10.3 科学探究：浮力的大小 课件 (共24张PPT) 2023-2024学年初中物理教科版八年级下册
文档属性
| 名称 | 10.3 科学探究：浮力的大小 课件 (共24张PPT) 2023-2024学年初中物理教科版八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 64.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-05 18:05:27 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第3节 科学探究：浮力的大小
第十章 流体的力现象
据说两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
1.通过实验与探究，知道物体所受的浮力大小与它浸在液体中的体积有关，与液体的密度有关。
2.理解阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力大小。
任务一
浮力大小与什么因素有关
活动1：把空饮料罐用手按入水桶中，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？
感觉需要用更大的力才能将饮料罐全部按入水中。
问题：猜想浮力的大小与什么因素有关？说出依据。
船运载货物的多少与船的大小有关,我猜想浮力可能与物体的体积有关。
木头能漂在水面上,铁块会沉入水底,所以我猜想浮力和物体的密度有关。
浮力是在液体中产生的，不同深处，液体压强不同，浮力可能也不同。
液体对物体产生浮力,浮力的大小可能与液体的密度有关。
活动2：结合课本P62页实验探究，设计实验并将实验数据填入实验记录表中。
体积相同的铁块和铝块、大铁块、 一杯清水、 一杯浓盐水、弹簧测力计、细绳。
实验器材
大铁块
铝块
铁块
清水
浓盐水
实验方法
控制变量法
实验步骤
将铁块、铝块、大铁块分别浸没在清水、浓盐水中，测量其收到的浮力，填入表格中。
【视频】探究影响浮力大小的因素
实验数据
分析数据，比较各种情况中浮力的测量值，验证你的猜想。
物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积 关系，与液体密度 关系。
有
有
实验结论
物体 液体 铁块 铝块 大铁块
清水 0.07N 0.07N 0.14N
浓盐水 0.08N 0.08N 0.16N
任务二
阿基米德原理
活动1：分析上个实验结论，交流思考浮力和液体密度、物体浸在液体中的体积有没有进一步定量的关系呢？
物体金在液体中的体积，就是物体排开液体的体积。
质量等于密度乘体积。
可见上面的结论也可表述为：物体所受的浮力大小与它排开的液体质量有关。
排开液体的体积 × 液体的密度 = 排开液体的质量
猜 想：
活动2：根据课本63页实验探究分小组进行实验，记录实验数据在表格中，分析记录的实验数据得出结论。
弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、小石块。
实验器材
实验步骤
(1)测出石块的重力G、小桶的重力G桶。
(2)在溢水杯中加满水，用测力计悬挂物块没入水中,读出示数F。
(3)把溢出的水倒入小桶中，测量小桶和水的总重力。
(4)分析数据，归纳结论。
【视频】
次数 物体所受的重力/N 物体在水中时测力计的读数/N 浮力/N 小桶和排开水所受的总重力/N 小桶所受的重力/N 排开水所受的重力/N
1 1.5 N 0.7 N 0.8 N 0.9 N 0.1 N 0.8 N
2
……
实验数据
实验结论
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。
F浮=G排
问题：实验中是先测出桶和溢出水的重力，再将水倒出后测量空桶的重力，测量结果会如何？
如果倒出水后再测空桶的重力，桶内的水不能全部倒净，内壁会附有少量的水，使测得的桶的重力偏大，G排偏小，测得的结果不准确。故实验中应先测小桶的重力。
活动3：推导阿基米德原理。
阿基米德原理的推导
F向上=p1S = ρ液gh1S
F向下=p2S= ρ液gh2S
F浮=F向上-F向下
= ρ液gh1S- ρ液gh2S
=ρ液gS（h1-h2）
=ρ液gV排
=G排液
【视频】阿基米德原理的推导
无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于其排开水所受到的重力。
例题
边长为3cm，密度为2×103kg/m3的一个立方体橡皮泥块，浸没在水中，受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，小船所受浮力是多少？（取g=10N/kg）
分析:(1)根据阿基米德原理，橡皮泥块受到的浮力等于它所排开的水所受的重力。
(2)如果把橡皮泥捏成小船，因其处于二力平衡状态，所以浮力等于橡皮泥所受的重力。
解：如果橡皮泥块浸没在水中，它排开水的体积为:
V排=V橡=0.03m×0.03m×0.03m=2.7×10-5m3
排开的水受到的重力为：
G排=ρ水gV排=1×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg=0.27N
根据阿基米德原可知：F浮=G排=0.27N
如果把这块橡皮泥捏成小船，橡皮泥的质量不变，其所受重力不变。橡皮泥在水中漂浮时处于二力平衡状态，因此：
F浮=G橡=ρ橡V橡g =2×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg=0.54N
问题：一个人从深水区走向浅水区,脚感到越来越疼,为什么？
由 F支=G－F浮, 浮力变小,支持力变大,所以脚感到越来越疼.
