101浮力【學習目標】1認識浮力的存在和方向。2影響浮力大小的因素。重點難點：1浮力產(chǎn)生原因分析。2影響浮力大小的因素實驗探究。學習內容一：浮力學習指導：閱讀課本P49、P50文字內容和插圖，基本概念、定義用紅筆做上記號，然后自主完成下列問題，如果你覺得還有需要補充的內容和疑問，請記錄下來，以備組內交流?！咀詫W檢測】1輪船、冰山、木塊等受到重力作用，但沒有沉下水底，表明水對它們有一個向上的托力，這個力叫做浮力。2彈簧秤下掛一物體，當物體靜止時，物體受到重力和拉力是一對平衡力，若彈簧秤的示數(shù)3.5N，則物體的重力為3.5N，當把物體浸入水中時，彈簧秤的示數(shù)將減小，若示數(shù)變?yōu)?.5N，則水向上托的力大小為_1_N。【合作探究】教師巡視督促指導一、為什么浸沒在液體中的物體會受到浮力作用？如圖所示，一立方體浸沒在液體中，受力情況是：其左右兩個側面和前后兩個側面的面積相等，并且對應部位距水面的深度相同。1水對它們的壓強是否相等？(相等)2水對它們的壓力是否相等？兩個力的方向怎樣？(壓力相等并且方向相反)3立方體上下兩個面受力情況：上下兩表面處的深度不同，下表面處的深度更深，壓強更大(根據(jù)：pgh)，而上下兩表面的表面積相同，所以下表面受到向上的壓力比上表面受到向下的壓力更大，根據(jù)：pF/S，F(xiàn)PS。即F向上>F向下，這就是浮力產(chǎn)生的原因。浮力大小F浮F向上F向下，方向：豎直向上?？偨Y：浸入液體中的物體，上下表面受到的壓力差就是浮力。浮力的方向是豎直向上的。二、浸在液體中物體一定受到浮力嗎？演示實驗：將一只透明礦泉水塑料瓶去底，瓶口朝下，瓶口略小于乒乓球直徑，放入乒乓球。往塑料瓶里面注水。乒乓球不浮起。說明：浸在水中的物體不一定受到浮力?！揪v點撥】浸入液體中的物體，當物體上下表面存在向上壓力差時，物體才受到浮力。如果物體下表面與容器底部完全接觸，就不受浮力。如橋墩在水中不受到浮力?！炯磿r練習】1彈簧秤的下端掛一金屬球，彈簧秤的示數(shù)是5 N；若將金屬球慢慢浸入水中，在浸入過程中彈簧秤的讀數(shù)逐漸變小(填“變大”或“變小”)，金屬球受到的浮力逐漸變大(填“變大”或“變小”)；當金屬球的一半浸在水中時，彈簧秤的示數(shù)是4.8 N，此時金屬球受到的浮力是0.2N；當金屬球全部浸沒在水中后，受到的浮力是0.4N。2下列物體沒有受到浮力作用的是(D)A在水中嬉戲的小鴨B空中飄舞的氣球C深海潛游的鯨魚 D深入河底的橋墩3P52第3和4題學習內容二：影響浮力大小的因素學習指導：閱讀課本P51到P52文字內容和插圖。【自學檢測】1木塊浸入水中上浮，鐵塊在水中下沉，它們都受到浮力。2對于多因素(多變量)的問題，常采用控制變量法把多因素問題變成多個單因素問題分析解決?！竞献魈骄俊坷蠋熝惨曋笇嶒炋骄浚焊×Φ拇笮「男┮蛩赜嘘P？猜想：物體所受的浮力大小跟_。(1)利用測力計探究浮力與浸入深度的關系。器材：_，方法：_，結論：_。(2)利用測力計探究浮力與物體排開液體體積的關系，應該怎樣做？(3)利用測力計探究浮力與物體的密度的關系，應該怎樣做？(4)利用測力計探究浮力與液體的密度的關系，應該怎樣做？學生分組探究：(1)各小組根據(jù)要探究的課題(教師指定)，設計實驗(參照P51至P52實驗步驟設計)。(2)設計實驗記錄表格進行交流，然后探究實驗。(3)結論：浸在液體中物體受到的浮力跟物體排開的液體體積和液體密度有關?！菊故窘涣鳌拷處熣莆涨闆r【精講點撥】探究“浮力大小與物體在液體中所處深度是否有關”(1)如圖，先用彈簧測力計測出金屬塊的重力為10N；(2)讓金屬塊從圖到位置，觀察到測力計示數(shù)變小，說明金屬塊受到的浮力變大(都選填“變小”或“變大”)。(3)讓金屬塊從圖到位置，發(fā)現(xiàn)兩次彈簧測力計示數(shù)相同，金屬塊所受浮力都為_3_N。(4)從不同實驗結果，你能得出什么結論？