資源簡介

(共67張PPT)
第4章 水與人類
第4節 水的浮力
八上科學 ZJ
1.了解水及其他液體對浸入其內的物體都會產生浮力的作用，知道
空氣也有浮力，通過實驗,探究浮力的大小跟哪些因素有關。
2.能用實驗探究阿基米德原理，能用等效替換的方法理解阿基米德
原理;能用壓強原理解釋阿基米德原理。
3.會用物體的浮沉條件解釋有關現象和解決簡單的實際問題。
1.感受浮力
圖示 現象 原因 結論
__________________________________ 放飛的氣 球飛向高 空 在空氣中的氣 球受到空氣對 其向上托的力 浸在液體或氣體
中的物體會受到
液體或氣體對其
向上托的力的作
用
__________________________________________ 輪船在海 面上航行 漂浮在海水中 的輪船受到海 水對其向上托 的力 圖示 現象 原因 結論
_______________________________ 在水中搬 石塊感覺 輕一些 浸沒在水中的 石塊受到水對 其向上托的力 浸在液體或氣體
中的物體會受到
液體或氣體對其
向上托的力的作
用
2.浮力的定義
浸在水中的物體受到向上的力，這個力叫作浮力。（所有的液體都
會對浸入其中的物體產生一個向上的浮力）
“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸沒）”兩種情況，
也就是說浸沒在液體內部和浮在液體表面的物體都受到浮力的作用。
3.浮力的方向：豎直向上。
無論物體的形狀如何、是否運動，也無論液體（指靜止的液體）如
何放置，浸在液體中的物體受到的浮力的方向總是豎直向上的。
典例1 關于浮力，下列說法正確的是( )
D
A.浮力都是由水產生的
B.只有固體才受到浮力
C.在水中下沉的鐵塊不受浮力
D.游向水面的魚兒受到向上的浮力
解析：任何液體或氣體都會對浸入其中的物體產生浮力，浮力的方
向總是豎直向上的，故A、C錯誤，D正確；液體中的氣泡會受到
浮力，雨滴在空氣中也會受到浮力，故B錯誤。
4.教材第170頁探索活動：測量浸沒在水中的鋁塊所受的浮力
實驗過程 _____________________________________________________________
實驗結論 浸沒在水中的鋁塊受到了浮力的作用，浮力的大小等
于甲、乙圖中彈簧測力計示數之差
典例2 彈簧測力計下掛著一個鐵球，靜止時彈簧測力計的示數是
，把鐵球浸沒在水中，鐵球受到的浮力是 ，則此時彈簧
測力計的示數為____ ，鐵球受到浮力的施力物體是____。
17
水
解析：由可得， ；
鐵球受到的浮力的施力物體是水。
5.教材第171頁探索活動下：決定浮力大小的因素
實驗過 程 ____________________________________________________________________________________________
實驗結 論 物體在液體中所受的浮力大小，跟它浸在液體中的體
積、液體的密度有關，與物體浸沒在液體中的深度無關
典例3 探究浮力的大小跟哪些因素有關的
實驗情形如圖所示，其中所用金屬塊 和塑
料塊的密度不同，但重力均為 ，下列
分析正確的是( )
A
A.金屬塊浸沒在水中時，受到浮力的大小為
B.利用甲、乙，可以探究浮力的大小與物體體積的關系
C.利用乙、丙，可以探究浮力的大小與液體密度的關系
D.利用丙、丁，可以探究浮力的大小與物體密度的關系
解析：由題圖乙可知，金屬塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數為
，所以金屬塊 浸沒在水中受到的浮力
，故A正確；比較題圖甲、乙，金屬塊 浸入水中的體
積不同，所以可探究的是浮力與物體浸入水中的體積關系，而不是
物體體積的關系，故B錯誤；比較題圖乙、丙，體積不同的金屬塊
與塑料塊 ,除了體積不同之外，密度也不同，因此不可以探究浮力
的大小與液體密度的關系，故C錯誤；比較題圖丙、丁，塑料塊 浸
沒在水和酒精中，彈簧測力計的示數不同，說明塑料塊所受的浮力
不同，所以可以探究浮力的大小與液體密度的關系，故D錯誤。
教材第171頁
