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物理 北师大版（2024）
八年级下册
第八章　压强和浮力
第六节 浮力
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传说大约两千年前,罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷,攻到死海岸边,下令处决俘虏来的奴隶。奴隶们被扔入死海,并没有沉到水里淹死,却被波浪送回岸边。狄杜勃然大怒,再次下令将奴隶们扔到海里,但是奴隶们依旧安然无恙。狄杜大惊失色,认为奴隶们受到神灵保佑,屡淹不死,只好下令将他们全部释放。
这是为什么呢 什么是浮力
任务一：认识浮力
1.什么是浮力 它有方向吗
演示实验:用手将一个乒乓球压入装有适量水的水槽中,然后放手。
实验现象:乒乓球从水中浮起。
问题:浮在水面上的乒乓球受几个力的作用 施力物体是谁 浮力的方向是如何的呢
讲解:浸在液体中的物体受到液体对他向上托的力,这个力叫作浮力。
任务一：认识浮力
2.下沉的物体也受到浮力的作用吗
演示:木块漂浮在水面上,而将石块放入水中,石块下沉。
问题:浮在水面上的物体受到浮力,浸没在水中的石块受到浮力的作用吗 怎样来验证你的想法
任务一：认识浮力
依据图示演示进行实验,把实验数据记录在下表中。
任务一：认识浮力
问题:物块受到几个力的作用 各力的方向如何 这几个力的关系如何 两次弹簧测力计的读数之差说明了什么
分析:石块在水中静止不动说明石块受力平衡,可知石块在水中所受的重力等于石块受到的拉力大小和石块在水中受到的浮力大小之和。
由上面的分析可知,浮力大小=石块重力-石块在水中时弹簧测力计的读数。物理学中把这种测浮力大小的方法,叫作“称重法”。
任务一：认识浮力
结论:
(1)一切浸在液体中的物体都会受到液体对它向上的浮力。浮力的大小可以用称重法得到,用公式表示为F浮 =G-F弹。
(2)在液体中,无论物体上浮还是下沉,形状规则还是不规则,运动还是静止,浸在哪种液体中都会受到浮力的作用。
任务一：认识浮力
3.浮力产生的原因。
问题:为什么浸在液体中的物体会受到浮力的作用
提示:物体上、下表面受到压力的施力物体是什么 方向如何 压力差的作用效果体现在哪里 方向又是如何呢
任务一：认识浮力
通过如图所示的演示实验,理解为什么可以忽略对物体在水平方向的压力而只需要分析物体上下表面的压力。
任务一：认识浮力
物体在竖直方向上受到液体竖直向上的压力差就是浮力。
F浮 =F合 =F向上 -F向下
任务一：认识浮力
结论:浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,这就是浮力产生的原因。
说明:浮力是合力,等于物体上、下表面受到的液体的压力差。
(1)如果物体只有一部分浸入液体,液体只对其下表面产生压力,这个压力即为浮力。
(2)如果物体的下表面与容器底部紧密结合,没有液体进入其间,那么物体就不受液体向上的压力,因此不受浮力。
任务二：探究影响浮力大小的因素
游戏:造“船”比赛。
分组用大小相同的橡皮泥制作小船,用小螺母作为货物,看一看,哪个小组制作的小船载的货物多
问题:浮力的大小可能跟什么因素有关
猜想:浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度、物体的形状、物体的密度、物体的体积、物体的质量、物体浸入液体中的体积、液体的密度等因素有关。
任务二：探究影响浮力大小的因素
实验探究1:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测量出物体A的重力G。
(2)如图乙所示,将物体A的部分浸入在水中,读出弹簧测力计的示数。
(3)如图丙所示,将物体A全部浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
(4)比较两次弹簧测力计示数的变化情况。
实验结论:物体浸入液体中的体积越大,物体受到的浮力越大。
任务二：探究影响浮力大小的因素
实验探究2:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测量出物体A的重力G。
(2)如图丙所示,将物体A全部浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
(3)如图丁所示,改变物体A在水中的深度,读出弹簧测力计的示数。
(4)比较弹簧测力计示数的变化情况。
实验结论:物体浸没在液体中时,物体受到的浮力不随物体浸没深度的变化而变化。
任务二：探究影响浮力大小的因素
实验探究3:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测量出物体A的重力G。
(2)如图丁、戊所示,将物体A分别浸没在水和盐水中,读出弹簧测力计的示数。
(3)比较两次弹簧测力计示数的变化情况。
实验结论:物体受到的浮力与液体的密度有关,液体的密度越大,物体在液体中受到的浮力越大。
任务二：探究影响浮力大小的因素
总结:
浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体浸入在液体中的体积有关,物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
任务三：阿基米德原理
易拉罐浮在水面上,用什么办法能让它浸没在水中呢
方法1:用手把空易拉罐向下慢慢压入水桶中,如图所示。
任务三：阿基米德原理
问题:
(1)你的手有什么感觉
(2)易拉罐受到的重力变化了吗 受到的浮力变化了吗
(3)水面的高度有什么变化
(4)这些现象都说明了什么问题
通过实验发现将易拉罐压入水桶的过程中,易拉罐所受的浮力越来越大,排开的水越来越多。说明浮力的大小和排开液体的多少有关系。
任务三：阿基米德原理
方法2:将易拉罐踩扁后放入水中,发现它沉入水底。
问题:
(1)易拉罐为什么会沉在水底 它受到的重力变化了吗 受到的浮力变化了吗
(2)易拉罐踩扁后放入水中,什么变了
(3)这些现象都说明了什么问题
易拉罐的重力没有变,之所以会下沉,是因为它受到的浮力减小了。易拉罐踩扁后放入水中,它排开水的体积就变小了。说明浮力的大小跟易拉罐排开水的体积有关,排开水的体积越小,易拉罐受到的浮力越小。
任务三：阿基米德原理