橡皮泥小船比橡皮泥立方体能排开更多的水，这说明采用“空心”的办法能增大可供利用的浮力，据此人们用密度大于水的钢铁制造轮船。
1.浸在液体中的物体，受到向上的浮力，浮力的大小决定于（ ）
A.物体的体积和液体的密度
B.物体的密度和物体浸入液体的深度
C.物体浸入液体的体积和液体的密度
D.物体的质量、体积、形状以及浸入液体的深度等因素
C
2.物体在液体中受到的浮力大小（ ）
A.和物体本身的重力大小有关
B.和物体的体积大小有关
C.和物体的密度大小有关
D.和物体排开液体的重力大小有关
D
3.如图，金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡，在升至水面的过程中体积逐渐变大，这个过程中气泡所受浮力将（ ）
A.不变
B.变大
C.变小
D.无法确定
B
4.某工程队在一次水下施工作业中，用吊车将浸没在河底的实心物体从深水中匀速吊起（未露出水面）。物体的密度为2.6×103 kg/m3，体积是1.5 m3，不计水的阻力（g=10 N/kg）。求：
（1）物体受到的浮力。
解：
（1）物体浸没在水中，则V排=V= 1.5 m3
物体受到的浮力：
F浮=ρ水gV排= 1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 1.5 m3 =1.5×104 N；
解：（2）根据G=mg和ρ=可得 ，物体的重力：
G= ρ Vg= 2.6×103 kg/m3 × 1.5 m3 ×10 N/kg=3.9×104 N，
吊车的拉力：F=G- F浮= 3.9×104 N- 1.5×104 N=2.4×104 N。
4.某工程队在一次水下施工作业中，用吊车将浸没在河底的实心物体从深水中匀速吊起（未露出水面）。物体的密度为2.6×103 kg/m3，体积是1.5 m3，不计水的阻力（g=10 N/kg）。求：
（2）吊车的拉力。
总结：请画出本节内容的思维导图
科学探究：浮力的大小
浮力大小与什么因素有关
阿基米德原理
物体浸在液体中的体积V排
液体的密度ρ排
内容
公式：F浮=G排=ρ液gV排
适用范围：液体和气体
第3节 科学探究：浮力的大小
第十章 流体的力现象
据说两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
1.通过实验与探究，知道物体所受的浮力大小与它浸在液体中的体积有关，与液体的密度有关。
2.理解阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力大小。
任务一
浮力大小与什么因素有关
活动1：把空饮料罐用手按入水桶中，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？
感觉需要用更大的力才能将饮料罐全部按入水中。
问题：猜想浮力的大小与什么因素有关？说出依据。
船运载货物的多少与船的大小有关,我猜想浮力可能与物体的体积有关。
木头能漂在水面上,铁块会沉入水底,所以我猜想浮力和物体的密度有关。
浮力是在液体中产生的，不同深处，液体压强不同，浮力可能也不同。
液体对物体产生浮力,浮力的大小可能与液体的密度有关。
活动2：结合课本P62页实验探究，设计实验并将实验数据填入实验记录表中。
体积相同的铁块和铝块、大铁块、 一杯清水、 一杯浓盐水、弹簧测力计、细绳。
实验器材
大铁块
铝块
铁块
清水
浓盐水
实验方法
控制变量法
实验步骤
将铁块、铝块、大铁块分别浸没在清水、浓盐水中，测量其收到的浮力，填入表格中。
【视频】探究影响浮力大小的因素
实验数据
分析数据，比较各种情况中浮力的测量值，验证你的猜想。
物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积 关系，与液体密度 关系。
有
有
实验结论
物体 液体 铁块 铝块 大铁块
清水 0.07N 0.07N 0.14N
浓盐水 0.08N 0.08N 0.16N
任务二
阿基米德原理
活动1：分析上个实验结论，交流思考浮力和液体密度、物体浸在液体中的体积有没有进一步定量的关系呢？
物体金在液体中的体积，就是物体排开液体的体积。
质量等于密度乘体积。
可见上面的结论也可表述为：物体所受的浮力大小与它排开的液体质量有关。
排开液体的体积 × 液体的密度 = 排开液体的质量
猜 想：
活动2：根据课本63页实验探究分小组进行实验，记录实验数据在表格中，分析记录的实验数据得出结论。
弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、小石块。
实验器材
实验步骤
(1)测出石块的重力G、小桶的重力G桶。
