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(共21张PPT)
物质科学（一）
第6课时
浮力
知识导引
1.
浮力
概念、成因、阿基米德原理
2.
探究浮力大小的影响因素
3.
物体浮沉条件
4.
浮力的应用
漂浮、悬浮
密度计、轮船、潜水艇、气球
ρ液、V排
5.
浮力计算
竖直向上（与重力方向相反）
F1
F2
F3
F4
F4--F3
1.1
浮力概念
1.产生条件：
2.方向：
3.施力物体：
4.成因：
5.大小：
浸入液体（或气体）
液体（或气体）
液体（或气体）对物体的向上压力大于向下压力
称重法
F甲--F乙
　
甲　　
　　
乙　
　
　丙　　　　丁
A．甲图：北斗卫星在高空中环绕地球
B．乙图：国产大客机C919翱翔蓝天
C．丙图：国产武装直升机武直?19盘旋空中
D．丁图：乘坐热气球升空俯瞰河山美景
例1.近年来我国的科技水平不断取得长足进步。试分析如图所示几种情况，主要是依靠空气的浮力而升空的物体是(
)
1．一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示，图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是(
)
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
C
D
阿基米德原理
F浮＝G排
1.2
阿基米德原理
F2--F3
F4--F1
═
例2
[2019·福建]如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲)；
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶
接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F(图乙)；
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙)；
④将小桶中的水倒出，测岀小桶所受的重力G2(图丁)；
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题：
(1)物体浸没在水中，受到水的浮力F浮＝_________，
被排开的水所受的重力G排＝_________。(用上述测得的物理量符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点)：
(a)
_____________________________________________；
(b)
_____________________________________________。
(3)物体没有完全浸没在水中，______(选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
G－F
G1－G2
测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等
小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等
能
为减小误差，该如何操作？
更改操作顺序为：丁甲乙丙
2.
探究浮力大小的影响因素
F浮=ρ
g
V排
例3　在探究影响浮力大小因素的实验中，同学们提出了如下猜想：
猜想1：浮力大小与物体排开液体的体积有关；
猜想2：浮力大小与液体的密度有关；
猜想3：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
(1)实验中物体浸没在水中时受到的浮力为____N。
(2)分析实验B、C可知猜想1是正确的，可以得出
在同种液体中物体排开液体的体积越大，受到的浮力
_____。比较实验
_____可
知，浮力大小还与液体的密度有关。
(3)图中F3＝
__N，液体的密度ρ液＝________kg/m3。(ρ水＝1.0×103
kg/m3)
(4)实验所用的科学研究方法是
___________。
(5)由A和C两图可以计算出物块的密度约为
________
kg/m3。
3
越大
D、E
1.2×103
7
控制变量法
3.3×103
2．[基础题]在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，可以探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关的是图中的(
)
A．甲和丙
B．甲和乙
C．乙和丁
D．丙和丁
A
例4
[2019·绍兴]小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与
浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的
烧杯壁作一标记线，读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)______N；
再把金属块竖放浸入同一杯水中，当_____________________时，
读出弹簧测力计示数F乙(如图乙)。比较发现F乙＝F甲，小敏得出：
浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时，金属块底部受到水的压强p甲_________p乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。
1.6
水面与标记线相平
小于
浮力的大小与物体所处的深度有关吗？
思考：1.实验时应控制哪些变量相同?
2.怎样在控制其他变量前提下，改变深度不同？
应控制液体密度和排开液体的体积相同
漂浮
F浮＝G
ρ物＜ρ液
V排＜V物
上浮
F浮＞G
ρ物＜ρ液
V排＝V物
最终漂浮
悬浮
F浮＝G
ρ物＝ρ液
V排＝V物
下沉
F浮＜G
ρ物＞ρ液
V排＝V物
最终沉底
沉底
F浮＜G
ρ物＞ρ液
V排＝V物
1.当物体牌如下五种状态时，存在下列关系：
2．漂浮问题：
规律1：所受浮力等于它的重力。
规律2：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同，ρ液
，V排
。
规律3：V排=
V物
，
ρ物=
ρ液。
F浮＝ρ液V排g
大
小
3.物体的浮沉条件
3．小胡同学在水槽中洗碗，一个大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗装满，碗就会沉入水槽底部，此时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力_____(选填“大”“小”
或“不变”)，水槽中的水面将会_______(选填“上升”“下降”或“不变”
)。
小
下降
4．如图所示，两只相同的气球，分别充入氢气和空气，充气后体积相同，放飞气球时只有氢气气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空，则下列说法中正确的是(
)
A．F氢＞F空
B．F氢＝F空
C．F氢＜F空
D．条件不足，无法比较
B
【基础题】
5.小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”
(如图)。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮
在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧
瓶盖使其密封。用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，
松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是(
)
A．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力
B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中
C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
B
【提高题】
1．密度计
工作原理是物体漂浮时F浮＝G物(漂浮时浮力一定，ρ液与V排成反比)。密度计的刻度特点“上小下大、上疏下密”。
2．轮船
采用“空心法”，使船能够排开更多的水增大浮力漂浮在液面上。轮船的排水量即轮船满载时排开水的质量，单位为吨。
3．潜水艇
潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
4．气球和飞艇
气球和飞艇是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体(氢气、氦气或热空气)。
漂浮
漂浮
悬浮
4.
