水的浮力(上課用)

水的浮力力的測量工具是

。用彈簧秤吊著物體。物體受到豎直向下的

和豎直向上的

的作用。這兩個(gè)力是一對

：兩個(gè)力大小

，方向

，且作用在

上。溫故知新FG彈簧秤重力G拉力F平衡力相等F=G相反一條直線死海不死為什么淹不死他們？是神在保護(hù)他們嗎？一、什么是浮力

1.液體的浮力F浮G船據(jù)二力平衡知識(shí)，船(人)除受到

.

作用外，還受到水對它（他）

.的力，這種力叫

。豎直向下的重力豎直向上托F浮G人人躺在死海上看書船浮在水面上浮力將旋緊瓶蓋的空礦泉水瓶壓入水中時(shí)，手會(huì)明顯感受到

。將瓶釋放后，瓶將

。結(jié)論：水中會(huì)上浮的物體受到

。瓶子受到水的浮力而向上頂?shù)淖饔孟蛏细〕鏊嫦蛏系母×Α緦?shí)驗(yàn)】Ｇ物Ｇ物在空氣中將物體掛在彈簧秤下，記下彈簧秤的讀數(shù)F=G物=

。托住懸掛在空氣中的物體，記下彈簧秤的讀數(shù)F1＝

。彈簧秤讀數(shù)

,因?yàn)槭謱ξ矬w有向上托的力F2=

。將物體浸沒在水下，記下彈簧秤的讀數(shù)F拉=

。彈簧秤讀數(shù)

，表明水對物體也有一個(gè)向上托的力即浮力F＝

。結(jié)論：在水中會(huì)下沉的物體也受到向上的

。（條件：物體在水中會(huì)下沉）推廣：所有的液體都會(huì)對浸入其內(nèi)的物體產(chǎn)生一個(gè)

。

G-F1變小G－F拉變小浮力向上的浮力Ｇ物F稱重法：F?。?/p>

.G物－F拉F1F2F浮F拉【實(shí)驗(yàn)】2.氣體的浮力。

氣體對進(jìn)入其內(nèi)的物體是否也有浮力呢？實(shí)例：

可以說明氣體對物體也有浮力。熱氣球、煙上升等打足了氣的籃球，氣孔上插有打氣針，打氣針的另一端通過導(dǎo)管、橡皮塞和氣球囊連接。導(dǎo)管閥門開始處于關(guān)閉狀態(tài)，現(xiàn)將閥門打開?，F(xiàn)象：

。表明籃球整體受到

。結(jié)論：氣體也會(huì)產(chǎn)生

。

【實(shí)驗(yàn)】氣球脹大，同時(shí)杠桿左端上升向上的浮力增大向上的浮力1、一鐵塊掛在彈簧秤上，在空氣中稱量時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)是32牛。把它全部浸在水中稱量時(shí)，讀數(shù)是12牛。鐵塊受到浮力是2、判斷：所有液體都會(huì)對浸入其中的物體產(chǎn)生浮力。3、一質(zhì)量為5千克的鋁塊，用彈簧秤吊住它，將其置于酒精中時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)為30牛。求酒精對鋁塊的浮力20牛20牛二、阿基米德原理【提出問題】氣體和液體都會(huì)對浸入其內(nèi)的物體產(chǎn)生豎直向上的浮力，那么浮力的大小究竟和哪些因素有關(guān)呢？當(dāng)你躺在浴缸的水中時(shí)，會(huì)有一種

了的感覺，同時(shí)浴缸的水面會(huì)

。人變輕是因?yàn)槿耸艿?/p>

。水面上升是因?yàn)槿私胨泻螅?/p>

。變輕上升水的浮力排開了一部分水1、探究實(shí)驗(yàn)

古希臘國王艾希羅交給金匠一塊純金，命令他制出一頂非常精巧、華麗的王冠．王冠制成後，國王拿在手里掂了掂，覺得有點(diǎn)輕．他叫來金匠問是否摻了假．金匠以腦袋擔(dān)保，并當(dāng)面用秤來稱，與原來金塊的重量一兩不差．可是，摻上別的東西也是可以湊足重量的．國王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找來，要他解此難題．

一連幾天，阿基米德閉門謝客，反覆琢磨，因?yàn)閷?shí)心的金塊與鏤空的王冠外形不同，不砸碎王冠鑄成金塊，便無法求算其體積，也就無法驗(yàn)證是否摻了假．他絞盡腦汁也百思不得其解．有一天………

阿基米德由澡盆溢水聯(lián)想到………

【建立假設(shè)】浮力可能與物體所排開水的多少有關(guān)?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】將物體逐漸浸入水中時(shí)，物塊排開水的體積逐漸增多，彈簧秤的讀數(shù)逐漸

