资源简介 / 让教学更有效 高效备课 | 物理学科【学习目标】探究浮力大小与哪些因素有关,经历科学探究的过程,体会控制变量法在实验中的应用。理解阿基米德原理,能运用该原理进行简单的计算和解释相关现象。学会利用阿基米德原理解决实际问题。重点:探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,包括实验设计、操作、数据收集与分析 。难点:从实验数据和现象中归纳总结出阿基米德原理,理解其物理意义 。【自主学习】1.影响浮力大小的因素:浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟物体浸在液体中的 有关;跟液体的 有关。定性关系是什么? ,。 。2.内容:浸在液体中的物体受到 的浮力,浮力的大小等于它 所受到的重力.3.表达式:F浮= .4.变形公式:F浮=G排=m排g=5.适用范围:阿基米德原理对 和 适用。6.如图,无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中,它所受的浮力都等于其排开的 所受到的重力。【合作探究】【提出猜想】生活的经验和已有的知识就是他们猜想的依据,小组同学提出如下猜想①浮力大小可能与 有关。猜想依据是:船运载货物的多少与船的大小有关。②浮力大小可能与物体的密度有关。猜想依据是: 。③浮力大小可能深度有关。猜想依据是: 。④液体对物体产生浮力,浮力大小可能与 有关。【设计并进行实验、收集证据】根据上面的猜想,用如图器材,设计实验。课题一:探究浮力大小与物体浸在液体体积的关系1.用弹簧测力计测出大铁块的 ;2.分别把长方体铁块的 、 和 浸在水中,读出对应弹簧测力计的示数F1、F2、F3,并将数据填入表格;3.比较G-F1、G-F2 G-F3的大小得出结论。课题二:探究浮力大小与液体密度关系1.用弹簧测力计测出大铁块的重力G;2.分别把长方体铁块浸没在 、 和 中,读出对应弹簧测力计的示数F1、F2、F3,并将数据填入表格;3.比较G-F1、G-F2 G-F3的大小得出结论。课题三:探究浮力大小与物体体积、物体密度、物体浸在液体中的深度的关系【分析论证】根据以上实验现象,写出实验结论探究:浮力大小与排开液体重力的关系【设计实验,制定计划】1.溢水杯中装满水,用调节好的弹簧测力计测出 和 并将数据填入记录表;2.用弹簧测力计拉着物体慢慢浸入溢水杯的水中,读出 并填入记录表;3.用弹簧测力计测出 并填入记录表。【设计实验,制定计划】【分析论证】【归纳整理】名师点拨1.计算浮力的四个基本公式(1)示数差法:F浮=(2)平衡法:F浮=(3)压力差法:F浮=(4)阿基米德法:F浮=【例题1】边长为3cm,密度为2×103kg/m3的一个立方体橡皮泥块,浸没在水中,受到的浮力是多少 如果把这块橡皮泥捏成一只小船,浮在水面,则船所受浮力是多少 (取g=10N/kg)【例题2】青岛号导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,此时舰船所受的浮力是 ,当舰船从海洋驶入长江时,吃水深度将 (填“变小”、“变大”或“不变”)2.物体密度与液体密度关系的表达式(1)下沉物体: (2)漂浮物体:推导过程: 推导过程:【例题3】有一泡沫块漂浮在水面上,它有3/4的体积露出水面,则它的密度为 kg/m3。当一质量为0.4 kg的水鸟停在该泡沫块上时,泡沫块刚好完全浸没在水中,则该泡沫块的体积为 m3。【例题4】如图所示,物体浸没在水中时,所受到的浮力为 N;从图乙、图丙可以看出浮力的大小与 有关;由图中数据还可计算出物体的密度为 kg/m3,盐水的密度为 kg/m33.浮沉条件(1)前提条件:物体 在液体中,且只受 和 。(2)请根据示意图完成下空。F浮 G物 F浮 G物 F浮 G物 F浮 G物 F浮 G物m排 m物 m排 m物 m排 m物 m排 m物 m排 m物ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物【例题5】水雷重4400N,体积是500dm3,水雷的质量是 ,其密度是 ,把它浸没在水中,排开水的质量是 ,所受到的浮力是 ,松手后水雷将 ,它静止时受到的浮力大小是 。【例题6】一个重l2 N,体积为800cm3的小球,小球的质量是 ,其密度是 ,把它浸没在水中,排开水的质量是 ,所受到的浮力是 ,松手后小球将 ,它静止时受到的浮力大小是 。4.物体实现浮沉的方法:【例题7】取一枚新鲜鸡蛋,放在清水中,观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐,并轻轻搅拌,观察到鸡蛋 ,如果再加些清水,又会看到鸡蛋 。【例题8】改变所受浮力或改变自身重力,可以改变物体在液体中的沉降,下列描述的方法中与其它三个不同的是( )A.鱼鳔的大小变化能使鱼在水中自由浮沉B.潜水艇通过人工的方法排水、吸水,达到上浮和下沉的目的C.抹香鲸靠加热和冷却脑油来控制沉降D.通过调节盐水的浓度,可以改变鸡蛋的浮沉【课堂练习】1.小刚在恒温游泳池中潜水时发现自己吐出的一个气泡在水中上升的过程中不断变大。关于该气泡在水中上升时的变化情况,下列说法正确的是( )A.密度不变,浮力变小 B.密度变小,浮力变大C.密度和浮力都变小 D.密度和浮力都变大2.如图,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙C.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1D.小烧杯中水的重力G=F1﹣F23.将合金球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的,如图所示,当把细绳剪断后,合金球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的,这时合金球受到池底对它的支持力为3N,若已知合金球和木球体积之比为1∶4,则( )A.合金球所受浮力为3NB.合金球的重力为3NC.合金球的密度为3×103kg/m3D.绳子剪断前后,两物体所受总浮力相差4N4.如图所示,完全相同的两个物体分别放在甲、乙两种不同液体中静止后,甲液体中物体沉底,乙液体中物体悬浮,两容器中液面相平,下列说法正确的是( )A.液体的密度:ρ甲>ρ乙B.物体排开液体的质量:m甲<m乙C.物体受到的浮力:F甲=F乙D.液体对容器底的压强:p甲=p乙5.如图所示,两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,两球最后均沉至杯底。