水的浮力[上学期]

文档属性

名称 水的浮力[上学期]
格式 rar
文件大小 6.6MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2006-08-07 18:45:00

文档简介

(共76张PPT)
力的测量工具是 。
用弹簧秤吊着物体。物体受到竖直向下的 和竖直向上的
的作用。
3.这两个力是一对 :两个力大小 ,方向 ,且作用在 上。
F
G
弹簧秤
重力G
拉力F
平衡力
相等F=G
相反
一条直线
死海
为什么淹不死他们?是神在保护他们吗
词语新译
死海---淹不死的海
死海:
不死:
因为死海中含盐量太大了,所以湖水里除了某些细菌以外,其他生物都不能生存,沿岸草木也很稀少,湖泊周围死气沉沉。大家也就把它叫做“死海”。
在死海中游泳的人平躺在水面上也不会下沉甚至可以躺在水面上静静地看书。
水能载舟,亦能覆舟。
泰坦尼克号是20世纪初最大、最豪华的邮轮,在由英国南安普敦驶往美国纽约的首航途中,在北大西洋撞上冰山沉入海底,船上1500余人丧生。
 
1.静止在手上的空矿泉水瓶受到哪几个力的作用?
   
这些力的施力物体是谁?
这两个力有什么关系?
 
F托

重力与手对空矿泉水瓶的托力是一对平衡力:F托=G
将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时,手有什么感觉? 将瓶释放后,瓶将 。
水中会上浮的物体受到向 上的浮力
在水中下沉的物体也会受浮力作用吗?你能设计实验验证你的答案吗?
向上浮出水面
瓶子向上顶压手的作用
 
现将空矿泉水瓶放在烧杯的水中,静止时
1.空矿泉水瓶在竖直方向上受哪几个力的作用?
   
这些力的施力物体是谁?
这两个力有什么关系?
 
F托

重力与水对空矿泉水瓶的托力是一对平衡力:F托=G
一、什么是浮力
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
竖直向上托力
浮力
浮力:浸在液体中的物体受到液体向上托的力。
水底下的乒乓球为什么会浮到水面
用手把空矿泉水瓶压在水中,会有什么感觉 放手后又会发生什么
如果是铁块,会发生这样的情形吗
浸在水中的物体受到的浮力是怎么产生的
P上
P下
上下表面的位置不同
所以,P上<P下.
所以,F上<F下
所以,产生浮力
F1
F2
方向向下
方向向上
F1 =P1 S=P 浮 gh 1 S
1
F =P S=P gh S

2
2
2

2
1


F -F =P gh S·P gh S=P ghS=P ghV =F
2
1



液体对上表面的压力F
1
液体对下表面的压力F
2
压力之差:
浸在水(液体)中的物体会受到水(液体)的一个向上的力,这个力叫浮力.
浮力产生的原因:物体上下表面压力差.
G物
F拉
F浮
G物
F拉
F拉= G物
F拉+F浮= G物
一石块直接挂在弹簧秤上,读数为 ;将其逐渐全部浸入水中其读数逐渐减小为 。说明石块受到了 方向的 力。
15N
8N
竖直向上

