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浮 力
9.1
第九章 浮 力
（滬粵版）八年級(jí)
下
什么是浮力
浮力產(chǎn)生的原因
a、什么是浮力
b、浮力的特點(diǎn)
a、浮力產(chǎn)生的原因
b、理解浮力產(chǎn)生的原因
決定浮力大小的因素
a、決定浮力大小的因素
b、理解決定浮力大小的因素
一
二
三
01
學(xué)習(xí)目標(biāo)
02
激趣導(dǎo)入
用救生圈的兒童能在水中不下沉
用鋼鐵制成的萬(wàn)噸巨輪能浮在海面上
熱氣球能騰空而起
是什么讓他們浮起不下沉的呢？
在日常生活中，我們經(jīng)常能看到物體在水中和空氣中的浮沉現(xiàn)象……
知識(shí)點(diǎn)1——浮力
a、什么是浮力
b、浮力的特點(diǎn)
一
跟著老師用飲料瓶和乒乓球做一個(gè)神奇的小實(shí)驗(yàn)，觀察乒乓球的狀態(tài)……
嘗試對(duì)漂浮的船作豎直方向上的受力分析，……
F浮
G
浸在液體中的物體會(huì)受到液體豎直向上的托力，這個(gè)托力就叫做浮力
它能漂浮會(huì)受到重力的作用
必定有一個(gè)力與其方向相反，大小相等
從而將水中的船托起
（1）如圖所示，在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一個(gè)小金屬塊，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是　　　N。
（2）再將小金屬塊浸沒(méi)到水中，此時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是　　　　　N。
比較兩次測(cè)量結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，小金屬塊浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)　　　　了。這表明水對(duì)浸在其中的物體具有豎直向上的托力。如果換用其他液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也會(huì)得到同樣的結(jié)
果嗎？
比較金屬塊在空氣和水中稱(chēng)量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
如左圖,根據(jù)二力平衡可知：
此時(shí)：F示=G物
如右圖，將物體浸入水中后，物體受到向上的浮力的作用,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小:
F’拉+F浮=G物
F拉=G物，F(xiàn)示=F拉
因此：F’示+F浮=G物
所以
F拉
G
F拉
G
F浮
F浮=G物- F示
這種求浮力的方法叫稱(chēng)重法
物體在液體中會(huì)受到浮力，那在空氣中會(huì)受到浮力嗎？
將一個(gè)打足氣的籃球和一個(gè)套扎在氣針上的未充氣的氣球一起懸掛在杠桿的一端。
調(diào)節(jié)杠桿另一端的鉤碼， 杠桿呈水平狀態(tài)。
將氣針插入籃球的氣孔中，籃球中的部分空氣就充入氣球中，這時(shí)，杠桿掛鉤碼的一端下降了。
物體在空氣中也會(huì)受到浮力的作用
因此，浮力的施力物體是液體或氣體
小球被細(xì)繩豎直拉著向上漂著
小球依舊被細(xì)繩豎直拉著向上漂著
那么浮力的方向是怎樣的？
將一個(gè)質(zhì)量較輕的小球用細(xì)線固定在杯子底部，向杯子中裝沒(méi)過(guò)小球的水，觀察小球的情況
再將杯子傾斜一定角度，再觀察小球的情況
浮力的方向總是豎直向上的
知識(shí)點(diǎn)2——浮力產(chǎn)生的原因
a、浮力產(chǎn)生的原因
b、理解浮力產(chǎn)生的原因
二
討論浮力產(chǎn)生的原因
由此可知——長(zhǎng)方體左、右兩個(gè)側(cè)面受到的壓力大小相等、方向相反，其合力為零。
如圖所示，假設(shè)在水中取一個(gè)長(zhǎng)方體作為研究對(duì)象，請(qǐng)用學(xué)過(guò)的液體壓強(qiáng)的知識(shí)討論以下問(wèn)題。
（1）長(zhǎng)方體左、右兩個(gè)側(cè)面的對(duì)應(yīng)部分在水中的深度相同
因而水的壓強(qiáng)也相等，兩個(gè)側(cè)面的面積又相等
討論浮力產(chǎn)生的原因
（2）長(zhǎng)方體前、后兩個(gè)側(cè)面受到液體壓力的情況，跟左、右兩個(gè)側(cè)面的受力情況是否一樣？
長(zhǎng)方體前、后兩個(gè)側(cè)面的對(duì)應(yīng)部分在水中的深度相同，因而水的壓強(qiáng)也相等，兩個(gè)側(cè)面的面積又相等
