資源簡介

(共12張PPT)
內(nèi)容要求
①通過實驗認識阿基米德原理和浮沉條件，并解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象。
學(xué)業(yè)要求
①能用實驗探究阿基米德原理，能用壓強原理解釋阿基米德原理。
探究
①探究影響浮力大小的因素。
第3節(jié) 水的浮力（1）
生活中時有發(fā)生人在江河湖海中溺水身亡的事件，但在中東地區(qū)的死海，人為什么能悠然自得地躺在水面上看報呢？
圖1-14 死海——人不會淹沒的海
一、浮力
1．將一個空塑料瓶的瓶蓋旋緊，然后把它壓入水中，如圖 1-15 所示，你的手有什么感覺？
2．將手松開后，觀察瓶子運動的情況。
圖1-15 手按礦泉水瓶
在水中會上浮的物體受到水______的__________________ 。
向上
浮力（buoyancy）
在水中會下沉的物體是否也受到了水的浮力呢？
1．如圖 1-16所示，將物體掛在彈簧測力計下，彈簧測力計的讀數(shù) F1=_________牛。
圖1-16 彈簧測力計讀數(shù)的變化
2．再將物體浸入水中，彈簧測力計的讀數(shù) F2=_________ 牛。
3．彈簧測力計的兩次測量讀數(shù)發(fā)生的變化說明了什么？
不僅是______，所有______都會對______其中的物體產(chǎn)生一個______的______ 。
向上
浮力
浸入
液體
水
浸入
部分浸入
完全浸入
從圖 1-16 所示的活動中，你能否得出測量浮力大小的一種方法？這種方法的適用條件是什么？
稱重法：
F浮=
G
F
G
—
F
適用條件：
物體在液體中能夠下沉
浸入液體后的彈簧秤示數(shù)
小結(jié)：
1．浮力的定義
2．測量浮力的一種方法
1、如圖情景中沒有受到浮力的物體是（ ）
A．遨游的“天宮一號” B．航行的“遼寧號”
C．下潛的“蛟龍?zhí)枴?D．上升的“熱氣球”
A
2、一個石塊被斜拋入水中，沿虛線方向斜向下運動，最后沉在水底。石塊在水中運動時所受浮力F的方向是（ ）
D
3、在“測量浮力大小”的實驗中，由圖甲可知金屬塊受到的重力是____N，現(xiàn)將金屬塊完全浸沒到水中，彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)槿鐖D乙所示，則金屬塊受到水的浮力是____N。
1.4
0.4
4、某物理興趣小組做了如圖所示的實驗來測量物體浸在液體中受到的浮力，則由圖可知，物體受到的浮力為_____N。
1(共13張PPT)
內(nèi)容要求
①通過實驗認識阿基米德原理和浮沉條件，并解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象。
學(xué)業(yè)要求
①能用實驗探究阿基米德原理，能用壓強原理解釋阿基米德原理。
探究
①探究影響浮力大小的因素。
第3節(jié) 水的浮力（2）
浮力的大小究竟跟哪些因素有關(guān)呢？
浮力大小的相關(guān)因素
1．在圖 1-15所示的活動中，塑料瓶浸入水中的體積越大，手會感覺越費勁。根據(jù)這一事實，你認為浮力的大小可能跟哪些因素有關(guān)呢？
圖1-15 手按礦泉水瓶
2．我們可以建立這樣的假設(shè) ：
浮力的大小跟物體________________有關(guān)， ________________ ，受到的浮力越大。
你還有什么生活經(jīng)驗為這個假設(shè)提供支持呢？
排開液體的多少
排開的液體越多
浮力大小的相關(guān)因素
3．用圖 1-17所示的器材，以小組為單位，定性研究浮力的大小跟物體排開水的多少的關(guān)系。
圖1-17 研究浮力大小與排 開水多少的關(guān)系
4．和組內(nèi)同學(xué)討論 ：
（1）要定量研究水的浮力大小與物體排開水的多少的關(guān)系，需要做什么？
（2）圖 1-18中，量筒和溢杯在你的研究中有什么用？
（3）實驗中需要直接測量哪些量？
圖1-18 量筒和溢杯
5．在筆記本上寫下簡單的實驗步驟，設(shè)計實驗記錄表。通過與其他同學(xué)交流，確定實驗步驟，并完成如下實驗記錄表的設(shè)計。
表 1-3 記錄表
6．進行實驗，并把實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。
