第十章 10.3 科學探究：浮力的大小

1、第第3 3節(jié)節(jié) 科學探究：浮力的大小科學探究：浮力的大小第十章 流體的力現(xiàn)象情境引入合作探究課堂小結隨堂訓練情境引入 古希臘科學家阿基米德在古希臘科學家阿基米德在洗澡時發(fā)現(xiàn)，身體越往下浸，洗澡時發(fā)現(xiàn)，身體越往下浸，從盆中溢出的水越多，感覺從盆中溢出的水越多，感覺身體越輕。由此身體越輕。由此他他想到：想到：物物體浸在液體中的體積，不就體浸在液體中的體積，不就是物體排開液體的體積嗎？是物體排開液體的體積嗎？ 阿基米德的啟示阿基米德的啟示約公元前約公元前287287212)212)古希臘物理學家、數(shù)學家古希臘物理學家、數(shù)學家合作探究1.1. 浮力的大小與什么因素有關浮力的大小與什么因素有關猜想猜想1

2、 1：浮力可能與液體的密度有關浮力可能與液體的密度有關猜想猜想4 4：浮力可能與物體的體積有關浮力可能與物體的體積有關猜想猜想3 3：浮力可能與物體浸沒在液體的深度有關浮力可能與物體浸沒在液體的深度有關猜想猜想2 2：浮力可能與物體的密度有關浮力可能與物體的密度有關實驗猜想：實驗猜想：實驗探究：影響浮力大小的因素實驗探究：影響浮力大小的因素 通過上面的器材我們應用控制變量法研究通過上面的器材我們應用控制變量法研究浮力大小與哪些因素有關浮力大小與哪些因素有關鐵塊鐵塊鐵塊鐵塊銅塊銅塊清水清水濃鹽水濃鹽水123設計實驗設計實驗猜想猜想1 1：結論：結論：浮力的大小跟浮力的大小跟液體的密度有關液體的密

3、度有關清水清水浮力可能與液體的密度有關浮力可能與液體的密度有關設計實驗設計實驗猜想猜想2 2：結論：結論：浮力的大小浮力的大小跟物體的密度無關跟物體的密度無關AB清水清水清水清水浮力可能與物體的密度有關浮力可能與物體的密度有關結論：結論：浮力的大小跟浮力的大小跟物體浸沒液體中的深度無關物體浸沒液體中的深度無關設計實驗設計實驗猜想猜想3 3：清水清水清水清水清水清水浮力可能與物體浸沒在液體的深度有關浮力可能與物體浸沒在液體的深度有關設計實驗設計實驗猜想猜想4 4：結論：結論：浮力的大小跟浮力的大小跟物體浸在液體中的體積有關物體浸在液體中的體積有關清水清水清水清水清水清水清水清水浮力可能與物體的體

4、積有關浮力可能與物體的體積有關分析歸納：分析歸納：物體所受的浮力可能與物體所受的浮力可能與排開液體所受的重力有關排開液體所受的重力有關m排排G排排V排排 1.1.浮力隨浮力隨液體密度增大而增大液體密度增大而增大2.2.浮力的大小與物體的密度無關浮力的大小與物體的密度無關3.3.浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關4.4.浮力隨浮力隨物體浸在液體中的體積（物體排開的液體物體浸在液體中的體積（物體排開的液體的體積）增大而增大的體積）增大而增大2.2.阿基米德原理阿基米德原理實驗探究：浮力大小與排開液體的關系實驗探究：浮力大小與排開液體的關系（2 2）制定計劃

5、與設計實驗）制定計劃與設計實驗 F F浮浮如何測？如何測？G G排排如何測？如何測？ 為什么要收集溢出的水？為什么要收集溢出的水？ 怎樣使收集的水恰為排開的水？怎樣使收集的水恰為排開的水？ 用什么樣的容器接水？如何測排開的水重？用什么樣的容器接水？如何測排開的水重？ 怎樣安排實驗順序最為合理，為什么？怎樣安排實驗順序最為合理，為什么？（1 1）提出問題：）提出問題：F F浮浮與與G G排排有什么關系？有什么關系？G G物和杯物和杯=_N=_NF F拉拉=_N=_N； F F浮浮= =G G物和杯物和杯 F F拉拉= _N= _N；G G物、杯和水物、杯和水=_N=_N； G G排排 = = G

6、 G物、杯和水物、杯和水 G G物和杯物和杯=_N=_N 比較比較F F浮浮與與G G排排 ，你發(fā)現(xiàn)了什么？，你發(fā)現(xiàn)了什么？ （3 3）進行實驗與收集證據）進行實驗與收集證據1.1.內容：內容：浸在液體中的物體受到豎直向上的浮浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，大小等于它排開液體所受到的重力。力，大小等于它排開液體所受到的重力。2.2.數(shù)學表達式：數(shù)學表達式：F浮浮=G排排阿基米德原理阿基米德原理4.4.適用范圍：適用范圍：液體和氣體液體和氣體3.3.用于計算的導出式：用于計算的導出式： F浮浮= G排排= m排排g= r r液液 gV排排1區(qū)分：區(qū)分：浸沒浸沒、浸入浸入、浸在浸在、沒入沒入；

