初中科学《水的浮力》

1、 水能载舟，水能载舟， 亦能覆舟。亦能覆舟。 哈尔滨号驱逐舰哈尔滨号驱逐舰 军军 舰舰 铁块会沉在水中，船会浮在水上，铁块会沉在水中，船会浮在水上， 這好像是理所當然的事情，但你有沒這好像是理所當然的事情，但你有沒 有想过为什么铁块会沉下去？有想过为什么铁块会沉下去？ 为什么铁做的船可以浮在水面上？为什么铁做的船可以浮在水面上？ 一艘船可以载多重的東西呢？一艘船可以载多重的東西呢？ 死海不死 为什么为什么 淹不死他们淹不死他们 ？是神在保？是神在保 护他们吗护他们吗 一、什么是浮力 1.液体的浮力 F浮 浮 G船 船 据二力平衡知识，船(人)除受到 . 作用外，还受到水对它（他） . 的力，这

2、种力叫 。 竖直向下的竖直向下的 重力重力 竖直向上托竖直向上托 F浮 浮 G人 人 人躺在死人躺在死 海上看书海上看书 船浮在水面上船浮在水面上 浮力浮力 将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时，手会明显感受 到 。 将瓶释放后，瓶将 。 结论：水中会上浮的物体受到 。 瓶子受到水的浮力而向上顶的作用瓶子受到水的浮力而向上顶的作用 向上浮出水面向上浮出水面 向上的浮力向上的浮力 【实验】【实验】 哪些東西会浮起來？ 想想看，下面哪些東西会浮在水面 上？哪些会沉下去？ 软木塞 木制餐具玻璃珠 塑料盒铅球 石头色拉油 阿里山神木铁块游泳圈 你觉得，上面的哪些物体会受到浮力的作用？你觉得，上面的哪些物体

3、会受到浮力的作用？ 浮力的大小如何测量呢？浮力的大小如何测量呢？ 称重法：称重法： 1. 力的测量工具是力的测量工具是 。 2. 用弹簧秤吊着物体。物体受到用弹簧秤吊着物体。物体受到竖直竖直 向下向下的的 和和竖直向上竖直向上的的 的的 作用。作用。 3. 这两个力是一对这两个力是一对 ：两个力：两个力 大小大小 ，方向方向 ，且，且 作用在作用在 上。上。 F G 弹簧秤弹簧秤 重力重力G拉力拉力F 平衡力平衡力 相等相等F=G 相反相反 一条直线一条直线 物 物 物 物 在空气中将物体挂在弹簧秤下，记下弹簧秤 的读数F=G物= 。 托住悬挂在空气中的物体，记下弹簧秤的读 数F1 。 弹簧秤

4、读数 ,因为手对物体有向上托的 力F2= 。 将物体浸没在水下，记下弹簧秤的读数F拉 = 。 弹簧秤读数 ，表明水对物体也有一个向 上托的力即浮力F浮 。 结论：在水中会下沉的物体也受到向上 的 。（条件：物体在水中会下沉） 推广：所有的液体都会对浸入其内的物体产 生一个 。 G-F1 变小变小 G G F F拉 拉 变小变小 浮力浮力 向上的浮力向上的浮力 物 物 F 称重法：称重法： F F浮 浮 . . G G物 物 F F拉 拉 F1 F2 F浮 浮 F拉 拉 【实验】【实验】 2.气体的浮力。 气体对进入其内的物体是否也有浮力呢？ 实例： 可以说明气体 对物体也有浮力。 热气球、烟上

5、升等热气球、烟上升等 打足了气的篮球，气孔上插有打气打足了气的篮球，气孔上插有打气 针，打气针的另一端通过导管、橡针，打气针的另一端通过导管、橡 皮塞和气球囊连接。导管阀门开始皮塞和气球囊连接。导管阀门开始 处于关闭状态，现将阀门打开。处于关闭状态，现将阀门打开。 现象：现象： 。 表明篮球整体受到表明篮球整体受到 。 结论：气体也会产结论：气体也会产 生生 。 【实验】【实验】 气球胀大，同时杠杆左端上升气球胀大，同时杠杆左端上升 向上的浮力增大向上的浮力增大 向上的浮力向上的浮力 1、一铁块挂在弹簧秤上，在空气中称量时， 弹簧秤的读数是32牛。把它全部浸在水中 称量时，读数是12牛。铁块受

