資源簡介

(共32張PPT)
科學探究：浮力的大小
第3節
第十章 流體的力現象
（教科版）八年級
下
01
學習目標
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。
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。
02
新課標要求+課標解讀
2022課標要求：
2.2.9 通過實驗，認識浮力。探究并了解浮力大小與哪些因素有關。知道阿基米德原理，能運用物體的浮沉條件說明生產生活中的有關現象。
課標解讀：
經歷探究浮力大小跟哪些因素有關的實驗過程，認識物體所受浮力的大小跟它浸在液體中的體積有關，跟液體的密度有關。
知道阿基米德原理，并能用文字和公式進行表述。會用阿基米德原理進行浮力大小的計算。在此過程中促進學生建立完整的知識結構，提高綜合運用知識的能力。
03
激趣導入
【觀看視頻并思考】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？
04
新課教學
一、浮力大小與什么因素有關
(4)相同體積，為什么木塊漂浮而金屬塊會下沉？
(3)為什么加鹽后雞蛋會飄起來？
(2)為什么浸入體積越大越難按？
(1)水中下潛時，壓強和浮力如何變化？
猜想：你認為浮力的大小可能會與哪些因素有關？
1.浸入液體中的深度
2.浸入液體中的體積
3.液體的密度
4.物體的密度
實驗要用到什么方法？
控制變量法
猜想：
04
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1. 探究浮力大小與物體浸在液體中的深度關系
①用彈簧測力計測量出鐵塊的重力G；
②將鐵塊浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數；
③改變鐵塊在水中浸沒的深度，讀出彈簧測力計的示數。
改變（浸沒前）
不改變（浸沒后）
深度h/cm 0 1 2 3 4 5 6
重力G/N 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
彈簧測力計示數F拉/N 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.4 0.4
浮力F浮/N 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.8 0.8
結論：浮力大小與物體浸沒水中后的深度無關。
進行實驗，收集證據
04
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2. 探究浮力大小與物體浸在液體中的體積關系
結論：在同一液體中，物體浸在液體中的的休積越大，浮力越大。
①用彈簧測力計測量出鐵塊的重力G；
②把鐵塊小部分體積浸入在水中，讀出彈簧測力計的示數；
③逐漸增大鐵塊浸在水中的體積，直至完全浸沒并讀出彈簧測力計的示數。
物體浸在液體中的體積V排/cm3 0 1/5V物 2/5V物 3/5V物 4/5V物 V物
重力G/N 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
彈簧測力計示數F拉/N 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
浮力F浮/N 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
04
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3. 探究浮力大小與液體的密度關系
①用彈簧測力計測量出鐵塊的重力G；
②將鐵塊分別浸沒在酒精、水和鹽水中，
讀出彈簧測力計的示數。
液體種類 酒精 水 鹽水
重力G/N 1.8 1.8 1.8
彈簧測力計示數F拉/N 1.4 1.2 0.9
浮力F浮/N 0.4 0.6 0.9
結論：物體的密度和排開液體體積一定時，液體密度越大，浮力越大。
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4. 探究浮力大小與物體密度關系
①用彈簧測力計分別測出體積相等的鋁塊、銅塊的重力；
②把鋁塊、銅塊分別懸掛在彈簧測力計下端浸沒水中，
觀察記錄彈簧測力計示數。
物體種類 鋁塊 銅塊
重力G/N 0.28 0.88
彈簧測力計示數F拉/N 0.18 0.78
浮力F浮/N 1 1
結論：浮力的大小跟固體的密度無關，在浸入同種液體的體積相同時，所受浮力相等。
04
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1.浮力大小與浸在液體中的深度以及物體的密度無關。
2.浮力大小與浸在液體中的體積以及液體的密度有關。
(1)當液體的密度一定時，物體浸在液體中的體積越大，浮力越大。
(2)當物體浸在液體中的體積一定時，液體的密度越大，浮力越大。
進行實驗，收集證據
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二、阿基米德原理
【思考】浮力大小與排開液體的重力有什么關系呢
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
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①如何測F浮
圖1
圖2
探究F浮與G排的關系
04
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圖3
圖4
② 怎樣使收集的水恰為排開的水？ G排如何測？
圖1
圖2
若水未裝滿，
測得的G排有
什么影響？
G排的測量值偏小
04
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圖3
圖4
③怎樣安排實驗順序最為合理，為什么？
圖1
圖2
1423或4123。
若1234，測得的G排
有什么影響？
G排的測量值會偏小
合理實驗順序：
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實驗過程
