮 G物 G物 F浮 漂浮 悬浮 下沉到水底 状 态 上 浮 下 沉 悬 浮 漂 浮 沉底 物体受力分析 浮力和重力 比较 液体密度和物体密度比较 排水体积和物体体积比较 运动状态 F浮 ＞G F浮 ＜G F浮 =G F浮 =G 运动状态不断改变 静止状态 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＞ρ物 V排 =V物 V排 =V物 V排 =V物 V排 ＜V物 F浮+F支=G ρ液＜ρ物 V排 =V物 若F浮＞G，则上浮 若ρ液＞ρ物，则上浮 若F浮=G， 则悬浮 若F浮<G， 则下沉 若ρ液=ρ物， 则悬浮 若ρ液<ρ物， 则下沉 判断物体浮沉 的两种方法 比较浮力和 重力的大小 比较物体密度和液体密度 48 密度计 它是用密封的玻璃管制成的。上段的外径均匀，是用来标刻度线的部分，中间段做成内径较大的玻璃泡，最下端的玻璃泡内装有密度很大的许多小弹丸（如铅丸）或水银等，整体是一根粗细不均匀的密封玻璃管。 读数方法： 静止时液面所对刻度乘以水的密度 密度计是测量液体密度的仪器； 它的刻度上小下大，上疏下密 盐水选种 潜水艇 工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。 模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打气，将瓶内的水排出，瓶向上浮起 潜艇 气球和飞艇 工作原理：靠空气浮力升空 内部充有小于空气密度的气体 中国古代浮力的应用 早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。 芦湖独木舟 工作原理：将钢铁制成空心的轮船，可以排开更多的水（增加可利用的V排），漂浮在水面上。 排水量（m排）： 轮船满载时排开水的质量： F浮= m排g 而 F浮=G ∴ m船+m货= m排 载重线 轮船 中国古代浮力的应用 周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。　 Lavf58.28.100 $