資源簡介

(共25張PPT)
科學探究：浮力的大小
第3節
第十章 流體的力現象
學習目標
2.能通過實驗探究物體所受浮力大小與物體排開液體所受重力大小的關系。
3.知道阿基米德原理，能對浮力問題進行簡單計算。了解阿基米德原理在生活中的應用，感悟物理知識廣泛應用與社會。
1.經歷“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗，能提出合理的猜想與假設，能用控制變量法進行實驗，分析實驗數據得出結論。認識物體所受浮力大小與液體密度和物體排開液體的體積有關。
重點
難點
新課引入
山東艦滿載排水量65000余噸，福建艦滿載排水量80000余噸，討論艦船總提到“排水量”，它意味著什么？
新課引入
傳說在兩千多年前的古希臘，國王讓學者阿基米德鑒定王冠是否用純金制成，他苦思冥想了很久，最后在洗澡時得到了靈感，設計實驗鑒定了王冠的真假。通過進一步研究，他發現了浮力的規律。
浮力大小與什么因素有關呢？
一、浮力大小與什么因素有關
知識構建
1.猜想與假設
（1）浮力可能與物體的體積有關；
（2）浮力可能與物體的密度有關；
（4）浮力可能與物體浸沒在液體中的深度有關。
（3）浮力可能與液體的密度有關；
一、浮力大小與什么因素有關
鐵架臺、升降臺、彈簧測力計、燒杯、圓柱體、水、鹽水
2.實驗器材
3.物理方法
控制變量法
一、浮力大小與什么因素有關
4.實驗設計
（1）探究浮力的大小與圓柱體浸在液體中的體積的關系：
測量、比較圓柱體在液體中浸入四份之一，二分之一，四分之三體積和浸沒時的浮力大小；
浸入的體積 浸入約1/4 浸入約1/2 浸入約3/4 浸沒
重力 G / N
測力計示數 F / N
浮力 F浮 / N
一、浮力大小與什么因素有關
4.實驗設計
（2）探究浮力的大小與圓柱體浸沒深度的關系：
測量、比較圓柱體浸沒在同一液體中不同深度時的浮力大小；
浸沒的深度 /cm 2 4 6
重力 G / N
測力計示數 F / N
浮力 F浮 / N
一、浮力大小與什么因素有關
4.實驗設計
（3）探究浮力大小與液體密度的關系：
測量、比較圓柱體分別浸沒在水中、鹽水中的浮力大小；
液體種類 水 鹽水
重力 G / N
測力計示數 F / N
浮力 F浮 / N
一、浮力大小與什么因素有關
5.實驗過程
一、浮力大小與什么因素有關
6.實驗結論
實驗表明，浸在液體中的物體受到的浮力大小，跟物浸在液體中的體積和液體的密度有關。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。
浸沒在同種液體中的物體所受浮力跟物體在液體中的深度無關。
二、阿基米德原理
浸在液體中的體積
物體排開液體的體積
物體排開液體的質量
m排= ρV
液體的密度
G排 = mg
排開液體所受的重力
浮力大小
浮力大小與排開液體的重力有什么關系呢？
知識構建
二、阿基米德原理
演示實驗：浮力大小與排開液體重力的關系
1.實驗器材：阿基米德原理實驗器、彈簧測力計、不同大小的物體
2.實驗過程：
① ② ③ ④
F3
F4
F1
F2
二、阿基米德原理
演示實驗：浮力大小與排開液體重力的關系
2.實驗過程：
（1）在空氣中測量出鐵塊和小桶所受重力的大小；
（2）把鐵塊浸沒在裝滿水的溢水杯中，讀取彈簧測力計的示數，計算出鐵塊受到的浮力；
（3）測量出被鐵塊從溢水杯排到小桶中的水所受的重力；
（4）換用大小不同的物體，多次實驗。
二、阿基米德原理
演示實驗：浮力大小與排開液體重力的關系
3.實驗表格：
實驗 次數 物體所受的重力/N 物體浸沒時測力計的讀數/N 浮力/N 小桶所受的重力/N 小桶和排開水所受的總重/N 排開水所受的重力/N
1
2
3
二、阿基米德原理
演示實驗：浮力大小與排開液體重力的關系
4.實驗結論：
浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受到的重力。這就是著名的阿基米德原理
