1.3水的浮力1

1、第五节第五节 水的浮力水的浮力 探究实验一探究实验一:空矿泉水瓶压入水中空矿泉水瓶压入水中 1.手有什么感觉手有什么感觉? 2.放手后瓶会怎么样放手后瓶会怎么样? 结论结论:会上浮的物体受到向上的浮力会上浮的物体受到向上的浮力. 探究实验二探究实验二:没入水中的物体是否受到浮力没入水中的物体是否受到浮力 方法方法: 称重法称重法. 结论结论: 液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力. 浮力的方向浮力的方向: 竖直向上竖直向上 浮力公式浮力公式1: F浮 浮=G F 例：弹簧秤下挂着一物体在空气中读数例：弹簧秤下挂着一物体在空气中读数 为为50牛，将物体浸没

2、水中弹簧秤读数为牛，将物体浸没水中弹簧秤读数为35 牛，则物体在水中受到的浮力多大？牛，则物体在水中受到的浮力多大？ 方法一、称重法方法一、称重法 F浮力 浮力=F空气 空气 F水中 水中 = G F F浮力 浮力 即即 10N 5N 8N 10N 液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力. 浮力的方向浮力的方向:竖直向上竖直向上 实验三实验三:气体会产生浮力吗气体会产生浮力吗? 结论结论:气体会产生浮力气体会产生浮力. 例如例如: 探究实验四探究实验四: 浮力的大小跟哪些因素有关浮力的大小跟哪些因素有关 提出问题提出问题: 浮力的大小跟排开水的多少有关吗浮

3、力的大小跟排开水的多少有关吗? 建立假设建立假设: 浮力的大小跟排开水的多少有关浮力的大小跟排开水的多少有关 实验验证实验验证: 1.需要测量哪几个量需要测量哪几个量? 空气中物体重空气中物体重G, 水中物体重水中物体重F, 排出水的体积排出水的体积V. 2.实验器材实验器材: 弹簧秤、溢水杯、物块、水、小烧杯、量筒弹簧秤、溢水杯、物块、水、小烧杯、量筒. （2） 图图1-18中，量筒和溢杯在你的研究中有什么用？中，量筒和溢杯在你的研究中有什么用？ 量量 筒：筒：可以测量出排开水的体积 可以测量出排开水的体积 溢水杯：溢水杯：可以把被物体排开的那 可以把被物体排开的那 一部分水单独取出来一部分

4、水单独取出来 （3） 实验中需要直接测量哪些量？实验中需要直接测量哪些量？ A 测物体的重力测物体的重力G物 物 B 测浸入水中的拉力测浸入水中的拉力F拉 拉 C 测出排开水的体积测出排开水的体积V排水 排水 AB C 实验步骤实验步骤: 1.溢水杯中盛满水溢水杯中盛满水,将小烧杯放在溢水杯的溢将小烧杯放在溢水杯的溢 水口下水口下. 2.用弹簧秤称出物块在空气中的重用弹簧秤称出物块在空气中的重G. 3.将物块没入溢水杯水中将物块没入溢水杯水中,读出弹簧秤读数读出弹簧秤读数G 4.将溢出的水倒入量筒中测出它的体积将溢出的水倒入量筒中测出它的体积V排 排 G/牛 F/牛 V排/mLF浮=GF G排

5、液=pgV排 1.20.210011 阿基米德原理：阿基米德原理：浸在液体里的物体，受到向上的浸在液体里的物体，受到向上的 浮力，浮力的大小等于物体排开液体受到的重力。浮力，浮力的大小等于物体排开液体受到的重力。 浮力公式浮力公式2： F浮 浮= G排液排液= 液液 gV排液排液 浮力公式浮力公式1: 称重法：称重法： F浮 浮=G F 浮力公式浮力公式2：阿基米德原理法：阿基米德原理法： F浮 浮= G排液排液= gV排排 例例1：将重：将重10牛体积为牛体积为0.2米米3的物块的一半没入的物块的一半没入 水中，求它受到的浮力。水中，求它受到的浮力。 例例2.铁块重铁块重15.8牛，浸没水中

6、受到多大的浮力？牛，浸没水中受到多大的浮力？ 例例3.同样重的实心铜球和铝球，都浸没水中同样重的实心铜球和铝球，都浸没水中, 受到的浮力大。两个完全相同的铁球，分别受到的浮力大。两个完全相同的铁球，分别 没入水中和酒精中，没入水中和酒精中，中受到的浮力大？中受到的浮力大？ 例：重例：重15牛的物体浸没在水中，弹簧秤读数为牛的物体浸没在水中，弹簧秤读数为 5牛，则物体受到的浮力为牛，则物体受到的浮力为，物体的体积，物体的体积 为为。物体的密度多大？。物体的密度多大？ 求浮力大小的方法求浮力大小的方法 方法一、称重法方法一、称重法 F浮力 浮力 = FG 方法二、阿基米德原理法方法二、阿基米德原理