7．分析實驗數(shù)據(jù)，寫出實驗結(jié)論 ：__________________________________________________________。
浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力，
物重(G)/N 浸入水中示數(shù)（F）/N 浮力（F浮）/N 排開水的體積（V）/m 溢出水的重力
（G排水=ρ液gV排）/N
二、阿基米德原理
浸在液體里的物體，受到______的______ ，浮力的______ ______物體______的液體受到的______ ，
向上
浮力
大小
等于
重力
排開
不但液體會產(chǎn)生浮力，氣體也會產(chǎn)生浮力。
阿基米德原理同樣適用于氣體浮力的計算。
F浮=
ρ液
g
G排液=
V排
[ 例題 ] 在抗洪搶險中，某村民自制了一個總體積 0.7 米3
的竹筏，放入河水中時有 1/5 體積浸入水中。
（1）此時竹筏受到的浮力有多大？
（2）要使水對竹筏產(chǎn)生 4500 牛的浮力，竹筏應(yīng)有多大的體積浸入水中？
運用阿基米德原理進行計算時，體積的單位必須用米3，密度的單位必須用千克/米3。
阿 基 米 德（Archimedes， 公元前 287~公元前 212年），古希臘數(shù)學(xué)家、科學(xué)家和發(fā)明家。
阿基米德在 11歲時到埃及的文化中心亞歷山大城去學(xué)習(xí)。在那里，阿基米德刻苦學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)，經(jīng)常連續(xù)幾天待在博物館或圖書館中。他是機械理論的創(chuàng)建者，在埃及期間，他發(fā)明了提水的螺桿。這種被稱為阿基米德桿的吸水工具，至今還在埃及用來灌溉，在荷蘭用于沼澤地區(qū)排水。
阿 基 米 德
關(guān)于阿基米德有許多有趣的傳說，王冠的故事就是其中之一。據(jù)說，希龍國王有一次請金匠打了一頂王冠，國王因懷疑金匠在王冠中摻了銀，便請來阿基米德鑒定，條件是不許損壞王冠。阿基米德為此冥思苦想，但卻不得其解。一天，他剛躺進盛滿溫水的浴盆洗澡時，水便漫溢出來。他忽然想到，同樣重的不同物體由于體積不同，浸到水里時排出的水量也就不同。受此啟發(fā)，阿基米德依次把王冠和等重的純金放到盛滿水的盆中，通過比較溢出的水量，得知王冠中摻了銀子。在這個實驗的基礎(chǔ)上，阿基米德繼續(xù)深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了著名的浮力原理。
阿 基 米 德
小結(jié)：
阿基米德原理
1、如圖是探究浮力大小的影響因素的實驗：
（1）丙圖中圓柱體浸沒在水中時，所受浮力為 _______N。
（2）往乙燒杯的水里不斷加鹽溶解，乙圖中彈簧測力計示數(shù)將 ______ （填“變大”“變小”或“不變”）。
（3）比較實驗丙、丁可知：物體受到的浮力的大小跟物體浸沒在液體中的深度_______ （填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。
（4）比較實驗丁、戊可知：浸沒在液體中的物體受到的浮力的大小跟 ___________有關(guān)。
4
變小
無關(guān)
液體密度
2、同學(xué)們在探究“與浮力大小與哪些因素有關(guān)”時，進行了如圖所示的實驗，用彈簧測力計掛著金屬塊緩慢地浸入液體中不同深度，并將其示數(shù)記錄在下表中（各步實驗中液體均未溢出）。
根據(jù)步驟B、C、D、E中所得的數(shù)據(jù)。可以得出物體受到浮力的大小與_______________有關(guān)。
（2）分析實驗數(shù)據(jù)可知。F中液體密度______(選填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
排開液體的體積
小于
實驗步驟 B C D E F
彈簧測力計示數(shù)/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
3、小明和小亮對物體浸沒前受到的浮力大小與浸入水中的深度是否有關(guān)，有不同的猜想，于是用相同長方體重物，分別以甲、乙圖的方式進行實驗，并獲得如下數(shù)據(jù)：
