資源簡介

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第九章 浮 力
第一節 認識浮力
八年級 全一冊
義務教育物理課程標準實驗教科書編寫組 編著
上海科學技術出版社
說明 ppt使用高質量視頻，資源比較大，本ppt約80MB.
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視頻資源 ①動畫講解—《阿基米德的故事》
②演示實驗—《測量鋁塊浸沒在水中時所受的浮力》
③動畫講解—《浮力產生的原因》
致老師、同學
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第一節 認識浮力
導入新課
一、想一想
萬噸巨輪在水中為什么不下沉 熱氣球為什么能騰空而起 這些現象都與浮力有關。
那么，什么是浮力？浮力產生的原因是什么？
第一節 認識浮力
目錄導航
什么是浮力
浮力產生
的原因
作業解析
課堂總結
提升訓練
第一節 認識浮力
什么是浮力
一
一、什么是浮力
（1）觀察現象
冰山能在水上漂浮，游船能在水面游弋、放飛的氣球能升空。
想一想：是什么力量把它們托起來的？
冰山、游船、氣球都受到重力的作用，冰山、游船但卻沒有因此而沉入水底，氣球能夠升空，這表明水（空氣）對它們有一個向上托起的力。
1. 浮力
一、什么是浮力
（2）浮力
液體或氣體，對浸入其中的物體都有豎直向上的作用力，物理學中把這個作用力叫做浮力，常用字母F浮表示。
（3）浮力方向：豎直向上。
（4）浮力的施力物體：液體或氣體。
F浮
輪船浮在水面上時，受到豎直向下的重力G；因為靜止，根據二力平衡條件可知，一定有一個豎直向上的力與重力平衡。
這個力就是浮力F浮。
G
一、什么是浮力
（5）正確理解浮力
①“浸在”包含兩種情況，
一是部分浸入，二是全部浸入。
②浸在氣體中的物體也受到氣體對它的豎直向上的浮力作用，但一般情況下不考慮氣體對物體的浮力。
③真空中沒有氣體，位于太空等真空中的物體不受浮力。
④浮力的方向始終豎直向上（不是垂直向上），與重力的方向相反，和物體所處的位置、運動狀態、形狀、容器放置方式都無關。
一、什么是浮力
2. 探究浮力
（1）實驗：探究液體的浮力
【實驗器材】
彈簧測力計、石塊、細線、燒杯和水。
【實驗步驟及現象】
①在彈簧測力計下懸掛石塊，讀出彈簧測力計的示數。
②把石塊浸入在水中，觀察彈簧測力計的示數是如何變化的。
③用手托起石塊，再次觀察彈簧測力計示數的變化。
一、什么是浮力
想一想
為什么石塊浸入水中和被手托起時，彈簧測力計示數會有變化？思考水和手對石塊產生了什么作用。
甲 乙 丙
一、什么是浮力
F2=1.2N
F1=2.4N
【分析與論證】
①在彈簧測力計下懸掛石塊，彈簧測力計的示數（即石塊重力） F1=G=2.4N
②把石塊浸入在水中，觀察彈簧測力計的示數減小，其示數為F2=1.2N
③用手托起石塊，再次觀察彈簧測力計示數，發現會變小，F3=1.2N。
圖乙、丙中彈簧測力計的示數變小，這說明水對石塊有類似于手對石塊豎直向上的托力。
F3=1.2N
一、什么是浮力
【分析與論證】
石塊在水中受到的浮力
F浮=F1-F2=2.4N-1.2N=1.2N
甲 乙 丙
F2=1.2N
F1=2.4N
F3=1.2N
【探究結論】
液體對浸在其中的物體有豎直向上的浮力。
一、什么是浮力
（2）探究空氣的浮力
【實驗器材】杠桿、鉤碼、籃球和氣球。
【實驗步驟及現象】將充足氣的籃球和套有氣針的氣球氣球一起掛于杠桿左端，調整杠桿右端鉤碼的懸掛位置，使杠桿平衡，如圖甲所示。然后將氣針頭插入籃球的氣門內，氣球隨即膨脹，觀察到杠桿不再平衡，掛鉤碼的一端下沉，如圖乙所示。
一、什么是浮力
【分析與論證】說明空氣對氣球有豎直向上的浮力。
【探究結論】氣體對浸在其中的物體有豎直向上的浮力。
一、什么是浮力
①物體在空氣
中的重力G=F1
②物體浸在水中
測力計的拉力F2
（1）測量物體在空氣中受的重力G=F1
（2）物體浸在水中彈簧測力計的拉力F2
（3）浮力的大小
F浮=F1-F2=2.3N-0.8N=1.5N
F浮=F1-F2
彈簧測力計減小的示數就是水對物體的豎直向上的浮力。
這種測量浮力的方法叫“稱重法”。
F2=0.8N
F1=2.3N
3. 稱重法求浮力的方法
F浮=F1–F2
一、什么是浮力
4. 運用力的平衡條件求浮力
根據力的平衡條件可知：F浮+F2=G，所以:
①鋁塊在空氣中時，受到重力G和彈簧測力計的拉力F1。
②鋁塊浸沒在水中時，受到三個力的作用：重力G、浮力F浮和拉力F2。
F1
G
F浮
F2
G
F1=G
F浮=F1–F2
一、什么是浮力
【例題1】把一重為10N的鐵塊用細線系在彈簧測力計下浸沒在水中，如圖所示，靜止時彈簧測力計的示數為8N，則鐵塊所受的浮力為（　　）
