(共28张PPT)
第一部分
第十一讲 浮力
课时1 浮力 阿基米德原理
思维导图 串考点
版本导航:沪科八年级P168~176《第九章浮力第一节、第二节》;人教八年级下册P48~56《第十章浮力第1节、第2节》
向上
压力
体积
密度
大
大
上
ρ液gV排
重力
2.2.9通过实验,认识浮力.探究并了解浮力大小与哪些因素有关.(学生必做实验)知道阿基米德原理.
例用水、盐水、金属块、弹簧测力计等,探究金属块所受浮力与哪些因素有关.
2024版课标内容要求
核心考点 精讲练
将三个体积相同而材料不同的小球A、B、C放入装水的容器中,静止时的情形如图所示,则 球受到的浮力最小;若此时水深0.2m,则水对容器底的压强为 Pa.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
考点
1
阿基米德原理相关分析、判断
1
例
例1题图
A
2000
有人说:“跳水运动员在跳水过程中,受到水的浮力是逐渐增大的.”你认为对吗?请说明理由.
2
例
答:不对;当跳水运动员刚接触水面到全部浸入水中的过程中,由于V排变大,水的密度不变,由F浮=ρ水V排g得,运动员受到水的浮力变大;在没有接触水面之前不受水的浮力,浸没在水中之后由于V排不变,受到水的浮力不变.
(压力差法)边长为5cm的正方体物块悬浮在水中,其上表面距水面5cm.(g取10N/kg)
(1)物块上表面受到水的压力为_____N;物块下表面受到水的压力为___
N;物块受到的浮力为_____N.
(2)物块的重力为_____N,密度为________kg/m3.
考点
2
计算的四种方法
3
例
1.25
2.5
1.25
1.25
1×103
4
例
(称重法)在“测量物体浸没在液体中所受的浮力”实验中,某同学在弹簧测力计下悬挂一个物块,静止时弹簧测力计的示数F1=2.2N;再将物块浸没在酒精中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.4N,如图所示.则物块在酒精中受到的浮力是____N,物块的体积是_________m3.(酒精的密度为0.8×g取10N/kg)
例4题图
0.8
1×10-4
(平衡法)将一质量为60g的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中,如图
所示,鸡蛋在甲中悬浮,在乙中漂浮,则鸡蛋在甲中受到的浮力为____
N,在乙中受到的浮力为_______N,甲液体的密度____(选填“>”“<”
或“=”)乙液体的密度.(g取10N/kg)
5
例
例5题图
甲 乙
0.6
0.6
<
(阿基米德原理法)一圆柱体物块高为25cm、底面积为20cm2,图中烧杯底面积为50cm2.(g取10N/kg)
(1)(漂浮状态)如图甲所示,将物块放入水中,物块所受浮力为____N.
(2)(浸没状态)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块使其恰好浸没在水中(水未溢出),此时物块所受浮力为____N,施加的压力F为____N.
6
例
例6题图
甲 乙
3
5
2
方法 压力差法(定义法) 称重法 阿基米德原理法 平衡法
公式及 图示 F浮=F下-F上 F浮=G物-F拉 F浮=G排=m排g=ρ液gV排
F浮=G物=m物g
方法 压力差法(定义法) 称重法 阿基米德原理法 平衡法
适用范 围及注 意事项 已知形状规则物体的: ①上、下表面的压强及上、下表面积 ②上、下表面所受的压力 注:只需满足其中任意一条即可 适用于在液体中下沉的物体,已知物体的重力及物体在液体中受到向上的拉力 普遍适用的浮力计算法,已知物体排开液体的体积和液体的密度 注:在计算时要注意统一单位,分清V排与V物 适用于漂浮或悬浮的物体,已知物体的重力
注:悬浮、沉底时,V排=V物;漂浮时V排<V物
重点实验 攻关练
实验
1
探究浮力大小与哪些因素有关(2024年版课标要求学生必做实验)
实验装置
主要器材:弹簧测力计、有刻度的圆柱形金属块、
烧杯、细线、水、盐水
(1)将弹簧测力计在竖直
方向上调零.(2)在烧杯中分别加
入适量的水和盐水
甲 乙
设计与进 行实验 操作过程 (1)将圆柱形金属块悬挂在弹簧测力计下,观察并记录弹簧测力计的示数F1.
