资源简介

(共41张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：认识浮力
副标题：探究浸在液体中的物体所受的力
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
知道浮力的概念，能准确描述浮力的方向和作用点。
理解浮力产生的原因，能解释浸在液体中的物体受到浮力的机理。
通过实验探究影响浮力大小的因素，掌握浮力大小与液体密度、排开液体体积的关系。
理解阿基米德原理的内容，能运用原理进行简单的浮力计算。
能解释生活中的浮力现象，认识浮力在生产和生活中的应用。
幻灯片 3：引入 - 生活中的浮力现象
展示图片：轮船漂浮在水面上、氢气球升空、人在死海中轻松漂浮、潜水艇在水中沉浮。
提问：为什么轮船能承载大量货物却不会下沉？为什么人在死海中不用游泳也能漂浮？这些现象都与一种特殊的力 —— 浮力有关。今天我们就来认识浮力，探究浮力的奥秘。
幻灯片 4：浮力的概念
定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它向上托的力，叫做浮力，用符号 “\(F_浮\)” 表示。
方向：浮力的方向总是竖直向上的，与重力的方向相反。
作用点：浮力的作用点在物体的重心上（可等效认为作用在物体的几何中心）。
施力物体：浮力的施力物体是浸在其中的液体或气体。例如，水中物体受到的浮力施力物体是水，空气中物体受到的浮力施力物体是空气。
展示图片：漂浮的木块受力示意图（标注浮力、重力方向），明确浮力竖直向上的特点。
幻灯片 5：浮力的产生原因
原理分析：浮力是由于液体（或气体）对物体向上和向下的压力差产生的。
当物体浸在液体中时，液体对物体下表面的压力大于上表面的压力，这是因为下表面的深度大于上表面的深度，根据液体压强公式\(p = \rho gh\)，下表面受到的压强大于上表面。
压力差即为浮力：\(F_浮 = F_向上 - F_向下\)。
特殊情况：
物体漂浮在液面时，下表面受到向上的压力，上表面不受液体压力，浮力等于下表面受到的向上的压力。
物体完全浸没在液体中时，上下表面都受到液体压力，浮力是上下表面的压力差。
展示图片：长方体物体浸没在液体中的受力示意图，标注上下表面的压力和压力差。
幻灯片 6：实验探究 - 浮力的存在
实验 1：称重法测浮力
器材：弹簧测力计、石块、烧杯、水。
步骤：
用弹簧测力计测出石块在空气中的重力\(G\)，记录示数。
将石块缓慢浸入水中，观察弹簧测力计示数的变化，记录石块部分浸入和完全浸没时的示数\(F_示\)。
现象：石块浸入水中后，弹簧测力计示数变小。
结论：石块受到了竖直向上的浮力，浮力大小\(F_浮 = G - F_示\)（称重法公式）。
实验 2：浮体受力分析
器材：木块、烧杯、水。
步骤：将木块放入水中，观察木块的状态；用手向下按压木块，感受手受到的力。
现象：木块漂浮在水面上，按压木块时会感受到向上的阻力。
结论：漂浮的物体也受到浮力，浮力与重力平衡（\(F_浮 = G\)）。
幻灯片 7：实验探究 - 影响浮力大小的因素
实验目的：探究浮力大小与哪些因素有关。
实验器材：弹簧测力计、不同体积的石块、烧杯、水、盐水、酒精。
实验方法：控制变量法。
实验步骤：
探究与排开液体体积的关系：用弹簧测力计挂着同一石块，使石块部分浸入水中，记录浮力大小；增大浸入体积（完全浸没前），再次记录浮力大小。
探究与液体密度的关系：将同一石块完全浸没在水、盐水、酒精中，分别记录浮力大小。
探究与浸没深度的关系：将石块完全浸没在水中不同深度处，记录浮力大小。
实验现象：
排开液体体积越大，浮力越大（完全浸没前）。
液体密度越大，浮力越大。
完全浸没后，浮力大小与浸没深度无关。
实验结论：浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体浸没的深度无关。液体密度越大、排开液体体积越大，浮力越大。
幻灯片 8：阿基米德原理
原理内容：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液体所受的重力。