A．10N B．7N C．2N D．17N
C
鐵塊所受的浮力為
F浮=G-F=10N-8N=2N
故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
（1）將物體懸掛在彈簧測力計下端，如圖甲實驗所示，物重G＝______N。
（2）當用手向上托物體時，如圖乙實驗所示，手對物體向上的托力F＝______N。
（3）當物體浸入水中時，如圖丙實驗所示．將圖丙實驗與圖甲、圖乙實驗對照，說明水對物體有向上的托力，即浮力，水對物體的浮力F浮＝______ N。
（4）該實驗是采用_____的物理方法，建立起浮力概念的。
5
3
2
一、什么是浮力
【例題2】如圖所示是認識浮力的探究實驗．
對比
（1）圖甲中，物重即為彈簧測力計的示數，即G＝5N。
（2）圖乙中，彈簧測力計的示數為2N，即彈簧測力計的示數
F視1＝G－F托＝2N，故托力F托＝3N
（3）對照圖甲、圖乙、圖丙實驗，說明水對重物產生了一定的托力，即浮力。在圖丙中，測力計的示數為3N，即彈簧測力計的示數為3N，故浮力F浮＝5N-3N=2N
（4）此實驗是通過對比圖甲、圖乙、圖丙的實驗結果，得到液體對物體有向上的托力，即通過對比法來建立起浮力概念的。
一、什么是浮力
浮力產生的原因
二
二、浮力產生的原因
為什么浸在液體中的物體會受到浮力呢？
這是因為液體內部存在壓強，而且深度不同，其壓強不同。
1. 分析浮力產生的原因
我們以浸沒在液體中的長方體為例進行探究，浸沒在液體中的長方體的六個面分別受到液體的壓強（p=pgh）和壓力（ F=pS ），我們來對比一下。（如圖所示）
二、浮力產生的原因
位置 前、后兩個面 左、右兩個面 上、下兩個面
深度
壓強
壓力
總結歸納：浮力是因液體對浸在其中的物體有壓力差而產生的。大小：F浮=F2-F1
相等
相等
相等
相等
上淺下深
上小下大
F前、F后是
一對平衡力，
合力為0
F左、F右是
一對平衡力，合力為0
F向下 F向上，
F差=F向上-F向下
二、浮力產生的原因
2. 兩種特殊情況
（1）當物體部分浸入液體中時，如圖所示，
上表面不受液體壓力，則浮力的大小F浮=F向上
（2）若浸沒在液體中的物體下表面和容器底緊密接觸，
如圖所示，則液體對物體向上的壓力F為零，物體將不受浮力的作用，只受向下的壓力。如在水中的橋墩、攔河壩等。
與杯底
緊密接觸
二、浮力產生的原因
【例題3】物理實驗小組的同學利用一只可樂瓶與一只乒乓球做“研究浮力產生原因”的實驗，如圖所示，將一只塑料可樂瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶內，從上面倒入水，觀察到有少量水從乒乓球與瓶頸縫隙中流出（圖甲），但乒乓球并不上浮，這是因為：
____________________________________；
若用手堵住瓶口（圖乙），可觀察到乒乓球浮起，這是因為__________________________________________；此實驗說明浮力產生的原因是液體對物體上、下表面產生__________。
乒乓球受到浮力的作用，浮力大于乒乓球的重力
乒乓球不受浮力，它的底部不受水的向上的壓力
壓力差
二、浮力產生的原因
甲圖中，乒乓球下部沒有水，它的底部不受水的向上的壓力，而浮力是由于浸沒在液體中的物體上、下表面受到液體的壓力差，所以，乒乓球不受浮力。
乙圖中，用手堵住瓶口，乒乓球的上部和下部分別受到向下和向上的壓力，從而產生浮力，當浮力大于乒乓球的重力時，乒乓球上浮。
綜上分析可知，此實驗說明浮力產生的原因是液體對物體上、下表面產生壓力差。
二、浮力產生的原因
【例題4】如圖所示，將兩端扎有繃緊程度相同的橡皮膜的玻璃圓筒浸沒在水中，當玻璃圓筒沿水平方向放置時，水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的壓力F向左 F向右；當玻璃圓筒沿豎直方向放置時，水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的壓力F向上 F向下（前兩空選填“大于”“等于”或“小于”）。通過以上實驗可知，浮力產生的原因是液體對物體的上下兩個表面有 ，若玻璃圓筒沿豎直方向放置時，上端的橡皮膜受到的壓力為6N，下端的橡皮膜受到的壓力為18N，則玻璃圓筒受到的浮力為 N。
12
等于
大于
壓力差
二、浮力產生的原因
玻璃圓筒沿水平方向放置時，水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的深度相同，液體壓強相同，受力面積相同，故水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的壓力相同。
