1.3水的浮力(三课时)

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名称 1.3水的浮力(三课时)
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文件大小 8.4MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2017-09-05 21:00:48

文档简介

(共23张PPT)
 
1.静止在手上的空矿泉水瓶受到哪几个力的作用?
   
2.
这些力的施力物体是谁? 
F托

重力与手对空矿泉水瓶的托力是一对平衡力:F托=G
3.
这两个力有什么关系?
地球、手
 
现将空矿泉水瓶放在烧杯的水中,静止时
   
2.
这些力的施力物体是谁? 
F托

重力与水对空矿泉水瓶的托力是一对平衡力:F托=G
1.空矿泉水瓶在竖直方向上受哪几个力的作用?
3.
这两个力有什么关系?
地球、水
据二力平衡知识,空矿泉水瓶除受到______________作用外,还受到水对它_____________的力,这种力叫

竖直向下的重力
重力
竖直向上托
浮力
浮力无处不在:
氢气球上升
气艇浮在空中
潜艇在水中
水中天鹅
举一举:
实验1:
1、将旋紧的空矿泉水瓶压入水中时,手有什么感觉?
2、将瓶释放后,瓶将怎么样?
一、浮力的存在
有一个力将手往上顶
上浮最后浮在水面上
结论:
在水中会上浮的物体受到水的浮力
问题:在水中要下沉的物体(石块,铁块等)是否也受到浮力作用呢?(下沉的物体有没有受到浮力?)
1、你的猜想是:
2、支持你猜想的生活经验是:
3
将物体浸没在水下,记下弹簧秤的读数F3=

变小
变小
实验3:
1
在空气中将物体挂在弹簧秤下,记下弹簧秤的读数
F1=G物
=

2
托住悬挂在空气中的物体,记下弹簧秤的读数F2=
______
弹簧秤读数
,
因为手对物体有向上托的力
弹簧秤读数
,表明_________________________
________
水对物体也有一个向上托的力
即浮力
比一比:
你可以得到什么结论
在水中会下沉的物体也受到向上的浮力
结论:
你能从本实验中得到测浮力的一种方法吗?怎样计算?
对物体进行受力分析
G
F拉
F浮
结论:
F浮+F拉=G
得:
F浮=G
-
F拉
如何用弹簧秤测浸在液体中的物体受到的浮力大小?
F浮=G

F拉
(适用条件:物体在水中会下沉)
1.先测重力G
2.物体放入液体中看弹簧秤示数
3.
求浮力
浮力产生的原因:
设想有一个立方体的浸没在水中它的六个表面都受到压力。
左右两侧受到的压力有何关系?
前后两侧受到的压力有何关系?
上下两面受到的压力有何关系?
上下两个面的压力的差,就是液体对物体的浮力。
F浮=F-F′浮力方向总是竖直向上的
桥墩受到浮力吗
气球、热气球为什么能飞向天空?
浮力
1 .浮力:浸在液体(或气体)中的物体受到的液体(或气体)向上托的力叫做浮力。
2 .
浮力方向:总是竖直向上
施力物体:

体(或气体)


点:在物体的重心上

小:
F浮=G

F拉
(弹簧秤先后两次读数之差)
提出问题:
浮力的大小与哪些因素有关?
假设:
浮力的大小可能与物体的质量有关;
浮力的大小可能与物体的体积有关;
浮力的大小可能与液体的密度有关;
浮力的大小可能与浸入液体的深度有关;
浮力的大小可能与……
实验方案:
当一个物体浸没在水中时,物体的体积等于物体排开水的体积,即V排=V物;
怎样测浮力?
F浮=G
-F拉
怎样测物体排开水的体积?
同一种物质的质量与体积成正比,而物重又和质量成正比,因此也可以测出水重;
液体选水(密度不变)
P21
探究:浮力与物体排开水的关系
实验记录:
实验结论:
F浮
=
G排水
G物
F拉
F浮
空桶重
G空
总重
G总
G排水
分析:F浮与G排水关系
1、浮力的大小与物体浸入液体的深度有关吗?
2、浮力的大小与物体的形状有关吗?
三、阿基米德原理
浸在液体(或气体)里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体(或气体)受到的重力。
公式:
F浮=
G排液
=
ρ液
g
V排液
从公式可看出浮力的大小与液体的密度大小有关,与物体排开的液体体积多少有关,与物体的形状及浸入的深度无关。
阿基米德原理公式F浮=
G排液
=
ρ液
g
V排液的理解和运用
1.
对阿基米德原理公式的理解应注意:
(1)公式中ρ液是液体的密度,而不是浸入液体中的物体的密度。
(2)公式中V排液是物体浸入液体时,排开液体的体积。物体可以完全浸入,也可以是部分浸入。
2.
运用阿基米德原理公式进行计算时,注意计算过程中的单位要统一
。(共26张PPT)
第3节
水的浮力
(第2课时)
【例题1】在抗洪抢险中,某村民自制了一个总体
积0.7米3的竹筏,放入河水中时有
1/5体积浸入
水中。(1)此时竹筏受到的浮力有多大?
(2)要使水对竹筏产生4500牛的浮力,
竹筏应有多大的体积浸入水中?