由此可知——長(zhǎng)方體前、后兩個(gè)側(cè)面受到的壓力大小相等、方向相反，其合力為零
長(zhǎng)方體上、下兩個(gè)面的對(duì)應(yīng)部分在水中的深度關(guān)系是h上＜h下，因而水的壓強(qiáng)p上＜p下，上下表面的面積又相等，因此F上＜F下
討論浮力產(chǎn)生的原因
（3）比較長(zhǎng)方體的上表面和下表面受到的水的壓力F上和F下，哪個(gè)大？為什么？請(qǐng)分析浮力產(chǎn)生的原因。
由此可知，長(zhǎng)方體上、下兩個(gè)面受到的合力F合=F下-F上,方向向上。這個(gè)合力就是浮力
浮力是由于液體對(duì)物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的
根據(jù)上面的討論可知：
浮力產(chǎn)生的條件是F向上＞F向下，若F向上＜F向下，浮力則不存在
由p= 可得，F(xiàn)=pS
S
F
因此: F向上=p下S=ρgh下S
F向下=p上S=ρgh上S
F浮=F向上-F向下
所以：F向上＞F向下
這種求浮力的方法叫壓力差法
浮力的實(shí)質(zhì)是液/氣體對(duì)物體壓力的合力，因此受力分析時(shí)浮力與壓力合力不能同時(shí)考慮
物體下表面在液體里，所以
F向上=p下S=ρgh下S
在理解了浮力產(chǎn)生的原因，我們也需了解兩種特殊情況……
漂浮在水上的物體
底部與容器緊密接觸的物體
物體上表面不在液體里，所以
F向下=0
因此F浮=F向上-F向下=F向上
由于物體下表面與容器緊密接觸
所以物體下表面不受水的壓力作用，因此
F向上=0
因此物體不受浮力的作用
此時(shí)F向上＜F向下
因此日常生活中若物體緊貼、嵌入或連接容器的底部時(shí)，物體不受浮力……
在水中的橋墩
洗手盆水中的水堵頭
碇步橋的石塊
那么太空中的物體會(huì)受到浮力嗎？
在“天宮課堂”中，航天員王亞平展示了“浮力消失”的實(shí)驗(yàn)。在中國(guó)空間站微重力環(huán)境中，她用吸管把乒乓球輕輕壓入水中，取出吸管后，觀察到乒乓球靜止不動(dòng)……
知識(shí)點(diǎn)3——決定浮力大小的因素
a、決定浮力大小的因素
三
b、理解決定浮力大小的因素
那么，物體所受浮力的大小與哪些因素有關(guān)呢？
浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)。
浮力的大小可能與物體浸入液體的深度有關(guān)。
浮力的大小可能與物體
浸入液體的體積大小有關(guān)。
探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
如圖所示，在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一個(gè)鐵塊，依次把它緩緩地浸入水中不同位置，比較它受到的浮力的大小。
（1）從位置1→2→3 的過(guò)程中，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化。
1
2
3
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)從1-2-3的位置逐漸變小
根據(jù)“稱(chēng)重法”F浮=G-F示可知，鐵塊在浸入水的過(guò)程中，浮力大小逐漸變大
說(shuō)明浮力的大小與物體浸入液體的體積大小有關(guān)
探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
（2）從位置3→4 的過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是否變化？
3
4
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)從3-4的位置不變
根據(jù)“稱(chēng)重法”F浮=G-F示可知，鐵塊在完全浸入水后，雖然深度改變了，但浮力大小不變
說(shuō)明浮力的大小與物體浸入液體的深度無(wú)關(guān)
探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
（3）將鐵塊分別浸沒(méi)在清水和濃鹽水中，比較兩種情況下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小。
清水
濃鹽水
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)在清水比在濃鹽水的位置小
由于ρ濃鹽水比ρ清水大，根據(jù)“稱(chēng)重法”F浮=G-F示可知，鐵塊在密度大的液體中浮力大小較大
說(shuō)明浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)
