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初中物理人教版八年级下册
第十章 浮力 第一节
浮 力
3
竹筏
帆船
辽宁舰
情境引入
3
飞艇
潜水器
天鹅
1.船为什么能在海面上航行?
2.救生圈、救生衣的作用是什么?
3.人在死海中游泳,为什么漂浮在海面上?
4.孔明灯为什么能升空?
5.木块在水面上漂浮,受到浮力吗?
6.铁块在水中沉底,受到浮力吗?
关于浮力你想知道些什么
一、浮力
木块在水中受到浮力
铝块在水中也受到浮力
新课教学
2.符号: F浮
3.用弹簧测力计测浮力:F浮=G-F
4.浮力的方向: 竖直向上
5.浮力的施力物体:液体
6.浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力.
浮力
(F浮)
1.浮力:浸在液体中的物体受到液体对物体
向上浮的力叫浮力.
二、浮力的产生
浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压力
四个侧面所受压力关系
F合=0
边长为L的立方体位于水面下h 深处.
上、下两面所受压力关系
∵p向上> p向下
∴ F向上> F向下
F浮= F向上-F向下
浮力是液体对物体的压力的合力
F向上
F向下
h
L
1.将乒乓球放入瓶内,向瓶里倒水,乒乓球不浮起
2.将瓶下口堵住,乒乓球浮起.
实验与观察
实验现象:
三、浮力的大小与哪些因素有关
把空饮料罐用手按入水桶,饮料罐进入水中越深,手的感觉有什么变化?
分析一下,浮力大小和什么因素有关?
猜 想
可能跟……有关.
提出问题
水
酒精
浓盐水
弹簧测力计
实验器材
实验方法
注意运用控制变量的方法.
圆柱体
1.探究浮力与物体浸没后的深度的关系
深度h / cm 4 6 8
重力G / N 3 3 3
弹簧测力计示数F / N 2.4 2.4 2.4
浮力F浮/ N 0.6 0.6 0.6
结论:
浮力大小与物体浸没水中后的深度无关.
检验猜想
记录表格
2.探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系
结论:在同一液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大.
物体浸在液体中的体积V/ 格 1 2 3
重力G / N 3 3 3
弹簧测力计示数F/ N 2.8 2.6 2.4
浮力F浮/ N 0.2 0.4 0.6
记录表格
3.探究浮力与液体密度的关系
液体种类 酒精 水 浓盐水
重力G / N 3 3 3
弹簧测力计示数F / N 2.7 2.4 2.2
浮力F浮/ N 0.3 0.6 0.8
记录表格
结论:物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力越大.
讨 论
使用体积相等的铁块和铝块可以检验哪一个猜想?
使用体积不等的铁块可以检验哪一个猜想?
做一做
实验结果表明
物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关.浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大.
例 题
关于浮力,下列说法中正确的是( )
A. 浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
B. 浮力是液体或气体对物体向上的压力
C. 沉入水底的物体不受浮力
D. 浮力是物体受到液体或气体向上托起的力
解答:浸在液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用,故AC错误; BD、浮力产生的原因是物体上下表面的压力差,也是物体受到液体或气体向上托起的力,不是液体或气体对物体向上的压力,故B错误,D正确.