(1)竹筏放在河水中时,排开河水的体积为

V排水
=
0.7米3
×
1/5
=
0.14米3
根据阿基米德原理,竹筏受到的浮力为

F浮
=
ρ水gV排水
=
1.
0×103千克
/
米3×9.
8牛
/
千克×0.14米3
1372牛
=
先审题。
已知什么?求什么?
(2)已知F′浮=4500牛,将阿基米德原理表达式
F′浮
=ρ水gV′排水进行变形,可得

V′排水
=
F′浮
ρ水g
=
4500牛
1.
0×103千克
/
米3×9.
8牛
/
千克

0.46米3
答:(1)竹筏放在水中时受到的浮力为1372牛;
(2)竹筏应有约0.46米3的体积浸入水中,
才能使水对竹筏产生
4500牛的浮力。
【练习】
将质量是2.37千克的钢块浸没在水中,
它受到的浮力为多大?ρ钢=7.9×103千克
/
米3
例题2:浮在水面上的木块,它浸入水中部分的体积是60cm3,它在水面部分的体积是25cm3,它受到的浮力多大?(g=10牛/千克)
例3.有一物块,在空气中称时重力为29.4牛,浸没在水中称时,弹簧测力计的读数为19.6牛。求:
(1)物块在水中受到的浮力的大小?
(2)物块的体积多大?
解:(1)
F浮=G物-F拉=29.4牛-19.6牛=9.8牛
答:(1)浮力是9.8牛;(2)物块的体积是1.0×10-3米3
(2)V物=V排=
F浮
ρ水g
=
9.8牛
1.0×103千克/米3×9.8牛/千克
=
1.0×10-3米3
1、轮船的铁锚从水下深处向上提起,直至完全
提出水面,这个过程中,铁锚受到的浮力(

A.逐渐变小
B.保持不变
C.先保持不变,后逐渐变小
D.先逐渐变小,后保持不变
C
2、在江河湖海游泳的人上岸时,在由深水走向
浅水的过程中,如果水底布满石头,以下体验
和分析合理的是------------------------------(

A.脚不痛,因人越来越轻
B.脚越来越痛,因人越来越重
C.脚不痛,因水底对人的支持力越来越小
D.脚越来越痛,因水底对人的支持力越来越大
D
物体浮沉的条件
漂浮
下沉
悬浮
观察
物体的沉浮条件:物体的浮沉取决于物体所受的浮力和重力的大小。
G
F浮
F浮=G
悬浮
G
F浮>G
上浮
F浮
G
F浮下沉
F浮
F浮
G
F浮=G
漂浮
物体浮沉的条件
观察
你认为有什么
变化呢?
讨论:
一个实心物体浸没在液体中,你能否根据物体密度与液体密度之间的关系,对物体的浮沉作出判断?
结论:
ρ物 =ρ液
悬浮
ρ物 >ρ液
下沉
ρ物 <ρ液
上浮
实例:
煮汤圆或饺子;油轮泄漏
  1874年8月的一天,在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迷人的景色陶醉了,致使下潜速度过大,船体猛然撞到海底,陷入海底的沉积物中了。
  船员把潜艇水舱中的水全部排出,企图上浮。奇怪的是,潜艇丝毫不动,像被海底“吸”住一样。这是为什么?难道浮力真的消失了吗?怎么办?你能替他们想出摆脱困境的办法吗?
打捞沉船
例1:下图中物体V甲=V乙=V丙,判断它们所受的浮力的大小。





酒精
(1)
(2)
F甲浮_____F乙浮
F甲浮_____F乙浮
<
>



(3)
F甲浮_____F乙浮_______F丙浮
<
=





例2:
(1)
(2)
(V金=V铝)
F金浮____F铝浮
(V木=V铜)
F木浮______F铜浮
=
<


水银
(V木=V铁)
F木浮____F铁浮
(3)
<
有一木块浸入水中,露出水面部分占总体积的2/5,求此木块的密度.
解:
F浮=G木
ρ水gV排=
ρ木V木g
ρ木=
 
V排
V木
ρ水
ρ木=
 


ρ水=0.6g/cm3
1、将一普通木块分别漂在水和浓盐水中,木块受到浮力的大小是
(
)
A.
在水中大
B.
在浓盐水中大
C.
一样大
D.
无法判断
2、《死海不死》一文中描述到“将奴隶和俘虏扔进海里,屡俺不死”.四位同学从物理学角度对该现象进行了解释,其中说法不正确的是(
  