已知甲、乙两球排开液体受到的重力相等,则下列说法正确的是( )A.甲所受浮力更大B.乙所受浮力更大C.不知道液体密度,无法比较浮力大小D.甲所在的容器中的液体密度小于乙所在的容器中的液体密度6.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有足量水的烧杯上方离水面一定高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中,图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像,下列说法正确的是( )。A.圆柱体受到的最大浮力是4NB.圆柱体的密度是2.5×103kg/m3C.当圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强增加为700PaD.当圆柱体刚好浸没时,烧杯对桌面的压力增加了8N【课后巩固】考点1:浮力大小与什么因素有关1.在小桶中装满水,用手把空的饮料罐缓慢地按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按感觉手施加的力越_____,说明饮料罐受到的浮力越 ;同时看到的现象是 。这个实验告诉我们,物体受到的浮力的大小跟 有关。2.在探究“浮力的大小与什么因素有关”这一问题时,班级的“物理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验。请你从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。探究的因素是:选用的图是: (填图中的序号)在方框内设计一个对应的实验数据记录表,并填入你的实验数据。探究的结果是 。3.下列四个情景中,物体所受浮力增大的是( )A.从河岸沙滩走入深水处的游泳者 B.从长江驶入大海的轮船C.海面下正在下沉的潜艇 D.在码头卸载货物的货轮4.艾欣同学将一浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入水中后,继续向下压一段距离共用时t0,此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下图中的( )5.如图所示,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程体积逐渐变大,则气泡所受压强和浮力的变化情况是( )A.压强变小,浮力变小 B.压强变小,浮力变大C.压强变大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变6.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a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N.下列分析正确的是( )A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3NB.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物体密度的关系D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系7.小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确的进行了如图所示的实验操作:实验次数 液体种类 金属块的重力/N 金属块浸入情况 金属块在液体中时测力计的示数/N 金属块所受浮力/N1 —— 2.7 —— —— ——2 水 2.7 部分 2.0 0.73 水 2.7 全部 1.7 1.04 浓盐水 2.7 全部 1.5 ___________(1)根据以上实验,把表中数据填写完整:(2)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越___________;(3)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越___________;(4)结论:浮力的大小与___________和___________有关;(5)用这种实验方法,还可以测量___________的密度;(6)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的F-h图像(图⑤)。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数___________,这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度___________。8.小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示实验。观察并分别比较图中有关数据可知:(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为_________N。(2)分析图A、C、D可得,物体在液体中所受浮力大小与_________有关。(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是________(选填“①”或“②”)。(4)小李在实验中主要用到的科学探究方法是________。考点2:阿基米德原理1.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称时重5N,浸没在水中称时重4.7N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为_________N,它排开的水重为__________N。2.将一空饮料罐压入装满水的烧杯中,其排开的水所受到的重力为4N,则空饮料罐受到的浮力大小为_______N,方向_______。3.如图实验中,如果开始水桶中装满了水,按下饮料罐后水会溢出,越向下按饮料罐,桶中溢出的水也越多,饮料罐受到的 越大。如果溢出了100cm3的水,那么饮料罐所受到的浮力为 N。(g取10N/kg)4.一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示。