答案 :D
浮力的
概念,
浮力的测量
浮力产生原因
决定浮力大小的因素
课堂小结:
1.浸没在湖水中的物体,随着浸没深度的增加,下列说法中不正确的是( )
A.物体受到的压强增大
B.物体上、下表面受到的压力增大
C.物体上、下表面受到的压力差增大
D.物体受到的浮力不变
C
习题巩固
2、质量相同的铁球和铝球,分别挂在两个相同的弹簧测力计上,将两球同时浸没在水中。若挂铁球的示数变为F1,挂铝球的示数变为F2,则( )
A. F1>F2 B. F1=F2
C. F1<F2 D.无法比较
A
3.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上浮力
C.只要下沉的物体就不会受到浮力
D.浮力的方向不一定都是向上的
B登陆21世纪教育 助您教考全无忧
第一节 浮力 练习题
1、选择题
1、将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的( )
A. 向上、向下压力差不等,浮力相等
B. 向上、向下压力差不等,浮力不等
C. 向上、向下压力差相等,浮力不等
D. 向上、向下压力差相等,浮力相等
2、下列关于浮力的说法中正确的是( )
A. 浮力都是由水产生的
B. 只有固体才能受到浮力的作用
C. 浮力方向与重力方向相反
D. 在不同液体中浮力方向会不同
3、图中哪一个才是浮力的方向( )
A. 1 B. 2
C. 3 D. 4
4、如图所示,a、b是两个体积相同又能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,这下列说法正确的是( ) 【来源:21cnj*y.co*m】
A. a物体受浮力大于b物体
B. b物体受浮力大于a物体
C. c部分和d部分都受浮力
D. d部分和c部分都不受浮力
5、下列关于浮力的说法正确的是( )
A. 在水中下沉的石块不受浮力作用
B. 只有浮在水面上的物体才受浮力作用
C. 在空中上升的氢气球受到了空气对它的浮力
D. 浮力的方向是竖直向下的
6、一长方形物体浸没在水中,受到的浮力为98N,已知上表面受到的压力是50N,则下表面受到的水的压力为( ) www.21-cn-jy.com
A. 48N B. 50N C. 98N D. 148N
7、一般大桥的桥墩要打入江底很深的泥土中,但总有一部分浸在江水中,如图所示,则这部分桥墩在水中时( ) 【出处:21教育名师】
A. 如果桥墩上粗下细,则不受水的浮力作用
B. 如果桥墩上细下粗,则不受水的浮力作用
C. 无论桥墩是什么形状,都不受水的浮力作用
D. 无论桥墩是什么形状,都受到水的浮力作用
8、一个密度为0.55g/cm3的圆 ( http: / / www.21cnjy.com )柱体放入盛满水的溢水杯时,排出100克的水.把它竖直漂浮在密度为0.8g/cm3的酒精里,则圆柱体的下底面受到液体的压力为( )
A. 80g B. 0.98N C. 0.78N D. 条件不足,无法判断 2·1·c·n·j·y
9、潜水运动员从水面开始下潜到全部浸没的过程中,潜水运动员受到的( )
A. 重力变大 B. 浮力不变 C. 水的压力差不变 D. 浮力变大
二、填空与解答
10、浸在液体中的物体为什么会受到向上的 ( http: / / www.21cnjy.com )浮力呢? 如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F左和F右的大小关系是F左____F右(选填“大于”、“等于”或“小于”),当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上____F向下(选填“大于”、“等于”或“小于”),通过以上探究,你认为浮力的产生原因是____.2-1-c-n-j-y
11、如图甲所示设想有一个高为h、上下 ( http: / / www.21cnjy.com )底面积为S的长方体浸没在密度为ρ的液体中,该长方体上表面在液体中的深度为h1,下表面在液体中的深度为h2.请你从浮力产生的原因证明:F浮=ρ液gV物.【版权所有:21教育】
12、一名潜水员需到水 ( http: / / www.21cnjy.com )下打捞体积为5×10-3米3的物体,当他潜入水下10米深处时,他所受水的压强为____帕,物体受到水的浮力为____牛,浮力的方向为竖直____.
13、用弹簧测力计测得石块重5N, ( http: / / www.21cnjy.com )将这个石块浸没在密度为0.8×103kg/m3的液体中,此时弹簧测力计的读数是3.4N,石块的密度____㎏/m3 (g=10N/kg) 21·cn·jy·com
14、1874年8月的一天,在 ( http: / / www.21cnjy.com )大西洋亚速尔群岛的西南方,有一艘深海考察潜艇,为研究海底矿产资源的分布,正在向深处下潜.舱内的考察人员被海底的景色陶醉了,致使下潜速度过大,潜艇猛然撞到海底,陷入海底的沉积物中了.船员把潜水艇中的水全部排除,企图上浮.奇怪的是,潜艇丝毫不动,像是被海底吸住了一样.这是为什么呢?难道浮力真的消失了吗?怎么办呢?并替他们想出摆脱困境的办法?21世纪教育网版权所有
参考答案:
1、答案 D
【解答】长方体物块悬浮在水中,说明 ( http: / / www.21cnjy.com )受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差相等. 故选D.
【分析】物体浸没在水中受到的浮力等于物体上下表面受到水的压力差.
2、答案 C
【解答】A、物体浸在液体中,由于物体上、 ( http: / / www.21cnjy.com )下表面所处的深度不同,液体会对物体产生的一个向上的压力大于向下的压力,这两个压力差是浮力.由此可知:浮力是有产生的原因是液体对物体的压力差产生的,故该选项说法不正确. B、浮力是对浸在液体中的物体产生的,物体不一定只是固体,其它的物体如水面上的油、水中的水银也一样受到浮力的作用.则该选项中说法不正确. C、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,力向与物体受到的向上的压力方向一致,总是竖直向上的,这与竖直向下的重力方向相反.则该选项说法正确. D、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,力向总是与物体受到的竖直向上的压力方向一致,浮力方向不会变化,则该选项中说法不正确. 故选C.