A.海水的咸度很高,人被扔进海里就自然浮起来,沉不下去
B.海水的密度大于人体的密度,人被扔进海里后,处于漂浮状态
C.人被扔进海里漂浮在海面时,浮力大于人体的重力,沉不下去
D.人被扔进海里漂浮在海面时,浮力等于重力,沉不下去
C
C
3、一密度均匀的实心物体悬浮在某一种液体中,若将此物体均匀地切成两块,并轻轻地取出一半,余下的一半在液体中(

A、将上浮
B、将下沉
C、仍然是悬浮
D、以上情况都有可能出现
4、质量相同的铁块和铜块,铁块放入水中,铜块放入水银中,比较它们受到浮力的大小?
铜块大
C
5、甲、乙两只实心小球的质量、体积都相同,把它们分别浸在A、B两种不同的液体中,静止状态如图1—29所示。若它们受到的浮力是F甲与F乙,两种液体的密度为ρA与ρB,则
(
)
A.F甲>F乙,ρA>ρB
B.F甲C.
F甲=F乙,ρA>ρB
D.F甲=F乙,ρA<ρB
C
6、如图是研究浮力问题的实验过程,请回答下列问题:
(1)a、b两图说明了_________
(2)b、c两图说明了_________
(3)(
)、(
)两图说明浸没在同种液体中的物体所受浮力大小与深度无关。
(4)(
)、(
)两图说明排开液体体积相同时,所受浮力大小与液体密度有关。
物体浸在液体中受到浮力.
物体排开液体体积越大,受到的浮力越大.
c   d
d
e
7、在图5所示的大鱼和小鱼的争论中,_______鱼的说法正确,这是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受浮力的大小与___________________________________有关,要使小鱼的说法正确,应该如何改。
_______________________________。

物体排开液体的体积
我受到的压强比你大
8.体积相等的甲、乙两实心物体,其密度分别是0.8×103千克/米3和1.2×103千克/米3,同时投入水中,静止后所受浮力之比为
;若两物体的质量相等,则在水中静止后所受浮力之比为

9.重力为49牛顿的金属球,密度为5×103千克/米3,如果使这个金属球能恰好悬浮在水中,必须做成空心,那么空心部分的体积是多少?
4:5
6:5
4立方分米
11、一根绳子能承受的最大拉力是19.6牛,用它拉一个浸没在水中的质量为2.7千克的实心铝块,如果铝块在水中匀速上升(不计水的阻力),问:(1)铝块全部浸没在水中时,绳对它的拉力有多大?绳子会被拉断?(g=10N/Kg)
10、一个重为5牛的小球,体积为0.5分米3,如果把它浸没在水中,它是上浮还是悬浮还是下沉 (g=10N/Kg)
悬浮
F拉=17N
17N<19.6N
所以绳子不会断
12、把一密度为0.6×103kg/m3体积为100cm3的木块轻轻地放入一装满水的木桶中,木块漂浮在水面上。求(1)木块受到的浮力(2)木块露出水面的体积;(3)溢出水的质量。(g=10N/kg)
(共33张PPT)
《水的浮力》第



复习
1 .浮力:浸在液体(或气体)中的物体受到的液体
(或气体)向上托的力叫做浮力。
2 .
浮力方向:
总是竖直向上
施力物体:

体(或气体)


点:
在物体的重心上
3.浮力的计算方法
(1)称重法:
F浮=G
-
F拉
(2)阿基米德原理法:F浮=G排液=ρ液gV排液
(
可以直接写成:
F浮=ρ液gV排)
(3)浮沉条件法:当物体处于漂浮或悬浮时:
F浮=G物
即ρ液gV排=
ρ物gV物
1.上浮时:F浮>G物即ρ液>
ρ物
2.下沉时:F浮<
ρ物
3.悬浮时:F浮=G物即ρ液
=
ρ物
4.漂浮时:F浮=G物即ρ液
>
ρ物
(对实心物体而言)
浮沉条件
F浮
G
关键是比较:
重力G与浮力F浮的大小
1、你知道医院里是怎样测血液的密度的呢?
一个巧妙的办法:准备好几支小试管,在试管中分别装入密度不同的淡蓝色硫酸铜溶液,然后只需从人体中抽取很少量的血液,分别在每一支试管中滴一两滴血液,分析人员只要看到哪一支试管中的血滴既不下沉也不上浮,而是悬在溶液中,就可以断定血液的密度正好与这支试管中的硫酸铜溶液的密度相同。
活动
在一根塑料吸管的下端口粘一块橡皮泥,将它先后放在水和盐水中,在吸管上分别标出两种液体所对的位置。
想一想:在吸管的下端口粘橡皮泥能起什么作用?
应用一、密度计
①利用物体漂浮在液面时F浮=G计原理工作的。

