第十章 浮力
第1节 浮力
教材任务驱动
任务一 认识浮力
1.定义:浸在液体中的物体受到 的力。
2.方向: 。
3.测量:称重法
(1)用弹簧测力计测出物体所受的重力G。
(2)将物体悬挂于弹簧测力计下,浸在液体中时,物体受到 力、弹簧测力计拉力和 力,弹簧测力计的示数为F。则物体受到的浮力F浮= 。
4.产生原因:浸在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,即F浮= 。
释疑点 (1)在气体中的物体也受到竖直向上的浮力的作用。
(2)在液体中下沉的物体也受到浮力的作用。
(3)浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用,如物体的下表面与容器底完全紧密接触时,下表面没有受到向上的压力,则不受浮力作用。
任务二 探究浮力的大小跟哪些因素有关
探究过程
【制订计划与设计实验】
1.实验器材的组装和选取
2.制订实验方案
(1)采用 法研究浮力与各因素的关系。
(2)利用 法测量物体不同情况下受到的浮力。
【进行实验与收集证据】
1.探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系:
如图(c)、(d)所示,把柱状物体浸没在水中,停在水中的不同深度(至少3处位置)。观察到弹簧测力计的示数 。
2.探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积的关系:
如图(b)把柱状物体浸在水中,然后不断增加物体浸在水中的体积;如图(c),观察到弹簧测力计示数 。
3.探究浮力的大小与液体密度的关系:
如图(d)、(e)所示,把同一柱状物体先后浸没在水中和浓盐水中的相同深度处,观察弹簧测力计的示数的变化,发现弹簧测力计在 中示数减小得较多。
【分析与论证】
1.浮力的大小与物体浸在液体中的 和 有关,与物体浸没在液体中的 无关;
2.液体密度一定时,物体浸在液体中的体积越大,物体受到的浮力 ;
3.物体浸在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力 。
【交流与评估】
(1)实验中,步骤(a)是否可以省略 为什么
(2)请你设计一个实验来“探究浮力大小与物体密度的关系”。
实验操作:①将两个体积 (选填“相同”或“不同”)、密度不同的物体分别悬挂在弹簧测力计下,测出它们所受的重力。(物体密度均大于水的密度)
②分别将它们 在水中,读出弹簧测力计的示数,并求出浮力。
实验结论:若两次浮力大小 ,则可以得出结论“浸在液体中的物体所受浮力大小跟物体的密度无关”。
典题疑难突破
考点 探究浮力的大小跟哪些因素有关
【典题】【一题多设问】在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出了如下的猜想:
A.可能与物体浸没在液体中的深度有关
B.可能与物体的密度有关
C.可能与液体的密度有关
D.可能与物体浸在液体中的体积有关
【实验设计】(1)为了验证上述猜想,小明选用了体积 ,密度 的物块甲和乙、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验。
【进行实验】(2)分析比较实验①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是 N;
(3)分析比较实验①④⑤,可以验证猜想 是错误的;
(4)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 是错误的;
(5)分析比较实验 ,可以验证猜想D是正确的;
(6)综合以上分析及图示实验,得出最后的实验结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 和 有关。
【实验延伸】(7)(思维拓展)小明同学根据所测数据绘制了如图所示的四幅图,其中能正确反映弹簧测力计示数F和物块下表面在水中的深度h关系的图像是 (物块未接触容器底)。
(8)(教材再开发·生活实践)为了研究“浮力的大小与物体的形状是否有关”,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图⑧所示的实验,由此小明得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。小宁认为这结论不可靠,主要原因是 。
【创新实践】
(9)(装置创新)实验方案改进如图⑨所示,用弹簧测力计吊好物体,然后固定好弹簧测力计的位置,使物体处在空烧杯中,不接触烧杯底,然后缓慢往烧杯中注水,直至水面浸没物体一定高度。与原实验装置相比,此实验装置的优点: 。 第十章 浮力
第1节 浮力
教材任务驱动
任务一 认识浮力
1.定义:浸在液体中的物体受到 向上 的力。
2.方向: 竖直向上 。
3.测量:称重法
