五、学生实验：探究—影响浮力大小的因素(1)

在水中，人有什么感觉？在水中，人有上浮的感觉，受到了向上的浮力作用。用钢铁制造成的万吨巨轮在水中，为什么不下沉？因为万吨巨轮在水中，受到浮力的作用。水底下的乒乓球为什么会浮到水面？氢气球、热气球、气象气球为什么能腾空而起？氢气球、热气球、气象气球在空中受到浮力的作用。气体浮力演示实验介绍：步骤：（1）物块在空气中，弹簧测力计示数G（即物块的重力）。（2）将物块浸在水中，弹簧测力计示数F。③大小：“称重法”测浮力：F浮=G-F实验探究1：如图所示，用弹簧测力计、物块、细线、烧杯、水等器材，比较物块在空气和水时弹簧测力计的示数。一、认识浮力①浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它向上的托力。作用点：画在重心上②方向：竖直向上施力物：液体和气体思考：两次示数相等吗？为什么？二、影响浮力大小的因素实验猜想猜想1：浮力可能与液体的密度有关猜想4：浮力可能与物体的体积有关猜想3：浮力可能与物体浸入液体的深度有关其它猜想：……实验探究2：浮力的大小与哪些因素有关？猜想2：浮力可能与物体排开液体的体积有关设计实验——猜想1：⑴把鸡蛋放入清水中，观察出现的现象。⑴⑵⑵在清水中加盐，改变水的密度，再观察出现的现象。在清水中，鸡蛋下沉。清水中加入食盐后，盐水的密度增大，鸡蛋慢慢上浮直至漂浮的状态。实验结论：猜想1正确，浮力的大小跟液体的密度有关。观察实验：⒉两个弹簧测力计的读数一样吗？分别是多少？⒋实验说明了什么问题？⒈把同一物体浸入相同的液体中。⒊容器中的液体的液面发生什么样的变化？实验结论：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。设计实验——猜想2：⑴把物体放入清水中，观察测力计的读数F1。⑵改变物体在水中深度，再观察测力计的读数F2。⑶比较两次的读数F1和F2。测力计的读数F1=2N。测力计的读数F2=2N。结论：浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。设计实验——猜想3：物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的有关，还与物体排开液体的有关，而与浸没在液体中的无关。密度体积深度根据猜想1、2、3，得出的实验结论：实验2，浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。实验3，浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。实验1，浮力的大小跟液体的密度有关。分析归纳实验探究浮力的大小----阿基米德原理（1）提出问题由前知：F浮与液体的_____和物体_____有关。因ρ液×V排→m排×g→G排——F浮？F浮与G排有什么关系？（2）制定计划与设计实验①F浮如何测？G排如何测？②为什么要收集溢出的水？怎样使收集的水恰为排开的水？③用什么样的容器接水？如何测排开的水重？④怎样安排实验顺序最为合理，为什么？ρ液V排a.需测4个物理量：、、、；b.需算2个物理量：、。①G物＝______N；G杯＝______N；②F拉＝______N；F浮＝G物－F拉＝______N；③G杯和水＝______N；G排＝G杯和水－G杯＝_____Nc.比较F浮与G排，你发现了什么？（3）进行实验与收集证据收集实验数据：研究对象物重G/N空杯重G杯/N物体浸没水中时弹簧测力计示数F′/N杯、水总重G总/N浮力的大小F浮/N排开水的重量G排/N石块1物块0.32.21.41.80.80.81.91.31.31.31.6比较浮力的大小和物体排开水的重力，你发现了什么？4.实验结论——阿基米德原理浸在液体中的物体所受的浮力的大小（填“等于”、“大于”或“小于”）该物体排开的液体所受的。等于重力（1）公式：F浮=G排=m排g有链接（2）大小：只跟______和_______有关，与物体的ρ物、V物、m物、形状、浸没的深浅h、液体的多少都___关。（4）也适气体：F浮＝G排气＝ρ空气gV排气ρ液V排无浸没：V排_____V物部分浸入：V排＝V实浸_____V物（3）关键：找V排==ρ液gV排小结1.影响浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。2.阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。