浮力的应用
F浮＝ρ液V排g
?例5　在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计，现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同。从观察到的现象可以判断：两个简易密度计所受浮力F甲_______F乙，两杯液体的密度ρ甲_______ρ乙，两个烧杯底部所受液体的压强p甲_______p乙。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
等于
小于
小于
F浮＝ρ液V排g
p＝ρ液gh
G液＝G物
6．我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器可达到的最大下潜
深度为7
km，具有无动力下潜上浮的先进技术，以及近底自动
航行和悬停定位等多项先进功能。其中“深海潜水器无动力
下潜上浮技术”主要是在潜水器两侧配备4块压载铁，重量可
以根据不同深度与要求调整。(1标准大气压近似取
p0＝1.0×105
Pa，海水密度ρ近似取1.0×103kg/m3，
g取10
N/kg)下列说法正确的是(
)
A．潜水器从60m深处下潜到70m深处的过程中，受到的浮力变大
B．若潜水器最快下潜的速度是0.7m/s，则到达7km海底需要4h
C．潜水器在水面下处于悬停时，它在竖直方向上受到的重力与浮力是一对平衡力
D．深海潜水器采用抛弃压载铁的办法实现上浮，与潜水艇上浮的原理相同
C
A.F甲＝F乙＝F丙
B．F甲＞F乙＝F丙
C．F甲＞F乙＞F丙
D．F甲＜F乙＜F丙
7．2020年4月23日，“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙，它们的大小关系正确的是(
)
【提高题】
C
(1)称量法：物体在空气中的重力与物体浸入液体中弹簧测力计拉力的差值等于浮力。
计算公式：F浮＝G－F拉。
(2)公式法：F浮＝G排＝ρ液V排g。多数浮力计算需用该公式进行计算。
(3)上、下表面压力差法：F浮＝F向上－F向下。
(4)平衡法：
①如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，物体只受重力和浮力作用且二力平
衡，则F浮＝G物，如图甲所示。
②如果物体用一绳子向下拉住浮于水中，则F浮＝G物＋F拉，如图乙所示。
③当物体沉底时，则F浮＝G物－F支持，如图丙所示。
5.
浮力计算
计算浮力的主要方法
?例6　“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器“蛟龙号”体积约为30m3，空载时质量约22t，最大荷载240kg。(海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
(2)若“蛟龙号”某次满载时潜入水底作业，此时受到的浮力为多大？
解：(1)空载漂浮时受到的浮力：F浮＝G＝mg＝22×103kg×10N/kg
＝2.2×105N。
(2)完全浸没：V排＝V船，
∴
F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103
kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N
平衡法
公式法
例7.
