第五节水的浮力(广东省深圳市龙岗区)

课件80张PPT。第五节 水的浮力水能载舟，亦能覆舟。 不会游泳的人在死海里为什么不会被淹死？水的浮力力的测量工具是 。
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。
这两个力是一对 ：两个力大小 ，方向 ，且作用在 上。温故知新弹簧秤重力G拉力F平衡力相等F=G相反一条直线死海不死一、什么是浮力1.液体的浮力据二力平衡知识，船(人)除受到 .
作用外，还受到水对它（他） .
的力，这种力叫 。竖直向上托人躺在死海上看书船浮在水面上浮力将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时，手会明显感受到 。
将瓶释放后，瓶将 。
结论：水中会上浮的物体受到 。
瓶子受到水的浮力而向上顶的作用向上浮出水面向上的浮力【实验】浮力无处不在:举一举：远洋轮船 实验1： 将旋紧的空矿泉水瓶压入水中时，手有什么感觉？
将瓶释放后，瓶将怎么样？把金属块放到水中
有没有受到浮力？会沉入水中比一比：你可以得到什么结论？在空气中将物体挂在弹簧秤下，记下弹簧秤的读数F=G物= 。
托住悬挂在空气中的物体，记下弹簧秤的读数F1＝ 。
弹簧秤读数 ,因为手对物体有向上托的力F2= 。
将物体浸没在水下，记下弹簧秤的读数F拉= 。
弹簧秤读数 ，表明水对物体也有一个向上托的力即浮力F浮＝ 。
结论：在水中会下沉的物体也受到向上的 。（条件：物体在水中会下沉）
推广：所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个 。 G-F1变小G－ F拉变小浮力向上的浮力称重法： F浮＝ .G物－ F拉【实验】结论:
所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。 你能从本实验中得到测浮力的一种方法吗？怎样计算？思考：对物体进行受力分析GF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） 气球、热气球为什么能飞向天空？ 有什么事实(实例）可以说明气体对物体也有浮力呢？ 气体会产生浮力吗？实例：热气球、烟上升等可以说明气体对物体也有浮力。
2.气体的浮力。 气体对进入其内的物体是否也有浮力呢？
实例： 可以说明气体对物体也有浮力。热气球、烟上升等气球胀大，同时杠杆左端上升向上的浮力增大向上的浮力课堂练习1.将一个铜块挂在弹簧秤上,当铜块浸在水中,弹簧秤的示数之差表示铜块受到的( )
A浮力的大小
B重力的大小
C重力和浮力之差
D重力和浮力之和
2、判断：所有液体都会对浸入其中的物体产生浮力。
1、一铁块挂在弹簧秤上，在空气中称量时，弹簧秤的读数是29.4牛。把它全部浸在水中称量时，读数是19.6牛。铁块受到浮力是
2、判断：所有液体都会对浸入其中的物体产生浮力。
3、一质量为5千克的铝块，用弹簧秤吊住它，将其置于酒精中时，弹簧秤的读数为30牛。求酒精对铝块的浮力
1、一铁块挂在弹簧秤上，在空气中称量时，弹簧秤的读数是32牛。把它全部浸在水中称量时，读数是12牛。铁块受到浮力是
第5节水的浮力作业二、阿基米德原理【提出问题】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？
当你躺在浴缸的水中时，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1、探究实验　　古希腊国王艾希罗交给金匠一块纯金，命令他制出一顶非常精巧、华丽的王冠．王冠制成後，国王拿在手里掂了掂，觉得有点轻．他叫来金匠问是否掺了假．金匠以脑袋担保，并当面用秤来称，与原来金块的重量一两不差．可是，掺上别的东西也是可以凑足重量的．国王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找来，要他解此难题． 　一连几天，阿基米德闭门谢客，反覆琢磨，因为实心的金块与镂空的王冠外形不同，不砸碎王冠铸成金块，便无法求算其体积，也就无法验证是否掺了假．他绞尽脑汁也百思不得其解．有一天… … … 阿基米德由澡盆溢水联想到 … … … 【建立假设】浮力可能与物体所排开水的多少有关。
【实验验证】将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，弹簧秤的读数逐渐 ，浮力逐渐 。
结论(定性)：物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关，排开的水越多，浮力 。越大变小增大溢水杯实验器材：物块弹簧秤量筒设计实验:要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少(体积、重力)。请利用这些器材设计实验步骤和实验数据记录表格，然后交流讨论。
(1)在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯的出水口下；
(2)将物块挂在弹簧秤上，测出物块的重G物；
(3)将物块浸没在溢水杯的水中，读出弹簧秤的读数F拉，并计算出物块所受的浮力F浮=G物－F拉
(4)将溢水杯溢出的水注入量桶内，测出它的体积V排，并算出物块所排出的水的重力
G排= g V排1.研究浸没在液体中的物体所受到的浮力阿基米德原理：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于 .