【分析】 浮力是由于液体对物体的竖直向上和竖直向下的压力差产生的,力向总是与物体受到的竖直向上的压力方向一致.21cnjy.com
3、答案 A
【解答】浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)对物体产生向上托的力叫浮力,浮力的方向总是竖直向上,图中1符合. 故选A.21教育网
【分析】浸没在液体中的物 ( http: / / www.21cnjy.com )体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力,浮力的方向总是与重力的方向相反.21·世纪*教育网
4、答案 A
【解答】(1)由图 ( http: / / www.21cnjy.com )可知,水对a物体上下表面产生了的压力差,故a物体一定受浮力的作用; (2)b物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对b物体上下表面产生了的压力差,故b物体也受浮力的作用; (3)c物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对c物体上下表面没有产生压力差,故c物体不受浮力的作用;故C错误. (4)由图可知,水对d物体上下表面产生了的压力差,故d物体受浮力的作用.故D都错误. 由于a排开水的体积大于b的排开水的体积体积,根据F浮=G排=ρgV排可知a受到的浮力大于b受到的浮力,故A正确,B错误; 故选A.www-2-1-cnjy-com
【分析】根据浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;对a、b、c、d逐一分析即可.
5、答案 C
【解答】A、在水中下沉的石块也受到 ( http: / / www.21cnjy.com )浮力的作用,故A错误; B、浮在水面的物体和下沉的物体都受到浮力的作用,故B错误; C、在空中上升的氢气球受到了空气对它的浮力,故C正确; D、浮力的方向总是竖直向上的,故D错误. 故选C.
【分析】 浸在液体(或空气)中的物体,受到液体(或空气)的浮力;所受的浮力大小等于它排开的液体(或空气)受到的重力.21教育名师原创作品
6、 答案 D
【解答】根据浮力等于长方体上、下表面所受液体的压力差,则下表面受到的水的压力为98N+50N=148N. 故选D
【分析】从浮力产生的原因来考虑,利用公式F浮=F下表面-F上表面变形计算得出.
7、答案 C
【解答】浮力等于物体上下表面受到的压 ( http: / / www.21cnjy.com )力差,如图所示,桥墩下部埋入泥中很深,下部没有水,桥墩下表面没有受到水的压力的作用,所以无论桥墩是什么形状,桥墩都不受浮力的作用,即桥墩受到的浮力为0. 故选C.
【分析】物体所受浮力方向竖直向上,大小等于上下表面的压力差.
8、答案 B
【解答】圆柱体在水中所受的浮力F ( http: / / www.21cnjy.com )浮=G排=mg=0.1kg×9.8N/kg=0.98N;因为圆柱体漂浮,所以圆柱体的下底面受到液体的压力就等于圆柱体受到的浮力,圆柱体的密度小于水的密度,所以圆柱体在水中和酒精中都处于漂浮状态,浮力等于自身的重力,所以圆柱体的下底面受到液体的压力为0.98N; 故选B.
【分析】物体排开液体的重力等于物体所受的浮力;物体所受的浮力等于物体上下表面的压力差.
9、 答案 D
【解答】A、潜水运动员从水面开始下潜到 ( http: / / www.21cnjy.com )全部浸没的过程中,自身受到的重力不变,故A错误; B、从水面开始下潜到全部浸没的过程中,因排开水的体积增大,受浮力增大,故B错、D正确; C、因浮力的实质是物体在水中受到的压力差,浮力增大,压力差增大,故C错误. 故选D.
【分析】潜水运动员从水面开始下潜 ( http: / / www.21cnjy.com )到全部浸没的过程中,自身受到的重力不变;因排开水的体积增大,受浮力增大;因浮力的实质是物体在水中受到的压力差,浮力增大,压力差增大.
10、答案 等于;大于;上下两个表面的压力差.
【解答】(1)当玻璃圆筒沿水平方向 ( http: / / www.21cnjy.com )放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p= F/S 可知, 水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等,水平方向的合力为0; (2))当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p= F/S 可知, 水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上-F向下=F浮.实际上,这个压力差就是液体对正方体的浮力.