(1)分析小明測得的數(shù)據(jù)可以得出：浸沒前，物體受到的浮力大小隨浸入水中的深度增大而_________，小亮的數(shù)據(jù)也說明了這一點。
(2)綜合分析兩個人的數(shù)據(jù)卻發(fā)現(xiàn)，第(1)小題的結(jié)論是不正確的，其中_________(填實驗序號)兩次實驗數(shù)據(jù)可以證明這一點。課后，小明和小亮經(jīng)討論分析才知道，物體受到的浮力大小是隨排開水的體積增大而增大。
增大
實驗者 實驗序號 物體重G(N) 浸入水中深度h(cm) 彈簧秤讀數(shù)F(N) 浮力大小F浮(N)
小明 1 4.8 2.0 4.2
2 4.0 3.6
3 6.0 3.0
小亮 4 4.8 3.0 3.6
5 4.0 3.2
6 5.0 2.8
2、4(共19張PPT)
內(nèi)容要求
①通過實驗認識阿基米德原理和浮沉條件，并解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象。
學(xué)業(yè)要求
①能用實驗探究阿基米德原理，能用壓強原理解釋阿基米德原理。
探究
①探究影響浮力大小的因素。
第3節(jié) 水的浮力（3）
我們曾經(jīng)做過如圖 1-20 所示的實驗 ：將一只雞蛋放在盛有清水的燒杯里，雞蛋將沉入杯底。
但逐漸將食鹽溶解在水中后，雞蛋將會懸浮在鹽水中，
為什么雞蛋在含鹽量不同的液體中會出現(xiàn)不同的浮沉狀態(tài)呢？物體在液體中的浮沉狀況是由什么條件決定的？
圖1-20 雞蛋在液體中的沉浮
最終上浮到液面。
三、物體浮沉的條件
根據(jù)力和運動的關(guān)系，可以對上述問題作出回答 ：
浸沒在液體中的物體，受到_______和_______ 。
重力
浮力
F浮
G
F浮
G
F浮
G
上浮
下沉
懸浮
漂浮
1．請根據(jù)物體浮沉的條件，對圖 1-20 中雞蛋的浮沉狀況作出解釋。
2．一個實心的物體浸沒在液體中，你能否根據(jù)物體密度與液體密度的關(guān)系，對物體的浮沉作出判斷？試推導(dǎo)出這些關(guān)系。
[ 例題 ] 一個體積為 45 分米 、質(zhì)量為 46.35 千克的密封鐵箱，不慎掉入海里。它將下沉到海底，還是懸浮在海水中，或是上浮到海面？如果這只鐵箱掉在河里，又將如何？（已知海水的密度為 1.03×10 千克 / 米 ）
物體的浮沉是一個常見的現(xiàn)象，生活中有大量的現(xiàn)象都可以用物體浮沉的條件作出解釋。
你見過煮湯圓或餃子的情景嗎？當(dāng)湯圓或餃子剛放入水中時，會沉入鍋底。而當(dāng)湯圓或餃子煮熟時，則會浮出水面（如圖 1-22）。這是為什么？
圖1-22 煮湯圓的情景
四、物體浮沉的應(yīng)用
在電視中，你一定看見過航天員在飛行器上行走的情景。飛行器環(huán)繞地球運行所產(chǎn)生的效果，會使航天員好像水中的魚一樣，能夠______在空間中。這樣的空間環(huán)境使得航天員在太空行走時身體變得難以控制，空間知覺也會發(fā)生紊亂。
為了使航天員能夠適應(yīng)太空的特殊環(huán)境，人們設(shè)計了在大型水池中對航天員進行太空行走模擬訓(xùn)練的方法（如圖 1-23）。為了保證航天員在水中處于______狀態(tài)，應(yīng)使航天員自身及所攜帶的裝備受到的浮力與重力_______。
懸浮
懸浮
相等
在學(xué)習(xí)密度知識時，我們做過測量鹽水密度的實驗，但這種間接測量的方法在實際中很不方便。利用如圖 1-24 所示的浮子式密度計可以直接測出液體的密度。
圖1-24 密度計
測量時，讓密度計______在液面上。液體的密度不同，密度計排開液體的______就不同，液面對應(yīng)密度計的______也就不同。根據(jù)液面對應(yīng)密度計上的刻度可以直接讀出被測液體的密度。
漂浮
體積
位置
一塊鋼板放在水里會下沉，但為什么用鋼板制造的輪船卻能夠漂浮在水面上呢？
圖1-25 橡皮泥的沉與浮
如圖 1-25 所示，如果把一塊橡皮泥放在水面上，橡皮泥將會沉入水底。但如果將橡皮泥捏成碗狀，再把它放在水面上，橡皮泥將能浮在水面上。
與此類似，雖然鋼板放在水里會下沉，但用鋼板制成的輪船，由于船體中間很大部分是_____，能夠排開比自身_____大得多的水，獲得更大的_____ ，所以能夠_____在水面上。