7、法 F浮 浮 G排液 排液 液 液 g V排液 排液 方法三、方法三、悬浮漂浮条件悬浮漂浮条件法法 F浮 浮 =G物 物 方法四、压力差法方法四、压力差法 F浮 浮= F下表面 下表面 F上表面 上表面 例：一木块放入水中露出例：一木块放入水中露出1/5，求它的密度。若，求它的密度。若 将它放入某液体中露出将它放入某液体中露出3/4，求该液体的密度。，求该液体的密度。 浮力产生的原因浮力产生的原因: F上表面 上表面 F下表面 下表面 F浮 浮= F下表面下表面 F上表面上表面 A B F浮 浮 F浮 浮 F浮 浮 G物 物 G物 物 G物 物 1.受力分析受力分析 F浮 浮 G物 物 F浮

8、浮 液液 物 物 = 液液 G物物 F浮 浮上浮 上浮 物 物 液液 例：重为例：重为20牛的物块，体积为牛的物块，体积为3分米分米3，放入水中，放入水中 后是上浮还是下沉？静止后受到的浮力多大？后是上浮还是下沉？静止后受到的浮力多大？ 例：密度为例：密度为0.8克克/厘米厘米3体积为体积为2分米分米3的物块的物块,放入放入 水中静止后受到多大的浮力？排开水的体积多大水中静止后受到多大的浮力？排开水的体积多大? F浮 浮 G 漂浮漂浮: F浮浮=G物物 木块木块铁块铁块 A B C 三球的密度三球的密度 A -B _C 同一球分别放入三种液同一球分别放入三种液 体，则三种液体的密度体，则三种液

9、体的密度 A -B _C A B C F浮 浮 G物 物 m物 物g 液 液 g V排液 排液G排液 排液 物 物 g V物 物 （1）悬浮时：）悬浮时：F浮 浮= G物 物 液 液 g V排液 排液= 物 物 g V物 物即即 因为因为V排液 排液 V物 物= 所以所以液 液= 物 物 2. 密度关系密度关系 （2）下沉时：）下沉时：F浮 浮 G物 物 液 液 g V排液 排液 物 物 g V物 物即即 因为因为V排液 排液V物 物 所以所以液 液 物 物 马铃薯马铃薯 3.常见现象常见现象 1.煮汤团、煮汤团、 饺子饺子 刚放入水中时：刚放入水中时： F浮 浮 G物 物 煮熟时煮熟时体积增

10、大体积增大 浮力增大。浮力增大。 则会浮出水面则会浮出水面 2. 泄漏的石油在海面上泄漏的石油在海面上 石油 石油 海水 海水 4. 配制鸡尾酒配制鸡尾酒 密度密度大大的酒在的酒在下下面，面， 密度密度小小的酒在的酒在上上面。面。 3. 冰浮在水面上冰浮在水面上 冰 冰 G物 物 液 液 物 物 下沉下沉F浮 浮 G物 物 液 液 物 物 物 物 1、一物体的重力为、一物体的重力为20牛，用手按在水中浸没时牛，用手按在水中浸没时 受到的浮力是受到的浮力是30N，则放开手后物体将，则放开手后物体将-（ ） A、上浮、上浮 B、悬浮、悬浮 C、下沉、下沉 D、无法判断、无法判断 2、100克物体放

11、在盛满液体的杯子里克物体放在盛满液体的杯子里, 溢出液体溢出液体 80克，克， 则则- （ ） A、物体将沉入杯底、物体将沉入杯底 B、物体将浮在液面上、物体将浮在液面上 C、物体将悬浮在液体中、物体将悬浮在液体中 D、无法确定物体的沉浮、无法确定物体的沉浮 A A 3、如图所示，将一只玩具青蛙放入水中，它能漂浮于水、如图所示，将一只玩具青蛙放入水中，它能漂浮于水 面；把它放入另一种液体中，它却沉入底部。则在这两面；把它放入另一种液体中，它却沉入底部。则在这两 种情况下这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较种情况下这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较-（ ） A.在水中受到的浮力较大在水中受到的浮力较大