公式表达：\(F_浮 = G_排\)，其中\(G_排\)为排开液体的重力。
推导公式：因为\(G_排 = m_排g = \rho_液V_排g\)，所以浮力公式也可表示为\(F_浮 = \rho_液V_排g\)。
\(\rho_液\)：液体的密度（单位：\(kg/m^3\)）。
\(V_排\)：物体排开液体的体积（单位：\(m^3\)），等于物体浸入液体中的体积（完全浸没时\(V_排 = V_物\)，部分浸入时\(V_排 < V_物\)）。
\(g\)：重力加速度（取\(9.8N/kg\)或\(10N/kg\)）。
适用范围：阿基米德原理适用于所有浸在液体或气体中的物体，无论物体是漂浮、悬浮还是下沉。
展示图片：阿基米德原理实验装置图（溢水杯、量筒测量排开液体体积）。
幻灯片 9：阿基米德原理的应用计算
例题 1：一个体积为\(100cm^3\)的石块完全浸没在水中，求石块受到的浮力（\(\rho_水 = 1.0×10^3kg/m^3\)，\(g = 10N/kg\)）。
解：石块完全浸没，\(V_排 = V_物 = 100cm^3 = 100×10^{-6}m^3 = 1×10^{-4}m^3\)。
\(F_浮 = \rho_液V_排g = 1.0×10^3kg/m^3×1×10^{-4}m^3×10N/kg = 1N\)。
答：石块受到的浮力为\(1N\)。
例题 2：重\(5N\)的木块漂浮在水面上，求木块排开水的重力和排开水的体积（\(\rho_水 = 1.0×10^3kg/m^3\)，\(g = 10N/kg\)）。
解：木块漂浮，\(F_浮 = G_木 = 5N\)，根据阿基米德原理，\(G_排 = F_浮 = 5N\)。
由\(G_排 = \rho_水V_排g\)得\(V_排 = \frac{G_排}{\rho_水g} = \frac{5N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg} = 5×10^{-4}m^3\)。
答：木块排开水的重力为\(5N\)，排开水的体积为\(5×10^{-4}m^3\)。
幻灯片 10：物体的浮沉条件
受力分析：物体在液体中的浮沉取决于浮力与重力的大小关系。
漂浮：\(F_浮 = G_物\)，物体部分浸入液体中（\(V_排 < V_物\)），如漂浮的木块、轮船。
悬浮：\(F_浮 = G_物\)，物体完全浸没在液体中（\(V_排 = V_物\)），如潜水艇悬浮时。
上浮：\(F_浮 > G_物\)，物体向上运动，最终会漂浮（\(F_浮\)减小至等于\(G_物\)），如水中的气泡。
下沉：\(F_浮 < G_物\)，物体向下运动，最终沉底（此时还受到支持力，\(F_浮 + F_支 = G_物\)），如石块沉入水底。
密度关系：
漂浮：\(\rho_物 < \rho_液\)。
悬浮：\(\rho_物 = \rho_液\)。
下沉：\(\rho_物 > \rho_液\)。
展示图片：物体浮沉条件示意图，标注不同状态下的浮力、重力大小关系。
幻灯片 11：生活中的浮力应用
轮船：
原理：轮船采用 “空心” 结构，增大排开液体的体积，从而增大浮力，使轮船漂浮在水面上（\(F_浮 = G_船 + G_货\)）。
排水量：轮船满载时排开液体的质量，根据阿基米德原理，排水量等于轮船满载时的总质量。
潜水艇：
原理：通过改变自身重力实现浮沉。潜水艇有水舱，充水时重力增大，大于浮力则下沉；排水时重力减小，小于浮力则上浮；重力等于浮力时悬浮。
气球和飞艇：
原理：充入密度小于空气的气体（如氢气、氦气），使浮力大于重力而升空；通过改变气囊体积调整浮力大小，实现升降。
密度计：
原理：密度计漂浮在液体中，浮力等于重力（\(F_浮 = G\)），液体密度越大，密度计排开液体的体积越小，露出液面的部分越多。
展示图片：轮船、潜水艇、氢气球、密度计的实物图和工作原理示意图。
幻灯片 12：课堂小练习 1 - 浮力概念判断
题目：关于浮力，下列说法正确的是（ ）
A. 只有漂浮在液面的物体才受到浮力
B. 浮力的方向总是竖直向上的
C. 物体浸没在液体中越深，受到的浮力越大
D. 浮力的大小与液体的密度无关