因為死海里的水含鹽量高，密度大，所以在同等條件下人在死海里
受到的浮力更大，因此能躺在水面上看書。
1.阿基米德靈感的啟示
2 000多年前，古希臘學者阿基米德在洗澡時，看見浴缸里的水向
外溢，突然意識到物體浸在液體中的體積就等于物體排開液體的體
積，即，并由此計算出了王冠的密度，鑒定出王冠不是用
純金制成的。
在阿基米德靈感的啟發下，我們可以進行如下推理。
2.教材第172頁探究實踐：浮力大小與排開水所受重力的關系
實 驗 思 路 使用彈簧測力計利用稱重法測出物體所受的浮力 ，收集實
驗中物體排開的液體，利用差量法測出物體排開液體所受的重
力，比較與 的大小關系。
實驗器材：彈簧測力計、多個大小不同的物體、細線、溢水
杯、小桶、水等
實 驗 過 程 _______________________________________________________________
（1）用彈簧測力計測量空桶所受的重力（如圖甲）。
（2）用彈簧測力計懸掛一個物體，讀出物體在空氣中（如圖乙）和浸在水中（如圖丙）靜止時彈簧測力計的示數，計算物體在水中所受浮力的大小，同時用小桶將排開的水收集起來。
實 驗 過 程 （3）用彈簧測力計測量裝水小桶所受的重力（如圖丁），計
算排開的水所受的重力，并把測量的實驗數據記錄在表格中
_______________________________________________________________________________________________________________________________
實 驗 結 論 浸在液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開
的液體受到的重力，即
交 流 反 思 （1）實驗時，在溢水杯中要裝滿水，若未裝滿，則測出的
會偏小。
（2）實驗時，可先將溢水杯中多加一些水，使水從溢水口溢
出，當水不再溢出時水面剛好與溢水口相平，倒掉小桶中的水
后再進行實驗操作。
交 流 反 思 （3）實驗中要先測空桶的重力，再測小桶和排開水的總重
力，這樣可避免因桶內水有殘留而造成誤差。
（4）“浸在液體中”包含兩種情況：浸沒和部分浸入，前者
，后者 ，兩種情況均可通過實驗得出
典例4 （嘉興中考）如圖所示，某課外興趣小組的同學利用彈簧測
力計和量筒研究“浮力大小與排開液體多少的關系”，設計了如下實
驗步驟和數據記錄表格。
①在量筒中加入水，讀出量筒內水面位置的刻度。
②把系有細線的鐵塊掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出鐵塊的重力。
③把掛在彈簧測力計下的鐵塊浸沒在盛有水的量筒里，再次讀出彈
簧測力計的示數。
④讀出量筒內水面位置升高后的刻度。
⑤計算鐵塊排開水的體積，求出鐵塊排開的水受到的重力。
鐵塊浸沒時 彈簧測力計 的示數/ 鐵塊在水 中受到的 浮力/ 水的體 積/ 水和鐵塊 的總體積/ 排開水的 體積/ 排開的水
受到的重
力/
實驗過程中，小組同學發現設計的表格中缺少一項，該項是______
_________。補充完整后，完成實驗。分析數據得出結論：浸在液
體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到
的重力。
實驗后，該組同學進行了反思。
鐵塊
的重力/
（1）量筒中不能加入太多的水，否則無法直接測出_____________
_____，從而不能得出實驗結論。
水和鐵塊的總
體積
解析：向量筒中加入“適量的水”，水不能太多，否則在放入鐵塊后，
水面位置升高超過量筒的量程，不能得出水和鐵塊的總體積，進而
不能得出排開水的體積，從而不能得出實驗結論。
（2）通過以上實驗得出的結論不可靠，理由是______。
ABC
A.沒有進行多次重復實驗
B.沒有換用其他液體進行實驗
C.沒有進行物體部分浸入水中時的實驗
解析：為了得到普遍結論，應換用不同液體進行實驗，并進行物體
部分浸入水中時的實驗。多測幾組數據進行分析，從而得出結論，
故A、B、C都正確。
解析：實驗中，要利用稱重法測浮力，需要用彈簧測力計測量鐵塊
的重力，故表格中缺少“鐵塊的重力/ ”。（單位勿丟）
. .
