第3节水的浮力

讲义稿
学生： 科目： 科学 第 二 阶段第 次课 教师：
课 题 水的浮力
教学目标 1认识水及其他液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用确认空气也有浮力。2.能通过实验的方法，探究浮力大小跟哪些因素有关，并概括出阿基米德原理。3.能用测力计测量浮力，能用阿基米德原理计算浮力。
重点、难点 重点:1.浮力的存在。 2.浮力的概念和公式。 3.有关浮力的简单计算。难点:1.对浮力测量的探究。 2.对浮力概念和公式的理解
考点及考试要求 1. 浮力的概念。 2. 浮力的方向和产生实质。3. 阿基米德原理。 4. 浮力的计算
教学内容
知识框架
考点1：浮力的概念 浮力的存在 1.实验:将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时，手会感觉到 有一个力将手往上推 ，将瓶释放后，瓶将 上浮最后浮在水面上 。 [结论] 在水中会上浮的物体受到向上的浮力 。 2.实验:将一个钩码挂在弹簧秤下，记下弹簧秤读数，再将钩码浸入水中，记下弹簧秤的读数，会发现 钩码浸入水中后，弹簧秤读数变小了 。 [结论] 在水中会下沉的物体也受到向上的浮力 。不仅是水，所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。 3.实验证明:气体也会产生浮力。
考点2：浮力的测量——阿基米德原理 1.浮力的感觉。 [提问] 当你躺在浴缸的水中时，你会有什么感觉 水发生了什么变化 这说明了什么问题 当我们躺在浴缸的水中时，会有一种变轻的感觉，好像有一种力将人托起，同时我们还可以发现浴缸中的水面比原来升高了。这说明人受到了浮力的作用，并且受到的浮力可能跟物体排开水的多少存在着一定的联系。 2.探究:浮力与物体排开水的关系。 (1)提出问题: 浮力与物体排开水的多少有关系吗 有什么关系 (2)建立假设: 浮力大小与物体排开水的多少成正比 。 (3)设计实验: ①实验器材:弹簧秤、烧杯、水、量筒、溢杯、物块。 ②实验步骤: a.在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下； b. 将物块悬挂在弹簧秤上，用弹簧秤测出物块的重G； c. 将物块浸没在溢杯的水中，读出弹簧秤的读数F； d.将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水；e.将上述数据填入下面的实验记录表中:物块的重G物块浸入水中后弹簧秤的读数F物块排开水的体积V排水物块受到水的浮力F浮＝G-F物块排开的水受到的重力G排水=ρ水gV排水(4)分析实验数据，得出结论 F浮＝G排水=ρ水gV排水 (关系式)。浮力的测量 1．先测重力G。 2．物体放入液体中读出弹簧秤示数F拉。 3．求浮力：F浮=G—F拉(适用条件：物体在水中会下沉)即弹簧秤先后两次读数之差。 针对训练1、 如图是研究浮力问题的实验过程，请回答下列问题：．(1)a、b两图说明了 (2)b、c两图说明了 (3)( )、( )两图说明浸没在同种液体中的物体所受浮力大小与深度无关。(4)( )、( )两图说明排开液体体积相同时，所受浮力大小与液体密度有关。变式训练 一石块挂在弹簧秤上．在空气中称时，弹簧秤的示数是4.7牛，把它全部浸在水中称时．弹簧秤的示数是2.7牛，该石块所受水的浮力是-------- 牛；如把它全部浸在酒精中称时，弹簧秤的示数是3.1牛．该石块所受酒精的浮力是 牛；石块浸没在不同液体中所受浮力大小不等，说明浮力的大小与液体的 有关。变式训练 如图所示是探究阿基米德原理的实验装置图，请对实际步骤作出补充说明： (1)甲步骤：向溢杯中 (2)乙步骤：在空气中先称出物体重力G，然后将物体浸没在水中，读出弹簧秤的示数G’，两次示数之差(G-一G’)是 。(3)丙步骤：两次弹簧秤示数之差(FI—F2)测出的是 。比较(2)(3)两次实验的结果，得出结论：浸在液体中的物体受到 的浮力，浮力的大小 物体排出的液体的重力。
考点3阿基米德原理知识梳理上述关系就是著名的，它也适用于其他的液体。 (1)阿基米德原理的文字表达: 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 ； (2)数字表达式: F浮=G排液＝ρ液gV排液 ； (3)阿基米德原理也适用于气体。 4.对阿基米德原理理解的几个注意问题: (1)公式中的ρ液是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。 (2)公式中的V排液是物体浸入液体时，排开液体的体积，而不是液体的总体积，也不是物体的体积。当物体完全浸入(即浸没)液体中时，V排液恰好等于物体本身的体积V物；当物体只部分浸入液体中时，V排液跟踪训练
