8.5学生实验：探究——影响浮力大小的因素课件(共39张PPT) 2023-2024年（北师大版）物理八年级下册

(共39张PPT)
第八章 压强与浮力
8.5 学生实验：探究——影响浮力大小的因素
01
02
03
04
学习目标
学习重难点
课程讲解
总结与课后作业
目 录
学习目标
1. 了解浮力的概念及其大小与物体密度和排水量的关系；
2. 能够通过实验探究影响浮力大小的因素，如物体的形状、大小、密度等；
3. 培养学生观察能力和实验操作能力。
学习重难点
1. 难点：理解浮力与物体密度和排水量的关系，并通过实验推导出相关公式；
2. 重点：通过实验操作，掌握影响浮力大小的因素，并运用所学知识进行数据处理和分析。
水中美丽的花瓣
可爱的大黄鸭
课程导入

G
F托

G
F浮
结论:漂浮在液体中的物体受到液体对它向上托的力，即浮力。
大小：F浮 ＝ G
方向：竖直向上
新课讲授
浸在液体或气体中的物体会受到液体或气体对它向上托的力。
新课讲授
浮力
定义：浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对它向上托的力，这个力叫作浮力。
方向：竖直向上。
施力物体：气体或液体。
受力物体：浸在液体或气体中的物体。
G船
F浮
新课讲授
称重法求浮力：
F浮＝G﹣F拉
浮力产生的原因：物体上下表面受到的液体的压力差。
F浮
新课讲授
称重法测浮力
(1)称重法测浮力的实验步骤(如图所示)：
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G；
②将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中，读出弹簧测力计的示数F；
③物体受到液体对它的浮力F浮=G－F。
新课讲授
(2)称重法测浮力的原理：如图所示，将物体浸在液体中时，物体受到竖直向下的重力G、竖直向上的弹簧测力计的拉力F 和浮力F浮的作用而处于静止状态，则有G=F+F浮，即F浮=G－F。
新课讲授
拓展视野
1.氢气球离开手后会飞上天空就是因为受到空气浮力的作用。
2.一种测量氢气球受到的空气浮力的方法：
(1) 排尽一个大气球内部的空气，测出气球的重力G球；
新课讲授
(2)将适量的氢气充入气球，并用细线扎紧气球口，按图甲所示的方法测出拉力的大小F 拉；
新课讲授
(3)氢气球受力如图乙所示，可见氢气球所受浮力F浮=F拉+G球+G氢(细线重力和摩擦忽略不计)。
新课讲授
浮力产生的原因
以浸没在液体中的长方体为研究对象，探究浮力产生的原因。
新课讲授
位置 深度 压强 压力
前后两个面 相等 相等 F 向前、F 向后是一对平衡力，合力为零
左右两个面 相等 相等 F 向左、F 向右是一对平衡力，合力为零
上下两个面 h上﹤ h下 p上﹤ p下 F 向下结论：浮力实质上就是物体受到液体对它向上和向下的压力差(合力)，即F浮=F向上－F向下。
新课讲授
探究浮力的大小与哪些因素有关
猜想1：浮力与液体密度的关系；
猜想2：浮力与深度的关系；
猜想3：浮力与物体浸在液体中的体积关系；
猜想4：浮力与物体密度的关系；
猜想5：……
实验探究
将同一物体分别浸没到水和盐水中，观察弹簧测力计示数的变化。
不同
说明物体受到的浮力与液体的密度有关。
实验探究
结论：浮力的大小跟物体浸没液体中的深度无关。
清水
清水
清水
浮力可能与物体浸没在液体的深度有关
实验探究
结论：浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。
清水
清水
清水
清水
浮力可能与物体浸在液体中的体积有关
实验探究
将体积相同的不同物体浸没在相同的液体中，观察弹簧测力计示数的变化。
结论：说明物体受到的浮力与物体密度无关。
2N
2N
示数差相同
即浮力相等
实验探究
深度理解
●物体排开液体的体积就等于物体浸入液体中的体积，因为浸入液体中的物体排开了本来处于这一位置的液体。
●浮力的大小与物体的密度、物体的形状、物体的体积、物体浸没在液体中的深度无关，只跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。
实验探究