3.阿基米德原理
內容 浸在液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體
排開的液體受到的重力
公式 ________________________________________________________________________
不僅液體會產生浮力，氣體也會產生浮力。阿基米德原理
同樣適用于氣體浮力的計算，即 。
典例5 如圖所示，甲、乙、丙、丁四個小球的
體積相等，受到的浮力最小的小球是( )
A
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解析：由題圖可知，酒精中甲漂浮、乙懸浮，
水中丙懸浮、丁沉底，，因 ，
所以由可知， ，則受到的
浮力最小的小球是甲。
4.浮力產生的原因
我們以浸沒在液體中的長方體為研究對象探究浮力產生的原因。浸沒
在液體中的長方體的六個面分別受到液體對其的壓力，如下表所示。
位置 深度 壓強 壓力 圖示
前、后 兩個面 相等 相等 、 是一對 平衡力，合力為零 ___________________
左、右 兩個面 相等 相等 、 是一對 平衡力，合力為零 上、下 兩個面 上表面深 度小于下 表面深度 上表面所受壓 強小于下表面 所受壓強 ， 總結：浮力是因液體（或氣體）對物體上、下表面壓力不同而產生
的。 接觸面間無液體浸潤
特別提醒
不是所有浸在液體中的物體都受浮力作用
若浸入液體中的物體下表面和容器底部緊密接觸（接觸面間無液體
浸潤），則液體對物體向上的壓力為0，物體將不受浮力的作
用。如圖所示，和容器底緊密接觸的蠟塊、沉入河底的橋墩，都不
受浮力的作用。
教材第174頁
彈簧測力計的示數逐漸變小，最后為0。因為浸在液體里的物體，
受到的浮力等于物體排開的液體受到的重力，所以隨著塑料袋緩慢
浸沒在水中，塑料袋受到的浮力逐漸增大，因此彈簧測力計的示數
逐漸減小，直至浮力與重力相等時，彈簧測力計的示數為0。
1.物體常見的浮沉現象（如圖所示）
上浮和下沉都是不穩定的狀態，上浮的物體最終會浮出液面，而處
于漂浮狀態；懸浮的物體可以靜止在液體中的任何位置；下沉的物
體最終則會沉到底部處于靜止狀態。
2.物體的浮沉條件
（1）物體在液體中的浮與沉取決于浮力與重力的大小關系
狀態 物體浸沒在液體中 物體部分浸在液體中
上浮 懸浮 下沉 漂浮
條件
示意圖 _______________________ ________________________ ________________________ _______________________
（2）密度與物體的浮沉（含教材第177頁思考與討論答案）
對于浸沒在液體中密度均勻的實心物體，判斷其在液體中的浮沉情
況時，可將比較其所受浮力與重力的大小關系轉化為比較其密度與
液體密度的大小關系。具體如下：
用物質密度的關系去判斷物體的浮沉情況適用于物體是
實心的情形。
3.對物體浮沉條件的理解
物體在液體中的浮沉不取決于受到浮力的大小，而是取決于物體
所受的浮力和重力的大小關系。
（1）當時，物體在液體中向上運動——上浮。隨著物體不
斷上升，物體將有一部分露出液面，物體所受的浮力也隨之減小，
一直減小到時，物體就不再上浮并處于漂浮狀態。由此可
知，物體上浮是由不平衡狀態演變為平衡狀態的過程。
（2）當 時，物體在液體中向下運動——下沉，直至容器底
部對物體產生一定的支持力，這時物體在重力、浮力、支持力的作
用下處于平衡狀態，下沉運動結束。由此可知，物體下沉是由不平