當玻璃圓筒沿豎直方向放置時，水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的向上的壓力大于向下的壓力，因為橡皮膜下表面的深度比較深，受到的液體壓強比較大，受到的向上的力比較大。
通過以上實驗可知，浮力產生的原因是液體對物體的上下兩個表面有壓力差，且向上的壓力大于向下的壓力，故產生向上的浮力。
玻璃圓筒受到的浮力為
課堂總結
三
三、課堂總結
①浮力：液體或氣體，對浸入其中的物體都有豎直向上的作用力，這個作用力叫做浮力，常用字母F浮表示。
②方向：豎直向上。
③稱重法測浮力：彈簧測力計在液體中減小的示數就是物體受到的浮力
F浮=F1-F2
①產生原因：浮力是因液體對浸在其中的物體有壓力差而產生的。
②大小：即F浮=F2-F1
認識浮力
浮力的
概念
浮力產生
的原因
作業解析
四
1．在游泳時，你會發現，只要用腳輕輕蹬泳池底，整個身體很容易浮起；如果在床上也想這樣做，就非常難了。這是為什么？
四、作業解析
因為人在浴缸里洗澡時，身體會受到水豎直向上的浮力，所以手不需要很大的力就可以支撐起整個身體；人在床上時，幾乎不受浮力，要靠雙手支撐起自己的幾乎全部重力，當然就很困難了。
2. 把空易拉罐開口朝上按入裝有水的桶中，在易拉罐浸沒之前，在向下按的過程中，你能感受到浮力的存在嗎？浮力的大小是否有變化呢？
用手把空易拉罐開口朝上按入裝有水的桶中，在易拉罐浸沒之前，在向下按的過程中，要用力，表明受到了浮力，且越往下按，感覺越用力，表明浮力越大。越往下按，它排開水的體積越大，這個現象告訴我們，浮力的大小可能跟排開液體的多少有關。
四、作業解析
3. 物塊浸沒在液體中，受到液體對它向上、向下的壓力分別為15 N、5N，其受到浮力的大小為（ ）
A. 5N B. 10N C. 15N D. 20N
四、作業解析
B
由于物體在液體中受到的浮力實質就是其受到向上和向下的壓力差，所以，物塊受到的浮力大小為
故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
4. 如圖所示，是一位同學巧用物理知識將帽子交給樓上同學的情境。此過程中應用的關鍵知識是（ ）
A. 氣球受到重力
B. 帽子的質量大于氣球的質量
C. 帽子的密度大于氣球的密度
D. 空氣對帽子和氣球有浮力作用
四、作業解析
空氣對氣球和帽子有浮力作用，當空氣和帽子受到的浮力大于自身重力，使帽子上升到樓上。故選D。
D
5. 下列關于浮力的說法中正確的是（ ）
A. 只有浮在液體表面的物體才受到浮力
B. 物體只有浸入液體中，才會受到浮力的作用
C. 下沉的物體不會受到浮力
D. 浮力的方向總是豎直向上的
A．在液體中懸浮和下沉的物體也受到浮力，故A錯誤；
B．物體在氣體中，也會受到浮力的作用，故B錯誤；
C. 下沉的物體也受到浮力，物體之所以下沉，是因為受到的重力大于浮力，故C錯誤；
D．浮力的方向一定都是豎直向上的，故D正確。故選D。
四、作業解析
D
6. 在 “探究浮力”的實驗中，由圖 （a）可知金屬塊受到的重力是______N ，現將金屬塊浸沒在水中，彈簧測力計的示數變為如圖（b）所示，則金屬塊受到水的浮力是_____N 。
由圖（a）可知金屬塊受到的重力是1.4N；將金屬塊浸沒在水中，彈簧測力計的示數變為1.0N，則金屬塊受到水的浮力是
F浮=F1-F2 =1.4N-1.0N=0.4N。
四、作業解析
1.4
0.4
1．為什么我們在空氣中感受不到浮力？
答：由于空氣的密度小，空氣中的物體如果體積不大，排開空氣的重力很小，受到的重力浮力遠遠小于物體的重力，可以忽略不計。這就是我們感受不到空氣中的浮力的原因。但是像熱氣球這類體積大，重力小的物體在空氣中受到的浮力就很大了。
四、作業解析
2．在太空中的宇航員是否受浮力？
答：在太空中，物體受到的引力非常小，宇航員因此處于失重狀態。這種狀態下，宇航員不會受到浮力的作用，而是可以自由漂浮在空間站內 。浮力通常是由于流體對物體的向上和向下的壓力差產生的，但在太空中沒有這樣的流體環境，因此不存在浮力。
四、作業解析
提升訓練
五
五、提升訓練
1. “天宮課堂”第一課上，王亞平做了一個有關浮力的實驗。在太空中，乒乓球并沒有像在地面一樣浮在水面，而是停留在了水中，如圖。下列有關該現象的解釋正確的是（　　）
A．乒乓球受到的浮力方向向下
B．乒乓球受到的浮力小于重力
C．太空中重力消失時，浮力也就消失了
D．浮力是由重力產生的
浮力產生的原因：物體受到液體向上的壓力大于向下的壓力，上下表面的壓力差即為浮力，在太空中水和乒乓球處于完全失重狀態，水不會對浸入其中的物體產生壓力，所以在太空失重環境下浮力消失，故C正確，ABD錯誤。
C
故選C.