(2)在溢水杯中加满水，用测力计悬挂物块没入水中,读出示数F。
(3)把溢出的水倒入小桶中，测量小桶和水的总重力。
(4)分析数据，归纳结论。
【视频】
次数 物体所受的重力/N 物体在水中时测力计的读数/N 浮力/N 小桶和排开水所受的总重力/N 小桶所受的重力/N 排开水所受的重力/N
1 1.5 N 0.7 N 0.8 N 0.9 N 0.1 N 0.8 N
2
……
实验数据
实验结论
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。
F浮=G排
问题：实验中是先测出桶和溢出水的重力，再将水倒出后测量空桶的重力，测量结果会如何？
如果倒出水后再测空桶的重力，桶内的水不能全部倒净，内壁会附有少量的水，使测得的桶的重力偏大，G排偏小，测得的结果不准确。故实验中应先测小桶的重力。
活动3：推导阿基米德原理。
阿基米德原理的推导
F向上=p1S = ρ液gh1S
F向下=p2S= ρ液gh2S
F浮=F向上-F向下
= ρ液gh1S- ρ液gh2S
=ρ液gS（h1-h2）
=ρ液gV排
=G排液
【视频】阿基米德原理的推导
无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于其排开水所受到的重力。
例题
边长为3cm，密度为2×103kg/m3的一个立方体橡皮泥块，浸没在水中，受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，小船所受浮力是多少？（取g=10N/kg）
分析:(1)根据阿基米德原理，橡皮泥块受到的浮力等于它所排开的水所受的重力。
(2)如果把橡皮泥捏成小船，因其处于二力平衡状态，所以浮力等于橡皮泥所受的重力。
解：如果橡皮泥块浸没在水中，它排开水的体积为:
V排=V橡=0.03m×0.03m×0.03m=2.7×10-5m3
排开的水受到的重力为：
G排=ρ水gV排=1×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg=0.27N
根据阿基米德原可知：F浮=G排=0.27N
如果把这块橡皮泥捏成小船，橡皮泥的质量不变，其所受重力不变。橡皮泥在水中漂浮时处于二力平衡状态，因此：
F浮=G橡=ρ橡V橡g =2×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg=0.54N
问题：一个人从深水区走向浅水区,脚感到越来越疼,为什么？
由 F支=G－F浮, 浮力变小,支持力变大,所以脚感到越来越疼.
橡皮泥小船比橡皮泥立方体能排开更多的水，这说明采用“空心”的办法能增大可供利用的浮力，据此人们用密度大于水的钢铁制造轮船。
1.浸在液体中的物体，受到向上的浮力，浮力的大小决定于（ ）
A.物体的体积和液体的密度
B.物体的密度和物体浸入液体的深度
C.物体浸入液体的体积和液体的密度
D.物体的质量、体积、形状以及浸入液体的深度等因素
C
2.物体在液体中受到的浮力大小（ ）
A.和物体本身的重力大小有关
B.和物体的体积大小有关
C.和物体的密度大小有关
D.和物体排开液体的重力大小有关
D
3.如图，金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡，在升至水面的过程中体积逐渐变大，这个过程中气泡所受浮力将（ ）
A.不变
B.变大
C.变小
D.无法确定
B
4.某工程队在一次水下施工作业中，用吊车将浸没在河底的实心物体从深水中匀速吊起（未露出水面）。物体的密度为2.6×103 kg/m3，体积是1.5 m3，不计水的阻力（g=10 N/kg）。求：
（1）物体受到的浮力。
解：
（1）物体浸没在水中，则V排=V= 1.5 m3
物体受到的浮力：
F浮=ρ水gV排= 1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 1.5 m3 =1.5×104 N；
解：（2）根据G=mg和ρ=可得 ，物体的重力：
G= ρ Vg= 2.6×103 kg/m3 × 1.5 m3 ×10 N/kg=3.9×104 N，
吊车的拉力：F=G- F浮= 3.9×104 N- 1.5×104 N=2.4×104 N。
4.某工程队在一次水下施工作业中，用吊车将浸没在河底的实心物体从深水中匀速吊起（未露出水面）。物体的密度为2.6×103 kg/m3，体积是1.5 m3，不计水的阻力（g=10 N/kg）。求：
（2）吊车的拉力。
总结：请画出本节内容的思维导图
科学探究：浮力的大小
浮力大小与什么因素有关
阿基米德原理
物体浸在液体中的体积V排
液体的密度ρ排
内容
公式：F浮=G排=ρ液gV排
适用范围：液体和气体