7、 2. . F浮浮r r液液 gV排排 r r液液液體的密度；液體的密度； V排排物體排開的液體的體積；物體排開的液體的體積；3. . F浮浮 r r液液 gV排排 表明浮力大小只和表明浮力大小只和 r r液液、V排排有關，有關， 浮力大小與物體的浮力大小與物體的形狀、密度、浸沒在液體中形狀、密度、浸沒在液體中的深度的深度及物體在液體中及物體在液體中是否運動是否運動等因素無關。等因素無關。關于阿基米德原理的討論關于阿基米德原理的討論對阿基米德原理的理解對阿基米德原理的理解（1 1）物體）物體“浸在液體里浸在液體里”包括包括“全部浸入全部浸入（即浸沒）（即浸沒）”和和“部分浸入部分浸入”兩種情況

8、。兩種情況。不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。對于同一物體而言，浸沒時受到的到浮力。對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小。入的體積越小，所受的浮力也越小。浸沒浸沒部分浸入部分浸入（2 2）浮力的大小等于被物體排開的液）浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。體受到的重力。A浸沒時：浸沒時：V排排=V浸浸=V物物，此時物體，此時物體所受的浮力等于排開液體的重力，即所受的浮力等于排開液體的重力，即F浮浮=G液液=液液gV排排=液液gV浸浸=液液gV

9、物物B部分浸入時：部分浸入時： V排排=V浸浸V物物F浮浮=液液gV排排=液液gV浸浸液液gV物物V排排=V浸浸=V物物V排排=V浸浸V物物V浸浸（3 3）同一物體浸沒在不同的液體中時，由于）同一物體浸沒在不同的液體中時，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同。液體的密度不同，所受的浮力也不同。根據公式根據公式 F浮浮=液液gV排排 ，浸沒時，浸沒時， V排排 = V物物 ，當當液液不同時，浮力也隨之變化。不同時，浮力也隨之變化。（4 4）阿基米德原理同樣適用于氣體。）阿基米德原理同樣適用于氣體。阿基米德原理的應用阿基米德原理的應用 無論物體是漂浮，懸浮還是沉在水無論物體是漂浮，懸浮還是沉在水中

10、，它所受的浮力都等于排開的水所受中，它所受的浮力都等于排開的水所受到的重力。到的重力。 討論交流：死海之謎討論交流：死海之謎 在死海，海水的在死海，海水的密度很高。人們可以密度很高。人們可以輕松地在海面仰臥，輕松地在海面仰臥，甚至還可以看書呢！甚至還可以看書呢！ 你知道這是什么你知道這是什么道理嗎？提出你的解道理嗎？提出你的解釋。和同學交流。釋。和同學交流。 邊長為邊長為3cm，密度為，密度為2103kg/m3的一個立方的一個立方體橡皮泥塊，浸沒在水中，受到的浮力是多少？體橡皮泥塊，浸沒在水中，受到的浮力是多少？如果把這塊橡皮泥捏成一只小船（如下圖），浮如果把這塊橡皮泥捏成一只小船（如下圖），

11、浮在在水面，小船所受浮力是多少？水面，小船所受浮力是多少？(g=10N/kg)例例 題題解：立方體橡皮泥塊的體積V=L3=（3cm）3=27cm3=2.710-5m3；橡皮泥浸沒在水中，V排=V，受到的浮力是F浮1=水gV排=1103kg/m310N/kg2.710-5m3=0.27N。如果把這塊橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，則根據漂浮的條件：所受的浮力是F浮2=G=mg=Vg=2103kg/m310N/kg2.710-5m3=0.54N。課堂小結1.1.浮力大小與什么因素有關浮力大小與什么因素有關2.2.阿基米德原理阿基米德原理 物體所受浮力的大小與物體所受浮力的大小與液體的密度液體的密度和

12、和物體浸在液物體浸在液體中的體積體中的體積有關，而與物體的形狀、體積、密度、浸有關，而與物體的形狀、體積、密度、浸沒等因素無關。沒等因素無關。公式表示：公式表示： F浮浮= G排排= m排排g= r r液液 gV排排 浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，大小等浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，大小等于它排開液體所受到的重力。于它排開液體所受到的重力。隨堂訓練1.1.下列關于浮力的說法中，正確的是（下列關于浮力的說法中，正確的是（ ） A.A.物體在液體中浸得越深，受到的浮力越大物體在液體中浸得越深，受到的浮力越大B.B.物體的體積越大，受到的浮力越大物體的體積越大，受到的浮力越大C.C.物體受的重力越小，受到的浮力越大物體受的重力越小，受到的浮力越大D.D.物體排開液體的重力越大，受到的浮力越大物體排開液體的重力越大，受到的浮力越大 D先不變后變小先不變后變小2.乒乓球從水中上浮到水面的過程中，所受浮力大小乒乓球從水中上浮到水面的過程中，所受浮力大小如何變化？如何變化？AB3.3.如圖所示，如圖所示，A A、B B兩個金屬塊的體積相等，哪個受到兩個金屬塊的體積相等，哪