小明利用如图甲所示的实验，研究浮力大小与深度的关系。根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计的示数F与物体下表面在水中所处深度h的关系图象(如图乙)。根据该图象求：(ρ水＝1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克)
(1)物体的质量是多少？
(2)物体浸没在水中时，受到的浮力大小为多少？
解：(1)m＝G/g＝12N/(10N/kg)＝1.2kg。
(2)完全浸没时：F浮＝G－F拉＝12N－4N＝8N。
称重法中小学教育资源及组卷应用平台
1.6
浮力
学案
知识导引
二、浮力
例1
近年来我国的科技水平不断取得长足进步。试分析如图所示几种情况，主要是依靠空气的浮力而升空的物体是(
)
甲　　
　　
乙　
　
　丙　
　　　丁
A．甲图：北斗卫星在高空中环绕地球
B．乙图：国产大客机C919翱翔蓝天
C．丙图：国产武装直升机武直?19盘旋空中
D．丁图：乘坐热气球升空俯瞰河山美景
1．一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示，图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是(
)
F1
B．F2
C．F3
D．F4
三、探究浮力大小的影响因素
例2
[2019·福建]如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲)；
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶
接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F(图乙)；
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙)；
④将小桶中的水倒出，测岀小桶所受的重力G2(图丁)；
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题：
(1)物体浸没在水中，受到水的浮力F浮＝_________，
被排开的水所受的重力G排＝_________。(用上述测得的物理量符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点)：
(a)
_____________________________________________；
(b)
_____________________________________________。
(3)物体没有完全浸没在水中，______(选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理
例3　在探究影响浮力大小因素的实验中，同学们提出了如下猜想：
猜想1：浮力大小与物体排开液体的体积有关；
猜想2：浮力大小与液体的密度有关；
猜想3：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
(1)实验中物体浸没在水中时受到的浮力为____N。
(2)分析实验B、C可知猜想1是正确的，可以得出在同种液体中物体排开液体的体积越大，受到的浮力
_____。比较实验
_____可知，浮力大小还与液体的密度有关。
(3)图中F3＝
__N，液体的密度ρ液＝________kg/m3。(ρ水＝1.0×103
kg/m3)
(4)实验所用的科学研究方法是
___________。
(5)由A和C两图可以计算出物块的密度约为
________
kg/m3。
2．[基础题]在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，可以探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关的是图中的(
)
A．甲和丙
B．甲和乙
C．乙和丁
D．丙和丁
例4
[2019·绍兴]小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的烧杯壁作一标记线，读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)______N；再把金属块竖放浸入同一杯水中，当_____________________时，读出弹簧测力计示数F乙(如图乙)。比较发现F乙＝F甲，小敏得出：浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时，金属块底部受到水的压强p甲_________p乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。
四、物体的浮沉条件
3．小胡同学在水槽中洗碗，一个大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗装满，碗就会沉入水槽底部，此时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力_____(选填“大”“小”
或“不变”)，水槽中的水面将会_______(选填“上升”“下降”或“不变”
)。
4．如图所示，两只相同的气球，分别充入氢气和空气，充气后体积相同，放飞气球时只有氢气气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空，则下列说法中正确的是(
)
A．F氢＞F空
B．F氢＝F空
C．F氢＜F空
D．条件不足，无法比较
5.
[提高题]小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图)。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封。用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是(
)
A．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力
B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中
C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
五、浮力的应用
例5　在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计，现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同。从观察到的现象可以判断：两个简易密度计所受浮力F甲_______F乙，两杯液体的密度ρ甲_______ρ乙，两个烧杯底部所受液体的压强p=_______p乙。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
6．我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器可达到的最大下潜深度为7
km，具有无动力下潜上浮的先进技术，以及近底自动航行和悬停定位等多项先进功能。其中“深海潜水器无动力下潜上浮技术”主要是在潜水器两侧配备4块压载铁，重量可以根据不同深度与要求调整。(1标准大气压近似取p0＝1.0×105
Pa，海水密度ρ近似取1.0×103kg/m3，g取10
N/kg)下列说法正确的是(
)
A．潜水器从60m深处下潜到70m深处的过程中，受到的浮力变大
B．若潜水器最快下潜的速度是0.7m/s，则到达7km海底需要4h
C．潜水器在水面下处于悬停时，它在竖直方向上受到的重力与浮力是一对平衡力
D．深海潜水器采用抛弃压载铁的办法实现上浮，与潜水艇上浮的原理相同
7．[提高题]2020年4月23日，“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙，它们的大小关系正确的是(
)
A.F甲＝F乙＝F丙
B．F甲＞F乙＝F丙
C．F甲＞F乙＞F丙
D．F甲＜F乙＜F丙
六、浮力计算
例6　“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器“蛟龙号”体积约为30m3，空载时质量约22t，最大荷载240kg。(海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
(2)若“蛟龙号”某次满载时潜入水底作业，此时受到的浮力为多大？
例7.
小明利用如图甲所示的实验，研究浮力大小与深度的关系。根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计的示数F与物体下表面在水中所处深度h的关系图象(如图乙)。根据该图象求：(ρ水＝1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克)
(1)物体的质量是多少？
(2)物体浸没在水中时，受到的浮力大小为多少？
参考答案：
例1
D
1.C
例2.(1)G－F
G1－G2
(2)测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等
小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等
(3)能
例3
(1)3
(2)越大
(3)7
1.2×103
控制变量法
(5)3.3×103
2.A
例4(1)1.6
水面与标记线相平
(2)
小于
四、3.小
下降
4.B
5.B
五、例5
等于
小于
小于
6.C
7.C
六、例6
(1)空载漂浮时受到的浮力：F浮＝G＝mg＝22×103kg×10N/kg
＝2.2×105N。
(2)完全浸没：V排＝V船，∴
F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103
kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N
例7
(1)m＝G/g＝12N/(10N/kg)＝1.2kg。
(2)完全浸没时：F浮＝G－F拉＝12N－4N＝8N
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