結論：物體浸沒前，受到的浮力與物體在液體中所處的深度有關；物體浸沒后，受到的浮力與物體在液體中所處的深度無關?！炯磿r練習】1淡水和海水的密度不同(“相同”或“不同”)，同一個人在淡水中會下沉，在死海中會漂浮，說明浮力的大小跟液體密度有關，人從淺水向深水處走過程中，腳底疼痛減輕，是因為人受到浮力逐漸增大，說明物體受到的浮力與物體排開液體的體積有關。2完全浸沒在水中的乒乓球，放手后從運動到靜止的過程中，其浮力大小變化是(C)A不斷變大 B浮力不變C先不變后變小 D先變大后不變3課后P52第5題【當堂練習】見訓練案基礎部分102.1阿基米德原理【學習目標】1理解阿基米德原理。2會用阿基米德原理計算物體受到的浮力。重點難點：探究浮力的大小與什么有關。學習內容：阿基米德原理學習指導：閱讀課本P53文字內容和插圖，基本概念、定義用紅筆做上記號。【自學檢測】1物體受到的浮力大小跟物體排開的液體體積和液體密度有關，物體浸在液體中的體積越大，液體的密度越大，物體受到的浮力越大。2物體浸在液體中的體積等于(“大于”“等于”或“小于”)物體排開液體的體積。3物體排開液體質量排開液體體積液體密度，液體重力液體質量_g_【合作探究】教師巡視督促指導一、感受浮力大小仿照P53圖10.21“想想做做”：將一空易拉罐按入裝滿水燒杯中，易拉罐浸入的體積越大，物體排開液體的體積越大，溢出的水越多，手向下的壓力越大，易拉罐受到的浮力越大。你的猜想：物體在液體中受到的浮力與它排開的液體的重力有關。二、實驗探究：物體在液體中受到的浮力跟它排開的液體的重力有什么關系？實驗器材：彈簧測力計溢水杯塑料小桶水。實驗步驟：1測出物體所受到的重力G物_2測出空桶重力G桶_3把物體浸入液體中，用小桶收集溢出的水讀出此時測力計的示數(shù)G物_。4測出溢出的水的重力G排_。將實驗數(shù)據(jù)填入下表中。次數(shù)物體重力G/N物體浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F示/N物體受到的浮力F浮/N小桶重G1/N排開的水和桶的總重G2/N排開的水重G排/N12實驗結論：浸在水中物體受到的浮力大小等于物體排開的水所受到的重力，用公式表示為F浮G排水gV排?！菊故窘涣鳌拷處熣莆涨闆r【精講點撥】1浸入液體中的物體所受到的浮力只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關，與物體的體積無關。大量的實驗結果表明：浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力，這就是阿基米德原理。阿基米德原理不僅適用于液體也適用于氣體。2物體浸在盛滿液體的燒杯中，排開的體積等于溢出液體的體積，物體浸在未盛滿液體的燒杯中，排開的體積大于溢出液體的體積?！炯磿r練習】1八(6)班實驗小組用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯(分別裝有一定量的水和煤油)，對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究下圖表示探究過程及有關數(shù)據(jù)。(1)分析圖B、C、D，說明浮力大小跟排開的液體體積有關。(2)分析圖D、E，說明浮力大小跟液體密度有關。(3)物體完全浸沒在煤油中所受的浮力是2.4N。2質量為0.3kg的物體全部浸沒在盛滿水的容器中，溢出的水是100g，那么物體所受到的浮力是_1_N。(g10N/Kg)3P56第1和2題4一個物體的質量為0.5kg，放入盛有水的容器中(水未裝滿)，溢出水0.1kg，則物體受到的浮力為(C)A小于1NB等于1NC大于1N D無法確定(提示：V物、V排、V溢出三者之間的大小關系，此題水未裝潢，所以V排大于V溢出)【當堂練習】見訓練案基礎部分102.2浮力大小的計算【學習目標】1利用公式F浮液gV排計算浮力。