答案：B
解析：所有浸在液体或气体中的物体都受浮力，A 错误；浮力方向竖直向上，B 正确；完全浸没后浮力与深度无关，C 错误；浮力与液体密度有关，D 错误。
幻灯片 13：课堂小练习 2 - 阿基米德原理计算
题目：一个重\(20N\)的物体完全浸没在密度为\(1.0×10^3kg/m^3\)的水中，排开水的体积为\(1.5×10^{-3}m^3\)，求物体受到的浮力和弹簧测力计的示数（\(g = 10N/kg\)）。
答案：浮力\(15N\)，弹簧测力计示数\(5N\)。
解析：\(F_浮 = \rho_水V_排g = 1.0×10^3kg/m^3×1.5×10^{-3}m^3×10N/kg = 15N\)；弹簧测力计示数\(F_示 = G - F_浮 = 20N - 15N = 5N\)。
幻灯片 14：课堂小练习 3 - 浮沉条件应用
题目：将一个密度为\(0.8×10^3kg/m^3\)的木块放入水中，木块会（ ）
A. 漂浮 B. 悬浮 C. 下沉 D. 无法判断
答案：A
解析：木块密度（\(0.8×10^3kg/m^3\)）小于水的密度（\(1.0×10^3kg/m^3\)），根据浮沉条件，木块会漂浮，A 正确。
幻灯片 15：课堂总结
浮力概念：浸在液体或气体中的物体受到向上的托力，方向竖直向上，施力物体是液体或气体。
产生原因：液体或气体对物体上下表面的压力差（\(F_浮 = F_向上 - F_向下\)）。
大小计算：
称重法：\(F_浮 = G - F_示\)。
阿基米德原理：\(F_浮 = G_排 = \rho_液V_排g\)。
影响因素：液体密度和排开液体体积（与深度无关）。
浮沉条件：取决于浮力与重力的大小关系（或物体与液体的密度关系）。
应用广泛：轮船、潜水艇、气球等利用浮力原理工作，解决了交通、探测等实际问题。
幻灯片 16：课后作业布置
完成课本上关于浮力的练习题。
用称重法测量一个鸡蛋在水中受到的浮力，记录实验步骤和数据。
解释为什么 “死海不死”（人能漂浮在死海中），结合浮力知识分析原因。
查阅资料，了解潜水艇的工作原理，写一段简要的说明（重点描述浮力与重力的关系变化）。
2024沪科版物理八年级全册
9.1认识浮力
第九章 浮力
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
通过实验及理论分析了解浮力产生的原因。（重点）
02
通过实验探究认识浮力及浮力的测量方法---称重法。（重点）
01
学习目标
相传2000年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，击溃了这里的土著人，并抓获了一群俘虏，统帅命令士兵把俘虏们投进死海。奇怪的是，这些俘虏居然没有沉下去，而是个个都浮在水面，统帅认为这是神灵保佑他们，就把俘虏释放了。
为什么俘虏会漂浮在死海上？此时都受到哪些方向的力呢？
观察与思考
浮力
福建舰
热气球
福建舰和热气球，除了受重力，还受到竖直向上的作用力，物理学上称为“浮力”
知识点1 什么是浮力
感受浮力：将塑料空瓶压入水中有什么感觉？
手会明显感受到瓶子受到水向上顶的作用。
将瓶释放后，瓶将向上浮出水面。
探究浮力
1.探究液体的浮力
①在弹簧测力计下悬挂石块，读出弹簧测力计的示数（石块重力G）。
②把石块浸入水中，观察弹簧测力计的示数是如何变化的，并读出示数F′。
③用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数的变化。
②
③
①
2.5N
1.2N
步骤②、③中弹簧测力计的示数都变小，说明水对石块的作用力与手对石块的托力类似，即浸入水中的石块受到向上的浮力作用。
G
F′
F浮
F浮+F′=G
F浮=G-F′ =1.3N
分析：
②
①
2.5N
1.2N
结论：
液体会对浸入其中的物体施加竖直向上的浮力。浮力大小等于物体的重力与物体浸入液体时弹簧测力计的示数之差，即F浮=G-F'
这种测量浮力的方法称为称重法。
称重法测量物体的浮力
2.探究空气的浮力
①将充足气的篮球和套有气针的气球一起挂于杆左端，调整杆右端钩码的悬挂位置，使杆处于水平平衡状态。