【分析】物体浸在液体(或 ( http: / / www.21cnjy.com )气体)中,物体将受到的液体(或气体)对它产生的压力,求出合力,即受到的浮力,从而得出浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;浮力的方向是竖直向上的.【来源:21·世纪·教育·网】
11、【解答】如图:上表面所处的深 ( http: / / www.21cnjy.com )度为h1,则上表面受到的压强为p1=ρgh1,受到的压力为F1=P1S=ρgh1S; 下表面所处的深度h2=h1+h,则下表面受到的液体压强为p2=ρg(h1+h),受到的压力为F2=P2S=ρg(h1+h)S; 因此液体对正方体产生一个向上的压力和向下的压力不相等,压力差F浮=△F=F2-F1=ρg(h1+h)S-ρgh1S=ρghS=ρ液gV排.21*cnjy*com
【分析】根据液体压强公式P=ρgh、压强公式的变形公式F=PS、浮力公式F浮=ρgV排,推导证明.
12、答案:则潜水员所受水的压强9.8×104Pa;物体受到水的浮力49N;浮力的方向总是竖直向上. 21*cnjy*com
【解答】水的密度ρ水=1×103kg/ ( http: / / www.21cnjy.com )m3和常数g=9.8N/kg为已知, 则潜水员所受水的压强P=ρ水gh=1×103kg/m3×9.8N/kg×10m=9.8×104Pa. 由打捞的物体体积为5×10-3m3,可知:V排=V物=5×10-3m3.则物体受到水的浮力F浮=G排=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-3m3=49N. 浮力产生的原因是液体对物体产生的压力差,向上的压力大于向下的压力,浮力方向与物体受到的向上的压力方向一致,总是竖直向上的.
【分析】潜水员在水中受的压强由液体压强公式P=ρ液gh即可求出;而物体受到的
浮力,由于知道物体的体积,从而知道排开的水的体积,可以根据阿基米德原理求.
13、答案:2.5×103
【解答】∵G=mg, ∴ ( http: / / www.21cnjy.com )石块的质量:m= G/g = 5N/ 10N/kg =0.5kg ,F浮=G-F′=5N-3.4N=1.6N, ∵F浮=ρ酒精gV排, ∴石块的体积: V=V排= F浮/ ρ酒精g = 1.6N /0.8×103kg/m3×10N/kg =2×10-4m 3, 石块的密度: ρ石= m/ V = 0.5kg /2×10-4m3 =2.5×103kg/m3.
【分析】知道石块重,利用重力公式求 ( http: / / www.21cnjy.com )石块的质量;利用称重法求石块受到的浮力,从而求排开水的体积(石块的体积),再利用密度公式求石块的密度.
14、【解答】当物体与容器底部紧密接 ( http: / / www.21cnjy.com )触时,两个接触面间就没有液体渗入,物体的下表面不再受液体对它向上的压强,液体对它就失去了向上托的力,浮力当然随之消失了. 潜艇猛然撞到海底,应该是潜艇底部与海底连接过于紧密,导致水无法进入潜艇与海底之间的部分,导致潜艇上下无水压差,所以浮力不足以托起潜艇. 只要想办法让水进入潜艇与海底中间区域就可以使潜艇脱离海底.可以派潜水员在海底与潜艇连接的部分打几个洞,让海水流入潜艇与海底之间的部分.
【分析】浮力产生的根本原因是浸在水中的 ( http: / / www.21cnjy.com )物体上表面和下表面受的水压不一样,下面压强大,上面压强小(因为液体压强与深度直接相关),所以水压会托起浸在水中的物体.
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第一节 浮力 教案
1、教学目标
知识与技能
1.知道浮力方向 2.通过实验认识浮力 3.知道阿基米德原理
4.知道物体的浮沉知识
过程与方法
1.经历探索浮力大小过程
2.学生从日常生活中现象入手,培养学生分析能力、概括能力、解决问题能力与动手操作能力
情感态度与价值观
1.培养学生乐于探索生活中物理知识的兴趣
2.培养学生大胆猜想,在实验过程中能于创新精神
2、教学重难点
重点:1.通过实验猜想浮力大小与什么因素有关 2.浮力在生活中的应用
难点:探究浮力与排开液体重力的关系
3、教具与媒体
皮球、铝块、弹簧秤、溢水杯、小筒、橡皮泥、砂石、饮料桶、水桶
4、教学过程
1、设置情景,引入新课
播放一组图片,引导学生思考.引入新课
2、新课教学
发问并点拨:关于浮力 ( http: / / www.21cnjy.com )你想知道些什么 1.船为什么能在海面上航行?2、救生圈、救生衣的作用是什么?3.人在死海中游泳,为什么漂浮在海面上?4.孔明灯为什么能升空?5.木块在水面上漂浮,受到浮力吗?6.铁块在水中沉底,受到浮力吗?