F浮= G物-F拉
不下沉的物体可用这种方法测浮力的大小吗?若不可行,你有什么方法吗?
 1.先测重力G
2.物体放入液体中看弹簧秤示数
 3.求浮力
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)
在空气中弹簧秤的读数F(牛) 物体浸在水中弹簧秤读数F' (牛) 物体受到的浮力F浮(牛)
浮力的大小:F浮=G-G’(弹簧秤测量法)
G(即物体的重力)
G’(称为视重)
F浮
=G-G’
做一做:
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: 液 体(或气体)
作 用 点:在物体的重心上
大 小: F浮=G - F拉
(弹簧秤先后两次读数之差)
V
现象: 。表明篮球整体受到 。结论:气体也会产生 。
气球胀大,同时杠杆左端上升
向上的浮力增大
向上的浮力
打足了气的篮球,气孔上插有打气针,打气针的另一端通过导管、橡皮塞和气球囊连接。导管阀门开始处于关闭状态,现将阀门打开。
你有哪些例子可以说明气体对物体有浮力?
当你躺在浴缸(或澡盆)的水中时,会有一种了 的感觉,同时浴缸的水面会 。
人变轻是因为人受到 。水面上升是因为人浸入水中后, 。
变轻
上升
水的浮力
排开了一部分水
气体和液体都会对浸入其内的物体产生竖直向上的浮力,那么浮力的大小究竟和哪些因素有关呢?
1.乌鸦在鸟的家族中是最聪明的,你知道当年它是如何喝到瓶里的水吗?
2.将大小不同的两石块放入相同的两个装满水的杯中,哪个满出的水多?
3.你认为满出水的多少和浮力大小有关吗?
浮力与物体排开水的关系
1、提出问题:
3、设计实验:
溢水杯
浮力的大小可能与物体排开水的多少有关;排开水的体积越多,浮力越大。
(1)器材:
2、建立假设:
弹簧秤
量筒
物体
(2)过程:
物块的重(G) 物体浸入水中弹簧秤的读数(F) 物块排开水的体积(V排) 物块受到水的浮力F浮=G-F 物块排开水所受到的重力 G排=ρ水gV排
(3)数据记录:
1.2N
0.2N
浸在水里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的水受到的重力。
4、实验结论:
=ρ水gV排
F浮=G排
1N
1N
103ml
一、浮力的存在
二、阿基米德原理
液体(或气体)会对浸入其内的物体产生一个竖直向上的力
F浮=G排液=ρ液gV排
1、内容:
浸在液体里的物体,受到向上的浮力的大小等于物体排开液体受到的重力。
2、公式:
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。
F =G =P gV




浮力的大小只跟物体浸入的液体的密度和排开液体的体积有关,而跟其他因素无关。
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:
气球、热气球为什么能飞向天空?
在空气里物体有没有受到空气的浮力?
气体与液体一样对浸在其中的物体,也具有竖直向上的力,即也有浮力的作用。
实验证明,阿基米德原理对气体同样适用。
阿基米德定理
浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力.
公式:
F浮=G排液=ρ液gV排液
1.你觉得真的会有铁掌水上飘这种神功吗
2. 你能和同学一起交流
一下小时候打水漂的经验吗
轮船是用钢铁做的,然而铁的密度比水大,为什么还能浮在水上呢
为什么潜水艇在水中沉浮自如
它的原理和鱼一样吗
汤圆刚放入水中
汤圆煮熟时
有什么不同,为什么
怎么办呀
如果是铁球呢
皮球掉进树洞里了,怎么办
A
B
C
杯中放三个鸡蛋,分别出于漂浮,悬浮,和下沉的状态,你能对他们进行受力分析吗
1.你知道”上浮”,”漂浮”,和”悬浮”的区别吗
2.“浸在”和”浸没”有什么区别吗
G
F浮
上浮
F浮>G物
F浮=G物
漂浮
G
F浮
·
F浮
G
F浮 > G
F浮 = G
F浮 < G
·
上浮
·
漂浮
F′浮= G
·
悬浮
·
下沉
物体的浮沉取决于 物体所受的浮力和重力的大小
A 上浮
B 漂浮
C 悬浮
D 下沉
G物
G物
G物
G物
F浮
F浮
F浮
F浮
动态
动态
静止
静止
F浮>G物 上浮
在上浮过程中,
浮力大小不变
F浮=G物
V物>V排
F浮=G物
物体可停在任何位置,且浮力大小相同
V物=V排
F浮上浮和下沉都是不稳定状态,上浮的物体最终会浮出液面,而处于漂浮状态;下沉的物体最终会沉到海底而处于静止状态。
漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,但漂浮时,V物>V排;悬浮时, V物=V排
悬 浮 漂 浮
物体全部浸没在水中 物体一部分浸在水中
可以静止(停留)在液体中的任何地方 物体静止在液体表面
都处于平衡状态(F浮=G物)
悬浮和漂浮区别
状态 受力情况 密度关系 最终状态
上浮
悬浮
下沉
F浮>G
F浮 = G
F浮 < G
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
漂浮到液面
沉到底部
液体里任何位置
三、物体浮沉的条件
上浮的必然结果是漂浮
悬浮可以停在液体的任何深度
讨论:
在日常生活中,哪些物体是浮在水上,那些是沉在水中的,你能举些例子吗
根据你的经验,你认为,物体的浮沉会和什么因素有关
ρ物 =ρ液
ρ物 >ρ液
ρ物 <ρ液
悬浮
下沉
上浮
公式推导物体浮沉条件
实验归纳物体浮沉条件
当油轮发生漏油事
件时,往往在海面上形成
“海上沙漠”。
有什么恶果吗?
你知道它是怎么形成
的吗?
当油轮发生漏油事件时,往往在海面上形成 “海上沙漠”。
1、阿基米德原理可用公式F浮=ρgV表示,式中ρ是 ,V是 ,浮力的方向是 。
液体的密度
物体排开液体的体积
竖直向上
2、潜水艇完全潜入水中,再继续下潜时( )
A、浮力不变,压强变大
B、浮力变大,压强变大
C、浮力不变,压强不变
D、浮力不变,压强变小
A
3、质量相同的铝球、铁球和铜球(ρ铝<ρ铁< ρ铜)分别浸没在水中,三只球受到的浮力( )
A、铝球所受的浮力最大
B、铁球所受的浮力最大
C、铜球所受的浮力最大
D、三只球所受浮力一样大
4、把体积相同的实心铝球与铜球浸在水银里,当它们静止时( ) (ρ铝< ρ铜<ρ水银)
A、铝球受到的浮力大
B、铜球受到的浮力大
C、两球受到的浮力一样大
D、无法比较
A
B
5、甲、乙两只小球的质量、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
B
A、F甲>F乙, ρA >ρB
B、F甲<F乙, ρA <ρB
C、F甲=F乙, ρA >ρB
D、F甲=F乙, ρA <ρB
C
6、一只实心球恰好能悬浮于酒精中,把此球浸没于水中,则( )
A、一定下沉
B、一定上浮
C、悬浮
D、都有可能
B
7、有木球、铁球和铜球静止在水中时的位置,如图所示,则可以确定肯定是空心的是( )



