4.4水的浮力（第1课时）（课件 38张PPT）

(共38张PPT)
第四节 水的浮力
第一课时
浮力
轮船、运动员、冰山都受到自身重力的作用，但它们并没有因此沉入水中，为什么？
水产生了向上托的力，托住了它们
浮力
浮力
一艘轮船静止在海面上，思考一下，它受到了哪些力？
重力
G
浮力
F浮
F浮=G
施力物体：海水
受力物体：轮船
浸在水中的物体受到向上的力，这个力叫作浮力。
浮力
1.如图所示，把一个气球按入水中，你的手会有什么感觉？
手被气球向上顶，感受到水对气球的浮力。气球浸入水中部分的体积越大，手感受到的压力也越大，说明气球受到的浮力也越大。
2.将手松开后，观察气球的运动情况？
气球即刻上浮。
浮在水面的物体受到水向上的浮力。
浮力
那么，在水中下沉的物体也会受到水的浮力吗？
浮力
【探究在水中会下沉的物体是否会受到浮力】
2.2N
G=2.2N
F拉=2.2N
1.9N
G=2.2N
F拉=1.9N
F浮=0.3N
弹簧测力计示数变小
浸没在水中的物体也会受到水的浮力
c
浮力
液体会对浸入其中的物体产生浮力，那么气体也会吗？
G
F浮
F浮=G
施力物体：空气
受力物体：热气球
气体也会对浸入其中的物体产生一个向上的浮力。
浮力
总结：
液体（或气体）对浸入其中的物体产生的向上的力叫做浮力。
施力物体：液体（或气体）
受力物体：浸入液体（或气体）中的物体
方向：竖直向上
作用点：在浸入液体（或气体）的物体上
包括“浸没”和“部分浸入”两种情况。但不包括浸在液体中而下表面不在液体中（或与容器下表面紧密结合）的物体。
浮力
浮力的方向：竖直向上
G
F浮
G
F浮
浮力
浮力的大小应该怎样测量呢？
2.2N
G=2.2N
F拉=2.2N
1.9N
G=2.2N
F拉=1.9N
F浮=G-F拉=2.2N-1.9N=0.3N
称重法
F浮=G物-F拉
浮力
潜水员潜水时在水中上下游动，其所受的浮力是否有变化？
试想：浮力的大小和什么因素有关？
猜想一：浮力的大小可能和浸入液体中的深度有关
浮力
人从沙滩往水中走，感觉沙子越来越没那么硌脚。
试想：浮力的大小和什么因素有关？
猜想二：浮力的大小可能和浸入液体的体积有关
浮力
人在水中会下沉，但是在死海中却能漂浮于水面。
试想：浮力的大小和什么因素有关？
猜想三：浮力的大小可能和液体的密度有关
浮力
探究影响浮力大小的因素
实验方法：控制变量法
猜想一：浮力的大小可能和浸入液体中的深度有关
猜想二：浮力的大小可能和浸入液体的体积有关
猜想三：浮力的大小可能和液体的密度有关
【提出猜想】
浮力
探究影响浮力大小的因素
【实验步骤】
1.改变同一铝块浸没水中的深度，测算它所受的浮力
2.改变铝块浸在水中的体积，测算它所受的浮力
3.让同一铝块浸没在纯净水和不同浓度的盐水中，测算它所受的浮力
浮力
1.改变同一铝块浸没水中的深度，测算它所受的浮力
浮力
物体重力 （G1） 浸入深度 测力计示数（G2） 物体浮力（G1-G2）
1.85N 2cm 1.1N 0.75N
4cm 1.1N 0.75N
6cm 1.1N 0.75N
【数据记录】
结论：物体所受的浮力跟物体浸没后的深度无关。
浮力
2.改变铝块浸在水中的体积，测算它所受的浮力
浮力
物体重力 （G1） 浸入体积 测力计示数（G2） 物体浮力（G1-G2）
1.85N 1.6N 0.25N
1.35N 0.5N
1.1N 0.75N
【数据记录】
结论：同一液体，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。
浮力
3.让同一铝块浸没在纯净水和不同浓度的盐水中，测算它所受的浮力
浮力
物体重力 （G1） 液体种类 测力计示数（G2） 物体浮力（G1-G2）
1.85N 纯净水 1.1N 0.75N
淡盐水 1N 0.85N
浓盐水 0.9N 0.95N
【数据记录】
结论：物体浸没在液体中的体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
浮力
总结：
物体所受浮力大小与物体浸入水中的体积大小、液体密度有关，与物体浸没后的深度无关；
同一液体，物体浸入液体中的体积越大，浮力越大；
物体浸没在液体中的体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
浮力
浮力
阿基米德把王冠与相同质量的纯金浸没水中，比较它们排开水的体积是否相同，由此判断王冠是否掺了假。
在此基础上，阿基米德进一步研究总结出著名的浮力定律——阿基米德定律。