(1)用弹簧测力计测出物体所受的重力G。
(2)将物体悬挂于弹簧测力计下,浸在液体中时,物体受到 重 力、弹簧测力计拉力和 浮 力,弹簧测力计的示数为F。则物体受到的浮力F浮= G-F 。
4.产生原因:浸在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,即F浮= F向上-F向下 。
释疑点 (1)在气体中的物体也受到竖直向上的浮力的作用。
(2)在液体中下沉的物体也受到浮力的作用。
(3)浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用,如物体的下表面与容器底完全紧密接触时,下表面没有受到向上的压力,则不受浮力作用。
任务二 探究浮力的大小跟哪些因素有关
探究过程
【制订计划与设计实验】
1.实验器材的组装和选取
2.制订实验方案
(1)采用 控制变量 法研究浮力与各因素的关系。
(2)利用 称重 法测量物体不同情况下受到的浮力。
【进行实验与收集证据】
1.探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系:
如图(c)、(d)所示,把柱状物体浸没在水中,停在水中的不同深度(至少3处位置)。观察到弹簧测力计的示数 不变 。
2.探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积的关系:
如图(b)把柱状物体浸在水中,然后不断增加物体浸在水中的体积;如图(c),观察到弹簧测力计示数 变小 。
3.探究浮力的大小与液体密度的关系:
如图(d)、(e)所示,把同一柱状物体先后浸没在水中和浓盐水中的相同深度处,观察弹簧测力计的示数的变化,发现弹簧测力计在 浓盐水 中示数减小得较多。
【分析与论证】
1.浮力的大小与物体浸在液体中的 体积 和 液体的密度 有关,与物体浸没在液体中的 深度 无关;
2.液体密度一定时,物体浸在液体中的体积越大,物体受到的浮力 越大 ;
3.物体浸在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力 越大 。
【交流与评估】
(1)实验中,步骤(a)是否可以省略 为什么
答:不可以,步骤(a)省略后,无法再计算浮力。
(2)请你设计一个实验来“探究浮力大小与物体密度的关系”。
实验操作:①将两个体积 相同 (选填“相同”或“不同”)、密度不同的物体分别悬挂在弹簧测力计下,测出它们所受的重力。(物体密度均大于水的密度)
②分别将它们 浸没 在水中,读出弹簧测力计的示数,并求出浮力。
实验结论:若两次浮力大小 相等 ,则可以得出结论“浸在液体中的物体所受浮力大小跟物体的密度无关”。
典题疑难突破
考点 探究浮力的大小跟哪些因素有关
【典题】【一题多设问】在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出了如下的猜想:
A.可能与物体浸没在液体中的深度有关
B.可能与物体的密度有关
C.可能与液体的密度有关
D.可能与物体浸在液体中的体积有关
【实验设计】(1)为了验证上述猜想,小明选用了体积 相同 ,密度 不同 的物块甲和乙、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验。
【进行实验】(2)分析比较实验①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是 2.0 N;
(3)分析比较实验①④⑤,可以验证猜想 A 是错误的;
(4)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 B 是错误的;
(5)分析比较实验 ①③④ ,可以验证猜想D是正确的;
(6)综合以上分析及图示实验,得出最后的实验结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 液体的密度 和 物体浸在液体中的体积 有关。
【实验延伸】(7)(思维拓展)小明同学根据所测数据绘制了如图所示的四幅图,其中能正确反映弹簧测力计示数F和物块下表面在水中的深度h关系的图像是 D (物块未接触容器底)。
(8)(教材再开发·生活实践)为了研究“浮力的大小与物体的形状是否有关”,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图⑧所示的实验,由此小明得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。小宁认为这结论不可靠,主要原因是 没有控制橡皮泥浸入水的体积相同 。
【创新实践】
(9)(装置创新)实验方案改进如图⑨所示,用弹簧测力计吊好物体,然后固定好弹簧测力计的位置,使物体处在空烧杯中,不接触烧杯底,然后缓慢往烧杯中注水,直至水面浸没物体一定高度。与原实验装置相比,此实验装置的优点: 弹簧测力计不抖动,读数更准确 。
