资源简介

(共67张PPT)
第4章 水与人类
第4节 水的浮力
八上科学 ZJ
1.了解水及其他液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用，知道
空气也有浮力，通过实验,探究浮力的大小跟哪些因素有关。
2.能用实验探究阿基米德原理，能用等效替换的方法理解阿基米德
原理;能用压强原理解释阿基米德原理。
3.会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。
1.感受浮力
图示 现象 原因 结论
__________________________________ 放飞的气 球飞向高 空 在空气中的气 球受到空气对 其向上托的力 浸在液体或气体
中的物体会受到
液体或气体对其
向上托的力的作
用
__________________________________________ 轮船在海 面上航行 漂浮在海水中 的轮船受到海 水对其向上托 的力 图示 现象 原因 结论
_______________________________ 在水中搬 石块感觉 轻一些 浸没在水中的 石块受到水对 其向上托的力 浸在液体或气体
中的物体会受到
液体或气体对其
向上托的力的作
用
2.浮力的定义
浸在水中的物体受到向上的力，这个力叫作浮力。（所有的液体都
会对浸入其中的物体产生一个向上的浮力）
“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸没）”两种情况，
也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力的作用。
3.浮力的方向：竖直向上。
无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（指静止的液体）如
何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。
典例1 关于浮力，下列说法正确的是( )
D
A.浮力都是由水产生的
B.只有固体才受到浮力
C.在水中下沉的铁块不受浮力
D.游向水面的鱼儿受到向上的浮力
解析：任何液体或气体都会对浸入其中的物体产生浮力，浮力的方
向总是竖直向上的，故A、C错误，D正确；液体中的气泡会受到
浮力，雨滴在空气中也会受到浮力，故B错误。
4.教材第170页探索活动：测量浸没在水中的铝块所受的浮力
实验过程 _____________________________________________________________
实验结论 浸没在水中的铝块受到了浮力的作用，浮力的大小等
于甲、乙图中弹簧测力计示数之差
典例2 弹簧测力计下挂着一个铁球，静止时弹簧测力计的示数是
，把铁球浸没在水中，铁球受到的浮力是 ，则此时弹簧
测力计的示数为____ ，铁球受到浮力的施力物体是____。
17
水
解析：由可得， ；
铁球受到的浮力的施力物体是水。
5.教材第171页探索活动下：决定浮力大小的因素
实验过 程 ____________________________________________________________________________________________
实验结 论 物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体
积、液体的密度有关，与物体浸没在液体中的深度无关
典例3 探究浮力的大小跟哪些因素有关的
实验情形如图所示，其中所用金属块 和塑
料块的密度不同，但重力均为 ，下列
分析正确的是( )
A
A.金属块浸没在水中时，受到浮力的大小为
B.利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.利用乙、丙，可以探究浮力的大小与液体密度的关系
D.利用丙、丁，可以探究浮力的大小与物体密度的关系
解析：由题图乙可知，金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数为
，所以金属块 浸没在水中受到的浮力
，故A正确；比较题图甲、乙，金属块 浸入水中的体
积不同，所以可探究的是浮力与物体浸入水中的体积关系，而不是
物体体积的关系，故B错误；比较题图乙、丙，体积不同的金属块
与塑料块 ,除了体积不同之外，密度也不同，因此不可以探究浮力
的大小与液体密度的关系，故C错误；比较题图丙、丁，塑料块 浸
没在水和酒精中，弹簧测力计的示数不同，说明塑料块所受的浮力
不同，所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系，故D错误。
教材第171页
因为死海里的水含盐量高，密度大，所以在同等条件下人在死海里
受到的浮力更大，因此能躺在水面上看书。
1.阿基米德灵感的启示
2 000多年前，古希腊学者阿基米德在洗澡时，看见浴缸里的水向
外溢，突然意识到物体浸在液体中的体积就等于物体排开液体的体