②将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杆逐渐发生倾斜，挂钩码的一端下沉。
转换法：用杆的变化来反映气球受到空气的浮力。
①
②
气球和篮球的总重力没有变化，只是它们的总体积变大了。杆左端上翘，说明气球在空气中受到向上的浮力。
分析：
结论：
气体会对浸入其中的物体施加竖直向上的浮力。
（1）概念：无论是液体还是气体，都会对浸入其中的物体施加竖直向上的作用力，物理学中把这个作用力叫做浮力。
（2）符号：F浮
（3）单位：牛（N）
（4）施力物体：液体或气体
（5）受力物体：浸入液体或气体中的物体
浮力
小球静止在水中，试分析小球的受力情况。
F浮
G
F浮
G
分析：由二力平衡的条件可知，浮力的方向与重力的方向相反，即浮力的方向竖直向上。
（6）方向：竖直向上
例1 小申用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体，此时弹簧测力计的示数为3.0N(如图甲).他将物体浸没在水中，弹簧测力计的示数变为 2.0 N(如图乙)，则浮力的大小是______N，方向为__________。
1.0
竖直向上
根据称重法测浮力可知：F浮=G-F′= 3.0N-2.0N=1.0N
知识点2 浮力产生的原因
【点击画面播放视频】
F向左
F向右
一个立方体浸没（全部浸入）在水中，它的上、下、前、后、左、右六个表面都受到水的压力。
F向后
F向前
浸入液体中的深度 受到液体的压强 受到
液体的压力
前、后两个面
左、右两个面
p=ρgh
F= pS
相等
相等
相等
相等
F向前、F向后是一对平衡力
F向左、F向右是一对平衡力
物体的下表面：
F向上=p向上S = ρ液gh2S
物体的上表面：
F向下=p向下S= ρ液gh1S
F浮=F向上-F向下
h1
h2
F向下
F向上
物体的上、下两个面：
浮力产生的原因：浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。
h1
h2
F向下
F向上
浮力的大小：浮力的大小等于液体对物体向上和向下的压力之差，即F浮=F向上-F向下
归纳：
压力差法求浮力
思考：乒乓球浮在水面上受到的浮力大小
当物体部分浸入液体中时，其上表面不受液体的压力，所以物体受到的浮力等于下表面受到的液体向上的压力，即F浮=F向上。
F向上
当浸入液体中的物体下表面和容器底部紧密接触（密合）时，其下表面不受液体的压力，即F向上=0，此时物体不受浮力作用。如水中的桥墩、陷在淤泥中的物体等都不受浮力的作用。
F向下
要产生浮力，必须要有向上的压力，物体下方必须有液体。
思考：如何让乒乓球在水中的浮力消失
例2 如图所示，将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中：
（1）将玻璃圆筒水平放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向左____(选填“＞”“=”或“＜”)F向右，其合力F合=_____。
=
0
（2）将玻璃圆筒竖直放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向上____(选填“＞”“=”或“＜”)F向下，其合力F合′=___________，方向__________。
（3）通过以上探究，你认为浮力产生的原因是________________________________。
＞
F向上-F向下
竖直向上
液体对浸在其中的物体有压力差
浮力
1. 如图所示的是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端，如图甲
所示，物重___ 。
3
(2)当用手向上托物体时，如图乙所示，手
对物体向上的托力___ 。
1
(3)当物体浸入水中时，如图丙所示，将图
丙与图甲、图乙对照，说明____对浸入其
中的物体也有向____的托力，即浮力。水
对物体的浮力___ 。
水
上
1