已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,则长方体上表面所受到液体的压力表达式为 ,长方体下表面所受到液体的压力表达式为 ,浮力表达式为 。(液体密度ρ液和g为已知量)5.下列关于浮力的有关说法中,正确的是( )A.只要液体的密度越大,物体所受的浮力就一定越大B.只要物体的体积越大,物体所受的浮力就一定越大C.阿基米德原理只适合于液体,不适合于气体D.浸入液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状及浸没在液体中的深度无关6.根据下面给出的数据,一定能用阿基米德原理计算出浮力大小的一组数据是( )A.物体体积和液体密度 B.物体体积和物体密度C.液体密度和物体所在处的深度 D.液体的密度和物体所排开液体的体积7.两手分别拿着一小木块和一大石块,把它们都浸没到水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,则它们受到的浮力( )A.因为木块上浮,所以受到的浮力较大B.因为石块下沉,所以受到的浮力较小C.因为木块体积较小,所以受到的浮力较大D.因为石块体积较大,所以受到的浮力较大8.木头、大鱼、石块、小鱼在水中的位置如图所示,分析它们所受的浮力,错误的是( )A.木头受到的浮力等于它自身的重力B.大鱼受到的浮力等于它排开的水重C.石块受到的浮力等于它自身的重力D.小鱼受到的浮力等于水对它的压力差9.将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是( )A.矿泉水瓶受到水对它的浮力 B.排开水的体积越大,受到的浮力越大C.浮力的方向竖直向上 D.浸没后,压入越深,受到的浮力越大10.物块在空气中和浸没在水中时,弹簧测力计示数如图所示。下列判断正确的是( )A.物块受到的浮力是1NB.物块的体积是2×10-4 m3C.物块的密度是3×103 kg∕m3D.物块浸没在水中时,所受浮力随深度增加而增大11.在探究“浮力大小与排开液体的关系”的实验中,艾艾同学的实验操作过程如图所示。(1)测出铁块所受到的重力G铁(2)将水倒入溢水杯中(3)把铁块浸入溢水杯中,读出测力计示数F(4)测出小桶和被排开水的总重G(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材分析评估艾艾的实验,指出存在的问题并改正。12.小明等几位同学设计不同实验探究浮力。(1)他们找了一段较细的红线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部,再向烧杯缓慢注水,直到水将乒乓球浸没,发现红线在竖直方向被拉直,如图甲所示;然后,将大烧杯倾斜,发现红线仍旧在竖直方向被拉直,如图乙所示。根据两次观察到的现象,小明他们认为:乒乓球受到的浮力 (选填序号)。A.大小与乒乓球的体积有关 B.大小与水的密度有关C.方向可能竖直向上也可能斜向上 D.方向竖直向上(2)在弹簧测力计下悬挂一个铝块,弹簧测力计示数是4.0N.然后,将铝块慢慢浸入水中,当铝块部分浸入水中,弹簧测力计示数如图丙所示,弹簧测力计示数是 N;当铝块全部浸没在水中,弹簧测力计示数如图丁所示,此时铝块受到浮力大小是 N。实验结果表明:铝块浸在水中的体积越大,受到浮力越大。13.(2021·黑龙江黑龙江·中考真题)小明在验证“阿基米德原理”实验中:(1)用已调零的弹簧测力计,按照图甲中所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为:F1、F2、F3、F4,由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮=_______,测得铁球排开水所受的重力表达式为G排=_______(用此题中所给字母表示)(2)小明预期要获得的结论是:_______(用此题中所给字母表示);(3)在读数正确的情况下,小明由实验数据发现:铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排,而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是_______(写出一条即可);(4)小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正,进一步思考:如果实验中物体没有完全浸没水中,能否验证“阿基米德原理”,正确的观点是_______(选填“能”或“不能”)验证;(5)他又进行了如下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上,如图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图丙所示,其示数为m2,则m2_______m1,(选填“>”、“=”、“<”)。14.某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是___________;(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为___________kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮_________G排(选填“>”、“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性;(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强___________(选填“逐渐变大”、“一直不变”或“逐渐变小”);(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图___________步骤中可不使用弹簧测力计;(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮___________G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”、“<”或“=”)15.如图所示是有关浮力的小实验:(1)在薄塑料袋中装满水并扎紧,用弹簧测力计将它提起后静止。由图可知水袋所受重力的大小为_____N;将水袋慢慢浸入水的过程中(不碰容器壁),弹簧测力计的示数会渐渐 ,说明水袋受的浮力渐渐 ;当水袋全部浸没水中时(不碰容器底),弹簧测力计的示数为 N,此时水袋所受浮力的大小为______N。