资源简介

(共36张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：9.2 探究：浮力大小与哪些因素有关
副标题：科学探究浮力的影响因素
学科：物理
适用年级：八年级
教材版本：人教版
幻灯片 2：学习目标
能根据生活现象提出关于浮力大小影响因素的猜想。
学会用控制变量法设计实验，探究浮力大小与各猜想因素的关系。
通过实验操作和数据分析，得出浮力大小与液体密度、排开液体体积的关系。
培养科学探究的基本能力，包括提出问题、设计实验、分析现象和归纳结论。
幻灯片 3：引入 - 提出问题
回顾旧知：上节课我们认识了浮力，知道浸在液体中的物体都会受到浮力的作用。浮力有大有小，那么浮力的大小究竟与哪些因素有关呢？
生活现象启发：
铁块在水中会下沉，而轮船（由钢铁制成）却能漂浮在水面上。
人在水中下沉，在死海中却能轻松漂浮。
将皮球按入水中越深，感觉所用的力越大。
提出问题：浮力的大小可能与哪些因素有关？
幻灯片 4：猜想与假设
基于现象的猜想：
可能与物体排开液体的体积有关（轮船 “空心” 增大排开体积，浮力增大）。
可能与液体的密度有关（死海海水密度大，人受到的浮力大）。
可能与物体浸没在液体中的深度有关（按皮球越深，用力越大，感觉浮力变大）。
可能与物体的重力、体积、形状有关（不同物体在水中受到的浮力可能不同）。
明确探究方向：本节课重点探究浮力大小与排开液体体积、液体密度、浸没深度的关系。
幻灯片 5：实验器材准备
主要器材：
弹簧测力计（量程合适，精度 0.1N）。
溢水杯（或大烧杯）、小烧杯、量筒（量程 100mL）。
不同体积的正方体铁块（或同体积不同形状的物体）。
液体（水、盐水、酒精）。
细线、记号笔、抹布。
器材作用说明：
弹簧测力计：测量物体重力和浸在液体中时的拉力。
溢水杯：测量物体排开液体的体积（通过溢出水的体积）。
不同液体：改变液体密度变量。
幻灯片 6：实验原理与方法
实验原理：利用称重法测浮力，即\(F_浮 = G - F_示\)，通过比较浮力大小判断影响因素。
实验方法：控制变量法。
探究与某一因素的关系时，保持其他因素不变，只改变该因素，观察浮力的变化。
实验思路：
控制液体密度和深度不变，改变排开液体体积，测浮力变化。
控制排开液体体积和深度不变，改变液体密度，测浮力变化。
控制液体密度和排开体积不变，改变浸没深度，测浮力变化。
幻灯片 7：实验探究 1 - 浮力与排开液体体积的关系
实验目的：探究浮力大小与物体排开液体体积的关系。
实验步骤：
用细线系住铁块，用弹簧测力计测出其在空气中的重力\(G\)，记录数据。
将溢水杯装满水，在溢水杯口下方放置小烧杯。
将铁块部分浸入水中（标记此时的浸入体积\(V_1\)），读出弹簧测力计示数\(F_示_1\)，收集溢出水倒入量筒，测排开体积\(V_排_1\)，计算浮力\(F_浮_1 = G - F_示_1\)。
增大铁块浸入体积（未完全浸没，标记\(V_2 > V_1\)），重复步骤 3，记录\(F_示_2\)、\(V_排_2\)，计算\(F_浮_2\)。
使铁块完全浸没（\(V_3 > V_2\)），重复步骤 3，记录\(F_示_3\)、\(V_排_3\)，计算\(F_浮_3\)。
数据记录表格：
实验次数
物体重力\(G/N\)
拉力\(F_示/N\)
浮力\(F_浮/N\)
排开体积\(V_排/cm^3\)
1
2
3
幻灯片 8：实验探究 1 - 现象与结论
实验现象：随着铁块浸入体积增大（\(V_1 < V_2 < V_3\)），排开液体体积增大（\(V_排_1 < V_排_2 < V_排_3\)），弹簧测力计示数减小（\(F_示_1 > F_示_2 > F_示_3\)），浮力增大（\(F_浮_1 < F_浮_2 < F_浮_3\)）。
实验结论：在液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。
幻灯片 9：实验探究 2 - 浮力与液体密度的关系
实验目的：探究浮力大小与液体密度的关系。
实验步骤：
