人教版八年级物理下册10.1《浮力》教学课件(共54张PPT)

(共54张PPT)
浮力
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死海不死
为什么淹不死他们？是神在保护他们吗
？
相传2000年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，击溃了这里的土著人，并抓获了一群俘虏，统帅命令士兵把俘虏们投进死海。奇怪的是，这些俘虏竟然没有沉下去，而是个个都浮在水面之上，统帅以为这是神灵在保佑他们，就把俘虏释放了。
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鸭子为什么能浮在
水面上?
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学习目标：
l
了解浮力的概念，知道浮力的方向及产生的原因。
理解阿基米德原理，熟练掌握原理的内容，公式表达以及阿基米德原理的适用范围
重点：
l
浮力的方向及产生浮力的原因。
l
学会两种计算浮力的方法：称重法及压力差法。
难点：
l
阿基米德原理的内容及应用。
l
理解浮力与液体的密度，排开液体的体积有关，而与物体的重、物体的密度、物体的体积、物体浸没液体的深度无关。
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人躺在死海上看书
船浮在水面上
F浮
G船
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
。
竖直向下的重力
竖直向上托
F浮
G人
浮力
分析
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浮
力
浮力广泛存在:
氢气球上升
气艇浮在空中
潜艇在水中
水中天鹅
举一举：
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浮
力
知识点一：浮力
（一）浮力的概念：浸在液体(或气体)里的物体，受到液体或气体对它向上
的力叫浮力。
（二）对浮力的理解和认识
（1）从力的角度分析：
将一个木块放入水中，静止时木块只受两个力的作用，一个是重力，方向
，另一个是浮力。二个力一定是
，由此可知浮力的方向总是
。
托
浮力的产生也有施力物体和受力物体，施力物体就是“液
体或气体”，受力物体就是“浸在液体或气体中的物体”，
从力的三要素的角度认识浮力，它也有大小、方向、作用
点，这里我们主要谈谈浮力的方向。
竖直向下
平衡力
竖直向上
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（2）浮力产生的原因：
完全浸没在液体里的物体，各个表面均受到液体的压力，由于它前后左右对应部分受到的压力大小
、方向
，因此而
，物体的上下两面浸在液体中的
不同，对应部分所受压力的
、
均不同，这两个压力的合力方向
，液体对物体上、下两面的
，就是液体对物体的浮力。
用公式表示为：
。
例如：粗细均匀的桥墩下部埋在河床里，则该桥墩
浮力。因为它不受水
。
相等
相反
平衡
深度
大小
方向
向上
压力差
不受
向下的压力差
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二、浮力的方向
竖直向上
例：
F浮
F浮
画出下列物体在水中所受浮力的示意图
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弹簧测力计的示数变小
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在水中下沉的物体也受浮力
这说明什么问题
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F=G=15N
F/=8N
浮力大小是:___
____.
F浮=G-F′
1、这种测量浮力大小的方法叫称重法.
G
F浮
F/
即：F浮=G-F′
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你发现了什么结论？
弹簧测力计的示数减小，说明水对物体产生了一个向上的托力，这个托力就是浮力。
G物
F′
称
重
法
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例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
例2、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
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F向下
F向上
即F浮＝
F向上－F向下
2、这种求浮力大小的方法叫压力差法.
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人受到几个力的作用？
G人
F浮
∵人静止漂浮在水面上
∴人受到的力是平衡力
即F浮＝G人
3、这种求浮力大小的方法叫平衡法.
即：F浮＝G人
（适用漂浮或悬浮）
这是杭州湾大桥效果图，大桥的下面有许多的桥墩，这些桥墩是否受到浮力的作用呢？
不受到浮力的作用，因为下表面受到水的压力为0N
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浮
力
物体受到的浮力大小与它排开的水的多少有着密切的关系。
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溢水杯
实验器材
物块
弹簧测力计
烧杯
探究：
浮力的大小等于什么？
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实验
次数
圆筒在空气中的重G/N
圆筒部分侵入水中时的重力
G液/N
圆筒受到的浮力
F浮/N
圆筒排开液体的体积
V排/cm3
盛水桶重
G桶/N
盛水桶盛了水后桶水共重
G总/N
圆筒排开液体的重力G排/N
1.