一、浮力
木块在水中受到浮力 铝块在水中也受到浮力
师生共同分析与讨论,得出如下结论:
1.浮力:浸在液体中的物体受到液体对物体向上浮的力叫浮力.
2.符号: F浮
3.用弹簧测力计测浮力:F浮=G-F
4.浮力的方向: 竖直向上
5.浮力的施力物体:液体
6.浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力.
二、浮力的产生
分析上图,学生各自表达自己对该图的认识,教师点拨: 浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压力.21世纪教育网版权所有
理论推导:设边长为L的立方体位于水面下h 深处.
四个侧面所受压力关系: F合=0
上、下两面所受压力关系 ∵p向上> p向下
∴ F向上> F向下
F浮= F向上-F向下
点拨: 浮力是液体对物体的压力的合力.
实验与观察. 教师演示,学生观察并说出自己的理解.
实验现象:
1. 将乒乓球放入瓶内,向瓶里倒水,乒乓球不浮起.
2. 将瓶下口堵住,乒乓球浮起.
3、浮力的大小与哪些因素有关
学生上台完成实验: 把空饮料罐用手按入水桶,饮料罐进入水中越深,手的感觉有什么变化?
提出问题: 分析一下,浮力大小和什么因素有关?
猜想: 可能跟……有关.
(鼓励学生提出自己的想法与观点,教师巡视并收集学生合理的猜想)
分发实验器材,学生针对自己的猜想进行验证.
检验猜想
1.探究浮力与物体浸没后的深度的关系
深度h / cm 4 6 8
重力G / N 3 3 3
弹簧测力计示数F / N 2.4 2.4 2.4
浮力F浮/ N 0.6 0.6 0.6
归纳1:浮力大小与物体浸没水中后的深度无关.
2.探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系
物体浸在液体中的体积V/ 格 1 2 3
重力G / N 3 3 3
弹簧测力计示数F/ N 2.8 2.6 2.4
浮力F浮/ N 0.2 0.4 0.6
归纳2:物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力越大.
3、探究浮力与液体密度的关系
液体种类 酒精 水 浓盐水
重力G / N 3 3 3
弹簧测力计示数F / N 2.7 2.4 2.2
浮力F浮/ N 0.3 0.6 0.8
归纳3:物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力越大.
师生共同讨论: 使用体积相等的铁块和铝块可以检验哪一个猜想? 使用体积不等的铁块可以检验哪一个猜想?21教育网
动手做一做,实验结果表明:
物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关.浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大.21cnjy.com
例题:关于浮力,下列说法中正确的是( )
A. 浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
B. 浮力是液体或气体对物体向上的压力
C. 沉入水底的物体不受浮力
D. 浮力是物体受到液体或气体向上托起的力
解答:浸在液体或气体中的 ( http: / / www.21cnjy.com )物体,一般都要受到浮力作用,故AC错误; BD、浮力产生的原因是物体上下表面的压力差,也是物体受到液体或气体向上托起的力,不是液体或气体对物体向上的压力,故B错误,D正确.21·cn·jy·com
答案 :D
五、课堂小结: 本堂课我们学到了什么?
六、习题巩固
1. 浸没在湖水中的物体,随着浸没深度的增加,下列说法中不正确的是( C )
A.物体受到的压强增大
B.物体上、下表面受到的压力增大
C.物体上、下表面受到的压力差增大
D.物体受到的浮力不变
2、质量相同的铁球和铝球,分别挂 ( http: / / www.21cnjy.com )在两个相同的弹簧测力计上,将两球同时浸没在水中。若挂铁球的示数变为F1,挂铝球的示数变为F2,则( A )www.21-cn-jy.com
A. F1>F2 B. F1=F2 C. F1<F2 D.无法比较
3. 关于浮力,下列说法中正确的是( B )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上浮力
C.只要下沉的物体就不会受到浮力
D.浮力的方向不一定都是向上的
F向上
F向下
h
L
浓盐水
酒精
弹簧测力计
水
圆柱体
浮力产生原因
浮力的概念,浮力的测量
决定浮力大小的因素
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