水的浮力(上课用)

1、 力的测量工具是力的测量工具是 。 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。 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。FG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死死海海不不死死 为什么淹不为什么淹不死他们？是神在死他们？是神在保护他们吗保护他们吗一、什么是浮力一、什么是浮力1.1.液体的浮力液体的浮力F浮浮G船船 据二力平衡知识，船据二力平衡知识，船(人人)除受到除受到 . 作用外，还受到水对它（他）作用外，还受到水对

2、它（他） .的力，这种力叫的力，这种力叫 。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，手会明将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时，手会明显感受到显感受到 。 将瓶释放后，瓶将将瓶释放后，瓶将 。 结论：水中结论：水中会上浮的物体会上浮的物体受到受到 。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】物物物物 在空气中将物体挂在弹簧秤下，记下在空气中将物体挂在弹簧秤下，记下弹簧秤的读数弹簧秤的读数F=F=G物物=

3、 。 托住悬挂在空气中的物体，记下弹簧托住悬挂在空气中的物体，记下弹簧秤的读数秤的读数F1 。 弹簧秤读数弹簧秤读数 , ,因为手对物体有向因为手对物体有向上托的力上托的力F2= 。 将物体浸没在水下，记下弹簧秤的读将物体浸没在水下，记下弹簧秤的读数数F F拉拉= = 。 弹簧秤读数弹簧秤读数 ，表明水对物体也，表明水对物体也有一个向上托的力即浮力有一个向上托的力即浮力F F 。 结论：在水中结论：在水中会下沉的物体会下沉的物体也受到向也受到向上的上的 。（条件：物体在水中会。（条件：物体在水中会下沉）下沉） 推广：所有的液体都会对浸入其内的推广：所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个物体产生

4、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F1F2F浮浮F拉拉【实验】【实验】2.2.气体的浮力。气体的浮力。 气体对进入其内的物体是否也有气体对进入其内的物体是否也有浮力呢？浮力呢？ 实例：实例： 可以说可以说明气体对物体也有浮力。明气体对物体也有浮力。热气球、烟上升等热气球、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。

5、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、阿基米德原理二、阿基米德原理【提出问题】【提出问题】气体和液体都会对浸入其内的

6、气体和液体都会对浸入其内的物体产生竖直向上的浮力，那么物体产生竖直向上的浮力，那么浮力的大浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？小究竟和哪些因素有关呢？ 当你躺在浴缸的水中时，会有一种当你躺在浴缸的水中时，会有一种 了了的感觉，同时浴缸的水面会的感觉，同时浴缸的水面会 。 人变轻是因为人受到人变轻是因为人受到 。水面上升。水面上升是因为人浸入水中后，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，

7、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】【建立假设】浮力可能与物体所排开水的多浮力可能与物体所排开水的多少有关。少有关。【实验验证】【实验验证】将物体逐渐浸入水中时，物块将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，弹簧秤的读数逐排开水的体积逐渐增多，弹簧秤的

8、读数逐渐渐 ，浮力逐渐，浮力逐渐 。 结论结论( (定性定性) )：物体受到的浮力跟物体排开：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 设计实验设计实验: :要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少多少( (体积、重力体积、重力) )。请利用这些器材设计实验步骤和实。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。验数据记录表格，然后交流讨论。(1)(1)在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯的出在溢水杯中盛满水，

9、将小烧杯放在溢水杯的出水口下；水口下；(2)(2)将物块挂在弹簧秤上，测出物块的重将物块挂在弹簧秤上，测出物块的重G G物物；(3)(3)将物块浸没在溢水杯的水中，读出弹簧秤的读将物块浸没在溢水杯的水中，读出弹簧秤的读数数F F拉拉，并计算出物块所受的浮力，并计算出物块所受的浮力F F浮浮=G=G物物F F拉拉(4)(4)将溢水杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积将溢水杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V V排排，并算出物块所排出的水的重力，并算出物块所排出的水的重力 G G排排= g V= g V排排物块重物块重G G物物/N/N物块在水中弹物块在水中弹簧秤的示数簧秤的示数F F拉拉/N/N物

10、块受到水的物块受到水的浮力浮力F F浮浮= = G G物物- - F F拉拉/N/N物体排物体排开水的开水的体积体积V V排排/m/m3 3排开水受到的重排开水受到的重力力G G排排= = g Vg V排排/N/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，浮力的大小等于的浮力，浮力的大小等于 . . ，即，即F F浮浮。v同样，阿基米德原理可以推广到气体的浮力上：同样，阿基米德原理可以推广到气体的浮力上：浸在气体

11、里的物体，受到向上的浮力，浮力的浸在气体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于大小等于 。 地球表面上的物体一般都地球表面上的物体一般都浸没浸没在空气中：在空气中： F F浮浮= = 。物体排开的液体物体排开的液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 g2、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

12、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、对公式的理解 (1)(1)液液是是 , ,不是浸入液体的物体密度。不是浸入液体的物体密度。(2)V(2)V排液排液是是 ，不是液体总，不是液体总体积，也不一定是体积，也不一定是物体的总体积物体的总体积(V(V物物) )。 物体物体完全浸入完全浸入液体中液体中( (浸没浸没):):V V排液排液= = ； 物体物体部分浸入部分浸入液体中，液体中，V V排液排液V=G;物物 液液 漂浮漂浮 F浮浮= G ;物物 液液 悬浮悬浮 F浮浮= G ;物物 液液 下