空的
體積
浮力
漂浮
1．輪船的大小常用排水量來表示，所謂排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量。一艘輪船自重為 0.7 萬噸，它的排水量為 1.8 萬噸，則它最多可運載多少貨物？
2．一艘輪船從江河駛?cè)氪蠛：螅艿降母×θ绾巫兓颗砰_水的體積如何變化？
潛艇是海軍的主要艦種之一，它既能在水面航行，又能潛入水下某一深度進行機動作戰(zhàn)。你知道潛艇在水中是怎樣實現(xiàn)上浮和下沉的嗎？
1．如圖 1-26 所示，在玻璃球內(nèi)裝滿水，并用橡皮管把它連到針筒上。
圖1-26 潛艇浮沉的模擬實驗
2．用針筒將玻璃球內(nèi)的水抽出，觀察玻璃球的運動狀況。
3．用針筒把水再次壓入玻璃球內(nèi)，觀察玻璃球的運動狀況。
與上述活動類似，潛艇的兩側(cè)有水艙，當(dāng)水艙充滿水時，潛艇受到的重力大于浮力，潛艇就會______。當(dāng)用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分，潛艇受到的重力小于浮力時，潛艇就會______ ，如圖 1-28 所示。當(dāng)水艙里留有適量的水，潛艇受到的重力等于浮力時，潛艇就能夠______在水下某一深度的地方。
下沉
上浮
停留
熱氣球和氣艇
人類早就幻想著像鳥兒一樣在藍天自由飛翔，正是熱氣球使人類第一次實現(xiàn)了這一愿望。1783年 11月的一天，法國的蒙戈爾費埃兄弟（Montgolfier brothers）用紙和布制造了一個大袋子，用火加熱袋里的空氣，制成了最早的熱氣球。由于球內(nèi)熱空氣的密度比球外冷空氣小，使得熱氣球受到空氣的浮力大于重力，從而能在空氣中上升，如圖 1-29所示。
1783年 12月，法國學(xué)者查理（Jacques Alexander César Charles）用密度小于空氣的氫氣代替熱空氣。他制造的氫氣球能升到 2000多米的高空。后來，載人的氫氣球能到達 20000米的高空。現(xiàn)在，大多數(shù)觀測高空氣象的氣球都是氫氣球。
為了克服氣球沒有動力的缺點，人們制造了氣艇，在大氣囊下安裝了帶螺旋槳的發(fā)動機，如圖 1-30所示。氣艇曾被用于軍事偵察、轟炸和作為空中交通工具。早期的氣艇充的都是易燃的氫氣，后來發(fā)生了幾次氫氣爆炸事故，使人們改用了氦氣。
圖1-29 熱氣球
圖1-30 氣艇
小結(jié)：
F浮
G
密度計
G
F浮
G
上浮
下沉
懸浮
漂浮
三、物體浮沉的條件
四、物體浮沉的應(yīng)用
F浮
船
潛艇
1、孔明燈(如圖)之所以能飛起來，是因為孔明燈內(nèi)的蠟燭點燃后，燈罩內(nèi)的氣體密度會_________(填“變大”或“變小”)，導(dǎo)致孔明燈所受重力_________(填“大于”“小于”或“等于”)浮力，使孔明燈上升。
變小
小于
2、如圖所示，放在水平桌面上的三個完全相同的容器內(nèi)，裝有適量的水，將A、B、C三個體積相同的正方體分別放入容器內(nèi)，待正方體靜止后，三個容器內(nèi)水面高度相同。下列說法正確的是（ ）
A．物體受到的浮力大小關(guān)系為FA>FB>FC
B．三個物體的密度大小關(guān)系是ρA>ρB>ρC
C．容器對桌面的壓力大小關(guān)系為F甲=F乙=F丙
D．容器底部受到水的壓強大小關(guān)系為p甲>p乙>p丙
C
3、小明利用密度計配制食鹽的飽和溶液。他取一定量清水于容器中，放入密度計，再向水中加入食鹽并用玻璃棒攪拌均勻，密度計所受浮力為F、浸在液體中的深度為h。在不斷向容器中加入食鹽的過程中，下列關(guān)系正確的是（ ）
A
4、2020年11月10日，中國“奮斗者”號載入潛水器在馬里亞納海溝成功下潛到深度為10909 米的海底，創(chuàng)造了中國載人深潛的新紀錄。當(dāng)接近某—工作深度時，會拋掉部分壓載鐵以使?jié)撍魈幱赺___狀態(tài)，便于在不同區(qū)域進行水下作業(yè)。完成作業(yè)后，會再拋掉部分壓載鐵，使?jié)撍魉艿母×___(選填“大于”“小于”或“等于”)自身的重力，從而實現(xiàn)上浮回收。
懸浮
大于

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