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(共63張PPT)
第六節 浮力
第八章 壓強與浮力
逐點
導講練
課堂小結
作業提升
學習目標
課時講解
1
課時流程
2
浮力
浮力的成因
影響浮力大小的因素
阿基米德原理
知識點
知1－講
感悟新知
1
浮力
1. 分析現象
知1－講
感悟新知
2. 定義
浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它向上托的力。
3. 方向
豎直向上。
知1－講
感悟新知
4. 稱重法測浮力
(1)稱重法測浮力的實驗步驟(如圖1所示)：
①用彈簧測力計測出物體所受的重力G；
②將掛在彈簧測力計下的物體浸在液體中，讀出彈簧測力計的示數F；
③物體受到液體對它的浮力F浮=G－F。
知1－講
感悟新知
(2)稱重法測浮力的原理：將物體浸在液體中時，如圖2 所示，物體受到豎直向下的重力G、豎直向上的彈簧測力計的拉力F 和浮力F浮的作用而處于靜止狀態，則有G=F+F浮，即F浮=G－F。
知1－講
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拓展視野
1.氫氣球離開手后會飛上天空就是因為受到空氣浮力的作用。
2.一種測量氫氣球受到的空氣浮力的方法：
(1) 排盡一個大氣球內部的空氣，測出氣球的重力G球；
知1－講
感悟新知
(2)將適量的氫氣充入氣球，并用細線扎緊氣球口，按圖3甲所示的方法測出拉力的大小F 拉；
知1－講
感悟新知
(3)氫氣球受力如圖6 乙所示，可見氫氣球所受浮力F浮=F拉+G球+G氫(細線重力和摩擦忽略不計)。
感悟新知
知1－練
[中考·株洲] 在“測量浮力大小”的實驗中，由圖4 甲可知金屬塊受到的重力是______N，現將金屬塊浸沒到水中，彈簧測力計的示數變為如圖乙所示，則金屬塊受到水的浮力是______ N。
例 1
1.4
0.4
感悟新知
知1－練
解題秘方：物體受到的浮力可用公式F 浮= G-F 示計算。
解析：由圖4 甲可知，金屬塊受到的重力G= 1.4 N；由圖4乙可知，金屬塊浸沒在水中時，彈簧測力計的示數F示=1.0 N，金屬塊受到水的浮力F 浮= G-F 示=
1.4 N – 1.0 N = 0 . 4 N。
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知1－練
1.如圖所示的實驗中，懸掛在彈簧測力計下的金屬塊重10 N，浸在水中受到的浮力為2 N，則此時彈簧測力計的示數為_______ N。
8
感悟新知
知2－講
知識點
浮力的成因
2
1. 實驗探究浮力產生的原因
如圖5 所示，將兩端蒙上繃緊程度相同的橡皮膜的玻璃筒浸沒在水中。
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知2－講
圖5 甲中兩橡皮膜凹陷程度相同，則水對玻璃筒左、右兩側的壓力F 左和F 右的大小關系是F 左= F 右，其合力F 水平= 0；圖5 乙中上面的橡皮膜凹陷程度比下面的小，則水對玻璃筒上、下兩端的壓力F 上和F 下的大小關系是F 上＜ F 下，其合力F 豎直= F下-F 上，方向豎直向上。實驗表明，浸在液體中的物體受到液體對其壓力的合力，就是液體對物體豎直向上的浮力。
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知2－講
2. 理論分析浮力產生的原因
感悟新知
知2－講
結論：浮力實質上就是物體受到液體對它向上和向下的壓力差(合力)，即F 浮= F 向上-F 向下。
感悟新知
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3.拓展 如圖6 所示。
(1)物體部分浸在液體中：如圖6 甲，F 浮= F 向上- 0 = F 向上。
(2)物體下表面與容器底部緊密接觸：如圖6 乙，F浮=0-
F向下=-F 向下＜ 0，物體不受浮力的作用。
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知2－講
思想方法
合力(等效思想)在分析浮力產生原因中的應用：
浸沒在水中的正方體，相當于受到三對力的作用，“左、右”和“前、后”每一對力相互抵消；“上、下”一對力不能相互抵消，向上的力大。正方體相當于受到方向向上的合力。
合力等效代替了正方體各個面受到的液體的壓力。
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知2－講
