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第三节科学探究:浮力的大小【学习目标】1.知道影响浮力大小的因素。2.知道阿基米德原理的内容及表达式,并会进行浮力的简单计算。————————行为提示:1.认真阅读学习目标,用双色记号笔将行为动词画上记号。2.创设情景,导入新课。方法指导:1.当物体没有浸没之前,浮力跟深度有关,实质是浸在液体中的体积变大了。2.在检验浮力与其中某一个量的关系时,必须使其他量保持不变,或者确认浮力跟这些量无关。知识链接:1.阿基米德原理适用于物体受到的液体或气体对它浮力的计算,当用于气球受到空气的浮力的计算时,应把ρ液改成ρ气。2.“浸没”说明V排=V物。3.利用阿基米德原理可测物体的密度:即V物=V排=eq\f(F浮,ρ液g)(完全浸没)ρ物=eq\f(m物,V物)=eq\f(G物/g,V物)=eq\f(G物/g,\f(F浮,ρ液g))=eq\f(G物ρ液,F浮)。情景导入生成问题如图所示,小鱼儿在水中自由自在地游来游去,口中悠闲地吐着泡泡,气泡在上升过程中会逐渐变大。针对以上信息,请提出一个你感兴趣的问题。自学互研生成能力eq\a\vs4\al(知识模块一浮力大小与什么因素有关)自主阅读教材P61-62内容,完成下列问题:1.利用如图所示的器材对“浮力大小与哪些因素有关”进行了以下探究:①为了探究“浮力的在大小是否与物体浸在液体中的体积有关”,应选择器材__acde__。②为了探究“浮力的大小是否与液体的密度有关”,应选择器材__adef__。③为了探究“浮力的大小是否与物体的密度有关”,应选择器材__abde__。在上述过程中采用的研究方法主要是(C)A.比值法B.等效法C.控制变量法D.估算法eq\a\vs4\al(知识模块二阿基米德原理及其应用)自主阅读教材P62-64内容,完成下列问题:2.阿基米德原理的内容是什么?答:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。方法指导:使用阿基米德原理时,应注意以下几点:①原理中所说的“浸入液体中的物体”包含两种状态:一是物体全部浸入液体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面以上。②G排是指被物体排开的液体所受的重力,F浮=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。③V排表示被物体排开的液体的体积,当物体浸没在液体里时,V排=V物;当物体只有一部分浸入液体里时,V排<V物。④由F浮=G排=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。⑤阿基米德原理也适用于气体,但公式中ρ液应该为ρ气。方法指导:1.在被测物体放入水中前,溢水杯中的水要与溢水口相平。2.在测排出的液体所受重力时,先测空小桶的重力,再测小桶和排开液体所受的总重力。如果顺序颠倒,则所测排出液体的重力偏小。各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上,寻求小组间合作探究,共同解决。对照学习目标思考:1.今天我学到了什么知识?2.我还存在的疑惑是什么?3.阿基米德原理用公式如何表达?公式中各符号的意义及单位又是什么?答:阿基米德原理用公式表示为:F浮=G排或F浮=ρ液V排g。公式中符号的意义及单位:F浮——浮力——N;ρ液——液体的密度——kg/m3;V排——物体排开液体的体积——m3;g——N/kg。4.把重为38N、体积为5×10-4m3的实心金属球浸没在盛满水的容器内,溢出的水重为__5__N,金属球所受的浮力的大小为__5__N。(g取10N/kg)1.各小组分工合作,完成教材中的两个实验。2.全班共同交流实验时应注意的问题。交流展示生成新知如图所示,一个金属块在空气中受到的重力为39N,把它全部浸没在水中称时(金属块未接触底面),弹簧测力计的示数为34N,求:(g取10N/kg)(1)该金属块受到水对它的浮力;(2)该金属块的体积;(3)该金属块的密度;(4)该金属块浸没在酒精中时受到的浮力。(酒精的密度为×103kg/m3)解:(1)金属块受到的水的浮力F浮=G-F拉=39N-34N=5N。(2)由F浮=ρ液gV排,得V排=eq\f(F浮,ρ液g)=eq\f(5N,×103kg/m3×10N/kg)=5×10-4m3,则V金属=V排=5×10-4m3。(3)金属块的质量为m金属=eq\f(G,g)=eq\f(39N,10N/kg)=kg,金属块的密度为ρ金属=eq\f(m金属,V金属)=eq\fkg,5×
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