四、浮力（教学课件）物理新教材苏科版八年级下册

苏科版 八年级下册 第九章 压强和浮力 四、浮力 01 02 03 04 05 CONTENTS 浮力 探究影响浮力大小的因素 阿基米德原理 浮力产生的原因 学习目标 1.知道什么是浮力，能通过实验感受浮力的存在，理解浮力产生的原因。 2.学习浮力的测量方法，能够正确使用实验器材进行浮力测量。 3.知道阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力的大小。 4.能运用浮力知识解释一些生活和生产中的现象。 重点难点 教学重点： 1.认识浮力及其方向，会用称重法测量物体所受浮力的大小。 2.理解阿基米德原理，能运用阿基米德原理进行简单的计算和分析。 1.理解浮力产生的原因。 2.探究浮力大小与哪些因素有关的实验设计与操作，以及对实验数据的分析和归纳。 教学难点： 1 情景引入 升空的热气球 浮在水面的船舶 热气球为什么能升上天空，船舶为什么能浮在水面？ F浮 G船 ? G船 ? F浮 空气对热气球有一个向上托起的力；水对船有一个向上托起的力 PART ONE 浮力 浮力 浸在液体或气体中的物体，会受到液体或气体向上托的力，这个力叫作浮力。 施力物体：液体或气体 F拉 G F浮 F拉 G F浮 浮力方向：竖直向上 浮力 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，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? 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 浮力 活动9.8 下沉的物体是否受到浮力 猜一猜 做一做 用弹簧测力计、石块（或金属块）和一杯水，按照图所示的步骤试一试。你观察到什么现象？这些现象能说明什么？ 下沉的物体是否受到浮力 下沉的物体是否受到浮力？生活中有哪些实例能够支持你的猜想？ 浮力 活动9.8 下沉的物体是否受到浮力 实验现象：(b)或（c）的弹簧测力计示数相比（a）变小。 手托石块或把石块浸入水中，弹簧测力计示数变小，这说明石块放入水中虽然下沉，但它也受到浮力。 浮力 F F1 G F浮 G G = F浮 + F F1 = G 铝块浸入水中时，弹簧测力计的读数变小 浸入水中的铝块受到浮力的作用 浸没在液体中的物体受到浮力的作用 F浮 = G - F 称重法 水对物体产生了一个向上的托力，这个托力就是浮力。弹簧测力计的示数之差，就等于石块所受浮力的大小 练一练 1 ．将小石块挂在弹簧测力计下如图甲所示，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 探究影响浮力大小的因素 PART TWO 探究影响浮力大小的因素 人在水中会下沉 人在死海中却能漂浮于水面 浮力的大小可能与哪些因素有关？ 探究影响浮力大小的因素 学生实验 探究影响浮力大小的因素 猜 想 浮力的大小可能与哪些因素有关？你是根据哪些生活经验提出猜想的？ 1.木块在水中漂浮，铁块在水中下沉：可能跟物体的密度有关。 2.人在水中下沉，在死海中却能漂浮：可能跟液体密度有关。 3.用手将空易拉罐按入水中，当它浸入水中的体积越大，手感觉到的浮力也越大：可能跟排开液体的体积有关。 探究影响浮力大小的因素 学生实验 探究影响浮力大小的因素 实验器材 弹簧测力计，物块，盛有水和浓盐水的容器各一个。 实验与记录 设计实验数据记录表，并按图所示的步骤进行实验。 1. 如图（a）所示，测出物块所受的重力并记录。 记录弹簧测力计的示数为F1 探究影响浮力大小的因素 学生实验 探究影响浮力大小的因素 实验与记录 设计实验数据记录表，并按图所示的步骤进行实验。 如图（b）所示，将物块逐渐浸入水中，直到浸没，观察并记录弹簧测力计示数的变化。 弹簧测力计的示数逐渐变小，直到浸没时记下示数为F2。物块所受浮力F浮=F1-F2。 探究影响浮力大小的因素 学生实验 探究影响浮力大小的因素 实验与记录 设计实验数据记录表，并按图所示的步骤进行实验。 如图（c）所示，改变物块浸没在水中的深度，观察并记录弹簧测力计的示数 弹簧测力计的示数不变，记下示数为F3。 探究影响浮力大小的因素 学生实验 探究影响浮力大小的因素 实验与记录 设计实验数据记录表，并按图所示的步骤进行实验。 如图（d）所示，将物块浸没在浓盐水中，观察并记录弹簧测力计的示数。 弹簧测力计的示数为F4。物块所受浮力F浮=F1-F4。F1-F3＜F1-F4，即步骤4的弹簧测力计示数变化量更大，即F浮更大。 探究影响浮力大小的因素 学生实验 探究影响浮力大小的因素 交流与讨论 分析实验现象和数据，你认为物体所受浮力的大小与哪些因素有关？ 实验表明，浸在液体中的物体，所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体的密度有关。液体密度相同，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；液体密度不同，当物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。 练一练 2 ．在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验中，小明同学用调好的弹簧测力计测出金属块的重，再将金属块缓慢浸入液体中不同深度，实验步骤如图所示，弹簧测力计的示数如图所示。 （1）由实验步骤_________可知，浮力大小与物体浸没在液体中的深度_______（选填“有关”或“无关”）。 （2）分析实验步骤A、E、F可知，浮力的大小与__________有关，步骤F中液体密度_____（选填“大于”、“小于”或“等于）水的密度。 无关 小于 A和D、E 液体密度 PART THREE 阿基米德原理 阿基米德原理 物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。 排开液体的体积 排开液体的质量 排开液体所受的重力 液体的密度 m = ρV G = mg 浮力大小可能与排开液体的重力有关。 阿基米德原理 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 （1）如图甲所示，用弹簧测力计测量空桶所受的重力G桶=F1。 （2）将小石块用细线系住，挂在弹簧测力计的挂钩上，如图乙所示，测出小石块所受的重力G=F2。 （3）将水倒入溢水杯中，使水面到达溢水杯的溢水口，将小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的位置，然后将小石块慢慢地浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F3，如图丙所示。 （4）测出此时小桶和排开的水所受的总重力F4，如图丁所示。 阿基米德原理 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 次数 物体所受的重力/N 小桶所受的重力/N 物体在水中时测力计的读数/N 小桶和排开水所受的总重力/N 排开水所受的重力/N 浮力/N 1 1.15 0.3 0.85 0.6 0.3 0.3 2 1.15 0.3 0.7 0.75 0.45 0.45 3 1.15 0.3 0.45 1 0.7 0.7 实验数据记录表格 分析数据得出结论 浸入水中的物体所受浮力的大小等于它排开的水所受的重力，即F浮= G排 阿基米德原理 古希腊学者阿基米德，通过实验和理论研究得出结论：浸在液体中的 物体所受浮力的大小，等于被物体排开液体所受重力的大小。即F浮=G排，这就是阿基米德原理。 适用范围：液体和气体 用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= ρ液 gV排 V排 F浮 ρ液g = ρ液 F浮 V排g = 阿基米德原理 对于阿基米德原理的理解 1. 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）。 2.适用范围：该定律也适用于气体，物体在气体中所受浮力的大小可用F浮＝ρ气 gV排计算。 3.物体“浸在液体里”包括 “全部浸入（即浸没）”和 “部分浸入”两种情况。 浸没 部分浸入 练一练 3 ．如图，小红利用如下器材和步骤 验证“阿基米德原理”。 （1）实验的过程中步骤最合理的 顺序应该是 ____________ ； （2）图乙金属块受到的浮力为____ N， 金属块排开液体所受重力可由________两个步骤测出； （3）小红通过上述实验得到结论：F浮=G排。老师说得出的这个结论不可靠，原因是 _________； （4）以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是（ ） A．金属块在浸入在水中前，溢水杯内未盛满水 B．金属块没有全部浸没在水中 A 丁、甲、乙、丙 1 丙、丁 一次实验不具有普遍性 练一练 4 ．有一个重7N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？(ρ铁=7.9×103kg/m3，g取10N/kg) 解：由题意求得铁球的质量: m铁 = = = 0.7kg G铁 g 7N 10N/kg V铁 = = = 8.9×10-5m3 m铁 0.7kg ρ铁 7.9×10 kg/m 3 3 铁球的体积: 铁球排开水的体积等于铁球的体积: V排 = V铁= 8.9×10-5m3 铁球排开的水受到的重力: G排 = m水g = ρ水V排g =1.0×103kg/m3×8.9×10-5m3×10N/kg = 0.89N 根据阿基米德原理得： F浮 = G排 = 0.89N PART FOUR 浮力产生的原因 浮力产生的原因 读一读 浮力产生的原因 浸在液体或气体中的物体为什么会受到浮力？ 如图所示，立方体的上下表面与水面平 行，在水中的深度分别为 h1 、h2 。由于相同深度 对应点的压强均相等，因而左右两个侧面所受的 压力相互平衡，合力为零。同理，前后两个侧面 所受的压力也相互平衡，合力也为零。而立方体 下表面受到的水的压强大于上表面受到的水的压 强，因此水对下表面的压力 F2 大于水对上表面的 压力 F1。浮力就是由于物体上下表面受到的压力差产生的，其大小为 F浮 = F2 - F1。 浮力产生的原因 视频讲解——《浮力产生的原因》 浮力产生的原因 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 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。 F向下 F向上 = 0 F向下 = 0 F向上 不受浮力 物体底部与容器紧密接触 F浮 = F向上 练一练 5 ．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： ____________________________________； 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__________。 