2能靈活使用多種方法計算浮力的大小。重點難點：靈活使用多種方法計算浮力的大小。學習內容：阿基米德原理法利用公式F浮液gV排計算浮力。學習指導：閱讀課本P55文字內容，注意浮力的計算題格式，前后步驟之間的推導過程?！咀詫W檢測】阿基米德原理用公式表示為F浮G排液gV排，從公式也可以看出浮力的大小只與液體密度和排開的液體體積有關?！竞献魈骄俊拷處熝惨暥酱僦笇?水球運動員把漂在水面上的水球慢慢壓入水下0.5m的過程中，水球受到的浮力變化情況是(D)A逐漸增大B逐漸減小C始終不變 D先增大后不變分析：運動員把水球慢慢壓入水下的過程中，水球在完全浸沒前在水中的體積逐漸變大，排開水的體積逐漸增大，所以水球受到的浮力逐漸變大，當水球全部浸入水中后，排開水的體積不變，所以受到的浮力不變。故選D。2一個物體的體積為200cm3，將其體積的二分之一浸沒在水中時，它受到的浮力是0.98N；全部浸沒在水中時，受到的浮力是1.96N。3一鐵球先后浸沒在鹽水、水、酒精中，受到的浮力分別是F1、F2、F3，則三者大小關系是F1F2F3?！菊故窘涣鳌拷處熣莆涨闆r【精講點撥】浮力的計算方法：一、浮力產(chǎn)生的原因壓力差法例1：邊長為10cm的立方體金屬塊，浸沒在水中，物體上表面與液面平行，且液體表面到物體上表面的距離為20cm，如圖所示，求：立方體上、下表面受到的壓強、壓力大小，浮力大小及方向。(取g10N/kg)解：金屬塊的上、下表面的面積分別為：SLL0.1m0.1m0.01m2金屬塊上表面受到的液體向下的壓強為：p1gh11.0103kg/m310N/kg0.2m2000Pa，F(xiàn)1p1S2000Pa0.01m220N，方向豎直向下。金屬塊下表面受到的液體向上的壓強為：p2gh21.0103kg/m310N/kg(0.2m0.1m)3000Pa，F(xiàn)2p2S3000Pa0.01m230N，方向豎直向上。浮力的大小為：F浮F2F130N20N10N，方向豎直向上。二、稱重法：F浮GF示，其中G是空氣中物體重力，F(xiàn)示是受到浮力時的彈簧測力計示數(shù)。例2：將一物體掛在彈簧測力計掛鉤上，示數(shù)為70N，將物體浸沒入水中時，測力計示數(shù)為68N，則物體在水中受到的浮力是多少？物體的密度是多少？解：把物體浸沒在水里時，所受浮力：F浮GF示70N68N2N；由F浮水gV排和V物V排得V物V排2104m3，物3.5103kg/m3。三、阿基米德原理法：F浮G排液gV排例3：邊長為10cm的立方體木塊，漂浮在水中，物體上表面與液面平行，且物體上表面到液體表面的距離為5cm，如圖所示，求：物體受到的浮力。解：正方體的底面積Sa2(0.1m)21102m2，正方體排開水的體積為V排(0.1m0.05m)1102m25104m3，木塊受到的浮力為F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg5104m35N?！炯磿r練習】1不同材料制成的相同體積的三個小球，放入同種液體中，最后靜止時如圖所示，則它們受到的浮力的大小關系是(C)AF甲F乙F丙BF甲F乙F丙CF甲F乙F丙DF甲F乙F丙2用彈簧測力計測得一石塊重5N，將石塊全部浸沒在水中，測力計的示數(shù)為3N，則物體受到的浮力為2N，石塊排開水的體積為0.0002m3，石塊的體積為0.0002m3，石塊的密度是2.5103kg/m3；若將這個石塊浸沒在密度為0.8103kg/m3的液體中，它受到的浮力是1.6N，此時彈簧測力計的讀數(shù)是3.4N。(g10N/kg)3P56頁第3、4、5題，分組完成。【當堂練習】見訓練案基礎部分103.1物體的浮沉條件【學習目標】1理解物體浮沉的條件。2會判斷物體的浮與沉。重點難點：浮沉條件的應用。學習內容：物體的浮沉條件學習指導：閱讀課本P57文字內容和插圖，基本概念、定義用紅筆做上記號，熟記物體的四種狀態(tài)和四種狀態(tài)下重力與浮力的大小關系。