10.3 科学探究：浮力的大小 课件(共30张PPT) 2024~2025学年物理教科版八年级下册

(共30张PPT)
教科版八年级下册
第十章 流体的力现象
第3节 科学探究：浮力的大小
1.知道浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关；
2.通过实验探究，知道浮力大小与排开液体所受的重力的关系；
3.能描述阿基米德原理及其应用。
学习目标
观察下图，你有什么猜想？说一说你提出猜想的依据。
猜想1：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关。
船运载货物的多少与船的大小有关
新知学习
01 浮力大小与什么因素有关
木头能漂在水上，铁块会沉入水底
猜想2：浮力可能与物体的密度有关。
浮力是在液体中产生的，深度不同，液体压强不同，浮力也可能不同。
猜想3：浮力可能与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想4：浮力可能与液体的密度有关。
你还有其他猜想吗？
实验探究
探究浮力大小与哪些因素有关
【实验材料】
铁架台、升降台、弹簧测力计、烧杯、圆柱体、水、盐水
为了方便调节浸在液体中的物体的体积，可以选取带刻度线的圆柱体
【实验方法】
控制变量法
（1）探究浮力的大小与圆柱体浸在液体中的体积的关系
①用弹簧测力计测量圆柱体的重力；
②将圆柱体悬挂在弹簧测力下，记录圆柱体在液体中浸入 、 、 体积和浸没时弹簧测力计的示数，计算并比较所受浮力的大小。
【实验步骤】
物体重力/N 浸入体积 测力计示数/N 浮力大小/N
1.2 1 0.2
0.8 0.4
0.6 0.6
全部 0.4 0.8
结论：浮力的大小与物体浸在液体的体积______。
有关
（2）探究浮力的大小与圆柱体浸没深度的关系
①用弹簧测力计测量圆柱体的重力；
②将圆柱体悬挂在弹簧测力下，增大圆柱体浸没深度，记录弹簧测力计的示数，计算并比较所受浮力的大小。
物体重力/N 浸入深度/cm 测力计示数/N 浮力大小/N
1.85 2 1.1 0.75
4 1.1 0.75
6 1.1 0.75
结论：浮力的大小与物体浸没深度______。
无关
（3）探究浮力的大小与液体的密度的关系
①用弹簧测力计测量圆柱体的重力；
②将圆柱体悬挂在弹簧测力下，分别将圆柱体浸没在水、盐水中记录弹簧测力计的示数，计算并比较所受浮力的大小。
物体重力/N 液体种类 测力计示数/N 浮力大小/N
1.2 水 0.4 0.8
盐水 0.3 0.9
结论：浮力的大小与液体的密度______。
有关
【实验结论】
实验表明，浸在液体中的物体受到的浮力大小，跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关；浸没在同种液体中的物体所受浮力跟物体在液体中的深度无关。
推理
浮力影响因素
物体排开液体的体积
液体密度
V排
ρ液
排开液体的体积越大
液体的密度越大
排开液体的质量越大
m液=ρ液V排
浮力越大
G排=m排g
排开液体的重力越大
浮力大小可能与排开液体的重力有关
猜想
02 阿基米德原理
演示实验
浮力大小与排开液体重力的关系
【提出问题】
物体所受的浮力与它排开液体的重力之间有什么关系？
【猜想与假设】
浮力大小
排开液体的重力
【设计步骤】
①如图甲，用弹簧测力计测量空桶所受的重力G桶。
②如图乙，用弹簧测力计测出铁块受到的重力G。
③如图丙，将铁块浸没在装满水的溢水杯中，读出此时测力计的示数F拉，同时用小桶收集铁块排开的水。
注意：溢水杯要灌满水(即水面到达溢水杯的溢水口)。若水不满，排出的水偏少，测出的G排偏小。
④如图丁，用弹簧测力计测出小桶和水受到的总重力G总。
【设计步骤】
⑤计算出石块受到的浮力和排开水的重力，将数据记录在表格中。
⑥换用质量不同的铁块，重复以上步骤，再做几次实验。
多次实验避免偶然性
实验中应先测G桶，再测G总。若实验顺序颠倒，桶内水倒出时会有残留，测出的G桶偏大，G排偏小。
【数据记录】
次数 小桶所受的重力G桶/N 物体所受的重力G物/N 物体在水中时弹簧测力计的读数F拉/N 小桶和排开水所受的重力 G总/N 浮力 F浮/N 排开水所受的重力
G排/N
1 0.31 1.25 1.05 0.51 0.2 0.2
2 0.31 1.25 0.69 0.86 0.56 0.55
3 0.31 1.25 0.30 1.28 0.95 0.97
F浮=G物-F拉
G排=G总- G桶
物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力
【实验结论】
阿基米德原理
F浮 = G排 = ρ液 gV排
排开液体的重力（N）
浮力（N）
液体密度（kg/m3）
9.8N/kg
排开液体体积（m3）
1.内容：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。
2.公式
F浮＝ ρ液 gV排
表明浮力大小只和 r液、V排有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
浸在气体中的物体收到的浮力F浮=ρ气 gV排
3.对阿基米德原理的理解
无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于其排开的水所受到的重力。
谈论交流
死海之谜
在死海中，海水的密度高达1.18×103 kg/m3 。如图所示，人们可以很轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！
请用阿基米德原理作出解释。
03 阿基米德原理的应用
在排开的液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受的浮力就越大。因为死海中水的密度大于淡水的密度，所以人浸在死海中所受的浮力等于人的重力时，有一部分身体可以露出水面，可以仰卧看书。
【例题】一个边长为3cm，密度为2×103kg/cm3的立方体橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船浮在水面上(如图)，小船所受浮力是多少？(取g =10 N/kg)
解：如果橡皮泥块浸没在水中，它排开水的体积
V排=V橡=0.03m×0.03m×0.03m=2.7×10-5m3
排开水的质量m排=ρ水V排=1×103kg/m3×2.7×10-5m3=2.7×10-2kg
排开的水受到的重力G排=m排g=2.7×10-2kg×10N/kg=0.27N
根据阿基米德原理，可以得到 F浮=G排=0.27N
如果把这块橡皮泥捏成小船，橡皮泥的质量不变，其所受重力不变。
橡皮泥在水中漂浮时处于二力平衡状态，有
F浮=G排=m橡g=ρ橡V橡g=2×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg=0.54N
科学探究
：浮力的大小
液体的密度
阿基米德原理
浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力
F浮= G排=ρ液 gV排
影响浮力大小的因素
阿基米德原理的应用
排开液体的体积
课堂小结
1. 下列关于浮力的说法中，正确的是( )
A. 物体在液体中浸得越深，受到的浮力越大。
B. 物体的体积越大，受到浮力越大。
C. 物体受的重力越小，受到的浮力越大。
D. 物体排开液体的重力越大，受到的浮力越大
D
随堂练习
2.如图所示，甲、乙两球体积相同，浸在水中静止不动，则（ ）
甲
乙
A.两球受到的浮力一样大
B.乙球受到的浮力大
C.甲球受到的浮力大
D.条件不足，无法确定
C