自上往下,刻度值越来越大且刻度不均匀,上疏下密。
(为什么?)
0.8
1.0
1.8
2.0
0.8
1.0
1.8
2.0
0.8
1.0
1.8
2.0
硫酸

酒精
密度计是利用
   
来测量液体密度的仪器,被测液体的密度越大,密度计浸入液体的深度越
,露出液面的部分
。当把密度计放入某种液体中静止时,液面正对0.6这个刻度,则这种液体的密度为
kg/m3。
练习一
漂浮时F浮=G计

0.6×103
0.8
1.0
1.8
2.0
0.6
某液

想一想:
你能使铁在水中上浮吗?
应用二、

原理:采用“空心”的办法,增大体积,使它排开更多的水,达到增大浮力,最终使
F浮=G船
浮在水面。
F浮
G船
轮船有大小,怎样反映轮船的运载能力呢?
排水量
排水量:满载时排开的水的质量。(不是排开水的重力)
轮船由江河驶入海里:重力
,浮力
,轮船将
一些(填“上浮”或“下沉”)
练习二
不变
不变
上浮
轮船是用密度大于水的材料制成的,所以必须把它作成
的,这样虽然受到的重力
,但体

很多,受到的浮力
,所以能浮在水面。
练习三
空心
不变
增大
增大


应用三、潜水艇
原理:浸没水中后浮力不变,靠改变自身重力(向水舱充水或排水)来实现沉浮
潜水艇是靠改变
来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处,它受到水的压强将
,受到的浮力将

自身重力
变大
不变
练习四
想一想:
热气球为什么会上下移动?
①采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。升空时ρ平均<
ρ空气。
②用改变自身的体积,实现沉浮。如减小体积,则有F浮③气球不能无限制地升入高空,当F浮=G球时,应该悬浮,实际上在没有达到悬浮时,其内部气压大于外部气压而破裂。
应用四、气球和飞艇
气球和飞艇是靠改变
来实现浮沉的。
练习五
自身的体积
小结
利用浮力的关键是调节重力和浮力的关系。
(1)若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮(如浸没水中的潜水艇)
(2)若保持重力不变,可改变排开液体(或气体)的体积实现沉浮。(如轮船、鱼泡和气球)。
2.将一个铝制空心球用手没入水中,放手后球将:


A、上浮
B、下沉
C、悬浮
D、无法确定
巩固练习:
D
1.船只采用“
”的办法增大可以利用的浮力,漂浮在水面上。潜水艇靠改变
来实现浮沉,要使浮在水面的潜水艇潜入水中,当

空心
自身的重力
向水舱充水
3.一艘轮船从东海驶入长江时,下列说法错误的是:


A.轮船受到的浮力不变
B.轮船排开的液体受到的重力不变
C.轮船排开的液体的体积不变
D.轮船排开的液体的体积增大
C
4.排水量为1000t的轮船在河水中航行,满载时船及所装货物共重___N,受到河水的浮力是
N,如果河水密度为1.0×103kg/m3,船排开的河水的体积是
m3(取g=10N/kg)
107
107
103
5.
在0℃和标准大气压的情况下,
一个10m3的氢气球,在空气中
受到多大的浮力?空气密度为
1.29kg/m3,氢气密度为
0.09kg/m3,取g=10N/kg。
问题:重为5牛的物体用弹簧秤挂着,把它全部浸入水中时,弹簧秤的读数是2牛,如浸入酒精时,读数是多少?
(g=10牛/千克)
小组完成
答案是:2.6牛。你做对了吗?
1.一实心的铁球放在液体中,则铁球(

A.一定下沉
B.一定下沉
C.一定悬浮
D.不能确定
2.把一只密度计放在煤油中,液面在密度计的刻度线A处,将它放入水中,它浮在水面上,则(

A.密度计在水中受到的浮力大,水面在密度计A点的上方
B.密度计在水中受到的浮力小,水面在密度计A点的下方
C.密度计在水和煤油中受到的浮力相等,水面在密度计A点的上方
D.密度计在水和煤油中受到的浮力相等,水面在密度计A点的下方
3.测定人体血液密度的方法:在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液,再向每支试管内分别滴入一滴血液,分析人员只要看到那一个管中血液悬浮在其中,就能判断血液的密度。
根据上文的启示,利用下列器材:一个杯子、足够的水和食盐,一根玻璃棒,一支密度计。你能否设计一个实验,测量一个鸡蛋的密度。请回答:
(1)实验设计的思路是

(2)实验的原理是

练一练:
D
C
先向杯中倒入适量的水;再向水中加入食盐,同时用玻璃棒搅拌,并不断用鸡蛋浸入试验,直至鸡蛋刚好能悬浮在水中间;最后用密度计插入测出杯中食盐水的密度即鸡蛋的密度。
悬浮时:
ρ液=
ρ物