【新教材】教科版10.3 科学探究：浮力的大小 精品课件（32页PPT）

(共32张PPT)
科学探究：浮力的大小
第3节
第十章 流体的力现象
（教科版）八年级
下
01
学习目标
1.经历“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验，能提出合理的猜想与假设，能用控制变量法进行实验，分析实验数据得出结论。认识物体所受浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
2.能通过实验探究物体所受浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系。
3.知道阿基米德原理，能对浮力问题进行简单计算。了解阿基米德原理在生活中的应用，感悟物理知识广泛应用与社会。
02
新课标要求+课标解读
2022课标要求：
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。知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
课标解读：
经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体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。
知道阿基米德原理，并能用文字和公式进行表述。会用阿基米德原理进行浮力大小的计算。在此过程中促进学生建立完整的知识结构，提高综合运用知识的能力。
03
激趣导入
【观看视频并思考】山东舰满载排水量65000余吨，福建舰满载排水量80000余吨，讨论舰船总提到“排水量”，它意味着什么？
04
新课教学
一、浮力大小与什么因素有关
(4)相同体积，为什么木块漂浮而金属块会下沉？
(3)为什么加盐后鸡蛋会飘起来？
(2)为什么浸入体积越大越难按？
(1)水中下潜时，压强和浮力如何变化？
猜想：你认为浮力的大小可能会与哪些因素有关？
1.浸入液体中的深度
2.浸入液体中的体积
3.液体的密度
4.物体的密度
实验要用到什么方法？
控制变量法
猜想：
04
新课教学
1. 探究浮力大小与物体浸在液体中的深度关系
①用弹簧测力计测量出铁块的重力G；
②将铁块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数；
③改变铁块在水中浸没的深度，读出弹簧测力计的示数。
改变（浸没前）
不改变（浸没后）
深度h/cm 0 1 2 3 4 5 6
重力G/N 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
弹簧测力计示数F拉/N 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.4 0.4
浮力F浮/N 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.8 0.8
结论：浮力大小与物体浸没水中后的深度无关。
进行实验，收集证据
04
新课教学
2. 探究浮力大小与物体浸在液体中的体积关系
结论：在同一液体中，物体浸在液体中的的休积越大，浮力越大。
①用弹簧测力计测量出铁块的重力G；
②把铁块小部分体积浸入在水中，读出弹簧测力计的示数；
③逐渐增大铁块浸在水中的体积，直至完全浸没并读出弹簧测力计的示数。
物体浸在液体中的体积V排/cm3 0 1/5V物 2/5V物 3/5V物 4/5V物 V物
重力G/N 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
弹簧测力计示数F拉/N 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
浮力F浮/N 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
04
新课教学
3. 探究浮力大小与液体的密度关系
①用弹簧测力计测量出铁块的重力G；
②将铁块分别浸没在酒精、水和盐水中，
读出弹簧测力计的示数。
液体种类 酒精 水 盐水
重力G/N 1.8 1.8 1.8
弹簧测力计示数F拉/N 1.4 1.2 0.9
浮力F浮/N 0.4 0.6 0.9
结论：物体的密度和排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
04
新课教学
4. 探究浮力大小与物体密度关系
①用弹簧测力计分别测出体积相等的铝块、铜块的重力；
②把铝块、铜块分别悬挂在弹簧测力计下端浸没水中，
观察记录弹簧测力计示数。
物体种类 铝块 铜块
重力G/N 0.28 0.88
弹簧测力计示数F拉/N 0.18 0.78
浮力F浮/N 1 1
结论：浮力的大小跟固体的密度无关，在浸入同种液体的体积相同时，所受浮力相等。
04
新课教学
1.浮力大小与浸在液体中的深度以及物体的密度无关。
2.浮力大小与浸在液体中的体积以及液体的密度有关。
(1)当液体的密度一定时，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。
(2)当物体浸在液体中的体积一定时，液体的密度越大，浮力越大。
进行实验，收集证据
04
新课教学
二、阿基米德原理
【思考】浮力大小与排开液体的重力有什么关系呢
浸在液体中的体积
物体排开液体的体积
物体排开液体的质量
m排= ρV
液体的密度
G排 = mg
排开液体所受的重力
浮力大小
04
新课教学
①如何测F浮
图1
图2
探究F浮与G排的关系