1．船从海里驶到河里时 ( )
A．船受到的浮力变小，船身沉下去一些
B．船受到的浮力不变，船身浮上来一些
C．船受到的浮力不变，船身沉下去一些
D．船受到的浮力变大，船身浮上来一些
2．一物体的质量2千克，用手按在水中浸没时受到的浮力是30牛顿，则放开手后物体将 ( )
A．上浮 B．悬浮 C．下沉 D．无法判断
3、一条油轮在长江中航行时，排开水的体积是300m3，油轮受到的浮力为________N．在码头卸下了100m3的燃油，卸下燃油的质量为_________kg，油轮排开水的体积变为__________m3(燃油密度为0．8×103kg/m3，g取10N/kg)．
4．小华将一个鲜鸡蛋放入装有大半杯水的玻璃杯中，鸡蛋沉入杯底，若向杯中逐渐加盐，下列分析正确的是 ( )
A．鸡蛋所受浮力不变 B．杯底所受压强不变
C．杯底所受压力不变 D．鸡蛋所受重力不变
5．一木块浮在密度为ρ的液体中，受到的浮力为F，若将它投入到密度为2ρ的另一液体中，稳定后，木块受到浮力F’，则F和F’的关系为 ( )
A．F’=2F B．F’=F C．F6．体积相同的三只实心铝球，分别放在水、盐水和水银中(已知ρ水=1．0×103千克／米3，ρ盐水=1.1×103千克／米3，ρ水银=13．6×103千克／米3，ρ铝=2·7×103千克／米3)，比较它们受到的浮力的大小，下列说法正确的是（ ）
A．放在水中受到的浮力较大 B．放在盐水中受到的浮力较大
C．放在水银中受到的浮力较大 D．放在水、盐水及水银中受到的浮力都一样大
7、如图所示，两只完全相同的盛水容器放在磅秤上，用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球，全部没入水中，此时容器中水面高度相同，设绳的拉力分别为T1和T2，磅秤的示数分别为F1和F2，则（ ）
A．F1＝F2，T1＝T2 B．F1＞F2，T1＜T2
C．F1＝F2，T1＞T2 D．F1＜F2，T1＞T2
8、4个边长均为L的相同的立方体木块，用胶水(胶水质量不计)粘在一起放入水中，露出水面的高度为L／2，如图所示。当胶水溶于水后，木块散开，这时 ( )
A．a、b露出水面高度为L／2 ， c、d为零
B．a、b露出水面高度为 L／2，c、d沉入水底
C．a、b、c、d露出水面高度都是L／2
D．a、b、c、d露出水面高度都是L／4
9．如图所示，三个实心球A、B、C分别静止在水中不同位置，那么A、B、C球的密度为 ( )
A．A球小于1.0×103千克／米3 B．B球大于1.0×103千克／米3
C．C球等于1.0×103千克／米3 D．A球等于1.0×103千克／米3
10．小红利用塑料管和橡皮管和橡皮泥做密度计实验。她把自制的密度计放入纯水中，并在液面处的管上作一标记“A”。若把此密度计放人盐水中，标记A的位置会移到液面 (选“上”或“下”)。密度计在着两种情况下受到的浮力 。(选“相等”或“不等”)
11．一个体积为2分米3的空心铁球，重15牛。将它浸没在水里，铁球受到的浮力为多少 放手后铁球能上浮吗
12、如图所示，在容器中放一个上、下底面积均为10 cm2、高为5 cm，体积为80 cm3的均匀对称石鼓，其下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平，则石鼓受到的浮力是 (　　 )
A．0　　 B．0.3 N　
C．0.5 N　　D．0.8 N
13、如图所示，一木块上面放．着一实心铁块A，木块顶部刚好与水面相平．在同样的木块下挂另一铁块B，木块也刚好全部浸在水中，则A、B两铁块的体积比是多少
(ρ铁=7．8×10。千克／米3．ρ水=1.0×103千克／米3)
课后巩固：【课后练习】
一、选择题：
1、关于浮力，下列说法不正确的是 （ ）
A、在液体中的物体不一定受到浮力
B、沉下去的物体受到的浮力一定比浮上来的物体受到的浮力小
C、浮力大小与受到浮力物体的运动状态无关
D、体积相等的铁球和木球都浸没在水中，它们受到的浮力一样大
2、将一个铜块挂在弹簧秤上，当铜块浸在水中时，弹簧秤的示数之差表示铜块受到的（ ）