乒乓球受到浮力的作用，浮力大于乒乓球的重力 乒乓球不受浮力，它的底部不受水的向上的压力 压力差 课堂练习 1 ．关于浮力，下列说法中正确的是( ) A.浮力的施力物体只能是液体 B.浮力的方向不一定总是竖直向上 C.正在水中下沉的石头受到浮力的作用 D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用 C 2．如图是悬浮在空气中的热气球，它受到浮力的施力物体是 ，此时浮力与 二 力平衡。 空气 重力 C ． 太空中运行的中国空间站 D ． 正在水中下潜的潜水艇 3．在下列所列举的各种事例中，没有受到浮力的是 ( ) A ． 在钓鱼岛海域巡航的海巡船 B ． 缓缓上升的太空热气球 C 4．如图所示，用细杆将重为 3N 的正方体小木块压入水中并保持静止，此木块上表面受到水的压力为 7N ，下表面受到水的压力为 15N ，细杆对木块的力大小为（ ）N A ．5 B ．4 C ．12 D ．8 A 5．小杰同学在游玩海底世界时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示，对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是 ( ) A ．浮力不变，压强不变 C ．浮力变大，压强变大 B ．浮力变小，压强变小 D ．浮力变大，压强变小 D 6．一个物体所受的重力为 0.5N ，将它轻轻放入装满水的容器中时，从容器里溢出的水的重力为 0.3N ，则该物体所受的浮力 ( ) A ．一定是 0.5N B ．一定是 0.3N C ．可能是 0.2N D ．可能是 0.4N B 课堂小结 ①浮力：浸在液体或气体中的物体，会受到液体或气体向上托的力。浮力的方向总是竖直向上的。 ②称重法测浮力：弹簧测力计在空气与液体中的示数之差就等于物体受到的浮力大小 F浮=F1-F2 浸在液体中的物体，所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体密度有关。 液体密度相同，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。 ①内容：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受重力的大小。 ②数学表达式：F浮= G排= m排g= ρ液 gV排。 ③适用范围：该定律也适用于气体 ①产生原因：浮力就是由于物体上下表面受到的压力差产生的。 ②大小：即F浮=F2-F1 浮力 浮力 影响浮力大小的因素 阿基米德原理 浮力产生的原因 布置作业 1. 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 D 2. 物体A浸入水中前后，弹簧测力计的示数如图所示，物体浸入水后，受到受到重力、_____和_____的作用，其中重力为___N，浮力为____N。 浮力 拉力 4 1 3. 如图所示，把一金属块挂在弹簧测力计下，金属块全部浸没于水中，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计的示数变小，下列做法可行的是（ ） A．往烧杯里加水 B．往烧杯里加些食盐 C．往烧杯里加些酒精 D．把弹簧测力计向上提一下，但金属块不露出水面 B 4. 小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等，对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。 （1）分析甲、乙、丙图，说明浮力的大小与______________________有关；比较甲、丁、戊图，说明浮力的大小与___________有关； （2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关，可比较甲、____和丁三图的实验，并得出当物体完全浸没于液体中，浮力大小与物体浸入液体的深度______； 当物块浸没在水中时，受到 的浮力是_____ N. 物体排开液体的体积 液体的密度 丙 1 无关 5. 将质量为1kg的物体，轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.4kg的水，则此物体受到的浮力是（g取10N/kg）（　） A．10N B．5N C．4N D．0.4N C 6. “天宫课堂”第一课上，王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中，乒乓球并没有像在地面一样浮在水面，而是停留在了水中，如图。下列有关该现象的解释正确的是（　　） A．乒乓球受到的浮力方向向下 B．乒乓球受到的浮力小于重力 C．太空中重力消失时，浮力也就消失了 D．浮力是由重力产生的 C 7 ． 把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较（　　） A．石头受到的浮力更大些 B．西红柿受到的浮力更大些 C．石头和西红柿受到的浮力一样大 D．无法比较石头和西红柿受到的浮力大小 A 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.12.100 $