深度理解
若物體下表面受到液體( 或氣體) 對它向上的壓力，則其受到浮力；若物體下表面沒有受到液體(或氣體)對它向上的壓力，則其不受浮力。
特別提示
常見的浸入液體中但不受浮力的物體有：水中的橋墩、深陷淤泥的沉船等。
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知2－練
如圖7 所示，一個正方體A 浸沒在水下某一深度時，上表面受到水對它1 5 N 的壓力，下表面受到水對它2 0 N的壓力，則此時A 受到的浮力是( )
A. 0 N B. 5 N
C. 15 N D. 20 N
例 2
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知2－練
解題秘方：運用公式F 浮= F 向上-F 向下計算。若題中出現了如“上表面受到液體的壓力”“受到液體向下的壓力”之類條件時，就應想到利用壓力差法計算浮力。
解析：由題知，正方體A 上表面受到水的壓力為15 N，即F向下=15 N；正方體A 下表面受到水的壓力為20 N，即F 向上=20 N，則正方體A 受到的浮力F浮=F向上-
F向下=20 N-15 N=5 N
答案：B
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知2－練
2. 如圖所示，浸沒在液體中的物體受到的浮力F 浮=12 N，若其下表面受到向上的壓力F 向上=18 N，則其上表面受到的壓力為_______N。
6
知識點
影響浮力大小的因素
知3－講
感悟新知
3
1. 提出問題
浮力的大小與什么因素有關？
2. 猜想與假設
浮力的大小可能跟排開液體的體積和液體的密度有關。
知3－講
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3. 設計實驗
利用控制變量法，結合稱重法測浮力，分別研究浮力與每個因素的關系。
4. 進行實驗
(1)將一個圓柱體浸入某種液體中，逐漸改變圓柱體浸在液體中的體積，比較浮力的大小變化；
(2)將同一個圓柱體浸沒在不同液體中，比較浮力的大小變化。
知3－講
感悟新知
5. 實驗結論
浮力的大小跟物體排開液體的體積和液體的密度有關。在液體密度相同時，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；在排開液體的體積相同時，液體的密度越大，物體受到的浮力越大。
知3－講
感悟新知
深度理解
物體排開液體的體積就等于物體浸入液體中的體積，因為浸入液體中的物體排開了本來處于這一位置的液體。
浮力的大小與物體的密度、物體的形狀、物體的體積、物體浸沒在液體中的深度無關，只跟物體排開液體的體積和液體的密度有關。
感悟新知
知3－練
[中考·懷化]某同學按照如圖8 所示的操作探究影響
浮力大小的因素。
例 3
知3－練
感悟新知
解題秘方：浮力的大小可利用“稱重法”測量，實驗過程中應結合控制變量法分析。
感悟新知
知3－練
(1)物體受到的重力為 ________N。
4
解析：彈簧測力計提著物體靜止在空氣中時的示數
等于物體受到的重力，即G=4 N。
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知3－練
(2)物體全部浸沒在水中時，受到的浮力是 ________N。
1
解析：由A、C 兩圖可知，物體浸沒在水中受到的浮力F浮水=G－FC=4 N－3 N=1 N。
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知3－練
(3)由________兩圖可得出結論：物體受到的浮力大小與物體排開液體的體積有關。
B、C
解析：探究物體受到的浮力大小與物體排開液體體積的關系時，應控制液體的密度相同，改變排開液體的體積，故應選B、C 兩圖進行比較。
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知3－練
(4)由________兩圖可得出結論：物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關。
C、D
解析：探究物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體中深度的關系時，應控制液體的密度、排開液體的體積相同，改變浸沒的深度，故應選C、D 兩圖進行比較。
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知3－練
(5)由D、E 兩圖可得出結論：物體受到的浮力大小與液體的________有關。
密度
解析：物體浸沒在水中受到的浮力F 浮水=G－FD=4 N－3 N=1 N， 物體浸沒在酒精中受到的浮力F 浮酒=G－FE=4 N－3.2 N=0.8 N。可見，在排開液體的體積相同的情況下，液體的密度不同，物體受到的浮力不同，故物體受到的浮力大小與液體的密度有關。
知3－練
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3-1. 小濱同學想探究浮力大小與液體密度的關系，他設計了如圖兩種方案，你認為選擇 ________(填“ 甲方案”“乙方案”或“兩種方案
都”)可行，你的理由是
____________________
____________________。
乙方案
雞蛋露出液面前，其排開液體的體積不變
知3－練
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3-2. 如圖是探究浮力大小與哪些因素有關的實驗過程，彈簧測力計下掛著的是同一金屬塊。
知3－練
感悟新知
(1)圖B 中受到的浮力是_______N。
(2)分析圖B、C、D可知，浮力大小跟__________________有關。
0.4
物體排開液體的體積
知識點
阿基米德原理
知4－講
感悟新知
4
1. 內容 浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。
(1)阿基米德原理不僅適用于液體，也適用于氣體。
(2)原理闡明了浮力三要素：浮力作用在浸在液體(或氣體)中的物體上，方向豎直向上，大小等于物體排開的液體(或氣體)所受到的重力。
知4－講
感悟新知
2. 公式：F 浮= G 排。
推導公式：F 浮= G 排= m 排g= ρ 液V 排g。
由推導公式可知：F 浮只與ρ 液、V 排有關。
公式中各符號所表示的物理量及單位：
知4－講
感悟新知
符號 物理量 單位
F浮 浮力 牛(N)
G排 排開的液體所受的重力 牛(N)
ρ液 液體的密度 千克/ 米3(kg/m3)
V排 排開液體的體積 米3(m3)
知4－講
感悟新知
3. 公式理解
(1)公式F 浮=ρ液gV 排明確揭示了浮力的大小只與液體的密度ρ液和物體排開液體的體積V排有關。
(2)V 排表示物體排開液體的體積(即物體浸在液體中的體積)，當物體浸沒時V排=V物，當物體部分浸入液體中時V排知4－講
感悟新知
4.驗證阿基米德原理
(1)制訂方案 用稱重法測出物體在水中所受的浮力F 浮，同時測出物體此時排開液體所受的重力G 排，通過比較F 浮和G 排，得出兩者之間的數量關系。如圖10所示。
知4－講
感悟新知
(2)收集證據
① 如圖甲所示，測出空桶所受的重力G 桶后，將空桶置于裝滿水的溢水杯的溢水口下方。
②如圖乙所示，在空氣中測出金屬塊所受的重力G。
知4－講
感悟新知
③ 如圖丙所示，將金屬塊浸入水中后，記錄彈簧測力計的示數F。
④如圖丁所示，測出桶和溢出水所受的總重力G 總。
⑤ 將水換成酒精、煤油等液體，仿照上述步驟進行實驗。將測量的實驗數據記錄在表中。
知4－講
感悟新知
金屬塊浸入的液體種類 空桶所受的重力G桶/N 金屬塊所受的重力G/N 金屬塊浸入液體靜止時，彈簧測力計的示數F/N 桶和溢出液體所受的總重力G總/N 物體排開液體所受的重力 G 排/N 物體所受的浮力F 浮/N
水 1.0 2.7 1.7 2.0 1.0 1.0
酒精 1.0 2.7 1.9 1.8 0.8 0.8
煤油 1.0 2.7 1.9 1.8 0.8 0.8
…
知4－講
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(3)分析與論證 比較F 浮和G 排的大小，發現F 浮= G 排。
知4－講
感悟新知
深度理解
阿基米德原理的理論證明：如圖9所示，浸沒在液體中的長方體上表面受到液體向下的壓力F向下=p向下S=ρ 液h1 gS，下表面受到液體向上的壓力F向上=p向上S=ρ 液h2gS，由浮力的產生原因知F浮=F向上－ F向下=ρ液h2 gS－ρ液h1gS=ρ液gS(h2－ h1)=ρ液gSh=ρ液gV排=
m排g=G 排。
知4－講
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溫馨提示