【自學檢測】1當物體浸沒在液體中時，它排開液體的體積等于物體體積。即V排V物。2當物體漂浮在液面上時，它排開液體的體積小于物體體積。即V排V物。3物體受到平衡力時，處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。物體受到非平衡力時，做變速運動(填“變速”或“勻速”)?！竞献魈骄俊拷處熝惨暥酱僦笇嶒炋骄浚何矬w浮沉條件1當把物體浸沒在液體中時，物體受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力的作用。(1)當F浮>G物時，物體受到非平衡力(“平衡力”或“非平衡力”)的作用，受力情況如圖甲所示，物體上浮，最終漂浮在液面上，處于靜止狀態(tài)。(2)當F浮G物時，物體受到平衡力的作用，物體懸浮在液體內任何位置，如圖乙所示。此時：F浮_G物。(3)當F浮<G物時，物體受到非平衡力(“平衡力”或“非平衡力”)的作用，物體下沉，最終沉在底部，受力情況如圖丙所示。2當物體浸沒在液體中時，(1)上浮時，有F浮>G物，即液gV排>物gV物，可得出液>物。(2)懸浮時，有F浮G物，即液gV排物gV物，可得出液物。(3)下沉時，有F浮<G物，即液gV排<物gV物，可得出液<物。總結以上可以歸納得出物體浮沉的條件是：浸沒在液體中的物體：(1)若G物<F浮或物<液，物體上浮，最終漂浮。(2)若G物F浮或物液，物體懸浮，可停在任何深度處。(3)若G物>F浮或物>液，物體下沉，最終沉底。(4)漂浮在液面上的物體，F(xiàn)浮G物。3演示實驗：鹽水浮雞蛋P57圖10.32，觀察雞蛋在容器中的位置，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？【展示交流】教師掌握情況【精講點撥】例題分析例1：煮餃子時你會發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：把包好的餃子放入鍋中，餃子會沉到底部，但過一會餃子浮到水面上來，請你利用浮力的知識解釋這一現(xiàn)象。解析：生餃子沉在鍋底，因為生餃子所受浮力小于重力，所以下沉，水沸騰后，餃子受熱膨脹，體積變大，排開水的體積變大，所受浮力變大，所受浮力大于重力，所以上浮。例2：將一質量為2kg，體積為3103m3的物體浸沒在水中時，受到的浮力是30N。松手后，該物體會上浮(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”)。靜止后，這個物體受到的浮力是20N。解：(1)將物體浸沒在水中，V排V物3103m3，物體受到的浮力F浮水V排g1103kg/m33103m310N/kg30N。(2)物體重Gmg2kg10N/kg20N，F(xiàn)浮G，物體將上浮。(3)當物體靜止時，處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力F浮G20N?！炯磿r練習】1浸入水中的木塊正在上浮，在它露出水面之前受到的浮力不變。露出水面以后受到的浮力逐漸變小(填“變大”“變小”或“不變”)。2一個質量是50g的雞蛋懸浮在鹽水(鹽水1.1103kg/m3)中，它受到的浮力是0.5N，雞蛋的平均密度是1.1103kg/m3。(g10N/kg)3某課外活動小組在探究物體的“浮沉條件”時，將重為100g的物體放入盛滿水的盆中，有90g水溢出，則(C)A物塊會浮在水面上B物塊會懸浮在水中C物塊會沉入盆底D不能據(jù)此判斷出物塊的沉浮4質量為100g，體積為2503的物體輕輕地放入盛滿水的燒杯中，溢出水的質量是(A)Am100gB100g<m<250gCm250g D以上都不對【當堂練習】見訓練案基礎部分103.2浮沉條件的應用【學習目標】1了解用鋼鐵制造的輪船能夠浮在水面上的道理。理解排水量的概念。