12、 B.在另一种液体中受到的浮力较大在另一种液体中受到的浮力较大 C.受到的浮力一样大受到的浮力一样大 D.无法比较浮力大小无法比较浮力大小 A 4、体积相同的甲、乙两物体放在液体中静止时、体积相同的甲、乙两物体放在液体中静止时 如右上图，可见两物体的质量相比较如右上图，可见两物体的质量相比较-（ ） A甲大于乙甲大于乙 B乙大于甲乙大于甲 C甲乙相等甲乙相等 D无法判断无法判断 B （三）、密度计（三）、密度计 构造：构造：密度计是一根密封的玻璃管，玻璃密度计是一根密封的玻璃管，玻璃 管下部的玻璃泡内封装有小铅丸或管下部的玻璃泡内封装有小铅丸或 水银，玻璃管的上部标有刻度。水银，玻璃管的上部标

13、有刻度。 原理：漂浮原理：漂浮 F浮 浮 液 液 g V排液 排液 G计 计 所测所测液体的密度不同液体的密度不同，密，密 度计度计排开液体的体积就不排开液体的体积就不 同同，液面对应密度计的，液面对应密度计的位位 置置也就不同。也就不同。 水水 盐水盐水 1.0 1.2 1.4 1.6 A B C 三种液体的密度三种液体的密度 最大最大 密度计：密度计：密度计的刻度是：密度计的刻度是： 上小上小 下大下大 B 五、物体浮沉的应用五、物体浮沉的应用 （一）轮（一）轮 船船 轮船漂浮在水面上轮船漂浮在水面上 F浮 浮 G排液 排液 G自重 自重 G货物 货物 = = 1.一块钢板放在水里会下沉，

14、但为什么用一块钢板放在水里会下沉，但为什么用 钢板制造的轮船却能够漂浮在水面上呢？钢板制造的轮船却能够漂浮在水面上呢？ 1 1.把一块橡皮泥放在水面把一块橡皮泥放在水面 上，观察橡皮泥的浮沉？上，观察橡皮泥的浮沉？ 橡皮泥将沉入水底橡皮泥将沉入水底 2.将橡皮泥捏成将橡皮泥捏成碗状碗状，再，再 把它放在水面上，观察把它放在水面上，观察 橡皮泥橡皮泥的浮沉？的浮沉？ 橡皮泥将能浮在水面上橡皮泥将能浮在水面上 钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是空空 的的，能够，能够排开比自身体积大得多的水排开比自身体积大得多的水，获得更，获得更 大的浮力，所以能够漂浮在水

15、面上。大的浮力，所以能够漂浮在水面上。 吃水线吃水线（吃水线标志），通常指（吃水线标志），通常指船舶载重线船舶载重线，表，表 明船体的吃水深度。商船一边油漆上的标志，表明船体的吃水深度。商船一边油漆上的标志，表 明船舶载货后可能的各种吃水程度。明船舶载货后可能的各种吃水程度。 轮船船体浸入水越深，表明排开的水量越多。轮船船体浸入水越深，表明排开的水量越多。 轮船的大小常用轮船的大小常用排水量排水量来表示，来表示， 排水量排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。就是轮船装满货物时排开水的质量。 2. 一艘轮船自重一艘轮船自重0.7万吨，它的排水量为万吨，它的排水量为 1.8万吨，则它最多可运载多少

16、货物？万吨，则它最多可运载多少货物？ F浮 浮 G排液 排液 G自重 自重 G货物 货物 = m货物 货物=m排液 排液 m自重 自重 = - 1.8万吨万吨-0.7万吨万吨 =1.1万吨万吨 3. 一艘轮船从江河驶入大海后，受到的浮力一艘轮船从江河驶入大海后，受到的浮力 如何变化？排开水的体积如何变化？是上如何变化？排开水的体积如何变化？是上 浮些还是下沉些？浮些还是下沉些？ 从江海驶入大海，都是处在漂浮状态，故受到的从江海驶入大海，都是处在漂浮状态，故受到的 浮力都等于重力，并保持不变。浮力都等于重力，并保持不变。 但由于但由于海水的密度要大于江河水的密度海水的密度要大于江河水的密度，所以

17、，根，所以，根 据阿基米德原理据阿基米德原理F浮 浮 液 液 g V排液排液可 可知，知，轮船排轮船排 开水的体积将减少开水的体积将减少。将上浮些。将上浮些。 若该若该轮船从大海进入长江，则它会上浮还是下沉些？轮船从大海进入长江，则它会上浮还是下沉些？ （二）、潜（二）、潜 艇艇 潜艇是海军的主要舰种之一，它潜艇是海军的主要舰种之一，它 既能在水面航行，又能潜入水下进行机动作战。既能在水面航行，又能潜入水下进行机动作战。 1.如右图所示，在玻璃球如右图所示，在玻璃球 内装满水，并用橡皮管内装满水，并用橡皮管 把它连到针筒上。把它连到针筒上。 2.用针筒将玻璃球内的水抽出，用针筒将玻璃球内的水抽