排開液體的體積與液體體積不同，它可能小于液體體積，也可能大于液體體積。如圖11乙所示，物體排開液體的體積小于液體的體積; 如圖11丙所示，物體排開液體的體積大于液體的體積。
知4－講
感悟新知
實驗點撥
1. 為了減小測量G排的誤差，應先測G桶，再測G總。
2. 注入溢水杯中的水的液面必須達到溢水口，只有這樣，物體排開的水才會全部溢出，才能準確測出物體排開的水所受的重力。
3. 換用不同的液體進行多次實驗的目的是使實驗結論更具普遍性。
感悟新知
知4－練
[中考·云南] 某實驗小組探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關系”。
例4
解題秘方：F 浮利用“稱重法”測量，G 排利用“差值法”測量。
感悟新知
知4－練
(1)彈簧測力計使用前要先進行________。
調零
感悟新知
知4－練
(2)實驗步驟如圖12 甲、乙、丁、戊所示，甲、乙、丁、戊中彈簧測力計的示數分別為F1、F2、F3、F4。由圖甲和丁可知物體受到的浮力F 浮= ________ 。
F1-F3
感悟新知
知4－練
(3)以下選項中若_______成立，則可以得出浮力的大小與排開液體所受重力的關系。
A. F1-F2=F3-F4 B. F1-F3=F4-F2 C. F3-F2=F1-F4
B
感悟新知
知4－練
(4)另一小組利用兩個相同的彈簧測力計A 和B、飲料瓶和吸管組成的溢水杯、薄塑料袋(質量忽略不計)對實驗進行改進，裝置如圖己所示。向下移動水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，觀察到A 的示數逐漸______ ，B 的示數逐漸______ ，且A、B 示數的變化量 ______(填“相等”或“不相等”)。
變小
變大
相等
解析：在改進的實驗中，向下移動水平橫桿，重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，重物排開水的體積逐漸變大，其所受浮力逐漸變大，彈簧測力計A 的示數逐漸變小，重物排開的水都流入薄塑料袋中，薄塑料袋中的水逐漸增多，所以彈簧測力計B 的示數逐漸變大。且A、B 示數的變化量相等
感悟新知
知4－練
感悟新知
知4－練
(5)比較兩種實驗方案，改進后的優點是_______(多選)。
A. 彈簧測力計A 的示數就是物體所受浮力的大小
B. 實驗器材生活化，彈簧測力計固定、示數更穩定
C. 能同步觀察彈簧測力計A、B 示數的變化
解析：在改進的實驗中，彈簧測力計A 的示數F=
G-F 浮，故A 錯誤；實驗器材生活化，彈簧測力計固定、示數更穩定，能同步觀察彈簧測力計A、B 示數的變化，故B、C 正確。
感悟新知
知4－練
感悟新知
知4－練
4. [中考·煙臺] 某實驗小組為了探究浮力大小與物體排開液體所受重力的關系，進行了下面的實驗，如圖所示。
感悟新知
知4－練
(1)實驗過程中，利用哪些步驟能夠計算出物體所受的浮力大小？答： _______。利用哪些步驟能夠計算出物體排開液體所受的重力大小？答：______ 。(用圖中的序號表示)
(2)通過實驗數據可以發現，浮力大小與物體排開液體所受的重力有什么關系？答：______ 。
②和③
①和④
相等
感悟新知
知4－練
(3)為了使結論具有普遍性，該小組還應該進行怎樣的操作？答：_____________________________ 。
(4)另外一個小組進行實驗后，發現浮力大小與物體排開液體所受重力不相等，在排除誤差因素的情況下，出現這個結果的原因可能是什么？答：___________________ 。(寫出一條即可)
換用不同的液體和物體多次實驗
燒杯中的液體沒有裝滿
感悟新知
知4－練
易錯點 對浮力的影響因素理解錯誤
例5 體積相同的鐵球、鋁塊和木塊，浸沒在水中，情況如圖13 所示，則它們受到的浮力大小情況是（　　）
A. 木塊大 B.鋁塊大 C.鐵球大 D.一樣大
感悟新知
知4－練
思路導引：液體的密度一定，物體排開液體的體積相同，由浮力的影響因素知三個物體所受的浮力相同。
答案：D
感悟新知
知4－練
診誤區：
浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關，與物體的形狀、浸在液體中的狀態、液體的體積等因素無關。
課堂小結
浮力
浮力
影響因素
液體的密度
物體浸入液體中的體積
大小
阿基米德原理F浮=G排
壓力差
F向上＞F向下
液體
(或氣體)
固體
浸在

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