B
A、木球 B、铁球
C、铜球 D、都是空心
8、用同一支密度计测甲、乙、丙三种液体的密度,如图所示,则甲、乙、丙三种液体的密度及密度计在三种液体中所受 浮力大小关系如何?



ρ甲<ρ乙<ρ丙
9、一木块浮在密度为ρ的液体中,此时受到的浮力大小为F,若将该木块投入到密度为2ρ的 液体中,稳定后,木块受到的浮力大小为( )
A、2F B、F C、F/2 D、无法判断
B
10、有一种液体的密度随着深度而增加,它的变化规律是ρ=ρ0+kh,式中ρ0、k是常数,h表示深度。设深度足够,有一只密度为ρ`的实心球投入此液体中,且ρ`>ρ0,则下列判断中正确的是( )
h=
A、小球将一沉到底,不再运动
B、小球将漂浮在液面上,不能下沉
C、小球经一段运动进程,最终悬浮在深
ρ`-ρ0
K
处。
C
11、某物体的质量为100克,当把它放进盛满水的容器中时,溢出50毫升的水,则此物体( )
A、浮在水面上
B、沉到容器底部
C、悬浮在水中
D、无法判断
A、天平平衡
B、天平不平衡,有木块的一边轻
C、天平不平衡,有木块的一边重
D、因不知木块的重,所以无法判断天平是否能平衡
12、两只完全相同的烧杯,一只装满水,另一只也装满水,但水面上漂浮着一块木块,如果将它们同时放在一台已调平的天平左右两盘上,则( )
B
A
13、均匀的正方体木块放入水中处于漂浮状态,现将露出水面部分切去,则剩余部分木块将( )
A、将上浮一点 B、将下沉一点
C、仍不动 D、无法判断
A
14、一块马铃薯恰好能悬浮在某一浓度的盐水中,如果将这块马铃薯切成大小不等的两块,仍放到这一盐水中,则( )
A、大的一块不沉,小的一块漂浮
B、两块都下沉
C、两块都上浮
D、两块都悬浮
D
1、有一个边长为L的立方体木块,放入水中时有1/4L露出水面,求木块的密度ρ木。
2、一只烧杯中装有水,水面上漂浮着一块冰块,当冰块熔化后,烧杯中的水面将如何变化?
例:边长为10厘米的正方体木块,放入水中后,有2/5的体积露出水面。求该木块受到的浮力。你知道它的重力是多大吗?
解:由题意可知:
V排=10厘米×10厘米×10厘米×(1-2/5)
=600厘米3
=0. 6 ×10-3米3
F浮=ρ液gV排
=1.0 ×103千克/米3 ×9.8牛/千克× 0. 6 ×10-3米3
=5. 88 牛
答:该木块受到的浮力为5. 88 牛,重力也为5. 88 牛。
∵木块静止在水面上
∴G= F浮= 5. 88 牛
把外观相同的3只乒乓球(里面分别装入不同质量的沙)放在水中,结果发现;
一只 ,最终 ; 一只 ,最终 ; 一只 ,最终 。
上浮
漂浮在水面
悬浮在水中
下沉
沉入水底
静止
上浮的物体是否浮力较大,而下沉的物体是否浮力就较小呢?
G
F浮
F浮< G
F浮> G
漂浮
G
F浮
F浮= G
悬浮
沉底
G
F浮
一个实心物体浸没在液体中,你能否根据物体密度与液体之间的关系,对物体的浮沉作出判断?试推导出这些关系。
G物=mg
=V物ρ物g
当物体浸没在水中时:V排=V物
故有: ρ液>ρ物
F浮=ρ液gV排
当F浮> G物 时,物体上浮
即: ρ液gV排> V物ρ物g
当F浮= G物 时,物体悬浮
即: ρ液gV排= V物ρ物g
故有: ρ液=ρ物
当F浮<G物 时,物体下沉
即: ρ液gV排< V物ρ物g
故有: ρ液<ρ物
将冰块投入到酒精中,会上浮还是下沉,或者是悬浮呢
把一块橡皮泥放在水面上,橡皮泥将 。将橡皮泥捏成碗状再放在水面上,橡皮泥将 。
入水底

