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第十章
第 1 节 浮力
学 习 目 标
1. 通过实验,认识浮力,能说出浮力的概念,知道浮力的方向 总是竖直向上的。
2. 知道浮力产生的原因。
3. 会用称重法求解物体受到的浮力。
4. 经历探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验探究过程,认识物 体所受浮力的与它浸在液体中的体积和液体的密度有关。
新 课 引 入
思 考 : 以上物体能浮在水面上(或空气中),是受到了什么力的作用
天鹅
飞艇
新 课 讲 解
一、浮力
> 定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力叫作浮力。
> 符号: F浮
> 单位: 牛 (N)
> 浮力的施力物体:液体(或气体)
分析:由 二力平衡的条件可知,浮力的方向与重力的方向相反,即浮力的方
向竖直向上。
> 浮力的方向: 竖直向上。
小球静止于水面上,试分析小球的受力情况,并画图说明。
思 考
思 考 : 漂浮在水面的物体受到浮力,浸没在水中的
物体(例如石块)也受到浮力吗
弹簧测力计示数都变小, 水
和手对石块都产生了一个竖 直向上的作用力。说明液体 对浸没的物体也施加竖直向 上的力,即浮力。
为什么石块浸入水
中和被手托起时, 弹簧测力计示数会 有变化 思考水和 手对石块产生了什 么作用。
演 示
如何测量浮力的大小呢
比较G和F拉的大小关系
,为什么示数变小了
呢 说明了什么
算一算,弹簧测力计 的示数减少了多少 浮力大小怎么计算
(2)把铝块浸入水中,记录
弹簧测力计的示数F拉。
(1)用弹簧测力计测出
铝块的重力G。
铝块受浮力的作用
分析:铝块的受力情况如图所示,由力的平衡
可 知 ,G=F 浮+F拉,
则 F浮=G-F 拉。
> 称重法
用弹簧测力计测量浮力大小
F 浮= G-F 拉
G
> 浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力。
二、探究浮力的大小跟哪些因素有关
提出猜想
猜想1:浮力的大小可能跟液体的密度有关。 因为人能自然浮在死海
海面上,而不能自然浮在河水水面上。
猜想2:浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关。因为用手把一个
空矿泉水瓶压入水中,矿泉水瓶浸入的体积越大越费力。
猜想3:浮力的大小可能跟物体浸在液体中的深度有关。 因为游泳时 人由河边走向深水处的过程中,人感觉自己越来越轻。
实验思路
由以上猜想,浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积
、液体的密度等因素有关。要探究浮力的大小是否与这 些量有关,需要逐次探究,每次探究浮力的大小与其中 一个量的关系,其他量要保持不变。这种方法就是控制 变量法。
①如图 (a) 所示,用弹簧测 力计测出圆柱体所受的重力.
②如图 (b) 所示,将圆柱体 体积一部分浸入水中,观察并记 录弹簧测力计的示数.
弹簧测力计、圆柱体、盛有水和浓盐水的容器各一个。
水
(a) (b)
实验过程
实验器材
③如 图 (c) 所示,使圆柱体浸没在 水中某一深度,观察并记录弹簧测力计 的示数 .
④如 图 (d) 所示,改变圆柱体浸没 在水中的深度,观察并记录弹簧测力计 的示数 .
⑤如 图 (e) 所示,将圆柱体浸没在 浓盐水中,观察弹簧测力计的示数,并 与圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示 数进行比较.
水 水 浓盐水
(c) (d) (e)
结论①:从表中 (a) (b) (c) 三次实验数据可以看出,物体所受的浮力大小与物体
排开液体的体积有关, 物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
结论②:从表中 (a) (c)(d) 三次实验数据可以看出,物体浸没在液体中时,所受 浮力的大小与其在液体中浸没的深度无关。
结论③:从表中 (a)(c) [或 (d)](e) 三次实验数据可以看出,物体所受浮力的大 小与液体的密度有关,当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力 越 大 。
实验序号 (a) (b) (c) (d)
(e)
浸入的液体 空气 水 水 水
浓盐水
浸入液体的体积 一部分 全部 全部
全部
弹簧测力计 的示数/N 5.0 4.4 4.0 4.0
3.8
浮力/N 0.6 1.0 1.0
1.2
实验数据记录与分析
物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液
体中的体积有关,与液体的密 度有关;物体浸
在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的 浮力就越大。
实验结论
浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压强,而且深
度不同,其压强不同。
三、浮力产生的原因
四个侧面所受压力关系
F合=0
上、下两面所受压力关系
∵P >P1
∴F >F1
F 浮= F -F1
浮力是液体对物体的
压力的合力
边长为L的立方体位于水
面下h 深处
浮力产生的原因:
浮力是由于液体对物体向上和
向下的压力差产生的。浮力的 大小等于F 和F 的合力,方向 跟较大的力F 的方向相同,即 浮力的方向是竖直向上的 ,浮 力大小用公式表示为F浮 =F - F1。 ( 气体也适用)
拓展 关于是否受浮力的两个特殊情况
(1)当物体部分浸入液体时,物体的上表面不受液体压力的作用, 即F = 0, 此时物体受浮力,且F 浮 = F1 。
(2)沉底的物体,下表面与容器底不是紧密接触时受到浮力作用。 但当物体的下表面与容器底部紧密接触时,物体的下表面不受液体 压力的作用,即F =0, 此时物体不受浮力。如:水中的桥墩、陷 在淤泥中的物体等都不受浮力。
堂 小 结
概念:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力叫作浮力
方向:竖直向上
测量: F浮=G-F 拉
浮力产生的原因: 液体对物体向上与向下的压力差产生的
F浮= F -F
课
浮力
物体浸在液体中的体积
液体的密度
影响因素