6、到浮力是 2、判断：所有液体都会对浸入其中的物体 产生浮力。 3、一质量为5千克的铝块，用弹簧秤吊住 它，将其置于酒精中时，弹簧秤的读数为 30牛。求酒精对铝块的浮力 20牛牛 20牛牛 二、阿基米德原理 【提出问题】气体和液体都会对浸入其内的物体 产生竖直向上的浮力，那么浮力的大小究竟和 哪些因素有关呢？ 当你躺在浴缸的水中时，会有一种 了 的感觉，同时浴缸的水面会 。 人变轻是因为人受到 。水面上升是因 为人浸入水中后， 。 变轻变轻 上升上升 水的浮力水的浮力 排开了一部分水排开了一部分水 1、探究实验、探究实验 古希腊国王艾希罗交给金匠一块纯金，命 令他制出一顶非常精巧、华丽的王冠王冠

7、制 成後，国王拿在手里掂了掂，觉得有点轻他 叫来金匠问是否掺了假金匠以脑袋担保，并 当面用秤来称，与原来金块的重量一两不 差可是，掺上别的东西也是可以凑足重量 的国王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓 言，於是把阿基米德找来，要他解此难题 一连几天，阿基米德闭门谢 客，反覆琢磨，因为实心的金 块与镂空的王冠外形不同，不 砸碎王冠铸成金块，便无法求 算其体积，也就无法验证是否 掺了假他绞尽脑汁也百思不 得其解 有一天 阿基米德由澡盆溢水联想到阿基米德由澡盆溢水联想到 【建立假设】浮力可能与物体所排开水的多少有 关。 【实验验证】将物体逐渐浸入水中时，物块排开 水的体积逐渐增多，弹簧秤的读数逐渐 ，

8、 浮力逐渐 。 结论(定性)：物体受到的浮力跟物体排开水的多 少有关，排开的水越多，浮力 。 越大越大 变小变小增大增大 溢水杯溢水杯 实验器材：实验器材： 物块物块弹簧秤弹簧秤量筒量筒 设计实验:要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少(体积、 重力)。请利用这些器材设计实验步骤和实验数据记录表格，然 后交流讨论。 (1)在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯的出水口下； (2)将物块挂在弹簧秤上，测出物块的重G物； (3)将物块浸没在溢水杯的水中，读出弹簧秤的读数F拉， 并计算出物块所受的浮力F浮=G物F拉 (4)将溢水杯溢出的水注入量桶内，测出它的体积V排，并 算出物块所排出的水的重力

9、G排= g V排 物块重G 物/N 物块在水中弹簧 秤的示数 F拉/N 物块受到水的浮力 F浮= G物- F拉/N 物体排 开水的 体积 V排/m3 排开水受到的重力 G排= g V排/N 水 水 F F浮 浮= = G G排排= gV = gV排 排 水 1.1.研究研究浸没浸没在液体中的物体所受到的浮力在液体中的物体所受到的浮力 v阿基米德原理：浸在液体里的物体，受到向上的浮力， 浮力的大小等于 . ，即F浮 。 v同样，阿基米德原理可以推广到气体的浮力上：浸在气 体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等 于 。 地球表面上的物体一般都浸没在空气中： F浮= 。 物体排开的液体物体排开的液

10、体 受到的重力受到的重力 G G排液 排液 m m排液 排液g g 液 液V V排液排液g g 物体排开的气体受到的重力物体排开的气体受到的重力 G G排 排=m =m排 排g= g=空气 空气V V排气排气g= g=空气 空气V V物物g g 2、阿基米德原理、阿基米德原理 【得出结论】对于浸没在液体中的物体和部分浸入在【得出结论】对于浸没在液体中的物体和部分浸入在 液体中的物体都有：液体中的物体都有：F F浮 浮 G G排水 排水。 。 【推广】如果把水换成别液体，仍然可以得到：【推广】如果把水换成别液体，仍然可以得到： F F浮 浮 G G排液 排液 。 。 3、对公式的理解 (1)液是

11、 ,不是浸入液体的物体密度。 (2)V排液是 ，不是液体总体积，也 不一定是物体的总体积(V物)。 物体完全浸入液体中(浸没):V排液= ； 物体部分浸入液体中，V排液V物，V排液 。(用V露代表物体露出液面的体积) (3)浮力只跟 和 ,即只跟 . 有关，而与物体浸入液体的 、物 体的 、 、 、 等无关。 V V物 物 V V物 物 V V露 露 液 液V V排液 排液 物体排开的物体排开的 液体受到的重力液体受到的重力 深度深度 形状形状 质量质量密度密度 重力重力 液体密度液体密度 物体排开液体的体积物体排开液体的体积 1、将两个金属块分别挂在两个弹簧秤下，都将金、将两个金属块分别挂在

