北師大八年級物理下冊 （探究-影響浮力大小因素）壓強與浮力教育教學(xué)課件

第五節(jié)學(xué)生實驗探究——影響浮力大小的因素

情境導(dǎo)入相傳2000年前，羅馬帝國的遠征軍來到了死海附近，擊潰了這里的土著人，并抓獲了一群俘虜，統(tǒng)帥命令士兵把俘虜們投進死海。奇怪的是，這些俘虜竟然沒有沉下去，而是個個都浮在水面之上，統(tǒng)帥以為這是神靈在保佑他們，就把俘虜釋放了。為什么淹不死他們？是神在保護他們嗎？死海不死萬噸巨輪在水中為什么不下沉？熱氣球為什么能騰空而起？新課探究觀察與思考此時彈簧測力計的示數(shù)等于石塊所受的重力。彈簧測力計的示數(shù)變小。？將石塊浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)變小，說明此時存在一個向上托的力，這個力的施力物體是水。用其他液體做實驗時也可以得到同樣的結(jié)論。浸在液體或氣體中的物體會受到液體或氣體對它向上托的力。一、浮力定義：浸在液體或氣體中的物體受到液體或氣體對它向上托的力，這個力叫作浮力。方向：豎直向上。施力物體：氣體或液體。受力物體：浸在液體或氣體中的物體。G船F(xiàn)浮實驗探究測量鋁塊浸沒在水中所受的浮力

用彈簧測力計測出鋁塊的重力G，讀出示數(shù)（如圖甲）。

接著把鋁塊浸沒在水中，讀出拉力的示數(shù)F，看看示數(shù)有什么變化（如圖乙）。

從以上實驗可以看到，鋁塊浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)變小了，這說明浸入水中的鋁塊受到了浮力的作用。彈簧測力計示數(shù)減小的值，就是浮力的大小。

即F浮=G－F，方向豎直向上。實驗探究F1F2F1=F2F1F2F1＜F2浮力產(chǎn)生的原因如圖的長方體浸沒在液體中

其左、右側(cè)面和前、后側(cè)面在液體中所處的高度相同，所受液體的壓力互相平衡。

其上、下表面在液體中所處的高度不同（h2>h1），下表面受到的壓力大于上表面（F2>F1）。

F浮=F2－F1

浮力的實質(zhì)是浸在液體里的物體上、下表面受到的壓力不同。

如圖所示，在盆中放一個裝滿水的塑料桶，用手把空的礦泉水瓶按入水中。隨著按入深度的增加，溢出的水也增加了，感覺要用更大的力才能把礦泉水瓶按下去。這是為什么呢？有的同學(xué)認為是礦泉水瓶所受浮力增大的原因。浮力的大小與哪些因素有關(guān)呢？二、探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)猜想1：浮力與液體密度的關(guān)系；猜想2：浮力與深度的關(guān)系；猜想3：浮力與物體浸在液體中的體積關(guān)系；猜想4：浮力與物體密度的關(guān)系；猜想5：浮力與物體形狀的關(guān)系?！孪敫×Υ笮『湍男┮蛩赜嘘P(guān)

將同一物體分別浸沒到水和鹽水中，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化。實驗探究不同說明物體受到的浮力與液體的密度有關(guān)。實驗探究

將同一物體浸沒在同種液體的不同深度，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化。相同物體受到的浮力大小與浸沒的深度無關(guān)。不同說明物體受到的浮力與物體浸在液體中體積有關(guān)。實驗探究

將同一物塊第一次部分浸入水中，第二次全部浸入水中，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化。實驗探究

將體積相同的不同物體浸沒在相同的液體中，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化。說明物體受到的浮力與物體密度無關(guān)。2N2N示數(shù)差相同即浮力相等

上面的實驗表明，物體在液體中所受浮力的大小，跟它浸在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力越大。阿基米德的啟示兩千多年以前，希臘學(xué)者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測量王冠的體積，冥思苦想了很久都沒有結(jié)果。一天，他跨進盛滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：

物體浸在液體中的體積，不就是物體排開液體的體積嗎？

把裝滿水的燒杯放在盤子里，再把空的飲料罐按入水中，在手感受到浮力的同時，會看到排開的水溢至盤中。飲料罐受到的浮力與排開的水之間有什么關(guān)聯(lián)？三、探究浮力的大小與排開液體的關(guān)系m排=ρ液V排G排=m排g=