2知道潛水艇、氣球和飛艇的浮沉原理。重點難點：浮沉條件的應用學習內容：浮力的應用學習指導：閱讀課本P58、P59文字內容和插圖，基本概念、定義用紅筆做上記號，區(qū)分記憶輪船、潛水艇、氣球浮沉原理?！咀詫W檢測】1從浮力的角度看，輪船采用了空心辦法可以使排開的水量變多，浮力增大，從而使輪船漂浮在水面上。2輪船的大小通常用排水量來表示。排水量就是輪船滿載時排開水的質量。如果一艘輪船，它的排水量是1104t，在密度為1103kg/m3的河水中航行，它滿載時排開河水的體積是_104_m3。3潛在水下的潛水艇受到重力和浮力作用，潛水艇兩側有水艙，向水艙中沖水時，潛水艇的重力增大，當潛水艇的重力等于它排開的水的重力(即浮力)時，潛水艇可以懸浮在水中，當用壓縮空氣將水艙內的水排出一部分時，潛水艇的重力減小，浮力不變，從而使重力小于浮力而上浮。所以潛水艇不能改變受到的浮力而是通過改變自身重力來實現(xiàn)上浮和下沉的。4氣球里的氣體密度小于空氣的密度，這樣在它的重力小于它排開的同體積的空氣的重力(即浮力)，所以能上升在空中當氣球里的氣體體積減小時，它排開空氣的體積減小，所受到的浮力減小，所以可以降到地面上。飛艇內充入的也是密度較小的氣體，從而實現(xiàn)上升和降落。【合作探究】教師巡視督促指導1怎樣能讓鋁箔漂浮在水面上？(動手試試)2同一艘輪船從河流駛入海里，輪船排開海水的體積、輪船的吃水線這幾個量發(fā)生了怎樣變化？(小組討論)3潛水艇在海水里勻速上浮過程中(未露出水面)，下面說法中正確的是(B)A浮力變大，重力小于浮力B浮力不變，重力小于浮力C浮力不變，重力等于浮力D浮力和重力同時變小，但浮力和重力始終相等4一艘輪船排水量是2.4107kg，船的自重是8107N，它最多能裝多少千克的貨物？當它滿載時，它浸入水中的體積是多少立方米？.(g10N/kg)解：(1)輪船滿載時重力G排m排g2.4107kg10N/kg2.4108N，輪船滿載時受到浮力F浮G排2.4108N，又因為輪船漂浮，F(xiàn)浮G船G貨2.4108N，所以貨物重力G貨F浮G船2.4108N8107N1.6108N(2)輪船滿載時受到浮力F浮2.4108N，浸入水中的體積V排2.4108N/(1103kg/m310N/kg)2.4104m3?！菊故窘涣鳌拷處熣莆涨闆r【精講點撥】1把重5N，體積為6104m3的物體投入水中(不計水的阻力)，當物體靜止時，下列說法正確的是(C)A物體漂浮，F(xiàn)浮6NB物體懸浮，F(xiàn)浮5NC物體漂浮，F(xiàn)浮5ND物體沉在水底，F(xiàn)浮6N分析：當把物體浸沒在水中受到的浮力F浮水gV排水gV物1.0103kg/m310N/kg6104m36NG物，所以物體上浮，最終漂在水面上靜止不動，此時物體受到的浮力等于重力。2P60第2題：自制密度計密度計放入被測液體中處于豎直漂浮(“漂浮”“懸浮”“下沉”)，同一只密度計的重力一定，放在不同液體中密度計的受到的浮力等于重力，根據(jù)阿基米德原理推導式F浮液gV排可得在F浮一定時V排與液成反比(“正比”“反比”)，即密度計浸入的體積越多，V排越大，被測液體密度越小，因此密度計下面的刻度值大，上面刻度值小。【即時練習】1P60第1、3、4、5題分組完成，集體交流更正，注意方法收集。2將質量相同的木塊、鋁塊和銅塊放入水中，木塊漂浮，鋁塊、銅塊下沉，則它們受到的浮力(B)A鋁塊最大B木塊最大C銅塊最大 D一樣大3把一自制的密度計分別放入兩種不同的液體中，情況如圖中甲乙所示，由此得出的下列判斷中正確的是(C)A這個密度計在甲液體中受到的浮力較大B這個密度計在乙液體中受到的浮力較大C密度計B處的刻度值應大于A處的刻度值D甲種液體的密度較大4.如圖所示，是一位先生巧用物理知識將帽子送給樓上女士的情景。此過程中應用的物理知識是(D)A氣球受到重力B帽子質量大于氣球質量C帽子密度大于氣球密度D空氣對物體有浮力作用【當堂練習】見訓練案基礎部分