，即F浮＝ 。
同样，阿基米德原理可以推广到气体的浮力上：浸在气体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于 。
地球表面上的物体一般都浸没在空气中：
F浮= 。G排液＝m排液g＝ρ液V排液g物体排开的气体受到的重力G排=m排g=ρ空气V排气g=ρ空气V物g2、阿基米德原理【得出结论】对于浸没在液体中的物体和部分浸入在液体中的物体都有：F浮＝G排水。
【推广】如果把水换成别液体，仍然可以得到：
F浮＝G排液 。?3、对公式的理解 (1)ρ液是 ,不是浸入液体的物体密度。
(2)V排液是 ，不是液体总体积，也不一定是物体的总体积(V物)。
①物体完全浸入液体中(浸没):V排= ；
②物体部分浸入液体中，V排液 。(用V露代表物体露出液面的体积)
(3)浮力只跟 和 ,即只跟 .
有关，而与物体浸入液体的 、物体的 、 、 、 等无关。V物V物－V露ρ液V排液深度形状质量密度重力液体密度物体排开液体的体积液体的密度和排开液体的体积①把物体渐渐压入水中,ρ液不变，V排水增大→F浮 ，感觉浮力渐渐变大;当物体完全浸入(浸没)后，V排水=V物不变→F浮 ，再往下压不会感觉到更吃力。反之，上升(未露出水面前)V排水=V物不变→F浮 ;渐渐露出水面时ρ液不变， V排水减小→F浮 ，感觉浮力渐渐变小。F浮与V排液成正比。
②把物体浸入不同液体,当V排液相同时，ρ液越大→F浮 。F浮与ρ液成正比。
(4)计算过程单位要统一用国际单位制。增大不变越大可用弹簧秤演示不变减小1.一物体在空气中用弹簧秤称得其物重为15牛，把它全部浸没在酒精中，弹簧秤的读数为8牛，则酒精对该物体的浮力大小为_______牛，方向为________。 2.浸在液体里的物体受到_________的浮力，浮力的大小等于它____________受到的重力。课堂练习：3.弹簧秤的下端吊着一个金属球，弹簧秤的示数是10牛，当金属球慢慢浸入水中时，弹簧秤的读数将______，金属球受到的浮力将_______。（选填“变大”或“变小”）若将金属球的一半浸在水中时，弹簧秤的示数是8牛顿，这时金属球受到的浮力是_____牛。 1、将两个金属块分别挂在两个弹簧秤下，都将金属块浸没在不同的液体中，发现弹簧秤减小的示数相同，说明（ ）
A.排开水的重力相同 B.两金属块物重相同
C.排开水的体积相同 D.以上说法都不对
2、有一金属块，在空气中称得重3.8牛顿，将它浸没在盛满水的溢水杯中时，有50毫升的水从溢水杯中流入量筒。求（1）金属块的体积（2）金属块在水中受到的浮力（3）金属块在水中时弹簧秤的读数（4）金属块的密度是多千克/米3 ？它可能是什么金属？A例１体积为９m3的物体，有1/3浸没在液体中，则Ｖ排是多少？水对它的浮力为多少牛顿？已知：ρ液＝1.0×103Kg/m3
　　　V排= 1/3V物＝1/3×９m3＝３ m3
求：F浮＝
解： F浮＝ ρ液g V排
　＝1.0×103Kg/m3 ×10N/Kg× ３ m3
＝ 30N
答：排开水的体积是３ m3，水对它的浮力　　　　　是30N
１，把质量为15.6Kg的铁块完全浸没在水中，（１）求排开水的体积是多少？（２）水对它的浮力是多少？ρ铁＝7.8×103Kg/m3
２,有一个物体,在空气中称时重为29.4N,浸没在水中弹簧的读数为19.6N,
求 1）物块在水中受到的浮力为多少牛？ (２）物块的体积为多少？,1,在河边有一打在水中的木桩，浸入水中部分的体积是10分米3，露出水面部分体积为2分米3，木桩受到的浮力是 牛。2,体积是20厘米3的铁块，浸没在水中，则排开水的体积是_____米3，
排开的水受到的重力是_____牛顿，
铁块受到的浮力是_____牛顿。酒精=0.8 体积为1米3的木块浸在酒精中，露出的
体积是总体积的2/5，那么这木块的
所受的浮力是多少？(取=10牛顿/千克)