04
新课教学
图3
图4
② 怎样使收集的水恰为排开的水？ G排如何测？
图1
图2
若水未装满，
测得的G排有
什么影响？
G排的测量值偏小
04
新课教学
图3
图4
③怎样安排实验顺序最为合理，为什么？
图1
图2
1423或4123。
若1234，测得的G排
有什么影响？
G排的测量值会偏小
合理实验顺序：
04
新课教学
实验过程
04
新课教学
阿基米德原理
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. 数学表达式：
F浮=G排
推导式：
F浮=G排=m排g=ρ液gV排
04
新课教学
3. 对阿基米德原理的理解
①影响浮力大小的因素：
F浮＝ρ液 gV排
a.浮力大小只和液体密度、物体排开液体体积有关。
b.与物体的形状、密度，浸没在液体一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。
②适用性：
04
新课教学
如图所示，物体“浸在液体里”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”。
③浸没、浸入、浸在、没入
部分浸入
全部浸入
V排=V浸=V物
V排=V浸＜V物
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。
04
新课教学
4. 推导与排开液体的体积和液体密度相关的浮力公式
　　结合浮力定义推导与液体排开体积和液体密度相关的浮力公式(正方体边长为L液面距物体上表面的深度为h，液体密度为ρ液)
F浮=G排=m排g=ρ液gV排
F2
F1
F浮=F2-F1
=p2L2-p1L2
=ρ液g(h+L)L2-ρ液ghL2
=ρ液gL3=ρ液gV物
L
h
①物体浸没：物体排开液体体积等于物体体积
04
新课教学
②物体漂浮：物体排开液体体积小于物体体积
L
h
　　推导如图情景下与排开液体体积和液体密度相关的浮力公式(正方体边长为L液面距物体上表面的深度为h，液体密度为ρ液)
F浮=F向上-F向下
　 =p向上L2-0
=ρ液ghL2
=ρ液gV排
＜ρ液gV物
04
新课教学
三、阿基米德原理的应用
解：
例题1：一个边长为3cm，密度为2×103 kg/m3的立方体橡皮泥浸没在水中受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船浮在水面上，小船所受浮力是多少？（ 取g=10 N/kg）
G排 = m排g = 2.7×10-2 kg ×10 N/kg = 0.27 N
橡皮泥浸没在水中，它排开水的体积
V排= V像=0.03m× 0.03m× 0.03m= 2.7×10-5 m3
排开水的质量
m排= ρ水V排= 1×103 kg/m3× 2.7×10-5 m3 = 2.7×10-2 kg
排开水受到的重力
根据阿基米德原理
F浮 = G排 =0.27 N
F浮 = G橡 = m橡g = ρ橡V橡g= 2×103 kg/m3× 2.7×10-5 m3 ×10 N/kg = 0.54 N
橡皮泥小船漂浮在水面上时，根据二力平衡条件，小船所受浮力
04
新课教学
　　橡皮泥小船比橡皮泥立方体能排开更多的水，这说明采用“空心”的办法能增大可供利用的浮力，据此人们用密度远大于水的钢铁制造了轮船。
04
新课教学
例题2：比较浮力的大小
①质量相同的两个实心铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
V排相同，比ρ液
水
煤油
甲
乙
ρ水＞ρ煤油
F浮甲＞F浮乙
04
新课教学
煤油
铝
铜
②质量相同的实心铝块和铜块，都浸没在煤油中，哪个受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
m铝=m铜
ρ铝＜ρ铜
V=m/ρ
V铝＞V铜
V铝排＞V铜排
ρ液相同，比V排
F浮铝＞F浮铜
04
新课教学
水
煤油
铝
铜
③把刚才的铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大
F浮=G排 =ρ液gV排
ρ水＞ρ煤油
F浮铝＞F浮铁
V铝排＞V铜排
04
新课教学
【练习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，受到的浮力越大
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
04
新课教学
【练习2】绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受到的浮力将（ ）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．保持不变 D．变为零
C
04
新课教学
【练习3】用手把一乒乓球按在水底，放手后，球上浮，最后漂浮在水面，此过程中浮力（ ）
A.逐渐增加，但小于重力。
B.不变，但大于重力。
C.先不变，后减小，漂浮时等于重力。
D.先大于重力，后小于重力。
C
04
新课教学
【练习4】一物体重力 40 N，把它浸没在水中称，测力计示数为 30 N，物体受到的浮力是多大？它的体积又是多少？（g=10 N/kg ）
F浮 = G－F拉 = 40 N－30 N = 10 N
由于物体浸没在水中，则
V 物= V排 =
F浮
ρ水g
10 N
1.0×103 kg/m3×10 N/kg
=
= 10-3 m3
解析：
05
课堂小结
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine