课件34张PPT。水能载舟,亦能覆舟。第5节
水的浮力
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G重力与手对空矿泉水瓶的托力是一对平衡力:F托=G
温故知新
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G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 。竖直向上托浮力浮力:浸在液体中的物体受到液体向上托的力。
你平时有没有感受到过浮力的存在?体会一下浮力无处不在: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: 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?有一个力将手往上顶上浮最后浮在水面上在水中会上浮的物体受到水的浮力 水底下的乒乓球为什么 会浮到水面? 实验2:问题1:以上现象说明什么问题?
在水中能上浮的物体受到向上的浮力。
问题2:在水中下沉的石块,铁块等物体是否也受到浮力作用呢?1 在空气中将物体挂在弹簧秤下,记下弹簧秤的读数 F=G物= 。
2 托住悬挂在空气中的物体,记下弹簧秤的读数
弹簧秤读数 ,因为手对物体有向上托的力
3 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。变小变小 实验3:结论: 在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。
所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。钩码浸入水中后,弹簧称读数变小了在水中会下沉的物体也受到
向上的浮力 浸入水中的物体受到浮力,浸入其他液体中的物体也受到浮力吗?(如果换用盐水做实验,你又观察到了什么现象?得到了什么结论?)
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:什么是浮力F=GFG(a)(b)F′<GGF′(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。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
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)3、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’用弹簧秤测一测物体受到的浮力大小做一做:二、水的浮力1、在水中会上浮的物体受到向上的浮力2、在水中会下沉的物体也受到向上的浮力3、所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力(浸在任何液体中的物体,都要受到液体对它向上的浮力)
浮力的方向:竖直向上气球、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。
【实验】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。 现象————————。表明————————。气体也会产生向上的浮力。 结论:气球胀大,同时杠杆左端上升向上的浮力增大浮力: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。浮力产生的原因实质:上下表面的压力差F浮 =F向上—F向下(总是竖直向上)F向上F向下F左F右F左= F右答: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?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。浮力这节你有什么收获?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)
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。课件12张PPT。1.5水的浮力 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 … … … 阿基米德原理躺在浴缸的水中,什么感觉?发现了什么?感觉变轻了!浴缸中的水面升高了!说明:
人受到了水的浮力;
排开了一部分水。【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
F浮= G排= gV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。 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。同样,阿基米德原理可以推广到气体的浮力上。?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排液 = ;
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、将两个体积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,说明 ( )
A.排开液体的重力相同 B.两金属块物重相同
C.排开液体的体积相同 D.以上说法都不对C课堂练习:2、有一金属块,在空气中称得重3.95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?课外练习:
1. 将质量为1.975千克的 钢块浸没在水中,受到的 浮力?
2.有一物块,F空=19.6牛,浸没在水中时弹簧秤的读数为9.8牛,物块受到的浮力?物体的体积?
(3).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.
课件28张PPT。水的浮力 第五节下面几个球有什么不同呀?漂浮悬浮下沉底部物体的浮沉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1: 可能与物体受到
的重力和浮力有关。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? 汤圆刚放入水中汤圆煮熟时 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 你能用物体浮沉的
条件来解释你在生活中
看到的现象吗?说说看:
现在,你找到打捞
沉船的办法了吗?四、物体浮沉条件的应用1、P24实验,图1-51,密度计原理
2、P25实验,图1-54,钢壳轮船原理
3、P26实验,图1-57,潜水艇浮沉原理
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)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。(p26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。
?应用三、潜水艇①采用: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
②潜水艇在水面下无论沉、浮,受到的浮力不变。当向水舱充水时,当潜水艇的平均密度ρ平均>ρ水时,潜水艇下沉, 当ρ平均=ρ水时,潜水艇悬浮,而排水时,当 ρ平均<ρ水时,则潜水艇上浮。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D1.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,应当 。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
C4.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)1071071035、水池中有一木船,装有石块,将
石块投入池水中后,水面将( )
A、上升 B、下降
C、不变 D、无法确定B