ρ酒＝0.8 ×103Kg/m3 弹簧秤的下端挂着一个铝球，弹簧秤的示数是20牛，当铝球一半浸入水中时，弹簧秤的示数是10.2牛，（１）则铝球所受的浮力是多少牛顿？（２）排开水的体积是_____米3。作业课题；水的浮力三、浮力产生的原因 现象：下表面受到水的压强大于上表面受到水压强。
原因：上表面距水面的深度小于下表面距水面的深度。　　又因长方体上下表面的面积相等，因此，下表面受到水的竖直向上的压力 上表面受到水的竖直向下的压力，其合力是竖直向上的。Ｆ合＝Ｆ１－Ｆ2 大于　　长方体浸没在水中，其左右两个侧面和前后两个侧面的面积分别相等，并且相对应的距水面的深度相同处，水对它们的压强相等。所以长方体左右两个侧面和前后两个侧面受到水的压力的大小分别相等，方向分别相反，分别平衡。所以长方体受到的浮力等于下表面和上表面的压力差。 压力差法F浮＝ .F向上－F向下　　把一块腊块放入烧杯里，让腊块紧贴烧杯底，加入水，观察腊块会否上浮？然后拨动腊块，使之不再紧贴烧杯底，观察能否上浮，请分析实验现象的原因。 动手实验答：水对腊块的底部没有向上的压力,由压力差法知腊块没有受到向上的浮力。答：水对桥墩的底部没有向上的压力,由压力差法知桥墩没有受到向上的浮力。桥墩受到浮力吗？　　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？
讨论：打捞沉船下面几个球有什么不同呀？漂浮悬浮下沉底部物体的浮没条件哪些东西会浮起來？
??? 想想看，下面哪些东西会浮在水面上？哪些会沉下去？
??? 软木塞　 木制餐具　　玻璃珠　塑料盒　铅球 　石头　　色拉油　阿里山神木　　铁块　　游泳圈
你觉得，上面的哪些物体会受到浮力的作用？探究：物体的浮沉条件 猜想2： 可能与物体和液体
密度的有关。物体的沉浮条件3：GF浮悬浮F浮=G物体的上浮的结果GF浮F浮= G漂浮物体的沉浮条件：物体的浮沉取决于物体所受的浮力和重力的大小。GF浮 = G悬浮：上浮:下沉:∵下沉：上浮：悬浮：ρ液<ρ物ρ液>ρ物ρ液=ρ物试一试： 你能让下沉的鹌鹑蛋
上浮或悬浮吗？ 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；油轮泄漏讨论：小结：物体浮沉条件1、F浮> G时，物体将在液体中上浮2、F浮< G时，物体将在液体中下沉3、F浮= G时，物体将悬浮在液体中a、当ρ物< ρ液时，F浮> G，物体将在液体中上浮b、当ρ物>ρ液时，F浮< G，物体将在液体中下沉c、当ρ物=ρ液时，F浮= G，物体将悬浮在液体中只适用于“实心物体”的情形1, 漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大。 （ ）
2, 将沉在水底的石块捞起放入水面的小船内，
水池的水面将升高。 （ ）
3 .用密度大于水的物质做成的物体在水中一定下沉（ ）
４重的物体在水中一定下沉，
轻的物体在水中一定上浮（ ）叛断对错５紧贴在杯底的石蜡块，在向杯中注水后，它一定会受浮力而上浮。 （ ）
６物体浸入水中越深，所受的浮力越大。 （ ）
７乒乓球在浮出水面的过程中，受到的浮力越不越小 下面关于浮力的说法中，正确的是 （ ）
Ａ只要液体的密度大，则对浸在其中
　的物体的浮力一定大；
Ｂ只要物体的体积大，所受的浮力一定大；
Ｃ物体所受的浮力大小等于物体排开的液体所受
　的重力，与物体的形状及浸入液体中的深度无关；
Ｄ浮在液面上的物体所受到的浮力一定
　小于沉没在液体内部物体所受的浮力。弹簧秤的下端挂着一个铝球，弹簧秤的示数是20牛，当铝球一半浸入水中时，弹簧秤的示数是10.2牛，（１）则铝球所受的浮力是多少牛顿？（２）排开水的体积是多少米3。 __酒精=0.8 体积为1米3的木块浸在酒精中，露出的
体积是总体积的2/5，那么这木块的
所受的浮力是多少？(取=10牛顿/千克)
ρ酒＝0.8 ×103Kg/m3 作业课题；水的浮力四、物体浮沉条件的应用1、P25实验，图1-50，密度计原理
2、P25实验，图1-52，钢壳轮船原理
3、P26实验，图1-54，潜水艇浮沉原理
