2023北師版-八年級(jí)物理下冊(cè)上課課件-【第五節(jié) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究-影響浮力大小的因素】

第五節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究——影響浮力大小的因素情境導(dǎo)入相傳2000年前，羅馬帝國的遠(yuǎn)征軍來到了死海附近，擊潰了這里的土著人，并抓獲了一群俘虜，統(tǒng)帥命令士兵把俘虜們投進(jìn)死海。奇怪的是，這些俘虜竟然沒有沉下去，而是個(gè)個(gè)都浮在水面之上，統(tǒng)帥以為這是神靈在保佑他們，就把俘虜釋放了。為什么淹不死他們？是神在保護(hù)他們嗎？死海不死萬噸巨輪在水中為什么不下沉？熱氣球?yàn)槭裁茨茯v空而起？新課探究觀察與思考此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于石塊所受的重力。彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小。？將石塊浸沒在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小，說明此時(shí)存在一個(gè)向上托的力，這個(gè)力的施力物體是水。用其他液體做實(shí)驗(yàn)時(shí)也可以得到同樣的結(jié)論。浸在液體或氣體中的物體會(huì)受到液體或氣體對(duì)它向上托的力。一、浮力定義：浸在液體或氣體中的物體受到液體或氣體對(duì)它向上托的力，這個(gè)力叫作浮力。方向：豎直向上。施力物體：氣體或液體。受力物體：浸在液體或氣體中的物體。G船F(xiàn)浮實(shí)驗(yàn)探究測(cè)量鋁塊浸沒在水中所受的浮力

用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鋁塊的重力G，讀出示數(shù)（如圖甲）。

接著把鋁塊浸沒在水中，讀出拉力的示數(shù)F，看看示數(shù)有什么變化（如圖乙）。

從以上實(shí)驗(yàn)可以看到，鋁塊浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小了，這說明浸入水中的鋁塊受到了浮力的作用。彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小的值，就是浮力的大小。

即F浮=G－F，方向豎直向上。實(shí)驗(yàn)探究F1F2F1=F2F1F2F1＜F2浮力產(chǎn)生的原因如圖的長方體浸沒在液體中

其左、右側(cè)面和前、后側(cè)面在液體中所處的高度相同，所受液體的壓力互相平衡。

其上、下表面在液體中所處的高度不同（h2>h1），下表面受到的壓力大于上表面（F2>F1）。

F浮=F2－F1

浮力的實(shí)質(zhì)是浸在液體里的物體上、下表面受到的壓力不同。點(diǎn)擊圖片播放視頻

如圖所示，在盆中放一個(gè)裝滿水的塑料桶，用手把空的礦泉水瓶按入水中。隨著按入深度的增加，溢出的水也增加了，感覺要用更大的力才能把礦泉水瓶按下去。這是為什么呢？有的同學(xué)認(rèn)為是礦泉水瓶所受浮力增大的原因。浮力的大小與哪些因素有關(guān)呢？二、探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)猜想1：浮力與液體密度的關(guān)系；猜想2：浮力與深度的關(guān)系；猜想3：浮力與物體浸在液體中的體積關(guān)系；猜想4：浮力與物體密度的關(guān)系；猜想5：浮力與物體形狀的關(guān)系。……猜想浮力大小和哪些因素有關(guān)

將同一物體分別浸沒到水和鹽水中，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化。實(shí)驗(yàn)探究不同說明物體受到的浮力與液體的密度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)探究

將同一物體浸沒在同種液體的不同深度，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化。相同物體受到的浮力大小與浸沒的深度無關(guān)。不同說明物體受到的浮力與物體浸在液體中體積有關(guān)。實(shí)驗(yàn)探究

將同一物塊第一次部分浸入水中，第二次全部浸入水中，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化。實(shí)驗(yàn)探究

將體積相同的不同物體浸沒在相同的液體中，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化。說明物體受到的浮力與物體密度無關(guān)。2N2N示數(shù)差相同即浮力相等

上面的實(shí)驗(yàn)表明，物體在液體中所受浮力的大小，跟它浸在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力越大。阿基米德的啟示兩千多年以前，希臘學(xué)者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測(cè)量王冠的體積，冥思苦想了很久都沒有結(jié)果。一天，他跨進(jìn)盛滿水的浴缸洗澡時(shí)，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：

物體浸在液體中的體積，不就是物體排開液體的體積嗎？

把裝滿水的燒杯放在盤子里，再把空的飲料罐按入水中，在手感受到浮力的同時(shí)，會(huì)看到排開的水溢至盤中。飲料罐受到的浮力與排開的水之間有什么關(guān)聯(lián)？三、探究浮力的大小與排開液體的關(guān)系m排=ρ液V排G排=m排g=

ρ液gV排

由上面公式可知：飲料罐受到的浮力與排開的水受的重力有關(guān)聯(lián)。F浮G排它們之間有沒有定量關(guān)系呢？實(shí)驗(yàn)探究如圖所示，先用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出石塊和空杯所受的重力。實(shí)驗(yàn)探究如圖所示，把石塊浸沒在水面恰好與溢口相平的溢杯中，用空杯接從溢杯里被石塊排開的水，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出接了水后杯子和水的總重。實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)擊圖片播放視頻將實(shí)驗(yàn)所收集的數(shù)據(jù)記錄在下表中。研究對(duì)象石塊重G石/N空杯重G杯/N石塊浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′

/N杯、水總重G總/N浮力的大小F浮/N排開水所受的重力G排/N比較測(cè)得的浮力與排開的水所受重力的大小，你發(fā)現(xiàn)了什么？比較F浮和G排可以看出F浮=G排，即小石塊受到的水的浮力大小等于它排開的水所受的重力大小。阿基米德原理1．內(nèi)容：浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。2．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式：F浮=G排3．用于計(jì)算的導(dǎo)出式：

F浮=G排=m排g=ρ液gV排4．適用范圍：液體和氣體對(duì)阿基米德原理的理解1.浮力的大小與液體的密度大小、排開液體的體積大小有關(guān)，即：F浮與ρ液、V排有關(guān)F浮與h深度無關(guān)其中F浮表示物體所受的浮力、ρ液表示液體的密度、V排表示物體排開液體的體積。2.同一物體浸沒在不同的液體中時(shí)，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同。根據(jù)公式F浮=ρ液g

V排，浸沒時(shí)，V排=V物，當(dāng)ρ液不同時(shí)，浮力也隨之變化。3.注意：阿基米德定律公式中F浮=G排=

ρ液V排g※ρ液指的是液體的密度；※V排不一定等于V物，只有在物體完全浸沒時(shí)V排才等于V物?！×Φ拇笮≈慌cρ液、V排有關(guān)（即物體排開的液體受到的重力有關(guān)），浮力大小與物體的形狀、密度，浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)等因素?zé)o關(guān)。課堂小結(jié)浮力浮力產(chǎn)生的原因及方向稱重法測(cè)浮力決定浮力大小的因素豎直方向上的壓力差F浮=G－F液體密度、浸在液體中的體積阿基米德原理物體浸在液體中的體積=物體排開液體的體積浮力的大小=它排開的液體所受的重力F浮=G排=ρ液gV排V物=V排課堂小結(jié)隨堂練習(xí)1.體積相同的鐵塊和鋁塊放入水中后都會(huì)沉入水底，它們受到的浮力一樣大嗎？為什么？如果將鐵塊放入煤油中，將鋁塊放入水中，誰受到的浮力大？為什么？解：它們受到的浮力一樣大，根據(jù)阿基米德原理可知F浮=G排=m排g=ρ液gV排兩金屬塊浸沒在同一種液體中，ρ液一定，V排=V物，而鐵塊與鋁塊體積相同，故浮力F浮一樣大；1.體積相同的鐵塊和鋁塊放入水中后都會(huì)沉入水底，它們受到的浮力一樣大嗎？為什么？如果將鐵塊放入煤油中，將鋁塊放入水中，誰受到的浮力大？為什么？如果將鐵塊放入煤油中與鋁塊放入水中比較，鋁塊受到的浮力大，因?yàn)棣阉?gt;ρ煤油，V排=V物，鐵塊與鋁塊排開液體的體積V排相同，由F浮=ρ液gV排，水中的鋁塊受到的浮力大。2.某同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、水和石塊做測(cè)定浮力的實(shí)驗(yàn)，如圖所示。請(qǐng)你根據(jù)圖中情景，分析、比較這些數(shù)據(jù)能說明什么問題。解：石塊受到的浮力為:F浮=G-F拉=2.0N-1.0N=1.0N石塊排開水的重力為:G排=m排g=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1.0N分析、比較上述數(shù)據(jù)，說明石塊受到的浮力等于它排開的水所受的重力。3.物體浸沒在液體中，在不同深度處受到的浮力是否相等？為什么？設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)?zāi)愕南敕ㄊ欠裾_。解：相等，因?yàn)楦鶕?jù)阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排