(2)将悬挂在弹簧测力计下的金属块分别浸入水中 体积处液体中,观察并记录弹簧测力计的示数F2、F3.
(3)使金属块刚好浸没在水中,观察并记录弹簧测力计的示数F4.
(4)增大金属块浸没在水中的深度,观察并记录弹簧测力计的示数F5.
(5)使金属块刚好浸没在盐水中,观察并记录弹簧测力计的示数F6
设计与进 行实验 物理研究方法 控制变量法:探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系时,控制①________不变;探究浮力的大小与液体密度的关系时,控制②__________________不变
操作要点 多次测量的目的:避免偶然性,得到普遍规律
液体密度
物体排开液体的体积
实验数据 的处理 浮力的计算 称重法:F浮=G物-F拉
数据、图像分析 (1)当物体逐渐开始浸入液体中时,弹簧测力计的示数不断③______,浮力逐渐④______.
(2)当物体浸没在液体中时,弹簧测力计的示数⑤______,浮力大小⑥______
减小
变大
不变
不变
实验结论 物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、
跟液体的密度有关.物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越⑦____
大
(2024重庆B卷改编)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素.
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向 的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______.当测力计示数如图甲所示时,浮力为____N.
1
例
例1题图
上
变大
0.2
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度_____.
例1题图
越大
无关
(3)为了探究物体所受浮力与液体密度的关系,小组同学将物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是控制________________相同;他们发现液体密度改变,物块受到的浮力变化却不明显.于是想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是____.
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
例1题图
浸入液体的体积
D
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.2N,与图乙数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关.你认为该方案是否合理,并说明理由:______________________.
例1题图
不合理;未控制V排相同
(5)小王同学根据实验数据绘制出了
物块所受浮力F浮随浸入水中深度h
变化的图像,如图戊所示.他将长
方体物块换成同材质、质量和高度
相同的圆锥体“ ”,重复图中
实验,请在图戊中画出该次实验的
大致图像,两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不同”);分析两次图像可知,物体受到的浮力大小与其形状_____.
拓
展
训
练
不同
无关
实验
2
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
小李同学想探究 “浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”.
图1 图2
例2题图
2
例
【设计与进行实验】
(1)实验步骤如图1所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮= .物体排开水受到的重力G排= .
图1 图2
例2题图
F1-F3
F4-F2
【分析现象和数据,总结结论】
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是:________________
____________________________________.
物体 a b c
物重G/N 1.2 2 2.4
物体浸没在水中时测力计的示数F/N 0.7 1.4 1.7
浮力F浮/N 0.5 0.6 0.7
空桶重G0/N 0.6 0.6 0.6
桶与排开水的总重G1/N 1.1 1.2 1.2
排开水重G排/N 0.5 0.6 0.6
受浮力大小等于它排开液体所受的重力
物体浸在液体中所
【交流与反思】
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中
造成这种结果的原因:__________________________________________
_____________________________.
排开的水没有全部流入小桶)
将物体c浸入水中之前,溢水杯中没有加满水(或
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图2所示.实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物
缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐______,
弹簧测力计B的示数逐渐______,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA____(选填“>”=“ 或” “< ”)ΔFB.
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是____(填答案标号).
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
变小
变大
=
B
(6)另一实验小组在步骤丙的操作中,只将物体的一部分浸在水中,其他
步骤操作正确,则____(选填”能“或”不能“)得到与(2)相同的结论,原因是:________________________________________________________
________.
(7)若步骤丙中物体触底,则所测_____(选填”F浮“或”G排“)将偏大.
拓
展
训
练
能
力也较小
物体没有完全浸入水中,物体受到的浮力较小,物体排开水的重
F浮