(4)该实验是通过______的方法建立起浮力概念的。
类比
2. 如图所示的是科考船“东
方红3”，该船在海上受到巨大的浮
力，这个浮力的施力物体是______，
浮力的方向是__________。
海水
竖直向上
3.[2024·蚌埠三模改编] 一个气球被细绳牵引着处于静止状态，
如图所示，已知气球在空气中受到浮力，请作出浮力 的
示意图。
解：如图所示。
浮力产生的原因
4.[2024·合肥期中] 下列情景中没有受到浮力的物体是( )
C
A.深海潜游的
鲸鱼
B.浮在水面的
天鹅
C.浸在水中的
桥墩
D.空中飞行的
飞艇
5.如图所示，一个长方体浸没在水中，其上表面受
到水向下的压力为 ，下表面受到水向上的压力
为 ，则长方体受到水的浮力为( )
A
A. B. C. D.0
6.如图所示，、是能自由移动的物体，、 是
容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，
则受浮力的有_________。
、、
7.将玻璃管两端用橡皮膜蒙住，然后
将其放入液体中，做成浮力产生原因
探究器，如图所示。
(1)甲图中两侧橡皮膜凹进去，且凹陷
相等
没有
程度相同。这说明：同一深度处液体对橡皮膜水平方向的压
强大小______，即______(填“有”或“没有”)压力差。
(2)乙图中上、下橡皮膜凹陷程度不同，
说明液体对下面橡皮膜向上的压强___
(填“ ”“ ”或“ ”)液体对上面橡
皮膜向下的压强，即有压力差。
(3)归纳以上两个实验可知：浮力产生的原因是____________
______。
上下表面的压力差
2星题 情境应用
8.[2024·宿州期中] 如图所示，鸡蛋悬浮在
盛有盐水的容器中，容器放在斜面上，则
鸡蛋所受浮力的方向正确的是( )
C
A. B. C. D.
9.如图所示的是航天员在“天宫课堂”上做的关于
浮力的实验。乒乓球并没有像在地面上一样浮在
水面，而是停留在了水中。下列关于该现象的解
释正确的是( )
A
A.太空中重力消失时，浮力也就消失了
B.乒乓球受到的浮力方向向下
C.乒乓球受到的浮力小于重力
D.浮力和重力没有关系
10.[2024·合肥期中改编] 如图所示，重为 的小球，
在水中处于静止状态，此时绳子对小球的拉力为
。小球所受浮力的大小是( )
D
A. B. C. D.
11.如图所示，洗手盆底部的出水口塞着橡胶
制成的塞子，塞子静止不动。则塞子____水的
压力作用，______水的浮力作用。
(均填“受”或“不受”)
受
不受
12. 如图所示，将充足气
的篮球和套扎在气针尾端的气球
一起放在灵敏的电子秤上，观察
电子秤的示数。再将扎在气球上
气球在空气中受到向上的浮力
的气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，此时电子秤的
示数变小，说明_____________________________。
13.一质地均匀的长方体浸没在液体中，如图
所示。已知它的底面积为 ，上表面所处深
度为，下表面所处深度为 ，长方体下表
面所受到液体的压力表达式为 _________，
浮力表达式为 _______________。
(液体密度和 为已知量)
3星题 思维提升
14.如图所示， 为铜制零件，其上部是棱长
为的立方体，下部是棱长为的立方体。 的
下表面与容器底部贴合，且水面恰好与 上
表面相平，水的密度为 ，则零件所受的浮
力的大小是______________。(用题中给的字
母和 写出表达式)
下部立方体由于与容器底部贴合，水对下
部立方体没有产生向上的压力，只有上部立方
体的下表面的一部分受到向上的压力，这部分
的面积，受到的压强 ，
上表面与水面平齐不受压力，浮力等于上下表面压力差，故
浮力为 。
认识浮力
什么是浮力
产生浮力的原因
概念：无论是液体还是气体，对浸入其中的物体都有竖直向上的作用力
方向：竖直向上
液体对浸在其中的物体有压力差而产生的
测量：
称重法：F浮=G-F′
压力差法：F浮=F向上-F向下
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