积，即，并由此计算出了王冠的密度，鉴定出王冠不是用
纯金制成的。
在阿基米德灵感的启发下，我们可以进行如下推理。
2.教材第172页探究实践：浮力大小与排开水所受重力的关系
实 验 思 路 使用弹簧测力计利用称重法测出物体所受的浮力 ，收集实
验中物体排开的液体，利用差量法测出物体排开液体所受的重
力，比较与 的大小关系。
实验器材：弹簧测力计、多个大小不同的物体、细线、溢水
杯、小桶、水等
实 验 过 程 _______________________________________________________________
（1）用弹簧测力计测量空桶所受的重力（如图甲）。
（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，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。
实 验 过 程 （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，并把测量的实验数据记录在表格中
_______________________________________________________________________________________________________________________________
实 验 结 论 浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开
的液体受到的重力，即
交 流 反 思 （1）实验时，在溢水杯中要装满水，若未装满，则测出的
会偏小。
（2）实验时，可先将溢水杯中多加一些水，使水从溢水口溢
出，当水不再溢出时水面刚好与溢水口相平，倒掉小桶中的水
后再进行实验操作。
交 流 反 思 （3）实验中要先测空桶的重力，再测小桶和排开水的总重
力，这样可避免因桶内水有残留而造成误差。
（4）“浸在液体中”包含两种情况：浸没和部分浸入，前者
，后者 ，两种情况均可通过实验得出
典例4 （嘉兴中考）如图所示，某课外兴趣小组的同学利用弹簧测
力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”，设计了如下实
验步骤和数据记录表格。
①在量筒中加入水，读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里，再次读出弹
簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度。
⑤计算铁块排开水的体积，求出铁块排开的水受到的重力。
铁块浸没时 弹簧测力计 的示数/ 铁块在水 中受到的 浮力/ 水的体 积/ 水和铁块 的总体积/ 排开水的 体积/ 排开的水
受到的重
力/
实验过程中，小组同学发现设计的表格中缺少一项，该项是______
_________。补充完整后，完成实验。分析数据得出结论：浸在液
体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到
的重力。
实验后，该组同学进行了反思。
铁块
的重力/
（1）量筒中不能加入太多的水，否则无法直接测出_____________
_____，从而不能得出实验结论。
水和铁块的总
体积
解析：向量筒中加入“适量的水”，水不能太多，否则在放入铁块后，
水面位置升高超过量筒的量程，不能得出水和铁块的总体积，进而
不能得出排开水的体积，从而不能得出实验结论。
（2）通过以上实验得出的结论不可靠，理由是______。
ABC
A.没有进行多次重复实验
B.没有换用其他液体进行实验
C.没有进行物体部分浸入水中时的实验
解析：为了得到普遍结论，应换用不同液体进行实验，并进行物体
部分浸入水中时的实验。多测几组数据进行分析，从而得出结论，
故A、B、C都正确。
解析：实验中，要利用称重法测浮力，需要用弹簧测力计测量铁块
的重力，故表格中缺少“铁块的重力/ ”。（单位勿丢）
. .
3.阿基米德原理
内容 浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体
排开的液体受到的重力
公式 ________________________________________________________________________
不仅液体会产生浮力，气体也会产生浮力。阿基米德原理
同样适用于气体浮力的计算，即 。
典例5 如图所示，甲、乙、丙、丁四个小球的
体积相等，受到的浮力最小的小球是( )
A
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析：由题图可知，酒精中甲漂浮、乙悬浮，
水中丙悬浮、丁沉底，，因 ，
所以由可知， ，则受到的
浮力最小的小球是甲。
4.浮力产生的原因
我们以浸没在液体中的长方体为研究对象探究浮力产生的原因。浸没
在液体中的长方体的六个面分别受到液体对其的压力，如下表所示。
位置 深度 压强 压力 图示