12、两个弹簧秤下，都将金 属块浸没在属块浸没在不同不同的液体中，发现弹簧秤减小的示的液体中，发现弹簧秤减小的示 数相同，说明（数相同，说明（ ） A.排开水的重力相同排开水的重力相同 B.两金属块物重相同两金属块物重相同 C.排开水的体积相同排开水的体积相同 D.以上说法都不对以上说法都不对 2、有一金属块，在空气中称得重、有一金属块，在空气中称得重3.8牛顿，将它浸牛顿，将它浸 没在盛满水的溢水杯中时，有没在盛满水的溢水杯中时，有50毫升的水从溢水毫升的水从溢水 杯中流入量筒。求（杯中流入量筒。求（1）金属块的体积（）金属块的体积（2）金属）金属 块在水中受到的浮力（块在水中受到的浮力（3）金属

13、块在水中时弹簧秤）金属块在水中时弹簧秤 的读数（的读数（4）金属块的密度是多千克）金属块的密度是多千克/米米3 ？它可能？它可能 是什么金属？是什么金属？ A 把物体渐渐压入水中,液不变，V排水增大 F浮 ，感觉浮力渐渐变大;当物体完全 浸入(浸没)后，V排水=V物不变F浮 ，再 往下压不会感觉到更吃力。反之，上升(未露 出水面前)V排水=V物不变F浮 ;渐渐露出 水面时液不变， V排水减小F浮 ，感觉 浮力渐渐变小。F浮与V排液成正比。 把物体浸入不同液体,当V排液相同时，液越 大F浮 。F浮与液成正比。 (4)计算过程单位要统一用国际单位制。 增大增大 不变不变 越大越大 可用弹簧秤演示可

14、用弹簧秤演示 不变不变 减小减小 现象：现象：下表面受到水的压 强大于上表面受到水压强。 原因：原因：上表面距水面的深 度小于下表面距水面的深度。 又因长方体上下表面的面积又因长方体上下表面的面积 相等，因此，下表面受到水的竖相等，因此，下表面受到水的竖 直向上的压力直向上的压力 上表面受到上表面受到 水的竖直向下的压力，其合力是水的竖直向下的压力，其合力是 竖直向上的。竖直向上的。合 合 2 2 大于大于 长方体浸没在水中，其左右两个长方体浸没在水中，其左右两个 侧面和前后两个侧面的侧面和前后两个侧面的面积面积分别分别相等相等， 并且相对应的距水面的并且相对应的距水面的深度相同处深度相同处，

15、 水对它们的水对它们的压强相等压强相等。所以长方体左。所以长方体左 右两个侧面和前后两个侧面受到水的右两个侧面和前后两个侧面受到水的 压力的大小分别相等，方向分别相反，压力的大小分别相等，方向分别相反， 分别平衡。所以长方体受到的分别平衡。所以长方体受到的浮力等浮力等 于下表面和上表面的压力差于下表面和上表面的压力差。 压力差法压力差法F浮 浮 . F向上 向上 F向下 向下 把一块腊块放入烧杯里，让腊块紧贴把一块腊块放入烧杯里，让腊块紧贴 烧杯底，加入水，观察腊块会否上浮？然烧杯底，加入水，观察腊块会否上浮？然 后拨动腊块，使之不再紧贴烧杯底，观察后拨动腊块，使之不再紧贴烧杯底，观察 能否上

16、浮，请分析实验现象的原因。能否上浮，请分析实验现象的原因。 答：水对腊块的底部没有向上的压力答：水对腊块的底部没有向上的压力, ,由由 压力差法知腊块没有受到向上的浮力。压力差法知腊块没有受到向上的浮力。 答：水对桥墩的底部没有答：水对桥墩的底部没有 向上的压力向上的压力, ,由压力差法知由压力差法知 桥墩没有受到向上的浮力。桥墩没有受到向上的浮力。 18741874年年8 8月的一天，在大西洋亚速尔群岛的西南方，有一艘月的一天，在大西洋亚速尔群岛的西南方，有一艘 深海考察潜艇，为研究海底矿产资源的分布，正在向深处下潜。深海考察潜艇，为研究海底矿产资源的分布，正在向深处下潜。 舱内的考察人员被海底迷人的景色