用弹簧测力计测出铁块重力\(G\)，记录数据。
将铁块完全浸没在水中，读出拉力\(F_示_水\)，计算浮力\(F_浮_水 = G - F_示_水\)。
换用盐水（密度大于水），将铁块完全浸没在盐水中（保持排开体积和深度与水中相同），读出拉力\(F_示_盐\)，计算浮力\(F_浮_盐 = G - F_示_盐\)。
换用酒精（密度小于水），重复步骤 3，计算浮力\(F_浮_酒 = G - F_示_酒\)。
数据记录表格：
液体种类
物体重力\(G/N\)
拉力\(F_示/N\)
浮力\(F_浮/N\)
液体密度\(\rho/(kg·m^{-3})\)
水
\(1.0×10^3\)
盐水
约\(1.1×10^3\)
酒精
\(0.8×10^3\)
幻灯片 10：实验探究 2 - 现象与结论
实验现象：在排开体积相同的情况下，盐水密度最大，浮力最大（\(F_浮_盐 > F_浮_水\)）；酒精密度最小，浮力最小（\(F_浮_酒 < F_浮_水\)）。
实验结论：在物体排开液体体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
幻灯片 11：实验探究 3 - 浮力与浸没深度的关系
实验目的：探究浮力大小与物体浸没深度的关系。
实验步骤：
用弹簧测力计测出铁块重力\(G\)，记录数据。
将铁块完全浸没在水中较浅深度处，读出拉力\(F_示_1\)，计算浮力\(F_浮_1 = G - F_示_1\)。
保持铁块完全浸没，将其下放到较深深度处，读出拉力\(F_示_2\)，计算浮力\(F_浮_2\)。
继续下放到更深深度处，重复步骤 3，计算浮力\(F_浮_3\)。
数据记录表格：
实验次数
物体重力\(G/N\)
浸没深度
拉力\(F_示/N\)
浮力\(F_浮/N\)
1
浅
2
中
3
深
幻灯片 12：实验探究 3 - 现象与结论
实验现象：铁块完全浸没后，在不同深度处，弹簧测力计示数几乎不变（\(F_示_1 ≈ F_示_2 ≈ F_示_3\)），浮力大小基本相等（\(F_浮_1 ≈ F_浮_2 ≈ F_浮_3\)）。
实验结论：当物体完全浸没在液体中时，浮力大小与浸没的深度无关。
幻灯片 13：拓展探究 - 浮力与物体形状的关系
实验设计：取同体积的橡皮泥，分别捏成正方体和球体，完全浸没在水中，用称重法测浮力。
实验现象：两种形状的橡皮泥受到的浮力大小相等。
实验结论：浮力大小与物体的形状无关（在排开体积相同的情况下）。
幻灯片 14：实验误差分析
误差来源：
弹簧测力计读数时视线未与刻度线垂直，导致读数偏差。
溢水杯未装满水，排开液体体积测量偏小。
物体浸入液体时带气泡，导致排开体积测量偏大。
减小误差的方法：
读数时保持视线与弹簧测力计刻度线水平。
实验前确保溢水杯中的水与溢水口相平。
将物体缓慢浸入液体，避免带入气泡。
幻灯片 15：实验结论总结
最终结论：
浮力大小与物体排开液体的体积有关：液体密度一定时，排开体积越大，浮力越大。
浮力大小与液体的密度有关：排开体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
浮力大小与物体完全浸没后的深度无关。
浮力大小与物体的形状无关（排开体积相同时）。
结论延伸：这些结论为阿基米德原理的学习奠定了基础，后续将通过定量实验推导浮力与排开液体重力的关系。
幻灯片 16：课堂小练习
题目 1：在探究浮力与排开体积的关系实验中，应保持______不变，改变______，观察浮力变化。
答案：液体密度；物体排开液体的体积。
题目 2：将同一物体完全浸没在水和酒精中，在______中受到的浮力更大，因为______。
答案：水；水的密度大于酒精的密度，排开体积相同，密度大的液体浮力大。
题目 3：某同学认为 “物体浸没越深，浮力越大”，你认为是否正确？请说明理由。
答案：不正确。实验表明，物体完全浸没后，浮力大小与深度无关，因为排开液体体积和液体密度都未改变。
幻灯片 17：课后作业
完成实验报告，包括实验目的、步骤、数据记录、现象分析和结论。
