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第1章 水和水的溶液
浙教版八年级上册
水的浮力
第1章·第3节
船为什么可以浮在水面上？
死海—人不会淹没的海
1.将一个空塑料瓶的瓶盖旋紧，然后把它压入水中，如图所示，你的手有什么感觉
2.将手松开后，观察瓶子运动的情况。
活 动
在水中会上浮的物体受到水向上的浮力（buoyancy）
在水中会下沉的物体是否也受到了水的浮力呢
1. 如图所示，将物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的读数F=_____牛。
2.再将物体浸入水中，弹簧测力计的读数F=________牛。
3. 弹簧测力计的两次测量读数发生的变化说明了什么
弹簧测力计读数的变化
不仅是水，所有液体都会对浸入其中的物体产生一个向上的浮力。
"浸入"包括完全浸没和部分浸入
称重法：先测出物体重力，然后将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到重力，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡：
即F浮=G物－F拉。适用条件：密度大于水，能在水中下沉的物体
从图1-16所示的活动中，你能否得出测量浮力大小的一种方法 这种方法的适用条件是什么
F浮=G物-F
思考与讨论
浮力大小的相关因素
我们可以建立这样的假设∶浮力的大小跟物体排开液体的多少有关，排开的液体越多，受到的浮力越大。你有什么生活经验为这个假设提供支持呢
研究浮力大小与排开水多少的关系
量筒和溢杯
视频：浮力大小的相关因素
阿基米德原理（Archimedes principle），它可表述为∶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∶F浮=G排液=ρ液gV排液
运用阿基米德原理进行计算时，体积的单位必须用米3，密度的单位必须用干克/米3。
不但液体会产生浮力，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。
阿基米德
阿基米德：古希腊数学家、科学家和发明家。
阿基米德在岁时到埃及的文化中心亚历山大城去学习。在那里，阿基米德刻苦学习数学和自然科学，经常连续几天待在博物馆或图书馆中。他是机械理论的创建者，在埃及期间，他发明了提水的螺杆。这种被称为阿基米德杆的吸水工具，至今还在埃及用来灌溉，在荷兰沼泽地区排水。
阿基米德是力学真正的创始人，他把实验和数学方法相结合，作出了许多发明和创造。例如，杠杆原理和浮力原理就是他数学方法得出的重大发现。由此，他被人们答为“力学之父”。
【例题】 在抗洪抢险中，某村民自制了一个总体积0.7米3的竹筏，放入河水中时有1/5体积浸入水中。
（1）此时竹筏受到的浮力有多大
（2）要使水对竹筏产生4500牛的浮力，竹筏应有多大的体积浸入水中
课 堂 练 习
解∶（1）竹筏放在河水中时，排开河水的体积为∶
根据阿基米德原理，可得此时竹筏受到的浮力为
（2）已知F'浮=4500牛，将阿基米德原理表达式
进行变形，可得∶
答∶（1）竹筏放在水中时受到的浮力为1372牛;（2）竹筏应有约0.46米3的体积浸入水中，才能使水对竹筏产生 4500牛的浮力。
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。
例2.有一个氦气球，其体积为2000米3，若空气的密度为1.3千克/米3，则氦气球在空中受到的浮力为多大
解∶
根据阿基米德原理，可得此时气球受到的浮力为
气球放在空气中时，排开空气的体积为2000m3
答：氦气球在空中受到的浮力为25480N
1．如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中，弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N．若盐水的密度为1.2×103kg/m3，则下列结论正确的是（ ）
①物体A的密度为4×103kg/m3②实验乙中，物体A受到的拉力为3N③实验丙中，弹簧测力计的示数比乙中小0．5N④实验丁中，容器底部受到的压力大于0．3NA．只有①②③ B．只有①②④
C．只有①③④ D．只有②③④
巩固练习
B
2．水平桌面上的烧杯内装有一定量的水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出100g的水，则下列判断正确的是(　　)(g=10N/kg)A．小球所受浮力一定等于1N B．小球所受浮力可能等于1NC．小球的质量可能小于100g D．小球的体积一定等于100cm3
B
有些物体受浮力浮在水面
有些物体受浮力却沉在水底
视频：鸡蛋在液体中的沉浮
为什么鸡蛋在含盐量不同的液体中会出现不同的浮沉状态呢
物体在液体中的浮沉状况是由什么条件决定的