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阿基米德原理
1. 內容：
　　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。
2. 數學表達式：
F浮=G排
推導式：
F浮=G排=m排g=ρ液gV排
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3. 對阿基米德原理的理解
①影響浮力大小的因素：
F浮＝ρ液 gV排
a.浮力大小只和液體密度、物體排開液體體積有關。
b.與物體的形狀、密度，浸沒在液體一的深度及物體在液體中是否運動等因素無關。
阿基米德原理不僅適用于液體，也適用于氣體。
②適用性：
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如圖所示，物體“浸在液體里”包括“全部浸入(即浸沒)”和“部分浸入”。
③浸沒、浸入、浸在、沒入
部分浸入
全部浸入
V排=V浸=V物
V排=V浸＜V物
不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小。
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4. 推導與排開液體的體積和液體密度相關的浮力公式
　　結合浮力定義推導與液體排開體積和液體密度相關的浮力公式(正方體邊長為L液面距物體上表面的深度為h，液體密度為ρ液)
F浮=G排=m排g=ρ液gV排
F2
F1
F浮=F2-F1
=p2L2-p1L2
=ρ液g(h+L)L2-ρ液ghL2
=ρ液gL3=ρ液gV物
L
h
①物體浸沒：物體排開液體體積等于物體體積
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②物體漂浮：物體排開液體體積小于物體體積
L
h
　　推導如圖情景下與排開液體體積和液體密度相關的浮力公式(正方體邊長為L液面距物體上表面的深度為h，液體密度為ρ液)
F浮=F向上-F向下
　 =p向上L2-0
=ρ液ghL2
=ρ液gV排
＜ρ液gV物
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三、阿基米德原理的應用
解：
例題1：一個邊長為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
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
根據阿基米德原理
F浮 = G排 =0.27 N
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
橡皮泥小船漂浮在水面上時，根據二力平衡條件，小船所受浮力
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　　橡皮泥小船比橡皮泥立方體能排開更多的水，這說明采用“空心”的辦法能增大可供利用的浮力，據此人們用密度遠大于水的鋼鐵制造了輪船。
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例題2：比較浮力的大小
①質量相同的兩個實心銅塊甲和乙，甲浸沒在水中，乙浸沒在煤油中，哪個受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
V排相同，比ρ液
水
煤油
甲
乙
ρ水＞ρ煤油
F浮甲＞F浮乙
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煤油
鋁
銅
②質量相同的實心鋁塊和銅塊，都浸沒在煤油中，哪個受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
m鋁=m銅
ρ鋁＜ρ銅
V=m/ρ
V鋁＞V銅
V鋁排＞V銅排
ρ液相同，比V排
F浮鋁＞F浮銅
04
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水
煤油
鋁
銅
③把剛才的銅塊浸沒在煤油中，鋁塊浸沒在水中，哪個受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
ρ水＞ρ煤油
F浮鋁＞F浮鐵
V鋁排＞V銅排
04
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【練習1】下列關于浮力的說法中，正確的是（ ）
A.物體在液體中浸得越深，受到的浮力越大
B.物體的體積越大，受到的浮力越大
C.物體受的重力越小，受到的浮力越大
D.物體排開液體的重力越大，受到的浮力越大
D
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【練習2】繩子的下端系著一個鐵塊，當鐵塊浸沒在水中后剪斷繩子，鐵塊下沉的過程中它受到的浮力將（ ）
A．逐漸變大 B．逐漸變小
C．保持不變 D．變為零
C
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新課教學
【練習3】用手把一乒乓球按在水底，放手后，球上浮，最后漂浮在水面，此過程中浮力（ ）
A.逐漸增加，但小于重力。
B.不變，但大于重力。
C.先不變，后減小，漂浮時等于重力。
D.先大于重力，后小于重力。
C
04
新課教學
【練習4】一物體重力 40 N，把它浸沒在水中稱，測力計示數為 30 N，物體受到的浮力是多大？它的體積又是多少？（g=10 N/kg ）
F浮 = G－F拉 = 40 N－30 N = 10 N
由于物體浸沒在水中，則
V 物= V排 =
F浮
ρ水g
10 N
1.0×103 kg/m3×10 N/kg
=
= 10-3 m3
解析：
05
課堂小結
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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