五、提升訓練
2. 物體A浸入水中前后，彈簧測力計的示數如圖所示，物體浸入水后，受到受到重力、_____和_____的作用，其中重力為___N，浮力為____N。
物體浸沒時，受到重力、浮力及拉力作用；
根據左邊測力計的示數可知，物體的重力G=4N；
根據稱重法可得，物體受到的浮力
F浮=G-F=4N-3N=1N
浮力
拉力
4
1
五、提升訓練
3. 重為5N的木塊A在水中在拉力的作用下處于靜止狀態，此時繩子的拉力為3N，此時木塊A受到的浮力大小為F1，剪斷繩子后，木塊A的運動情況和F1大小情況是（　　）
A．F1=8N，保持靜止 B．F1=8N，向上運動
C．F1=3N，保持靜止 D．F1=3N，向下運動
木塊此時受到豎直向下的重力、繩子豎直向下的拉力和豎直向上的浮力的作用，木塊在這三個力的作用下保持靜止狀態，則木塊的浮力 F1=G+F拉=5N+3N=8N
由于F1>G，所以剪斷繩子后，木塊將向上運動。
B
故選B.
五、提升訓練
4. 如圖所示，將乒乓球置于去底塑料瓶口處，然后向瓶里注水，當有少量水從瓶口流出時，乒乓球不上浮；若用手堵住瓶口，可觀察到乒乓球上浮起來，此實驗說明了（ ）
A．液體的壓強與液體的密度有關
B．連通器原理
C．大氣存在壓強
D．浮力產生的原因
開始時乒乓球受到液體壓強作用，下部液體較少且隨時流走，所以受到液體向上的壓強小于向下的壓強，向上的壓力小于向下的壓力，乒乓球不能上浮。當用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液體壓強和大氣壓的作用。向上的液體壓強大于向下的液體壓強，乒乓球上浮，故此實驗說明了浮力產生的原因，故ABC不符合題意，D符合題意。
D
故選D.
五、提升訓練
5. 如圖所示，一金屬塊吊在彈簧測力計下端，在空氣中彈簧測力計讀數是27.5N，現將金屬塊浸入水中后，彈簧測力計讀數是21.5N，若金屬塊上表面受到水的壓力為20N，求：
（1）金屬塊受到浮力；
（2）金屬塊下表面受到水的壓力。
五、提升訓練
（1）金屬塊浸沒在水中稱量時，彈簧測力計的示數比空氣中的示數小，是因為金屬塊在水中受到向上的浮力的作用，浮力為
F浮=G-F=27.5N-21.5N=6N
（2）根據浮力產生的原因可知，物體的浮力等于物體上下表面受到的水的壓力差，故金屬塊下表面受到水的壓力為
F下=F上+F浮=20N+6N=26N
五、提升訓練
6．如圖所示，裝滿水的燒杯放在盤子里，再把空易拉罐按入水中，感受到浮力的同時，會看到排開的水溢到盤子中，慢慢將易拉罐壓入水中，體會浮力的大小并觀察溢出水的多少。根據活動中的感受和觀察，能夠提出的最具探究價值的科學問題是（　　）
A．浮力的大小與物體排開液體的密度有什么關系
B．浮力的大小與浸入液體的物體形狀有什么關系
C．浮力的大小與物體排開液體的體積有什么關系
D．浮力的大小與物體浸入液體的深度有什么關系
C
五、提升訓練
用手把空易拉罐緩慢地按入水中，在空易拉罐浸沒之前，越往下按，排開水的體積越大受到的浮力越大，這個實驗告訴我們浮力的大小跟物體排開液體的體積有關，故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。

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