18、出， 观察玻璃球的运动状况。观察玻璃球的运动状况。 3.用针筒把水再次压入用针筒把水再次压入 玻璃球内，观察玻璃玻璃球内，观察玻璃 球的运动状况。球的运动状况。 你知道了潜艇在水中如你知道了潜艇在水中如 何实现上浮和下沉的吗？何实现上浮和下沉的吗？ 改变潜艇自身的重力。改变潜艇自身的重力。 2 潜艇原理潜艇原理 当水舱充满水时：当水舱充满水时：潜艇重力大于浮力潜艇重力大于浮力潜艇下沉潜艇下沉 水舱里的水排出：水舱里的水排出：潜艇重力小于浮力潜艇重力小于浮力潜艇上浮潜艇上浮 水舱里留适量的水：水舱里留适量的水：潜艇重力等于浮力潜艇重力等于浮力 潜艇悬浮潜艇悬浮 2.人们常用人们常用“浮筒打捞法浮

19、筒打捞法”打捞沉船，它的做法是：打捞沉船，它的做法是： 把几个浮筒灌满水，将它们沉到水底，潜水员用钢索把把几个浮筒灌满水，将它们沉到水底，潜水员用钢索把 它们拴在沉船的两侧。然后，打捞船上的机器开动起来，它们拴在沉船的两侧。然后，打捞船上的机器开动起来， 把空气压进浮筒，将筒内的水排出去，沉船就可以浮起把空气压进浮筒，将筒内的水排出去，沉船就可以浮起 来（如图来（如图1-33）。这样做的原理是什么？）。这样做的原理是什么？ 将沉船与浮筒看作一个整体，当浮筒内的水未排出时，将沉船与浮筒看作一个整体，当浮筒内的水未排出时， 整体所受的重力大于浮力，整体所受的重力大于浮力， 所以船不会浮起。而当所以

20、船不会浮起。而当 筒内的水排出后，整体筒内的水排出后，整体 所受的重力变小，以至所受的重力变小，以至 小于浮力，这样，轮船小于浮力，这样，轮船 与浮筒都将浮出水面。与浮筒都将浮出水面。 饺子渚熟后上浮是因为饺子渚熟后上浮是因为 潜水艇是靠潜水艇是靠实现上浮和下潜的。实现上浮和下潜的。 体积增大，浮力增大大于重力而上浮体积增大，浮力增大大于重力而上浮 改变自身重力改变自身重力 （五）、热气球和气艇（五）、热气球和气艇 人类早就幻想着像鸟儿一样在蓝天自由飞翔，正是热气人类早就幻想着像鸟儿一样在蓝天自由飞翔，正是热气 球使人类第一次实现了这一愿望。球使人类第一次实现了这一愿望。1783年年11月的一

21、天，月的一天， 法国的蒙戈尔费埃兄弟用纸和布制造了一个大袋子，用法国的蒙戈尔费埃兄弟用纸和布制造了一个大袋子，用 火加热袋里的空气，制成了最早的热气球。由于球内热火加热袋里的空气，制成了最早的热气球。由于球内热 空气的密度比球外冷空气小，使得热气球受到空气的浮空气的密度比球外冷空气小，使得热气球受到空气的浮 力大于重力，从而能在空气中上升，如图所示。力大于重力，从而能在空气中上升，如图所示。 1783年年12月，法国学者查理用月，法国学者查理用 密度小于空气的氢气代替热空气。密度小于空气的氢气代替热空气。 他制造的氢气球升到他制造的氢气球升到2000多米多米 的高空。后来，载人的氢气球能的高空。后来，载人的氢气球能 到达到达20000米的高空。现在，观米的高空。现在，观 测高空气象的气球大多数是氢气测高空气象的气球大多数是氢气 球。球。 为了克服气球没有动力的缺点，人们制造了气艇，为了克服气球没有动力的缺点，人们制造了气艇， 在大气囊下安装了带螺旋桨的发动机，如图所示。在大气囊下安装了带螺旋桨的发动机，如图所示。 气艇曾被用于军事侦察、轰炸和作为空中交通工气艇曾被用于军事侦察、轰炸和作为空中交通工 具。早期的气艇充的都是易燃的氢气，后来发生具。早期的气艇充的都是易燃的氢气，后来发生 了几次氢气爆炸事故，使人们改用了氦气。了几次