ρ液gV排

由上面公式可知：飲料罐受到的浮力與排開的水受的重力有關(guān)聯(lián)。F浮G排它們之間有沒有定量關(guān)系呢？實驗探究如圖所示，先用彈簧測力計分別測出石塊和空杯所受的重力。實驗探究如圖所示，把石塊浸沒在水面恰好與溢口相平的溢杯中，用空杯接從溢杯里被石塊排開的水，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)。如圖所示，用彈簧測力計測出接了水后杯子和水的總重。實驗探究將實驗所收集的數(shù)據(jù)記錄在下表中。研究對象石塊重G石/N空杯重G杯/N石塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F′

/N杯、水總重G總/N浮力的大小F浮/N排開水所受的重力G排/N比較測得的浮力與排開的水所受重力的大小，你發(fā)現(xiàn)了什么？比較F浮和G排可以看出F浮=G排，即小石塊受到的水的浮力大小等于它排開的水所受的重力大小。阿基米德原理1．內(nèi)容：浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。2．?dāng)?shù)學(xué)表達式：F浮=G排3．用于計算的導(dǎo)出式：

F浮=G排=m排g=ρ液gV排4．適用范圍：液體和氣體對阿基米德原理的理解1.浮力的大小與液體的密度大小、排開液體的體積大小有關(guān)，即：F浮與ρ液、V排有關(guān)F浮與h深度無關(guān)其中F浮表示物體所受的浮力、ρ液表示液體的密度、V排表示物體排開液體的體積。2.同一物體浸沒在不同的液體中時，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同。根據(jù)公式F浮=ρ液g

V排，浸沒時，V排=V物，當(dāng)ρ液不同時，浮力也隨之變化。3.注意：阿基米德定律公式中F浮=G排=

ρ液V排g※ρ液指的是液體的密度；※V排不一定等于V物，只有在物體完全浸沒時V排才等于V物。※浮力的大小只與ρ液、V排有關(guān)（即物體排開的液體受到的重力有關(guān)），浮力大小與物體的形狀、密度，浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素?zé)o關(guān)。課堂小結(jié)浮力浮力產(chǎn)生的原因及方向稱重法測浮力決定浮力大小的因素豎直方向上的壓力差F浮=G－F液體密度、浸在液體中的體積阿基米德原理物體浸在液體中的體積=物體排開液體的體積浮力的大小=它排開的液體所受的重力F浮=G排=ρ液gV排V物=V排課堂小結(jié)隨堂練習(xí)1.體積相同的鐵塊和鋁塊放入水中后都會沉入水底，它們受到的浮力一樣大嗎？為什么？如果將鐵塊放入煤油中，將鋁塊放入水中，誰受到的浮力大？為什么？解：它們受到的浮力一樣大，根據(jù)阿基米德原理可知F浮=G排=m排g=ρ液gV排兩金屬塊浸沒在同一種液體中，ρ液一定，V排=V物，而鐵塊與鋁塊體積相同，故浮力F浮一樣大；1.體積相同的鐵塊和鋁塊放入水中后都會沉入水底，它們受到的浮力一樣大嗎？為什么？如果將鐵塊放入煤油中，將鋁塊放入水中，誰受到的浮力大？為什么？如果將鐵塊放入煤油中與鋁塊放入水中比較，鋁塊受到的浮力大，因為ρ水>ρ煤油，V排=V物，鐵塊與鋁塊排開液體的體積V排相同，由F浮=ρ液gV排，水中的鋁塊受到的浮力大。2.某同學(xué)用彈簧測力計、量筒、水和石塊做測定浮力的實驗，如圖所示。請你根據(jù)圖中情景，分析、比較這些數(shù)據(jù)能說明什么問題。解：石塊受到的浮力為:F浮=G-F拉=2.0N-1.0N=1.0N石塊排開水的重力為:G排=m排g=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1.0N分析、比較上述數(shù)據(jù)，說明石塊受到的浮力等于它排開的水所受的重力。3.物體浸沒在液體中，在不同深度處受到的浮力是否相等？為什么？設(shè)計一個實驗來檢驗?zāi)愕南敕ㄊ欠裾_。解：相等，因為根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排，浸沒時V排=V物，又因為浸沒在同一種液體中故物體所受浮力不變。4.把一個實心金屬球放入盛滿酒精的水杯中，金屬球沉入杯底，從杯中溢出8g酒精。已知酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3，g=10N/kg。(1)金屬球在酒精中所受的浮力是多少？(2)若將該金屬球放入盛滿水的杯中，它仍將沉入杯底。求從杯中溢出水的質(zhì)量。(1)解：由阿基米德原理可知從杯中溢出8g酒精的重力等于金屬球在酒精中所受的浮力，即：F浮=G排=m酒精g=8×10-3kg×10N/kg=8×10-2N(2)解：由阿基米德原理可知：F浮=G排=m排g=ρ液gV排V排=8×10-2N÷0.8×103kg/m3÷10N/kg=1×10-5m3m=ρ水V排=1×103kg/m3×1×10-5m3=1×10-2kg第八章·壓強與浮力探究-影響浮力大小的因素北京師范大學(xué)出版社八年級

