第十章 浮力
第2节 阿基米德原理
【学习目标】
1、通过实验认识浮力;
2、通过实验探究,认识到浸在液体或气体中的物体都受到浮力;
3、会用弹簧测力计测量物体所受到的浮力;
4、经历探究浮力大小与哪些因素有关的过程,总结、归纳出阿基米德原理。
【学习重难点】浮力与哪些因素有关的探究,阿基米德原理的理解
【学习过程】
【自主学习】
1、阅读课本“浮力”部分,完成下列问题:
(1)漂浮在水面的木块为什么能够处于静止状态?它受到哪些力的作用?
(2)通过实验10.1-2进一步认识浮力:将铝块挂在弹簧秤挂钩上,读出物重为 牛,用手向上托铝块,观察发现,弹簧秤示数变小,则手对它向上托的力大小为 牛,再将铝块浸在水中,铝块下沉,水对它向上托吗?把铝块用弹簧秤吊着浸入水中,弹簧秤示数 。因为水对铝块有 。
总结:液体(或者气体)对浸在其中的物体有 的托力,这个力称为浮力。
浮力的施力物体是 ,浮力的方向是 。
【合作探究】
1.测量浮力
(1)用弹簧测力计测量钩码的重力G=
(2)钩码浸没在盐水中弹簧测力计的示数F=
(3)钩码受到的浮力F浮=
总结:这种测量浮力的方法叫称重法,可以用公式表示为F浮= ;其中G表示 ,F表示 。
2.浮力产生的原因
分析图10.1-3中浸没在液体中的长方体的受力情况,结合相关内容的阅读,你知道浮力产生的原因吗?试着说出浮力产生的原因为我们提供的计算浮力的另一种方法。
【探究过程】
实验探究一:浮力的大小与哪些因素有关?
猜想:浮力的大小与 有关
实验方法:
思路:控制 不变,改变 ,比较浮力的大小;
控制 不变,改变 ,比较浮力的大小。
设计实验验证:
实验器材:
进行实验:
实验过程中记录实验现象和结论
比较1、2、3图可得出结论1:
比较1、3、4图可得出结论2:
比较1、3、5图可得出结论3:
总结:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 和 有关,与物体浸没在液体中的深度 。(填“有关”或“无关”)
思考题1、 将篮球按进水里,为什么越来越费力?
2、人可以躺在死海里看书,在太湖里为什么不行?
实验探究二:探究浮力的大小
器材:弹簧测力计、细线、铝块、烧杯、小桶、水
2、实验步骤:
①用弹簧测力计测出铝块的重力G物;
②用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶;
③将铝块浸没入盛满水的烧杯中,记下弹簧测力计的示数F拉;
④用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G桶+水;
⑤计算出铝块受到的浮力F浮和排出水的重力G排。
3、记录实验数据:
物体重力 G物/N 浸没入水中后弹簧 测力计的示数F拉/N 浮力 F浮/N 小桶重力 G桶/N 小桶和水的总重G桶+水/N 排出水的重力G排/N
4、归纳总结得出结论:
浸在液体中的物体受到 的浮力,其大小等于它 所受的重力 ;这就是著名的
用公式表示为F浮= = .(V排=V浸)
上式表明, 越大, 越大,物体所受的浮力也越大。物体浸没在液体中的深度改变时, 没变,所以浮力不变。
【典型例题】
例1. 一个重为2.5N的物体,放入盛满水的杯中,从杯中溢出0.5N的水,则物体受到水的浮力为________N.
例2:如图所示是“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。
实验中保持物体处于静止状态,图甲和图乙中物体露出液面的体积相等,弹簧测力计测得的拉力大小的关系是:F1<F2,F2>F3=F4.则:
(1)由图甲和图乙可以得出结论:
(2)由图乙和图丙可以得出结论:
(3)由图丙和图丁可以得出结论:
【基础练习题】
1.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为_______N.若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为______N.
2.把一木块浸没在水中,排开的水所受重力为12N,木块受到的浮力 ( )
A.大于12N B.小于12N C.等于12N D.等于10N
3.把体积相同的铁块和铝块浸没在水中,则 ( )
A.铁块受到的浮力大 B.铝块受到的浮力大
C.铁块与铝块受到的浮力一样大 D.无法比较浮力大小
4.关于物体受到的浮力,下列说法正确的是 ( )
A.浮在水面的物体受到的浮力比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C.没入水中的物体在水中位置越深受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小
5.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没同一种液体中,两弹簧测力计减小的数值相同,两物体必定有相同的 ( )
A.密度 B.体积 C.质量 D.形状
6.潜水艇潜在水下航行,当它下潜的深度增加时,比较它所受到的水的压力和浮力关系是( )
A.压力越大,浮力越大 B.压力越大,浮力不变
C.压力不变,浮力越大 D.压力不变,浮力不变
7.将铁、铜、铅制成三个实心金属球,用细线拴好,分别挂在三个完全相同的弹簧秤下,将三个金属球没入水中,但不碰容器底,此时三只弹秤的示数相同.现将三个金属球提出水面后静止,则( )
A.挂着铁球的弹簧秤示数最小 B.挂着铜球的弹簧秤示数最小
C.挂着铅球的弹簧秤示数最小 D.三个弹簧秤示数相同
8.有一金属球,在空气中称得重3.8N,将它浸入盛满水的溢水杯中时,有50ml水从溢水杯流入量筒,求: ⑴金属球的体积 ⑵金属球所受浮力
⑶金属球在水中时弹簧测力计示数 ⑷金属球的密度,它可能是由什么金属制成的?