设计一个实验，探究浮力大小与物体重力是否有关（提示：用重力不同但体积相同的物体）。
思考：为什么铁块在水中下沉，而用相同铁块制成的小船能漂浮？结合本节课结论分析。
2024沪科版物理八年级全册
9.2探究：浮力大小与哪些因素有关
第九章 浮力
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
通过实验探究知道影响浮力大小的因素。（重、难点）
01
把空饮料罐用手按入水桶中，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？
分析一下，浮力大小和什么因素有关？
观察与思考
实验猜想：
猜想1：浮力可能与液体的密度有关
猜想2：浮力可能与物体排开液体的体积有关
猜想3：浮力可能与物体浸没的深度有关
其他猜想：…… …… …… ……
探究：浮力大小与哪些因素有关
探究：浮力大小与哪些因素有关
探究浮力大小与哪些因素有关
实验方法：控制变量法
实验仪器：烧杯、弹簧测力计、金属块、小石块
实验设计：用弹簧测力计测量物体所受重力，将悬挂在弹簧测力计下的物体浸入液体中，测出物体所受的拉力
猜想1：浮力的大小可能与液体密度有关
水
死海
猜想2：浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关
猜想3：浮力的大小可能与物体浸没深度有关
实验目的
1.探究浮力大小与哪些因素有关。
2.学习制订实验步骤进行实验。
实验器材
铁架台、弹簧测力计、金属块、小石块、烧杯、细绳、水、盐水。
安全
警示
轻拿轻放弹簧测力计、金属块、烧杯等，以免伤人或损坏。注意地面水渍，以免滑倒受伤。
实验设计
用弹簧测力计测量物体(金属块或小石块)所受重力，将悬挂在弹簧测力计下的物体浸入液体中，测出物体所受的拉力，物体所受浮力等于重力与拉力的差值，即F浮=G-F拉。
实验方法
控制变量法
实验步骤
（1）探究浮力大小与排开液体的体积的关系
①将圆柱金属体悬挂在弹簧测力计下，测出其重力G金属；
②将悬挂在弹簧测力计下的金属块部分浸入水中，读出示数；
③增大金属块浸入水中的体积，再次读出弹簧测力计的示数。
数据分析
物体重力 排开体积 测力计示数 物体浮力
1.85N 1/3 1.6N 0.25N
2/3 1.35N 0.5N
3/3 1.1N 0.75N
浮力大小与物体排开液体的体积有关。
物体重力不变，拉力减小
浮力变大
物体浸入液体体积增大而密度不变
实验步骤
（2）探究浮力大小与浸没深度的关系
①将小石块悬挂在弹簧测力计下，测出其重力G石；
②将悬挂在弹簧测力计下的小石块浸没在水中，读出示数；
③增大小石块浸没的深度，再次读出弹簧测力计的示数。
注意：小石块不要触及杯底或杯壁
数据分析
物体重力 浸没深度 测力计示数 物体浮力
1.85N 2cm 1.1N 0.75N
4cm 1.1N 0.75N
6cm 1.1N 0.75N
浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
物体重力不变，拉力不变
浮力不变
物体浸没液体深度增大而其他因素不变
实验步骤
（3）探究浮力大小与液体密度的关系
①将小石块悬挂在弹簧测力计下，测出其重力G石；
②将悬挂在弹簧测力计下的小石块浸没在水中，读出示数；
③将小石块浸没在盐水中相同的深度处，读出弹簧测力计的示数。
数据分析
物体重力 液体密度 测力计示数 物体浮力
1.85N 纯净水 1.1N 0.75N
淡盐水 1N 0.85N
浓盐水 0.9N 0.95N
浮力大小与液体的密度有关。
物体重力不变，拉力变小
浮力变大
液体密度增大而其他因素不变
实验结论
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
反思交流
浮力的大小与物体的形状是否有关呢？设计实验进行探究，并形成结论。
实验：将同一块橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体,然后将其浸没在水中，测出其所受的浮力。