前、后 两个面 相等 相等 、 是一对 平衡力，合力为零 ___________________
左、右 两个面 相等 相等 、 是一对 平衡力，合力为零 上、下 两个面 上表面深 度小于下 表面深度 上表面所受压 强小于下表面 所受压强 ， 总结：浮力是因液体（或气体）对物体上、下表面压力不同而产生
的。 接触面间无液体浸润
特别提醒
不是所有浸在液体中的物体都受浮力作用
若浸入液体中的物体下表面和容器底部紧密接触（接触面间无液体
浸润），则液体对物体向上的压力为0，物体将不受浮力的作
用。如图所示，和容器底紧密接触的蜡块、沉入河底的桥墩，都不
受浮力的作用。
教材第174页
弹簧测力计的示数逐渐变小，最后为0。因为浸在液体里的物体，
受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力，所以随着塑料袋缓慢
浸没在水中，塑料袋受到的浮力逐渐增大，因此弹簧测力计的示数
逐渐减小，直至浮力与重力相等时，弹簧测力计的示数为0。
1.物体常见的浮沉现象（如图所示）
上浮和下沉都是不稳定的状态，上浮的物体最终会浮出液面，而处
于漂浮状态；悬浮的物体可以静止在液体中的任何位置；下沉的物
体最终则会沉到底部处于静止状态。
2.物体的浮沉条件
（1）物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的大小关系
状态 物体浸没在液体中 物体部分浸在液体中
上浮 悬浮 下沉 漂浮
条件
示意图 _______________________ ________________________ ________________________ _______________________
（2）密度与物体的浮沉（含教材第177页思考与讨论答案）
对于浸没在液体中密度均匀的实心物体，判断其在液体中的浮沉情
况时，可将比较其所受浮力与重力的大小关系转化为比较其密度与
液体密度的大小关系。具体如下：
用物质密度的关系去判断物体的浮沉情况适用于物体是
实心的情形。
3.对物体浮沉条件的理解
物体在液体中的浮沉不取决于受到浮力的大小，而是取决于物体
所受的浮力和重力的大小关系。
（1）当时，物体在液体中向上运动——上浮。随着物体不
断上升，物体将有一部分露出液面，物体所受的浮力也随之减小，
一直减小到时，物体就不再上浮并处于漂浮状态。由此可
知，物体上浮是由不平衡状态演变为平衡状态的过程。
（2）当 时，物体在液体中向下运动——下沉，直至容器底
部对物体产生一定的支持力，这时物体在重力、浮力、支持力的作
用下处于平衡状态，下沉运动结束。由此可知，物体下沉是由不平
衡状态演变为平衡状态的过程。
归纳总结
实心物体的浮沉条件分析汇总
浮沉 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
图示 ________________________ ____________________ ____________________ ____________________ ________________________
浮沉 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
条件
密度 关系
体积 关系 （露出水 面前）
浮沉 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
运动 状态 受非平衡力作用，处 于动态（运动状态不 断改变） 可停留在 液体的任 何深度处 “上浮”过 程的最终 状态 “下沉”过
程的最终
状态
受平衡力作用，处于静止状态 辨析比较
悬浮与漂浮的异同
悬浮 漂浮
不同点 在液体中的位置 静止在液体内部任何位置 静止在液面
体积关系
密度关系
相同点 典例6 一个苹果的质量为，体积为 ，用手将其
浸没在水中时，苹果受到的浮力为____ ，松手后苹果将______
（选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），当苹果保持静止后受到的浮力为
____ 。将苹果露出水面的部分削去，水面以下的部分会______
（选填“上浮”“下沉”或“悬浮”）。取
1.8
上浮
1.4
上浮
解析：浸没时，苹果所受的浮力
；
苹果的重力 ；因为
，所以松手后苹果将上浮，最终漂浮在水面上，此时浮力
等于重力，即浮力为 。将苹果露出水面的部分削去后，由
可得，苹果受到的浮力不变，但此时苹果的重力减
小，即浮力大于重力，因此水面以下的部分会上浮。
典例7 如图所示是、 两种物质组成
的物体的质量与体积的关系图像，分
别用、 两种物质制成体积相等的甲、
乙两实心物体，并浸没在水中，则松
手稳定后( )
A
A.乙漂浮，乙受到的浮力小 B.甲漂浮，甲受到的浮力大
C.乙沉底，甲受到的浮力大 D.甲沉底，乙受到的浮力大
解析：由题图可知，甲的密度
，乙的密度
。体积相等的甲、
乙两实心物体浸没在水中，因为 ，所以甲、乙两实心
物体在水中稳定后甲沉底、乙漂浮，所以 、