，浮力逐漸

。結(jié)論(定性)：物體受到的浮力跟物體排開水的多少有關(guān)，排開的水越多，浮力越大變小增大溢水杯實(shí)驗(yàn)器材：物塊彈簧秤量筒設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):要測量浮力的大小，還要測量物體排開水的多少(體積、重力)。請利用這些器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格，然后交流討論。(1)在溢水杯中盛滿水，將小燒杯放在溢水杯的出水口下；(2)將物塊掛在彈簧秤上，測出物塊的重G物；(3)將物塊浸沒在溢水杯的水中，讀出彈簧秤的讀數(shù)F拉，并計(jì)算出物塊所受的浮力F浮=G物－F拉(4)將溢水杯溢出的水注入量筒內(nèi)，測出它的體積V排，并算出物塊所排出的水的重力

G排=gV排物塊重G物/N物塊在水中彈簧秤的示數(shù)F拉/N

物塊受到水的浮力F浮=G物-

F拉/N物體排開水的體積V排/m3排開水受到的重力G排=gV排/NF浮=

G排=gV排1.研究浸沒在液體中的物體所受到的浮力阿基米德原理：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于

.

，即F?。?/p>

。同樣，阿基米德原理可以推廣到氣體的浮力上：浸在氣體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于

。地球表面上的物體一般都浸沒在空氣中：

F浮=

。

物體排開的液體受到的重力G排液＝m排液g＝ρ液V排液g物體排開的氣體受到的重力G排=m排g=ρ空氣V排氣g=ρ空氣V物g2、阿基米德原理【得出結(jié)論】對于浸沒在液體中的物體和部分浸入在液體中的物體都有：F浮＝G排水。【推廣】如果把水換成別液體，仍然可以得到：

F浮＝G排液。

3、對公式的理解

(1)ρ液是

,不是浸入液體的物體密度。(2)V排液是

，不是液體總體積，也不一定是物體的總體積(V物)。

①物體完全浸入液體中(浸沒):V排液=

；

②物體部分浸入液體中，V排液<V物，V排液＝

。(用V露代表物體露出液面的體積)(3)浮力只跟

和

,即只跟

.

有關(guān)，而與物體浸入液體的

、物體的

、

、

、

等無關(guān)。V物V物－V露ρ液V排液物體排開的液體受到的重力深度形狀質(zhì)量密度重力液體密度物體排開液體的體積①把物體漸漸壓入水中,ρ液不變，V排水增大→F浮

，感覺浮力漸漸變大;當(dāng)物體完全浸入(浸沒)后，V排水=V物不變→F浮

，再往下壓不會(huì)感覺到更吃力。反之，上升(未露出水面前)V排水=V物不變→F浮

;漸漸露出水面時(shí)ρ液不變，V排水減小→F浮

，感覺浮力漸漸變小。F浮與V排液成正比。②把物體浸入不同液體,當(dāng)V排液相同時(shí)，ρ液越大→F浮

。F浮與ρ液成正比。(4)計(jì)算過程單位要統(tǒng)一用國際單位制。增大不變越大可用彈簧秤演示不變減小三、浮力產(chǎn)生的原因

現(xiàn)象：下表面受到水的壓強(qiáng)大于上表面受到水壓強(qiáng)。

原因：上表面距水面的深度小于下表面距水面的深度。又因長方體上下表面的面積相等，因此，下表面受到水的豎直向上的壓力

上表面受到水的豎直向下的壓力，其合力是豎直向上的。Ｆ合＝Ｆ１－Ｆ2

Ｆ2Ｆ１大于長方體浸沒在水中，其左右兩個(gè)側(cè)面和前后兩個(gè)側(cè)面的面積分別相等，并且相對應(yīng)的距水面的深度相同處，水對它們的壓強(qiáng)相等。所以長方體左右兩個(gè)側(cè)面和前后兩個(gè)側(cè)面受到水的壓力的大小分別相等，方向分別相反，分別平衡。所以長方體受到的浮力等于下表面和上表面的壓力差。

壓力差法F?。?/p>

.F向上－F向下把一塊臘塊放入燒杯里，讓臘塊緊貼燒杯底，加入水，觀察臘塊會(huì)否上?。咳缓髶軇?dòng)臘塊，使之不再緊貼燒杯底，觀察能否上浮，請分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。

動(dòng)手實(shí)驗(yàn)答：水對臘塊的底部沒有向上的壓力,由壓力差法知臘塊沒有受到向上的浮力。答：水對橋墩的底部沒有向上的壓力,由壓力差法知橋墩沒有受到向上的浮力。橋墩受到浮力嗎？

1874年8月的一天，在大西洋亞速爾群島的西南方，有一艘深海考察潛艇，為研究海底礦產(chǎn)資源的分布，正在向深處下潛。艙內(nèi)的考察人員被海底迷人的景色陶醉了，致使下潛速度過大，船體猛然撞到海底，陷入海底的沉積物中了。船員把潛艇水艙中的水全部排出，企圖上浮。討論：打撈沉船奇怪的是，潛艇絲毫不動(dòng)，像被海底“吸”住一樣。這是為什么？難道浮力真的消失了嗎？怎么辦？你能替他們想出擺脫困境的辦法嗎？ABC四、物體浮沉條件。1、比較浮力與重力上浮