A、浮力大小 B、重力大小 C、重力和浮力之差 D、重力和浮力之和
3、同一木块先后漂浮在酒精、水、水银中，比较三种情况中，木块所受到的浮力大小（ ）
A、酒精中最大 B、水中最大 C、水银中最大 D、一样大
4、一只新鲜鸡蛋，沉没在盛有水的烧杯里，要使鸡蛋离开杯底，可采用的方法有（ ）
A.加热 B.加盐 C.加酒精 D.加水
5、把某一实心金属球放入某种液体，它一直沉到底，这是因为( )
A.金属球不受浮力 B. 金属球所受的重力大于所受的浮力
C. 金属球所受的重力大 D.金属球所受浮力大于它所受的重力
6、一密度均匀的实心物体悬浮在某一种液体中，若将此物体均匀地切成两块，并轻轻地取出一半，余下的一半在液体中（ ）
A、将上浮 B、将下沉 C、仍然是悬浮 D、以上情况都有可能出现
7、潜水艇潜入水下越深，受到水的压强和浮力（忽略潜水艇的体积变化）将是 （ ）
A、压强越大，浮力越小 B、压强越大，浮力不变
C、压强不变，浮力不变 D、压强越小，浮力越大
8、液体中物体受到浮力的原因是（ ）
A. 物体受到的重力和液体对物体的压力的合力 B. 液体对物体的向上的压力
C.物体受到液体对它的向上、向下的压力有压力差 D液体对物体的向上的压强
二、填空：
1、一艘轮船的排水量为３×１０5千克，它满载时受到的浮力是_____________牛。(g=10N/Kg)
2、在河边有一打在水中的木桩，浸入水中部分的体积是10分米3，露出水面部分体积为2分米3，木桩受到的浮力是 牛。
3、木块的密度为0.6×103kg/m3,冰块的密度为0.9×103kg/m3,若它们等重，且都漂浮在水面上，则木块受到的浮力_____ _冰块所受到的浮力，木块浸没在水中的体积____ __冰块浸没在水中的体积（均填"大于"、"小于"或"等于"）。
4、北京奥运场馆——国家游泳中心“水立方”“水立方”的外层是只有2.4㎜厚的膜结构气枕，像一层皮肤一样包住了整个建筑，是目前世界上唯一一个完全用膜结构进行全封闭的大型公共建筑。
(1)该膜每平方米质量为0.24㎏，则它的密度是 ㎏/m3；
(2)“水立方”膜具有较好的延展性、抗压性，充气后，每块膜能承受一辆汽车的重力。若一 辆质量为1440kg的轿车停在膜上，每个轮子与膜的接触面积为150cm2，则该膜受到的压强为 Pa。
三、计算题：
1、如下图所示，重为10N的小球悬浮在盛水杯中，用力的图示法表示小球所受的浮力和重力。
2、一个体积为5升的氢气球，自重（包括气球和吊篮及里面氢气）为0.01牛，要用多大力拉住它才能使气球不会飞向空中？（ρ空气=1.29千克/米3，ρ氢气=0.09千克/米3, g=10N/Kg）
3、求一个金属球用弹簧称测得在空气中的重力为54牛,把它浸没在水中,弹簧秤的示数变为34牛,求(1)金属球受到的浮力是多大 (2)金属球的体积是多少米3 (3)该球可能是由什么金属制成的 (g=10N/Kg)
4、有一根最多能承受4牛力的绳子，用它将一个密度为0.6×103千克/米3，质量为0.9千克的木块固定在水中（如图所示），绳子会断吗？请通过计算回答。
5、一物体浮在水面时，露岀水面的体积与浸在水中的体积之比为2 ：3，则这个物体的密度是多大？
四、分析与探究：
1．为了测出普通玻璃的密度，小明利用一玻璃小瓶、一只量筒和适量的水，做了如下实验。
①在量筒内倒人50毫升的水；
②让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上，此时水面与80毫升相平；
③让小瓶口朝下沉入水中，这时水面与62毫升相平。
则小瓶漂浮在水面上，排开水的体积为＿＿米３，小玻璃瓶的密度为＿＿＿＿＿千克／米３。
2．小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况，如图所示，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表：
次数 1 2 3 4 5 6 7
h（cm） 0 2 4 6 8 10 12
F（N） 6.75 6.25 5.75 5.25 4.25 4.25 4.25
（1）分析表中实验数据，可以得出物体重 N，
第4次实验时，物体受到的浮力 N；
（2）分析表中第1列到第5列数据，说明 ；
（3）分析表中第6列到第7列数据， 说明 ；
学生签名： 班主任审批 教学主任审批
变式题1　
　　
　
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