，因为，所以 。根据
可知， 。故选A。
1.增大和减小浮力的方法
由阿基米德原理可知，浸在液体中的物体受
到的浮力大小由液体密度和排开的液体的体积决定，故可以从改变
液体密度和改变排开的液体的体积两方面改变浮力。
2.浮力的应用实例
应用 原理 特点 应用解读 轮船 采用空心的 办法，增大 排开水的体 积，增大轮 船受到的浮 力 ____________________ 轮船航行时处于漂浮状 态，只要轮船的重力不 变，无论轮船是在海里还 是在河里， 浮沉 状态 始终漂浮
应用 原理 特点 应用解读 轮船 采用空心的 办法，增大 排开水的体 积，增大轮 船受到的浮 力 它受到的浮力都不变，只 是海水、河水密度不同， 轮船的吃水线不同 （因为海水密度较大，根 据阿基米德原理 可知，轮船 在海里航行时浸在水下的 体积较小） 满足 条件 物体的漂浮
条件：
排水 量 满载时排开
水的质量：
应用 原理 特点 应用解读 轮船 采用空心的 办法，增大 排开水的体 积，增大轮 船受到的浮 力 它受到的浮力都不变，只 是海水、河水密度不同， 轮船的吃水线不同 （因为海水密度较大，根 据阿基米德原理 可知，轮船 在海里航行时浸在水下的 体积较小） 载货 量 满载时货物
的质量：
应用 原理 特点 应用解读 潜艇 靠改变自身 重力，实现 上浮和下潜 ____________________ 浸没在水中的潜艇排开的 水的体积是始终不变的， 所以潜艇所受的浮力始终 不变。若要下潜，可充 水，使 ；若要上 浮，可排水，使 。 上浮 通过排水使
变小，
满
足上浮条件
应用 原理 特点 应用解读 潜艇 靠改变自身 重力，实现 上浮和下潜 ______________________ 在潜艇浮出水面 的过程中，因为排开水的 体积逐渐减小，所以浮力 逐渐减小 下潜 通过充水使
变大，
满
足下沉条件
应用 原理 特点 应用解读 气球 和飞 艇 气球和飞 艇靠充 入、排出 密度较小 的气体来 实现升降 _________________________________ , ，当 时， 气球（飞艇）可升上天空，若要 使气球（飞艇）降回地面，可以 放出一部分气体，使排开空气的 体积减小，浮力减小； 上 浮 充入密度
小的气
体，
应用 原理 特点 应用解读 气球 和飞 艇 气球和飞 艇靠充 入、排出 密度较小 的气体来 实现升降 对于热气球，加热时内部空气膨 胀，一部分空气排出，球内空气 密度变小，使浮力大于重力而上 升；停止加热，进入冷空气，使 重力大于浮力而落地 下 降 排出密度
小的气
体，
应用 原理 特点 应用解读
密度 计 二力平衡原理 和阿基米德原 理。密度计在 任何液体中都 处于漂浮状 态，所受的浮 力等于其重力 _______ 密度计的上部标有刻 度，形状特殊的玻璃 管下部的玻璃泡内封 装着金属颗粒， 可直接测量液体的密
度，密度计上的数值
表示待测液体的密度
是水密度的倍数，如
“1.6”表示该液体密度
是
应用 原理 特点 应用解读
密度 计 二力平衡原理 和阿基米德原 理。密度计在 任何液体中都 处于漂浮状 态，所受的浮 力等于其重力 使密度计能够直立在 液体中。 根据阿基米德原理 可知， 越大， 越小，密度计露 出液面的体积越大。 可直接测量液体的密
度，密度计上的数值
表示待测液体的密度
是水密度的倍数，如
“1.6”表示该液体密度
是
应用 原理 特点 应用解读
密度 计 二力平衡原理 和阿基米德原 理。密度计在 任何液体中都 处于漂浮状 态，所受的浮 力等于其重力 所以，密度计上的刻 度数值是上面小，下 面大，且刻度之间的 间隔是不均匀的，上 疏下密 可直接测量液体的密
度，密度计上的数值
表示待测液体的密度
是水密度的倍数，如
“1.6”表示该液体密度
是
教材第179页
一艘轮船从江河驶入大海后，始终处于漂浮状态，故 ，因
为轮船所受的重力不变，所以它受到的浮力没有变化。但由于海水
的密度大于江河中水的密度，所以轮船从江河驶入大海后，排开水
的体积减小。
教材第179页
模拟潜艇的浮沉原理
2.将针筒的活塞向内推，使玻璃球内的水从底部小孔压出，此时玻
璃球内的水量减少，玻璃球（含玻璃球内的水）受到的重力变小，
重力小于浮力，玻璃球将上浮。
3.将针筒的活塞向外拉，使水从底部小孔进入玻璃球内，此时玻璃
球内的水量增多，玻璃球（含玻璃球内的水）受到的重力变大，重
力大于浮力，玻璃球将下沉。
（玻璃球排开水的体积不变，所以玻璃球所受水的浮力始终不变）
典例8 下列关于生产和生活中物体浮沉条件
的应用的说法错误的是( )
D
A.图甲：潜艇通过改变自身所受的重力实现上浮和下潜
B.图乙：孔明灯通过加热灯罩内空气，利用热空气密度较小实现升空
C.图丙：鱼类通过改变鱼鳔的大小，从而改变所受浮力的大小实现
上浮和下潜
D.图丁：密度计通过比较在不同液体中所受浮力的大小比较液体的
密度
解析：密度计使用时漂浮在待测液体中，所受的浮力始终等于重力。
比较不同液体密度大小的原理是在浮力不变时，液体的密度越大，
密度计排开液体的体积越小。

展开更多......

收起↑