结论：浮力的大小与物体的形状无关。
例 如图所示是探究同一物体所受浮力大小与哪些因素有关的实验过程。
（1）________（填实验代号）两次实验证明：物体所受浮力的大小随物体浸在液体中的体积的变化而变化。
甲、乙
（2）进行乙、丙两次实验是为了探究物体所受浮力大小与__________的关系。
（3）由丙、丁两次实验可知：浸没在同种液体中的物体，所受浮力大小与_______________无关。
液体密度
物体浸没的深度
用力传感器探究影响浮力大小的因素
如图所示，用力传感器代替弹簧测力计悬挂物体，调节升降台的高度，让物体逐渐浸入水中，观察物体浸没前和浸没后浮力的变化，可以探究浮力大小与排开液体体积的关系；将水换成盐水，重复上述操作，可探究浮力大小与液体密度的关系。
探究影响浮力大小的因素
1.某小组在做“探究影响浮力大小的因素”的实验。
【实验思路】同学们猜想物体受到的浮力可能与液体的密度、
物体浸在液体中的体积、深度等因素有关。实验时要注意控
制变量。
【实验过程】实验步骤及弹簧测力计示数记录如图。
(1)分析数据可知，金属块浸没在水中时受到的浮力大小是
___；金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是_____ 。
2
(2)分析实验步骤、、 可知，在同种液体中，物体所受浮
力大小与物体浸没在液体中的深度______(填“有关”或“无
关”)。
无关
(3)分析实验步骤____________________(填序号)可知，在同
种液体中，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。
、、(或、、)
(4)分析实验步骤、、 可知，在物体排开液体的体积一定
时，液体密度越大，物体受到的浮力______。
越大
2.如图所示，在探究浮力大小的影响因素实验中，从铜块的
底面接触水面开始，到铜块浸没，直至浸没到更深的位置
(始终未接触容器底)，图中能表示此过程铜块所受浮力 与
浸入水中深度 关系的图像是____。
丙
2星题 情境应用
3.将三个体积相同的小球放在水中静止后如图，___(填序号)
球所受浮力最小。
(第4题)
4.如图所示，体积相等的实心铜球和铁球分
别浸没在水和煤油中，两球所受浮力的大
小关系是 ( )
A
A. B. C. D.无法确定
(第5题)
5.在探究“影响浮力大小的因素”中，同学们对
浮力大小与物体的形状是否有关进行了探究。
(1)本实验应在控制液体密度和______________
__相同时探究浮力与物体形状的关系。
排开液体的体积
(第5题)
(2)实验时用细线拴好铅皮(可随意改变形
状)后挂在弹簧测力计下，将铅皮没入液体
中，读出此时弹簧测力计的示数 。将
______________后再次将其没入液体中，
读出此时弹簧测力计的示数，如果、
______，说明物体所受浮力与物体的形状
铅皮形状改变
不同
有关，反之则无关。(铅皮两次排开液体的体积相同)
(第5题)
(3) 这个实验中，小莉认为只要铅皮
两次浸入液体的体积相等，比如都没入三分之
一或二分之一，就可以进行比较；而小明认为
最好两次都浸没。从实际操作来看，你认为
______的做法容易实现，原因是____________
_________________________________________
_______________________。
小明
当铅皮的形状不规则时，难以控制铅皮每次浸入液体中的体积(即排开液体的体积)
(第5题)
(4)实验现象如图所示，说明浮力的大小与
物体的形状______；这个实验现象还说明
浮力的大小与物体浸没在液体中的深度
______。
无关
无关
物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大
影响浮力大小的因素
液体的密度
物体排开液体的体积
谢谢观看！

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