13、沉下沉 F浮浮 G ;物物 液液（A）上浮（B）漂浮（C）悬浮（D）下沉物物物物物物物物F浮浮F浮浮F浮浮F浮浮【实验】把同一鸡蛋浸没在不同浓度的盐水中。动态动态动态动态静止静止静止静止（因为不同的液体（因为不同的液体不同，液体排开的体积不同，液体排开的体积不同，液面对应的位置也就也不同）不同，液面对应的位置也就也不同）注意：密度计的下端装有铅丸或水银；密度计上注意：密度计的下端装有铅丸或水银；密度计上所标的数值是纯数，这个纯数代表所标的数值是纯数，这个纯数代表被测液体的密被测液体的密度与水的密度的比值度与水的密度的比值。（。（下下大大上上小小，刻度，刻度不不均匀均匀）五、物体浮沉条件应用五、

14、物体浮沉条件应用 1 1、密度计、密度计 把模拟密度计分别放入水中和盐水中把模拟密度计分别放入水中和盐水中为什么将吸管放入不同的液体中，液为什么将吸管放入不同的液体中，液面所对的位置会不同？面所对的位置会不同？应用一、应用一、密度计密度计 利用物体利用物体漂浮漂浮在液面在液面时时F浮浮=G计计原理工作的。原理工作的。 密度计上的刻度线不密度计上的刻度线不均匀，自上往下，刻度均匀，自上往下，刻度线越来越密，刻度值越线越来越密，刻度值越来越大。密度计上的刻来越大。密度计上的刻度值是被测液体的密度度值是被测液体的密度与水的密度的比值。与水的密度的比值。0.81.01.82.00.81.01.82.0

15、0.81.01.82.0硫硫酸酸水水酒酒精精 密度计是利用密度计是利用 来测量液体密度的仪器，被测来测量液体密度的仪器，被测液体的密度越大，密度计浸入液体的密度越大，密度计浸入液体的深度越液体的深度越 ，露出液，露出液面的部分面的部分 。当把密度计放。当把密度计放入某种液体中静止时，液面正入某种液体中静止时，液面正对对0.6这个刻度，则这种液体这个刻度，则这种液体的密度为的密度为 kg/m3。 例例5漂浮时漂浮时F浮浮=G计计浅浅0.61030.81.01.82.00.6某某液液多多2、关于轮船【轮船实验】 捏成一团的橡皮泥会沉入水底，而做成空心的橡皮泥却为什么会漂浮在水面？做成空心的目的是做

16、成空心的目的是调节浮力和重力调节浮力和重力的关系，即的关系，即把橡皮泥做成空心，它受到的重力没有改变，把橡皮泥做成空心，它受到的重力没有改变，而因为空心的橡皮泥可以排开更多的液体，获而因为空心的橡皮泥可以排开更多的液体，获得更大的浮力，从而使橡皮泥漂在液面。轮船得更大的浮力，从而使橡皮泥漂在液面。轮船也是如此，也是如此，TitanicTitanic的沉没，进水。（的沉没，进水。（p27p27阅读）阅读）有多条载重线（吃水线），因为浮力的大小不有多条载重线（吃水线），因为浮力的大小不仅与船只排开水的体积有关，而且和水的密度仅与船只排开水的体积有关，而且和水的密度有关。有关。应用二、应用二、 船船

17、 采用采用“空心空心”的办法增大可以利用的的办法增大可以利用的浮力浮力应用二、应用二、 船船 采用采用“空心空心”的办法，增大体积，的办法，增大体积，使它排开更多的水，达到增大浮使它排开更多的水，达到增大浮力，最终使力，最终使F浮浮=G船船，浮在水面。，浮在水面。F浮浮G船船 轮船有大小，怎样反映轮船的运载轮船有大小，怎样反映轮船的运载能力呢？能力呢？排水量排水量 排水量排水量：满载时：满载时排开的水的质量排开的水的质量。（不是。（不是排开水的重力）排开水的重力） 轮船由江河驶入海里：重力轮船由江河驶入海里：重力 ，浮力浮力 ，轮船将，轮船将 一些一些（填（填“上浮上浮”或或“下沉下沉”）例例

18、1不变不变上浮上浮不变不变 轮船是用密度大于水的材料制成轮船是用密度大于水的材料制成的，所以必须把它作成的，所以必须把它作成 的，的，这样虽然受到的重力这样虽然受到的重力 ，但体积，但体积 很多，受到的浮力很多，受到的浮力 ，所，所以能浮在水面。以能浮在水面。例例2空心空心不变不变增大增大增大增大3、关于潜水艇【实验】注意观察：当注射器将气体压入玻璃球时，或将球内的气体吸出时，玻璃球内的水量和玻璃球沉浮的状态。 当注射器将气体压入玻璃球时，球内的水量减少，球（和球内的水）受到的重力变小，一旦重力小于浮力，球将上浮；反之，当注射器将球内的气体吸出时，球内的水量增多，球（和球内的水）受到的重力变大，一旦重力大于浮力，球将下沉。应用三、应用三、潜水艇潜水艇 采用：浸没水中后采用：浸没水中后浮力不变浮力不变，靠，靠改变自身改变自身重力重力（向水舱充水或排水）来实现沉浮（向水舱充水或排水）来实现沉浮 潜水艇在水面下无论沉、浮，受到的浮力潜水艇在水面下无论沉、浮，受到的浮力不变。当向水舱不变。当向水舱充水充水时，当潜水艇的平均密时，当潜水艇的平均密度度平均平均水水时，潜水艇时，潜水艇下沉下沉， 当当平均平均=水水时时,潜水艇潜水艇悬浮悬浮，而，而排水排水时，当时，当 平均平均水水时，则时，则潜水艇潜水艇上浮上浮。【课件演示】潜水艇的结构和沉浮原理。【课件演示】潜水艇的结构和沉浮原