F浮 = G排
公式表示：
公式變形：
F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g
m排 就是艦船的 “排水量”
二、阿基米德原理
阿基米德原理的適用范圍
（1）漂浮、懸浮、沉入液體中，都適用；
（2）氣體中也適用。
二、阿基米德原理
辨析：部分浸入和浸沒
部分浸入
V排 ___ V物
浸沒
V排 ___ V物
＜
＝
三、阿基米德原理的應用
討論交流：在死海中，海水的密度高達1.18×103 kg/m3 ，人們可以很輕松地在海面仰臥，甚至還可以看書呢！請應用阿基米德原理作出解釋。
人的密度約為1. 0×103 kg/m3，而海水的密度高達1.18×103kg/m3 ，當人浸沒在水中時，根據阿基米德原理，人受到到的浮力大于人的重力，人會浮出海面，漂浮在海面上。
知識構建
三、阿基米德原理的應用
解：
例題：一個邊長為3cm，密度為2×103 kg/m3的立方體橡皮泥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浮在水面上，小船所受浮力是多少？（ 取g=10 N/kg）
G排 = m排g = 2.7×10-2 kg ×10 N/kg = 0.27 N
如果橡皮泥浸沒在水中，它排開水的體積
V排= V像=0.03m× 0.03m× 0.03m= 2.7×10-5 m3
排開水的質量
m排= ρ水V排= 1×103 kg/m3× 2.7×10-5 m3 = 2.7×10-2 kg
排開水受到的重力
橡皮泥受到的浮力
F浮 = G排 =0.27 N
三、阿基米德原理的應用
解：
例題：一個邊長為3cm，密度為2×103 kg/m3的立方體橡皮泥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浮在水面上，小船所受浮力是多少？（ 取g=10 N/kg）
F浮 = G橡 = m橡g = ρ橡V橡g= 2×103 kg/m3× 2.7×10-5 m3 ×10 N/kg = 0.54 N
如果橡皮泥小船漂浮在水面上時，根據二力平衡，小船所受浮力
利用“空心法”增大了可供利用的浮力，據此人們用密度遠大于水的鋼鐵制造了輪船。
知識遷移
1.重5牛的物體浸入一盛有水的容器中，受到的浮力為2牛，該物體排開水的重力（　　）
A．等于5牛 B．小于2牛 C．等于3牛 D．等于2牛
由阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于排開液體的重力，重5牛的物體浸入一盛有水的容器中，受到的浮力為2牛，則物體排開水的重力等于其受到的浮力，為2N，故D符合題意。
D
知識小結
知識點1相交線
浮力大小與物體浸入液體的體積和液體的密度有關。
浮力大小與什么因素有關
阿基米德原理的應用
阿基米德原理
采用“空心”法可以增大可利用的浮力。
知識點1相交線
浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受到的重力。
知識點1相交線
F浮 = G排
科學探究：浮力的大小
知識拓展
阿基米德
阿基米德（Archimedes，前 287—前 212）是古希臘偉大的哲學家。他在物理學方面的貢獻主要有兩項：一是關于浮力問題；二是關于杠桿平衡問題。
傳說澡盆的水溢出給了阿基米德啟發，使其產生了測量不規則物體體積的靈感。由此，他鑒別出了國王的王冠并非由純金所制。阿基米德還有一句名言：“給我一個支點，我可以撬動地球。”
阿基米德熱愛科學、善于觀察、勤于動手，能很好地將研究成果應用于生產、生活實踐。我們應學習阿基米德學以致用的鉆研方法、孜孜不倦的求索精神、持之以恒的科學態度。

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