内容：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的液体受到的重力。
浮力
探究浮力大小与物体排开水所受重力的关系
【实验目的】
用实验探究阿基米德原理，用等效替换的方法理解阿基米德原理。
【实验器材】
溢水杯 烧杯 弹簧测力计 圆柱形物块 水
浮力
【实验步骤】
1.用弹簧测力计测出空溢水杯的重力G1；
2.在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯的出水口下；
浮力
【实验步骤】
3.将圆柱形物块用细线拴住悬挂在弹簧测力计下，用弹簧测力计测出物块的重力G；
4.将物块浸没在溢水杯的水中，测出弹簧测力计的示数F；
浮力
【实验步骤】
5.用弹簧测力计测出溢水杯和排开水的总重力G2；
6.换用不同质量的物块，重复以上实验步骤，并将数据记录在表格中。
实验序号 溢水杯的重力G1/N 物块的重力G/N 弹簧测力计的示数F/N 溢水杯和排开水的总重力G2/N 物块受到水的浮力F浮/N（F浮=G-F） 物块排开水的重力G排/N（G排=G2-G1）
1
2
浮力
【数据记录】
实验序号 溢水杯的重力G1/N 物块的重力G/N 弹簧测力计的示数F/N 溢水杯和排开水的总重力G2/N 物块受到水的浮力F浮/N（F浮=G-F） 物块排开水的重力G排/N（G排=G2-G1）
1 0.1N 1.9N 1.5N 0.5N 0.4N 0.4N
2 0.55N 0.5N 0.15N 0.05N 0.05N
=
=
结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于物体排开水所受的重力。
若把水换成别的液体，仍然可以得到相同的结论。这个关系称为阿基米德原理。
浮力
阿基米德原理：
内容：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的液体受到的重力。
公式：F浮=G排液=ρ液gV排液
物体排开的液体所受的重力
液体的密度，而不是物体的密度
物体排开液体的体积，不是液体的总体积，也不一定是物体的体积。当物体浸没时，V排液=V物；当物体部分浸入时，V排液浮力
注意：
1.浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体本身的体积、密度、形状、浸没时在液体中的深度等无关，也与物体是否在液体中运动、液体的多少等因素无关。
2.阿基米德原理也适用于气体，但公式中的ρ液应改为ρ气，V排液应改为V排气，即F浮=ρ气gV排气。
浮力
那么浮力是怎么产生的呢？
边长为L的正方体位于水面下h深处
此时，四个侧面所受压力关系：
F左=F右，F前=F后
上下两面所受压力关系：
∵p向上>p向下
∴F向上>F向下
因此F浮=F向上-F向下
浮力是液体对物体上、下表面的压力差
浮力
总结：
浮力的计算方法：
1.称重法：F浮=G-F
2.公式法：F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液
3.压力差法：F浮=F向上-F向下
练习
1.一个盛有盐水的容器中悬浮着一颗鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示。图中画出了几个力的方向，鸡蛋所受浮力的方向应是（ ）
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
C
练习
2.如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是（ ）
A.① ② B.② ③ C.③ ④ D.④ ⑤
A
练习
3.将一个黄色金属的实心龙雕像悬挂在弹簧测力计下。在空气中时，弹簧测力计的示数为1.8N，当雕像浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.6N。请回答：
（1）雕像浸没在水中时受到的浮力是 N。
（1）根据称重法可得：F浮=G-F=1.8N-1.6N=0.2N
0.2
练习
（2）通过计算判断这个雕像是不是纯金制成的？（ρ金=19.3×103kg/m3，g取10N/kg）
（2），
由得，,
因为雕像浸没在水中，所以，
,
,
所以这个雕像不是纯金制成的。
练习
4.图中A、B都浸没于液体中，A与容器侧壁紧密接触，B与容器底紧密接触。则A 浮力，B 浮力。（均选填“受到”或“不受到”）
受到
不受到