上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：
浸在液體中的物體受到的浮力的大小，與物體浸入液體的體積有關(guān)，與液體的密度有關(guān)；
浸沒(méi)在同種液體中的物體所受浮力則與物體在液體中所處的深度無(wú)關(guān)。
浮力大小與物體浸入液體的體積有關(guān)，與物體的體積、形狀等無(wú)關(guān)；
浮力大小與浸入液體的密度有關(guān)，與物體本身的密度無(wú)關(guān)；
實(shí)驗(yàn)中將物體從懸掛，到慢慢浸入水中，改變的是物體浸入水中的體積，不能理解為改變物體在水中的深度；
TIPS
游泳者感覺(jué)到潛入水中時(shí)比浮在水面游泳時(shí)受到的浮力大，其原因是什么？
這是因?yàn)橛斡菊邼撊胨斜雀≡谒嬗斡緯r(shí)　 　 　　　，所以受到的浮力也比較大。
浸入水中的體積較大
大魚(yú)和小魚(yú)的爭(zhēng)論中,誰(shuí)說(shuō)的是正確的……
　　　魚(yú)的說(shuō)法正確。
這是因?yàn)閮蓷l魚(yú)浸沒(méi)在水中它們所受浮力的大小與　 　 　有關(guān)，而與　　 　　　無(wú)關(guān)。
大
物體浸入液體的體積
物體所在液體的深度
04
課堂小結(jié)
浮力產(chǎn)生的原因
決定浮力大小的因素
浮力
原因：由于液體對(duì)物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的
浸沒(méi)在同種液體中的物體所受浮力則與物體在液體中所處的深度無(wú)關(guān)。
浮力
概念：浸在液/氣體中的物體會(huì)受到液體豎直向上的托力
推導(dǎo)公式：F浮=F向上-F向下（壓力差法）
方向：總是豎直向上
施力物體：液體或氣體
測(cè)量：F浮=G-F示（稱(chēng)重法）
浸在液體中的物體受到的浮力的大小，與物體浸入液體的體積有關(guān)，與液體的密度有關(guān)；
05
隨堂練習(xí)
1、彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一重為5N的物體，把物體浸沒(méi)在水中時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示，則物體在水中所受的浮力是（　　）
A．0N B．5N
C．2.6N D．2.4N
C
2、將同一長(zhǎng)方體分別水平與豎直放置在水中，長(zhǎng)方體都保持靜止。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．水對(duì)長(zhǎng)方體上、下表面的壓強(qiáng)差不相等，壓力差相等
B．水對(duì)長(zhǎng)方體上、下表面的壓強(qiáng)差不相等，壓力差不相等
C．水對(duì)長(zhǎng)方體上、下表面的壓強(qiáng)差相等，壓力差不相等
D．水對(duì)長(zhǎng)方體上、下表面的壓強(qiáng)差相等，壓力差相等
A
05
隨堂練習(xí)
C
4、一艘輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛：螅喆艿降母×Φ姆较颍ā　。?br/>A．豎直向上 B．斜向上 C．斜向下 D．無(wú)法確定
B
3、如圖所示，用細(xì)繩將一物體系在容器底部，若物體所受浮力為10N，上表面受到水向下的壓力為6N，則物體下表面受到水向上的壓力為（　　）
A．6N B．10N
C．16N D．4N
5、如圖所示，取一個(gè)瓶口內(nèi)徑略小于乒乓球的礦泉水瓶，去掉底部，把一只乒乓球放到瓶口處，然后向瓶?jī)?nèi)注水，會(huì)發(fā)現(xiàn)水從瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口，不久就可觀察到乒乓球上浮起來(lái)。此實(shí)驗(yàn)可以用來(lái)說(shuō)明（　　）
A．浮力產(chǎn)生的原因 B．阿基米德原理
C．大氣存在壓強(qiáng) D．液體的壓強(qiáng)與液體的密度和深度有關(guān)
A
05
隨堂練習(xí)
A
C
6、下列如圖情景中，沒(méi)有受到浮力的物體是（　　）
A．大橋的橋墩 B．漂在死海中的人 C．沉入水底的雞蛋 D．碼頭上的游輪
7、如圖甲所示，小聰課余時(shí)間用彈簧測(cè)力計(jì)做浮力實(shí)驗(yàn)。他用彈簧測(cè)力計(jì)掛著實(shí)心圓柱體，圓柱體浸沒(méi)在水中且不與容器壁接觸，然后將其緩慢拉出水面，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)隨圓柱體上升距離的變化情況如圖乙，g取10N/kg，則（　　）
A．圓柱體的重力1.6N