1.物体所受浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体浸没在液体中的深度、物体的密度、物体的形状都无关。
2.在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，浮力越大。
3.在液体的密度一定时，物体排开液体的体积越大，浮力越大。
新课讲授
阿基米德（约公元前287～212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。他在物理学方面的贡献主要有两项：其一是关于浮力问题；其二是关于杠杆问题。
新课讲授
　　两千多年以前，阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
新课讲授
实验探究：浮力大小与排开液体的关系
（2）制定计划与设计实验
① F浮如何测？ G排如何测？
② 为什么要收集溢出的水？怎样使收集的水恰为排开的水？
③ 用什么样的容器接水？如何测排开的水重？
④ 怎样安排实验顺序最为合理，为什么？
（1）提出问题：F浮与G排有什么关系？
新课讲授
① G物和杯=______N
② F拉=______N； F浮=G物和杯 － F拉= ______N；
③ G物、杯和水=______N；G排 = G物、杯和水－ G物和杯=_____N
比较F浮与G排 ，你发现了什么？
（3）进行实验与收集证据
新课讲授
1．内容：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。
2．数学表达式：F浮=G排
= m排g= ρ液 gV排
——液体的密度；
V排 —— 物体排开的液体的体积
阿基米德原理
新课讲授
浮力的大小与液体的密度大小、排开液体的体积大小有关，即：
F浮与ρ液、V排有关
F浮与h深度无关
其中F浮表示物体所受的浮力、 ρ液表示液体的密度、 V排表示物体排开液体的体积。
新课讲授
同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同。
根据公式 F浮=ρ液g V排，浸没时， V排 = V物，当ρ液不同时，浮力也随之变化。
新课讲授
阿基米德原理的数学表达式：
F浮=G排= m排g=ρ液V排g
说明：
1.物体排开液体体积相等时，液体密度越大，浮力越大。
2.液体密度相等时，物体排开液体体积越大，浮力越大
3.阿基米德原理也适用于气体。
新课讲授
1. 如图所示是物体浸入水中前后弹簧测力计示数的示意图。由此可知，物体的质量为_______ kg，物体受到的浮力为_________ N。(g 取10 N/kg)
0.4
1
课后练习
2. 体积相同的铁块和铝块放入水中后都会沉入水底，它们受到的浮力一样大吗？为什么？如果将铁块放入煤油中，将铝块放入水中，谁受到的浮力大？为什么？
课后练习
解：它们受到的浮力一样大，根据阿基米德原理可知
F浮= G排= m排g= ρ液gV排
两金属块浸没在同一种液体中，ρ液一定，V排=V物，而铁块与铝块体积相同，故浮力F浮一样大；
课后练习
3.把一个实心金属球放入盛满酒精的水杯中，金属球沉入杯底，从杯中溢出8g酒精。已知酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3，g=10N/kg。
(1)金属球在酒精中所受的浮力是多少？
(2)若将该金属球放入盛满水的杯中，它仍将沉入杯底。求从杯中溢出水的质量。
课后练习
(1)解：由阿基米德原理可知从杯中溢出8g酒精的重力等于金属球在酒精中所受的浮力，即：
F浮=G排=m酒精g=8×10-3kg×10N/kg=8×10-2N
(2)解：由阿基米德原理可知：
F浮= G排= m排g= ρ液gV排
V排=8×10-2N÷0.8×103kg/m3÷10N/kg=1×10-5m3
m=ρ水V排=1×103kg/m3×1×10-5m3=1×10-2kg
课后练习
浮力
影响因素
液体的密度
物体浸入液体中的体积
大小
阿基米德原理F浮=G排
压力差
F向上＞F向下
液体
(或气体)
固体
浸在
归纳总结
课后作业
独立完成《随堂练习》相关练习题
总结本节课知识点，并绘制思维导图
预习下一节知识点
下节课再见！