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下冊

誰有妙招

塑料瓶中有一個乒乓球,你有沒有辦法拿到乒乓球?(1)你觀察到的現(xiàn)象?測力計的示數(shù)變小(2)你觀察到的現(xiàn)象能說明什么問題?物體受到豎直向上浮力的作用液體對浸在其中的物體有豎直向上的托力活動：探究物體在水中的力1.什么是浮力（F?。?/p>

浸在液體中的物體受到液體對其豎直向上的托力，物理學(xué)中把這個托力稱為浮力。F浮浮力的方向豎直向上認識浮力浮力的施力物體？液體注意：①“都”是指無一例外，包括能浮起來的和放在液體里沉下去的物體。②“浸入”的正確理解是：物體一部分浸入液體叫浸入，完全浸入液體下（浸沒）也叫浸入。③浮力的方向總是豎直向上的，總與重力的方向相反。二、浮力產(chǎn)生的原因

人能在死海里看書，輪船能在海面上航行，都是因為液體對浸入的物體有浮力作用，那么浮力是怎樣產(chǎn)生的呢？探究浮力是怎樣產(chǎn)生的？正方體的左右兩個側(cè)面的對應(yīng)部分在水中的深度

，因而水中的壓強

；由此可知，左右兩測對應(yīng)部分的壓力大小

，方向

，且在

上，互相

了。相同相等相等相反同一直線平衡探究浮力是怎樣產(chǎn)生的？浮力就是這樣產(chǎn)生的F向上F向下F浮=F向上—F向下正方體上表面在水中的深度

下表面在水中的深度，因而下表面受到液體的壓強P向上

下表面受到的液體的壓強P向下

，所以上表面受到的壓力F向下

下表面受到的壓力F向上，因此水對物體向上和向下

的產(chǎn)生浮力。小于小于小于壓力差浮力產(chǎn)生的原因由于液體對物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的。三、影響浮力大小因素：實驗猜想：猜想1：浮力可能與液體的密度有關(guān)猜想2：浮力可能與物體的體積有關(guān)猜想3：浮力可能與物體浸入液體的深度有關(guān)其它猜想：……實驗探究：浮力的大小與哪些因素有關(guān)？實驗探究1：⑴把雞蛋放入清水中，觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。⑴⑵⑵在清水中加鹽，改變水的密度，再觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。

在清水中，雞蛋下沉。清水中加入食鹽后，鹽水的密度增大，雞蛋慢慢上浮直至漂浮的狀態(tài)。實驗結(jié)論：猜想1正確，浮力的大小跟液體的密度有關(guān)。試驗探究2：浮力可能與物體的體積有關(guān)觀察實驗：⒈把同一物體緩慢浸入液體中，在物體尚未被浸沒之前，觀察彈簧測力計的讀數(shù)有何變化？彈簧測力計的示數(shù)在減小，表明浮力在增大2.在這一過程中，液面高度有何變化？

不斷升高實驗結(jié)論：浮力的大小跟物體浸在液體中的體積有關(guān)。實驗探究3：⑴把物體浸沒在清水中，觀察測力計的讀數(shù)F1。⑵改變物體浸沒在水中深度，再觀察測力計的讀數(shù)F2。⑶比較兩次的讀數(shù)F1和F2。測力計的讀數(shù)F1=

N。測力計的讀數(shù)F2=N。結(jié)論：浮力的大小跟物體所在液體中的深度無關(guān)。物體在液體中所受浮力的大小只與與液體的_____和排開液體的

有關(guān)，而與浸沒在液體中的______無關(guān)。密度體積深度根據(jù)猜想1、2、3，得出的實驗結(jié)論：實驗2，浮力的大小跟物體浸在液體中（排開液體）的體積有關(guān)。實驗3，浮力的大小跟物體所在液體中的深度無關(guān)。實驗1，浮力的大小跟液體的密度有關(guān)。分析歸納實驗探究：浮力的大小一般計