点击进入潜水艇浮沉原理动画密度计密度可否用一种仪器直接进行测量？密度计原理 把密度计分别放入水中和盐水中，液面所对的位置会不同。为什么？（因为不同的液体密度不同，液体排开的体积不同，液面对应的位置也就也不同）注意：密度计的下端装有铅丸或水银；密度计上所标的数值是纯数，这个纯数代表被测液体的密度与水的密度的比值。（下大上小，刻度不均匀）思考：为什么刻度不均匀？2、关于轮船
【轮船实验】
捏成一团的橡皮泥会沉入水底，而做成空心的橡皮泥却为什么会漂浮在水面？做成空心的目的是调节浮力和重力的关系，即把橡皮泥做成空心，它受到的重力没有改变，而因为空心的橡皮泥可以排开更多的液体，获得更大的浮力，从而使橡皮泥漂在液面。轮船也是如此，Titanic的沉没，进水。（p27阅读）有多条载重线（吃水线），因为浮力的大小不仅与船只排开水的体积有关，而且和水的密度有关。3、关于潜水艇
【实验】注意观察：当注射器将气体压入玻璃球时，或将球内的气体吸出时，玻璃球内的水量和玻璃球沉浮的状态。 当注射器将气体压入玻璃球时，球内的水量减少，球（和球内的水）受到的重力变小，一旦重力小于浮力，球将上浮；反之，当注射器将球内的气体吸出时，球内的水量增多，球（和球内的水）受到的重力变大，一旦重力大于浮力，球将下沉。
?潜水艇原理密度计:
工作原理:利用阿基米德原理：Ｆ浮＝　Ｇ
用途:测量液体的密度
刻度：下大上小，刻度不均匀
潜水艇:
工作原理:靠改自身的重力来实现浮沉条件
下沉时:水艇内充水,使F浮＜ G
悬浮时:F浮 ＝　 G
上浮时:压缩空气使排出 F浮 ＞ G
小结：轮船：
工作原理：用钢板制成空心的，能漂浮水中
　　　　　　F浮 ＝ G
同一艘轮船，从海中驶入河里，浮力不变，排开河水的体积变大，船下沉一下．
　　　　　１，同一木块先后漂浮中酒精，水，水银中，比较三各情况中，木块受到的浮力的大小关系：
２，一艘轮船从海里驶入河里，轮船受到的浮力大小将：
３，质量为１千克的物体，密度等于水的密度，那么它在水中受到的浮力大小为
４，一艘轮船的排水量为３×１０５千克，它满载时的受到的浮力是多少牛顿？
课堂练习　　1．? 关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中不正确的是 [ ] A．浮力的方向竖直向上；
B．浮力的施力物一定是水； C．浮力的大小与排开液体的质量成正比；　　D．实心的铁球也能浮在液面上．2．用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是　（ ）　　　
A．木球所受的重力、浮力都不变；　　　
B．木球所受的重力不变，浮力变大；　　　 C．木球所受的重力、浮力都变小；　　　
D．木球所受的重力不变、浮力逐渐变小．AB4.酒精的密度是0.8×103千克/米3，把体积为500厘米3的铁块浸没在酒精中，它受到的浮力是______牛．
5、一个体积为1000厘米3的物体浮在液面上，受到的浮力大小为4.9牛，画出这个物体的受力示意图，并求出这个物体的密度，这个物体是什么材料做的？?思考与练习 1.一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。 思考与练习 2.一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拉=27牛-17牛=10牛答：它受到的浮力是10牛。 3.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）。甲上浮乙下沉丙漂浮丁悬浮F浮F浮GG思考与练习3.体积是 200cm3的铁块，一半浸在酒精里，它受到的浮力有多大？（g取10N／kg） 解 : 铁块排开酒精体积
V排 =100 cm3＝1.0×10-4m3
铁块所受浮力　返回作业例二 将体积为 　　的冰块，先后放入足够多的水和酒精中。求冰块在水和酒精中静止时受到的浮力有多大？（g取10牛／千克）