衡狀態演變為平衡狀態的過程。
歸納總結
實心物體的浮沉條件分析匯總
浮沉 狀態 上浮 下沉 懸浮 漂浮 沉底
圖示 ________________________ ____________________ ____________________ ____________________ ________________________
浮沉 狀態 上浮 下沉 懸浮 漂浮 沉底
條件
密度 關系
體積 關系 （露出水 面前）
浮沉 狀態 上浮 下沉 懸浮 漂浮 沉底
運動 狀態 受非平衡力作用，處 于動態（運動狀態不 斷改變） 可停留在 液體的任 何深度處 “上浮”過 程的最終 狀態 “下沉”過
程的最終
狀態
受平衡力作用，處于靜止狀態 辨析比較
懸浮與漂浮的異同
懸浮 漂浮
不同點 在液體中的位置 靜止在液體內部任何位置 靜止在液面
體積關系
密度關系
相同點 典例6 一個蘋果的質量為，體積為 ，用手將其
浸沒在水中時，蘋果受到的浮力為____ ，松手后蘋果將______
（選填“上浮”“下沉”或“懸浮”），當蘋果保持靜止后受到的浮力為
____ 。將蘋果露出水面的部分削去，水面以下的部分會______
（選填“上浮”“下沉”或“懸浮”）。取
1.8
上浮
1.4
上浮
解析：浸沒時，蘋果所受的浮力
；
蘋果的重力 ；因為
，所以松手后蘋果將上浮，最終漂浮在水面上，此時浮力
等于重力，即浮力為 。將蘋果露出水面的部分削去后，由
可得，蘋果受到的浮力不變，但此時蘋果的重力減
小，即浮力大于重力，因此水面以下的部分會上浮。
典例7 如圖所示是、 兩種物質組成
的物體的質量與體積的關系圖像，分
別用、 兩種物質制成體積相等的甲、
乙兩實心物體，并浸沒在水中，則松
手穩定后( )
A
A.乙漂浮，乙受到的浮力小 B.甲漂浮，甲受到的浮力大
C.乙沉底，甲受到的浮力大 D.甲沉底，乙受到的浮力大
解析：由題圖可知，甲的密度
，乙的密度
。體積相等的甲、
乙兩實心物體浸沒在水中，因為 ，所以甲、乙兩實心
物體在水中穩定后甲沉底、乙漂浮，所以 、
，因為，所以 。根據
可知， 。故選A。
1.增大和減小浮力的方法
由阿基米德原理可知，浸在液體中的物體受
到的浮力大小由液體密度和排開的液體的體積決定，故可以從改變
液體密度和改變排開的液體的體積兩方面改變浮力。
2.浮力的應用實例
應用 原理 特點 應用解讀 輪船 采用空心的 辦法，增大 排開水的體 積，增大輪 船受到的浮 力 ____________________ 輪船航行時處于漂浮狀 態，只要輪船的重力不 變，無論輪船是在海里還 是在河里， 浮沉 狀態 始終漂浮
應用 原理 特點 應用解讀 輪船 采用空心的 辦法，增大 排開水的體 積，增大輪 船受到的浮 力 它受到的浮力都不變，只 是海水、河水密度不同， 輪船的吃水線不同 （因為海水密度較大，根 據阿基米德原理 可知，輪船 在海里航行時浸在水下的 體積較小） 滿足 條件 物體的漂浮
條件：
排水 量 滿載時排開
水的質量：
應用 原理 特點 應用解讀 輪船 采用空心的 辦法，增大 排開水的體 積，增大輪 船受到的浮 力 它受到的浮力都不變，只 是海水、河水密度不同， 輪船的吃水線不同 （因為海水密度較大，根 據阿基米德原理 可知，輪船 在海里航行時浸在水下的 體積較小） 載貨 量 滿載時貨物
的質量：
應用 原理 特點 應用解讀 潛艇 靠改變自身 重力，實現 上浮和下潛 ____________________ 浸沒在水中的潛艇排開的 水的體積是始終不變的， 所以潛艇所受的浮力始終 不變。若要下潛，可充 水，使 ；若要上 浮，可排水，使 。 上浮 通過排水使