(2)结合实验进行推理,说明阿基米德原理正确性:(3)该实验能否全面说明阿基米德原理?为什么?1.轮船的大小通常用________来表示。排水量就是轮船 时排开水的_______。如果一艘轮船,它的排水量是1×104t,即表示此船满载时,货物质量和船身质量之和是 kg。船在密度为1×103kg/m3的河水中航行,根据物体漂浮的条件(F浮=G物),它满载时排开河水的体积是_______m3,如果在密度为1.03×103kg/m3的海水中,所排开的海水的体积比河水的体积______(选填“变大” 、“不变”或“变小”),如果从河流驶入大海,它将_______一些。(选填“上浮”或“下沉”)2.“辽宁号”航空母舰满载时排水量达67500t,它满载时所受的浮力为 N,当舰载机起飞后,航空母舰所受浮力将 (选填“不变”、“变小”或“变大”)。(g取10N╱kg)3.一长方体铁块按图中所示,从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力F浮的大小与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图像是( )4.把一个物体挂在弹簧测力计下静止时示数为3N,把它浸没在水中时,弹簧测力计示数变为2N。假设物体的质量为m,物体的密度为ρ,浸没在水中时物体的上下表面所受的压力差和压强差分别为△F和△P,则无法求得的是( )A.m B.ρ C.△F D.△P5.假如地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,它所受的重力和吃水深度(吃水深度指水面到船底的深度)与原来相比,下列说法中正确的是( )A.船受到的重力不变.船的吃水深度不变B.船受到的重力减小,船的吃水深度减小C.船受到的重力减小,船的吃水深度不变D.船受到的重力不变,船的吃水深度减小6.如图所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,静止在图示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是( )A.F1> F2 B.F1=F2C.F1<F2 D.无法确定7.底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为500cm3,重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为8cm,如图甲所示,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未滥出),不计绳重及其体积,求:(1)图甲中木块A静止时所受的浮力;(2)图乙中物体B所受的浮力;(3)物体B的密度;8.一质量为600g,密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为40cm2容器的水中,如图所示,求:(1)木块所受的浮力大小是多少?(2)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了多少 9.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有3/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,即没有发生形变(已知水的密度为1.0×103kg/m3,不计弹簧所受的浮力,g取10N/kg)。(1)求此时容器底部受到水的压强;(2)求木块A的密度;(3)先向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没在水中,此时弹簧对木块的作用力为F1,再打开阀门B缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求F1与F2之比。10.乡村振兴建设中,小明家购买一批瓷砖装修新房,他想测量这批瓷转的密度,小明先用弹簧测力计测量一小块瓷砖样品的重力,如图甲所示;接着他把样品浸没在水平桌面上容器内的水中;样品不触底,如图乙所示(不考虑瓷砖吸水)。已知容器底面积为0.01m2,重为5N,盛有20N的水,请帮小明计算:(1)瓷砖样品浸没在水中时受到的浮力;(2)这批瓷砖的密度;(3)瓷砖样品浸没在水中时,容器对水平桌面的压强。/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科21世纪教育网(www.21cnjy.com)【课后评价】这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。【参考答案】【课堂练习】1. B2. D3. C4. B5. D6. B【课后巩固 - 基础练习】考点1:浮力大小与什么因素有关1. 大;大;水溢出越多;物体排开液体的体积2. 示例:探究因素:浮力与液体密度的关系;选用图:②③④;结果:物体排开液体体积相同时,液体密度越大,浮力越大 (答案不唯一,合理即可)3. A4. A5. B6. D7. (1)1.2 (2)大 (3)大 (4)物体排开液体的体积;液体密度 (5)金属块(或被测物体) (6)不变;无关8. (1)0.6 (2)液体密度 (3)② (4)控制变量法考点2:阿基米德原理1. 0.3;0.32. 4;竖直向上3. 浮力;14.5. D6. D7. D8. C9. D10. B11. 问题:步骤(2)未将溢水杯装满水;改正:将水倒入溢水杯中,使水刚好溢出 (其他合理答案也可)12. (1)D (2)3.2;0.813. (1); (2) (3)溢水杯未装满水(或其他合理答案) (4)能 (5)=14. (1)丁甲乙丙 (2) (3)= (4)一直不变 (5)丙 (6)>15. (1)2.2;变小;变大;0;2.2(2)水袋浸没时,弹簧测力计示数为0,说明水袋受到的浮力等于其重力,即,而,所以,验证了阿基米德原理 (表述合理即可)(3)不能;该实验只验证了水这种液体的情况,未验证其他液体 (表述合理即可)【课后巩固 - 能力提升】1. 排水量;满载;;;变小;上浮2. ;变小3. C4. D5. C6. A7. (1)3N (2)8N (3)8. (1)10N (2)250Pa9. (1)2000Pa (2) (3)3:210. (1)1N (2) (3)21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源预览