2.
3.
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实验
次数
圆筒在空气中的重G/N
圆筒部分侵入水中时的重力
G液/N
圆筒受到的浮力
F浮/N
圆筒排开液体的体积
V排/cm3
盛水桶重
G桶/N
盛水桶盛了水后桶水共重
G总/N
圆筒排开液体的重力G排/N
1
1.05
0.85
0.20
21.5
0.24
0.45
0.21
2.
1.05
0.65
0.40
47
0.24
0.64
0.40
3.
1.05
0.45
0.60
65
0.24
0.84
0.60
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知识点二：阿基米德原理
（1）内容：浸在液体里的物体受到液体向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的
所受的
。
（2）表达式：
。
（3）理解：
液体
重力
液体
重力
液体
液体
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③由阿基米德原理公式
可以看出，浮力的大小只跟液体的
和物体排开液体的
两个因素有关，而跟物体本身的
、
、
与在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。
密度
体积
体积
密度
形状
④阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气体所受的重力。即
。
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1.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。
2.阿基米德原理对气体同样适用。
说明：
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经典例题-—自主学习
浮力的产生
例1．如图所示，A、B是能自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的部分，现往容器里注入一些水，则下列说法错误的是(
)
A．B物体一定受浮力作用
B．A物体一定受浮力作用
C．C部分一定受浮力作用
D．D部分一定受浮力作用
D
例2．体积、相同的实心铜球、铝球，在水中静止后所受浮力________。
相等
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举一反三：
三个体积相同的木球、铁球、铝球放在水中静止后情况如图所示：
=
<
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综合应用
例3．我国沉船打捞人员在南海打捞宋朝的商船，潜水员在水面下作业，在他下潜的过程中，以下说法正确的是(
)
A．所受浮力变大，压强变大
B．所受浮力变大，压强变小
C．所受浮力不变，压强变大
D．所受浮力不变，压强不变
C
举一反三：
弹簧测力计挂一重为5N的小石块，将石块缓慢浸入水中，此时，弹簧测力计的示数将________(变大、变小、不变)，完全没入后，石块继续下沉，弹簧测力计的示数________。(“逐渐变小”或“不改变”)。
变小
不改变
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0.4
40
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举一反三：
在探究浮力的实验中，王波同学将一质量为78g的铁块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，（1）她将该铁块缓慢放入水中的过程中，发现弹簧测力计的读数逐渐____；当铁块完全浸入水中后，改变铁块在水中的深度，弹簧测力计的读数________（填“变大”、“变小”或“不变”）；（2）当铁块完全浸没在水中后，弹簧测力计的读数应该是________。
变小
不变
0.68N
6．图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2（盖片B的质量，厚度不计）。连接AB是长为0.3m，体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被撇开，水通过排水管流出冲洗厕所.
（已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg）请解答下列问题：
（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？
（2）浮筒A的重力是多少？
（3）水箱中水多深时盖片B又自动关上？
解析：（1）P＝ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000PaF＝PS=5000PS×60×10-4m2=30N
（2）F全浮＝ρ水V全排g
=1×103kg/m3×400×10-4m2×0.2m×10N/kg=80NGA
＝F全浮－F＝80N－30N＝50N　　　
（3）设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，盖片B又自动关上则F浮＝GAρ水V排g
=GA1×103kg/m3×400×10-4m2×h1×10N/kg
=50Nh1
=0.125m
水箱中水的深度h2=0.125m+0.3m=0.425m
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1、什么是浮力？
液体或气体对浸在其中的物体具有竖直向上的托力，这个托力叫浮力.