浮在水面
铁块在水中会下沉,而轮船的船壳却是用钢板制造的,为什么能漂浮在水面上?
当玻璃球中的水被排出时,玻璃球将 ;当水进入玻璃球时,玻璃球将 。
浮出水面
沉入水底
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面所对的位置。
密度计
同样一根密度计在测清水和酒精时,哪个受到的浮力大 排开液体的体积何者大?
密度计
特点:从下到上,读数依次变大,数值间隔的长度不相等.
教材P27《轮船载重线》思考下列问题:
轮船从大江驶向大海所受浮力有变化吗?其吃水的深度有变化吗?为什么?
什么是浮力

F=G
F
G
(a)
(b)
F′<G

G
F′
(1)物体未浸入水里时,弹簧秤的示数F等于物重G,即F=G。
(2)物体浸在水里时,弹簧秤的示数F′比物重小,即F′<G。
G- F′=
重物浸入水中后,弹簧秤示数的减少意味着什么?改用其他液体重做这 一实验弹簧秤示数也会减少吗?由此,你能得出什么结论呢?
液体对浸在其中的物体,具有竖直向上的 。这个 叫做浮力。
结论:
F =G-F′



(A)
漂浮
(B)
悬浮
(C)
下沉
(D)
上浮
{实验与思考}
物体悬浮或漂浮
物体下沉
F =G


F <G


F >G


物体上浮
1.一个金属块挂在弹簧秤上,在空气中称时,示数为 27牛 ,把它浸没在水中称时,示数为17牛,它受到的浮力是多少牛?
解:F浮=G-F=27牛-17牛=10牛
答:它受到的浮力是10牛。
2.一个盛水的杯中悬浮着一个小球,杯子放在斜面上,如图,此处小球受到的浮力方向如何?
答:方向竖直向上。
我的体积大,受到的浮力大。
我在深处,受到的压力大。
请你说说哪个鱼说得正确?为什么?
甲上浮
乙下沉
丙漂浮
丁悬浮
F浮
F浮
G
G
图中甲、乙、丙、丁是四个材料、体积、形状互不相同的物体,图中注明了它们的沉浮情况,试在图中补画出每个物体受到的浮力F与重力G的完整情况(只要定性地表示出力的相对大小)。
钢铁制成的万吨巨轮会浮在水面上,而小铁片却沉入水底,试分析其中的道理。