變小，
滿
足上浮條件
應用 原理 特點 應用解讀 潛艇 靠改變自身 重力，實現 上浮和下潛 ______________________ 在潛艇浮出水面 的過程中，因為排開水的 體積逐漸減小，所以浮力 逐漸減小 下潛 通過充水使
變大，
滿
足下沉條件
應用 原理 特點 應用解讀 氣球 和飛 艇 氣球和飛 艇靠充 入、排出 密度較小 的氣體來 實現升降 _________________________________ , ，當 時， 氣球（飛艇）可升上天空，若要 使氣球（飛艇）降回地面，可以 放出一部分氣體，使排開空氣的 體積減小，浮力減小； 上 浮 充入密度
小的氣
體，
應用 原理 特點 應用解讀 氣球 和飛 艇 氣球和飛 艇靠充 入、排出 密度較小 的氣體來 實現升降 對于熱氣球，加熱時內部空氣膨 脹，一部分空氣排出，球內空氣 密度變小，使浮力大于重力而上 升；停止加熱，進入冷空氣，使 重力大于浮力而落地 下 降 排出密度
小的氣
體，
應用 原理 特點 應用解讀
密度 計 二力平衡原理 和阿基米德原 理。密度計在 任何液體中都 處于漂浮狀 態，所受的浮 力等于其重力 _______ 密度計的上部標有刻 度，形狀特殊的玻璃 管下部的玻璃泡內封 裝著金屬顆粒， 可直接測量液體的密
度，密度計上的數值
表示待測液體的密度
是水密度的倍數，如
“1.6”表示該液體密度
是
應用 原理 特點 應用解讀
密度 計 二力平衡原理 和阿基米德原 理。密度計在 任何液體中都 處于漂浮狀 態，所受的浮 力等于其重力 使密度計能夠直立在 液體中。 根據阿基米德原理 可知， 越大， 越小，密度計露 出液面的體積越大。 可直接測量液體的密
度，密度計上的數值
表示待測液體的密度
是水密度的倍數，如
“1.6”表示該液體密度
是
應用 原理 特點 應用解讀
密度 計 二力平衡原理 和阿基米德原 理。密度計在 任何液體中都 處于漂浮狀 態，所受的浮 力等于其重力 所以，密度計上的刻 度數值是上面小，下 面大，且刻度之間的 間隔是不均勻的，上 疏下密 可直接測量液體的密
度，密度計上的數值
表示待測液體的密度
是水密度的倍數，如
“1.6”表示該液體密度
是
教材第179頁
一艘輪船從江河駛入大海后，始終處于漂浮狀態，故 ，因
為輪船所受的重力不變，所以它受到的浮力沒有變化。但由于海水
的密度大于江河中水的密度，所以輪船從江河駛入大海后，排開水
的體積減小。
教材第179頁
模擬潛艇的浮沉原理
2.將針筒的活塞向內推，使玻璃球內的水從底部小孔壓出，此時玻
璃球內的水量減少，玻璃球（含玻璃球內的水）受到的重力變小，
重力小于浮力，玻璃球將上浮。
3.將針筒的活塞向外拉，使水從底部小孔進入玻璃球內，此時玻璃
球內的水量增多，玻璃球（含玻璃球內的水）受到的重力變大，重
力大于浮力，玻璃球將下沉。
（玻璃球排開水的體積不變，所以玻璃球所受水的浮力始終不變）
典例8 下列關于生產和生活中物體浮沉條件
的應用的說法錯誤的是( )
D
A.圖甲：潛艇通過改變自身所受的重力實現上浮和下潛
B.圖乙：孔明燈通過加熱燈罩內空氣，利用熱空氣密度較小實現升空
C.圖丙：魚類通過改變魚鰾的大小，從而改變所受浮力的大小實現
上浮和下潛
D.圖丁：密度計通過比較在不同液體中所受浮力的大小比較液體的
密度
解析：密度計使用時漂浮在待測液體中，所受的浮力始終等于重力。
比較不同液體密度大小的原理是在浮力不變時，液體的密度越大，
密度計排開液體的體積越小。

展開更多......

收起↑