公式：F浮=G排=ρ液gV排＝G物－F示m排g=＝G杯液－G杯F浮G排ρ液gV排=＝测4量算2量测量顺序知识结构①G物③F示④G杯液②G杯二、计算浮力的方法（讨论归纳）1、称重法:F浮＝G物－F示2、原理法：F浮=G排=m排g3、公式法:F浮=ρ液gV排需知：G物、F示——弹簧测力计需知：G排或m排杯中液满时：m排=m溢需明确：浸入状态确定V排浸没：V排=V物部分浸入：V排=V浸入V物易错点：V排的单位换算1、“称重法”求浮力（利用F浮=G－F示）【例1】一个金属球在空气中称时,弹簧测力计的读数为14.7N，浸没在水中称时,弹簧测力计的读数为4.9N，求金属球浸没在水中时所受浮力的大小?【练1】一个1N的钩码，挂在测力计钩上,当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是0.87N，这个钩码受到的浮力是________N。解：已知G=14.7NF示=4.9NF浮=G-F示=14.7N-4.9N=9.8N答：金属球浸没在水中时所受浮力的大小为9.8N0.132、“阿德法”求浮力（利用F浮=G排）【例2】一个重10N的石块，放入盛满水的烧杯中，溢出水0.6kg。求石块受的浮力。（g=10N/kg)【练2】质量为300g的物体全部浸没在盛满水的容器中，溢出的水是100g，那么物体所受到的浮力是______N。（g=10N/kg)解：已知G=10Nm溢=0.6kgg=10N/kgF浮=G排=m溢g=0.6kg×10N/kg=6N答：石块受浮力为6N13、“公式法”求浮力（利用F浮=ρ液gV排）【例3】一个小球放入量筒的水中，水面由80mL上升到120mL(未溢出)。求：小球受的浮力。（g=10N/kg)练3质量5.4kg的实心铝球，将它浸没在水中，则铝球受到的浮力是多大?(ρ铝=2.7×103kg/m3,g=10N/kg)解：由ρ=m/V得V=m/ρ=5.4kg/2.7×103kg/m3=2×10-3m3又因为铝球浸没在水中，所以V排=V=2×10-3m3F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×2×10-3m3×10N/kg=20N答：铝球受浮力为20N解：已知V1=80mlV2=120mlρ水=1.0×10³kg/m³g=10N/kgV=V2-V1=120ml-80ml=40ml=40cm³=4×10-5m³F浮=ρ水gV排=1.0×10³kg/m³×4×10-5³m³×10N/kg=0.4N答：小球受浮力为0.4N4、“综合法”求浮力、密度（利用和）【例4】一金属块挂弹簧测力计下，示数为2.7N，把它完全浸没在水中时，弹簧测力计示数为1.7N。（g＝10N/kg)求：（1）F浮（2）V金属（3）ρ金属F浮=G－F拉F浮=ρ液gV排课堂练习我受到浮力大我受到的浮力大1、在如图所示的大鱼和小鱼的争论中，鱼的说法正确，这是因为两条鱼浸没在同种液体中，它们受到的浮力大小与有关。大一个2N的物体，挂在弹簧测力计上，当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是1.2N，这个钩码受到水的浮力是N课堂练习0.8AAAAA水水水盐水12345（1）若选用的操作是1、3、5或1、4、5，可研究浮力的大小与的关系。如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作，根据此图课堂练习液体的密度AAAAA水水水盐水12345（2）若研究浮力的大小与物体排开液体体积的关系，可选用的操作是（填序号）。课堂练习如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作，根据此图1、2、3AAAAA水水水盐水12345课堂练习（3）若研究浮力的大小与物体浸没深度的关系，可选用的操作是（填序号）如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作，根据此图1、3、4实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水⑴用弹簧测力计先测出石块的重力G。⑵用弹簧测力计再测出空杯子的重力G杯。1.15N0.45N实验步骤：课堂练习⑶把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数F′。⑷用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重G总。0.70N0.90N