2、阿基米德原理的内容是什么？
浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。
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A
B
C
一、物体浮沉条件
【实验】把外观相同的3只乒乓球(分别装有不同质量的沙,
同体积,不同重力)浸没水中。
现象：
一只上浮出水面
一只悬浮在水中
一只下沉到水底
原因：三只球所受到的重力不同
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物体的沉浮条件1：
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物体的沉浮条件2：
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物体的沉浮条件3：
G
F浮
悬浮
F浮=G
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物体的沉浮条件4：
G
F浮
F浮=
G
漂浮
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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
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知识点一：物体的浮沉条件
（一）浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力
。而物体的运动状态取决于受力情况，物体的浮沉就取决于所受的浮力与重力的关系
注意：漂浮、悬浮是一个静止的状态，
而上浮、下沉是一个动的状态
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请大家思考、推导出物体上浮（漂浮）、悬浮、下沉时。物体的密度和液体的密度关系
(1)
F浮>
G物、上浮、最终漂浮(F浮=
G物
)
ρ物
ρ液
(2)F浮<
G物
、物体下沉、最终沉底
ρ物
ρ液
(3)
F浮=
G物
、悬浮
ρ物
ρ液
<
>
=
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推导:
在物体上浮时有:F浮>G物
根据阿基米德原理F浮=G排=m排g=
ρ液gV排和
G物=
m物g=ρ物gV物可得:
ρ液gV排>
ρ物gV物
因为物体全部浸没在液体中.
所以
V物=V排
所以ρ液>
ρ物
同理可推导出:
下沉时:
ρ液<ρ物
悬浮时:ρ液=ρ物
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物体浮沉各种状态比较表
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与
的关系
浮
上浮
在液体中
向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在
液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在
液体中
沉
下沉
在液体中向
下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在
容器底部
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知识点二：浮沉条件的应用
（一）轮船
（1）轮船是采用“
”法来增大
从而增大浮力，使它浮于水面的，它们受到的浮力
船的总重。
（2）轮船浮力的大小通常用排水量来表示，排水量是指轮船满载时排开的
，根据漂浮条件知，
排水量＝
＋
。
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轮船：
F浮＝G船＋G货
　　m排＝m船＋m货
排水量：船满载时排开水的质量。
采用“空心”的办法增大可以利用的浮力?
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（二）潜水艇
潜水艇是靠改变
来实验浮沉的，潜水艇为了实现升降，必须使浮力大小不等于重力，潜水艇在水下时，由于艇壳不能任意改变，因此
是不变的，要想控制上浮、下沉就只有改变
，潜水艇两侧都有水舱，与高压气舱相连，高压气体能将水从水舱内排出，减小潜水艇
，当其
小于浮力时潜水艇就上浮；当浮力大小
重力，潜水艇可在水中任一位置保持静止，即
；关闭高压气舱使进水口打开，在水压作用下水舱进水，
增大到大于浮力时，潜水艇开始下沉。
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（三）气球和飞艇
气球和飞艇是漂浮在空中的，内部所充气体的密度必须
空气的密度，一般充有氢气或氦气，充气时体积增大，浮力增大，当浮力增大到大于其重力时，气球和飞艇就上升；反之，排出一部分氢气或氦气时，气球和飞艇就下降，因此它们是通过改变
来实现上升和下降的。
热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀，从而减小气体的
，因此热气球只要停止加热，气球体积就会
，浮力减小，降回地面。
经典例题-自主学习
D
举一反三
一只鸡蛋沉没在杯中水底，添加下列哪种物质并搅拌，能使鸡蛋浮起来（
）
A．食盐
B．水
C．酒精
D．食用油
A
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举一反三
一艘5000t的货轮从我国东海驶入长江的南京港，该货轮受到的浮力
(选填“变大”“变小”或“不变”)，货轮在水面以上的高度将
。(选填“增加”“减小”或“不变)
不变
减小
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①若该气球只搭载一个质量为55kg的人观光，则当气球搭载此人匀速升至高空时，需要多大的力才能将气球拉住？
②气球的球壳和所配重物的质量为多少千克？
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53
谢谢大家！