F浮G物漂浮F浮G物懸浮

F浮G物下沉

F浮G物=>=<【實(shí)驗(yàn)】把外觀相同的3只乒乓球(分別裝有不同質(zhì)量的沙,同體積,不同重力)浸沒水中。現(xiàn)象：一只上浮出水面一只懸浮在水中一只下沉到水底原因：三只球所受到的重力不同石油在海面上形成一層油膜(海上“沙漠”)平時(shí)常見到

在水中會(huì)上浮;

在水中會(huì)下沉。因?yàn)椴煌镔|(zhì)

不同。猜測物體在液體中的沉浮跟物體密度與液體密度之間的關(guān)系有關(guān)。木頭、泡沫等石塊、金屬塊等湯圓剛放入水中時(shí)，會(huì)沉入鍋底湯圓煮熟時(shí)，則會(huì)浮出水面。密度2、比較液體密度與物質(zhì)密度(物體平均密度)

上浮

F浮>G;ρ物ρ液

漂浮F浮=G;ρ物ρ液

懸浮

F浮=

G;ρ物ρ液

下沉

F浮<G;ρ物ρ液（A）上?。˙）漂浮（C）懸?。―）下沉<<=>Ｇ物Ｇ物Ｇ物Ｇ物F浮F浮F浮F浮【實(shí)驗(yàn)】把同一雞蛋浸沒在不同濃度的鹽水中。動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)靜止靜止（因?yàn)椴煌囊后w密度不同，液體排開的體積不同，液面對應(yīng)的位置也就也不同）注意：密度計(jì)的下端裝有鉛丸或水銀；密度計(jì)上所標(biāo)的數(shù)值是純數(shù)，這個(gè)純數(shù)代表被測液體的密度與水的密度的比值。（下大上小，刻度不均勻）五、物體浮沉條件應(yīng)用

1、密度計(jì)

把模擬密度計(jì)分別放入水中和鹽水中為什么將吸管放入不同的液體中，液面所對的位置會(huì)不同？應(yīng)用一、密度計(jì)①利用物體漂浮在液面時(shí)F浮=G計(jì)原理工作的。②密度計(jì)上的刻度線不均勻，自上往下，刻度線越來越密，刻度值越來越大。密度計(jì)上的刻度值是被測液體的密度與水的密度的比值。0.81.01.82.00.81.01.82.00.81.01.82.0硫酸水酒精密度計(jì)是利用

來測量液體密度的儀器，被測液體的密度越大，密度計(jì)浸入液體的深度越

，露出液面的部分

。當(dāng)把密度計(jì)放入某種液體中靜止時(shí)，液面正對0.6這個(gè)刻度，則這種液體的密度為

kg/m3。例5漂浮時(shí)F浮=G計(jì)淺0.6×1030.81.01.82.00.6某液多2、關(guān)于輪船【輪船實(shí)驗(yàn)】

捏成一團(tuán)的橡皮泥會(huì)沉入水底，而做成空心的橡皮泥卻為什么會(huì)漂浮在水面？做成空心的目的是調(diào)節(jié)浮力和重力的關(guān)系，即把橡皮泥做成空心，它受到的重力沒有改變，而因?yàn)榭招牡南鹌つ嗫梢耘砰_更多的液體，獲得更大的浮力，從而使橡皮泥漂在液面。輪船也是如此，Titanic的沉沒，進(jìn)水。（p27閱讀）有多條載重線（吃水線），因?yàn)楦×Φ拇笮〔粌H與船只排開水的體積有關(guān)，而且和水的密度有關(guān)。應(yīng)用二、船采用“空心”的辦法增大可以利用的浮力應(yīng)用二、船采用“空心”的辦法，增大體積，使它排開更多的水，達(dá)到增大浮力，最終使F浮=G船，浮在水面。F浮G船輪船有大小，怎樣反映輪船的運(yùn)載能力呢？排水量排水量：滿載時(shí)排開的水的質(zhì)量。（不是排開水的重力）輪船由江河駛?cè)牒＠铮褐亓?，浮?/p>

，輪船將

一些（填“上浮”或“下沉”）例1不變上浮不變輪船是用密度大于水的材料制成的，所以必須把它作成

的，這樣雖然受到的重力

，但體積

很多，受到的浮力

，所以能浮在水面。例2空心不變增大增大3、關(guān)于潛水艇【實(shí)驗(yàn)】注意觀察：當(dāng)注射器將氣體壓入玻璃球時(shí)，或?qū)⑶騼?nèi)的氣體吸出時(shí)，玻璃球內(nèi)的水量和玻璃球沉浮的狀態(tài)。

當(dāng)注射器將氣體壓入玻璃球時(shí)，球內(nèi)的水量減少，球（和球內(nèi)的水）受到的重力變小，一旦重力小于浮力