浸没在液体中的物体，受到重力和浮力。
当浮力小于重力时，
物体下沉
当浮力大于重力时，
物体上浮
当浮力等于重力时，物体悬浮在液体中
上浮的物体露出液面后，浮力会减小，当浮力等于重力时，物体就漂浮在液面上。
1. 请根据物体浮沉的条件，对图中鸡蛋的浮沉状况作出解释。
2.一个实心的物体浸没在液体中，你能否根据物体密度与液体密度的关系，对物体的浮沉作出判断
实心物体密度大于液体密度，下沉
等于液体密度，悬浮
小于液体密度，漂浮
注意，一定要是“实心物体”。
【例题】一个体积为45分米3、质量为 46.35千克的密封铁箱.不慎掉入海里。它将下沉到海底，还是悬浮在海水中，或是上浮到海面 如果这只铁箱掉在河里，又将如何 （已知海水的密度为1.03×103千克/米3）
解∶铁箱受到的重力G=mg =46.35千克×9.8牛/千克=454.23牛
根据阿基米德原理，当铁箱完全浸没在海水中时受到的浮力为∶
F浮 =p海水gV排水=1.03×103千克/米 ×9.8牛/千克×45×10-3米3 =454.23牛
根据物体浮沉的条件，因为F浮=G，所以铁箱将悬浮在海水中。
如果铁箱是掉在河水中，因为河水的密度比海水小，可见铁箱完全浸没在河水中时受到的浮力要小于454.23牛，即小于铁箱受到的重力，所以铁箱将会下沉到河底.。
你见过煮汤圆或饺子的情景吗 当汤圆或饺子刚放入水中时，会沉入锅底。而当汤圆或饺子煮熟时，则会浮出水面。这是为什么
物体浮沉条件的应用
航天员在水中做模拟太空行走的训练
为了保证航天员在水中处于悬浮状态，应使航天员
自身及所携带的装备受到的浮力与重力相等
密度计
密度计漂浮在液面上。根据液面对应密度计上的刻度可以直接读出被测液体的密度。
一块钢板放在水里会下沉，但为什么用钢板制造的
轮船却能够漂浮在水面上呢
橡皮泥的沉与浮
潜艇是海军的主要舰种之一，它既能在水面航行，又能潜入水下某一深度进行机动作战。你知道潜艇在水中是怎样实现上浮和下沉的吗
1. 如图1-26所示，在玻璃球内装满水，并用橡皮管把它连到针筒上。
2.用针筒将玻璃球内的水抽出，观察玻璃球的运动状况。
3.用针筒把水再次压入玻璃球内，观察玻璃球的运动状况。
潜艇浮沉的模拟实验
活 动
视频：潜艇浮沉的模拟实验
潜艇的两侧有水舱，当水舱充满水时，潜艇受到的重力大于浮力，潜艇就会下沉。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜艇受到的重力小于浮力时，潜艇就会上浮，潜艇受到的重力等于浮力时，潜艇就能够停留在水下某一深度的地方。
潜艇通过改变自身重力实现上浮下沉
热气球和气艇
人类早就幻想着像鸟儿一样在蓝天自由飞翔，正是热气球使人类第一次实现了这一愿望。1783年11月的一天，法国的蒙戈尔费埃兄弟（Montgolfier brothers）用纸和布制造了一个大袋子，用火加热袋里的空气，制成了最早的热气球。由于球内热空气的密度比球外冷空气小，使得热气球受到空气的浮力大于重力，从而能在空气中上升。
1783年12月，法国学者查理（Jacques Alexander César Charles）用密度小于空气的氢气代替热空气。他制造的氢气球能升到2000多米的高空。后来，载人的氢气球能到达 20000米的高空。现在，大多数观测高空气象的气球都是氢气球。
为了克服气球没有动力的缺点，人们制造了气艇，在大气囊下安装了带螺旋桨的发动机。气艇曾被用于军事侦察、轰炸和作为空中交通工具。早期的气艇充的都是易燃的氢气，后来发生了几次氢气爆炸事故，使人们改用了氦气。
1．在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计，将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态，如图所示，若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙，甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则(　　)
A．F甲＜F乙 B．F甲＞F乙C．ρ甲＞ρ乙 D．ρ甲＜ρ乙
C
巩固练习
2．2021年7月13号，“台州号”护卫舰在三亚军港举行退役仪式，台州舰将“定居”大陈岛国防教育主题公园。若“台州号”护卫舰从大海驶入椒江，下列分析正确的是（ ）
A．浮力变小，舰体上浮一些B．浮力变大，舰体下沉一些C．浮力不变，舰体下沉一些D．浮力不变，舰体上浮一些
C
3．选择优良级种子，是农业丰收的基本保证．盐水选种是我国农民常采用的选种方法：将待选的种子放入浓度适当的盐水中后，良种沉入水底，次种则漂浮于水面，很快就能完成选种工作。如图所示，但盐水浓度的把握是关键，如果盐水的浓度太低，则可能（ ）
A．所有种子都漂浮在水面B．所有种子都不受浮力C．只有少量次种漂浮D．良种漂浮，而次种下沉
C
谢谢观看

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