方法3:将易拉罐灌满水后,放入水中后也下沉。
问题:易拉罐灌满水后受到的重力变了吗 受到的浮力变了吗
易拉罐灌满水后,受到的重力变大了,受到的浮力怎么变化不清楚。
任务三：阿基米德原理
问题:物体受到的浮力大小和它排开液体体积的多少是否存在某种定量的关系呢
提示:物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,它受到的浮力就越大。如果我们用“物体排开液体的体积”取代“物体浸入在液体中的体积”来陈述这个结论,可以得到,物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,它所受的浮力就越大。
任务三：阿基米德原理
问题:液体的密度、排开液体的体积和物体排开液体的质量有什么联系呢 排开液体所受的重力和物体排开液体的质量有什么联系呢
提示:m排 =ρ液V排 ,m排g=G排。
任务三：阿基米德原理
问题:浮力的大小会不会和物体排开液体所受的重力有一定的关系呢
提示:物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,它所受的浮力就越大;物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,物体排开液体所受的重力越大。
结论:物体受到的浮力与它排开的液体受到的重力之间存在着定量关系。
任务三：阿基米德原理
实验探究:物体在液体中所受的浮力大小与它排开液体的重力之间的关系。
提示:弹簧测力计、水、溢水杯、金属圆柱体、细线、小桶。
思考问题:
(1)如何测出石块排开的水所受的重力呢
(2)溢水杯中的水应为多少
(3)先测空桶的重力,还是先测桶和物体排开水的总重力呢
任务三：阿基米德原理
实验步骤:
(1)如图甲、乙所示,测出小桶所受的重力G桶和石块所受的重力G物。
任务三：阿基米德原理
(2)如图丙所示,将溢水杯中注满水,把石块慢慢地浸入溢水杯中,让排出的水全部流入小桶中,待弹簧测力计的示数稳定后,读出此时弹簧测力计的示数F拉。
任务三：阿基米德原理
(3)如图丁所示,用弹簧测力计测出小桶和水的总重力G总,则排开水的重力G排 =G总-G桶。
任务三：阿基米德原理
(4)根据F浮=G物-F拉 ,算出浮力,与G排比较大小。
(5)换用不同的被测物体和不同的液体多进行几次实验。
任务三：阿基米德原理
实验数据记录表格
任务三：阿基米德原理
提问:如果物体只是部分浸入液体中,那么,它所受的浮力是否还等于它排开液体的重力呢
提示:可以用漂浮在水中的木块做实验来验证一下。
提示:和物体浸没时不一样的地方是,物体漂浮时,F浮=G物,不需要再用称重法来测量浮力。
任务三：阿基米德原理
实验步骤:如图所示。
结论:物体未全部浸没于液体中时,也有F浮=G排。
任务三：阿基米德原理
分析与讨论:
通过比较F浮和G排,得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力(F浮),浮力(F浮)的大小等于物体排开的液体所受的重力(G排)。用公式表示为F浮=G排。
上述结论早在两千多年前就已经被发现,称为阿基米德原理。实验证明,这个结论对气体同样适用。例如空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。
核心总结
1.浮力
(1)定义:浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力,这个力叫作浮力。
(2)方向总是竖直向上。
(3)浮力的大小:F浮=G-F弹。
(4)浮力产生的原因:浸在液体中的物体的上、下表面受到的液体对它的压力差。即F浮=F合=F向上-F向下。
核心总结
2.影响浮力大小的因素
浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体浸入在液体中的体积有关,与物体浸没在液体中时所处的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关。物体浸入在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
核心总结
3.阿基米德原理
(1)阿基米德原理: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所受的重力。
(2)用公式表示为F浮=G排=m排g=ρ液gV排。
课堂评价
1.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的瓶子,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了 ( )
C
A.大气存在压强 B.连通器原理
C.浮力产生的原因 D.液体的压强与液体的密度和深度有关
课堂评价
2.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头，则水堵头 ( )
C
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.既没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,但没有受到水的浮力
D.既受到水的压力,也受到水的浮力
课堂评价
3.甲、乙、丙、丁四个形状体积都相同而材料不同的球体,它们在水中静止的情况如图所示,其中所受浮力最小的是 ( )
A
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
课堂评价
4.小芳为了验证阿基米德原理,做了如图所示的实验。已知g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,请回答问题:
(1)比较图甲和图丙中的弹簧测力计的示数可知,水对物块产生的浮力为＿＿＿N。
(2)比较图乙和图丙中量筒的示数可知,物块排开的水重为＿＿＿N。
(3)从这个实验可知,物块在水中受到的浮力＿＿＿(选填“大于”“小于”或“等于”)物块排开的水受到的重力。
1
1
等于
课堂评价
解:
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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