B．圓柱體受到的最大浮力1.6N
C．圓柱體上表面未拉出水面之前，水對(duì)圓柱體壓力的合力不變
D．圓柱體下表面未拉出水面之前，容器對(duì)桌面壓強(qiáng)不變
05
隨堂練習(xí)
8、如圖所示，將重為20N的物體浸沒(méi)在水中后，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為15N，則物體受到的浮力為 　　 N；若此時(shí)物體上表面受到水的壓力為2N，則其下表面受到水的壓力為 　　 N。
5
7
9、如圖所示，水槽中有四個(gè)質(zhì)量不相同的A、B、C、D的物塊，其中物塊C粘在水槽壁上。則物塊B所受到的重力比物塊D所受到的 　 　 ，物塊C 　 　 （填“有”或“沒(méi)有”）浮力。
重力大
有
10、利用如圖所示的裝置來(lái)探究浮力的方向是怎樣的：將一個(gè)氣球用細(xì)線系在容器底部，然后向容器中倒入適量的水，容器起初放在水平木板上，發(fā)現(xiàn)細(xì)線沿豎直方向，緩慢抬起木板一端，隨著∠α的改變，懸線與水平面的夾角將 　 　 （選填“改變”或“保持不變”），剪斷懸線，小氣球?qū)⑦\(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明浮力的方向是 　 　 。
05
隨堂練習(xí)
保持不變
豎直向上
11、如題圖所示，浸沒(méi)在液體中的物體，其下表面受到液體向上的壓力 　 　 （選填“小于”“等于”或“大于”）上表面受到液體向下的壓力，這個(gè)壓力差就是產(chǎn)生浮力的原因，浮力的大小與該物體所受重力的大小 　 　 （選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”），珠江大橋的橋墩支撐著大橋與橋上川流不息的車(chē)輛的重力，則橋梁的所有橋墩受到的浮力為 　 　 N。
大于
無(wú)關(guān)
0
05
隨堂練習(xí)
12、在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，提出如下猜想
猜想1：浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)；
猜想2：浮力的大小可能與物體的重力有關(guān)；
猜想3：浮力的大小可能與物體的形狀有關(guān)；
猜想4：浮力的大小可能與排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
（1）如圖所示，用手把飲料罐按入水中，飲料料罐浸入水中越深，手會(huì)感到越吃力。這個(gè)事實(shí)可以支持以上猜想 　 　 （選填序號(hào)）；
（2）為了研究猜想1和猜想2，運(yùn)用了體積相同的A、B、C三個(gè)圓柱體，測(cè)得重力分別為4N、4.5N和5N。然后進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
①在序號(hào)a的實(shí)驗(yàn)中物所受的浮力為 　 　 N；
②比較序號(hào) 　 　 、 　 　 、 　 　 的三次實(shí)驗(yàn)，可得出初步結(jié)論：浮力大小與液體密度有關(guān)；
③進(jìn)一步分析可知：其他條件相同時(shí)，液體的密度越大，物體所受的浮力越 　 　 ；
④比較序號(hào)a、b、c的三次實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論：浮力的大小與物體的重力 　 　 關(guān)。
4　
1　
a　
d　
e　
大　
無(wú)　
05
隨堂練習(xí)
12、在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，提出如下猜想
猜想1：浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)；
猜想2：浮力的大小可能與物體的重力有關(guān)；
猜想3：浮力的大小可能與物體的形狀有關(guān)；
猜想4：浮力的大小可能與排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
（3）為了研究猜想3，小明用多塊相同的橡皮泥，分別捏成實(shí)心的不同形狀，測(cè)得它們浸沒(méi)在水中所受的浮力均相同，由此小明得出的結(jié)論是：浮力的大小與物體的形狀無(wú)關(guān)，你認(rèn)為這結(jié)論是否可靠，并說(shuō)明理由： 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。
可靠，物體的形狀改變，但排開(kāi)液體的體積和液體的密度不變　
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