第3节水的浮力(第二课时)

从洗澡的故事说起:关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。二、阿基米德原理。既然气体和液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力，但浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？【提出问题】阿基米德浮力的大小跟哪些因素有关呢？1.塑料瓶浸入水中的体积越大，手会感觉越费劲。根据这一事实，你认为浮力大小可能跟哪些因素有关？2.建立假设：浮力的大小跟，排开的液体越，受到的浮力越。物体所排开液体的多少有关多大【实验】将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，测力计的读数逐渐变小，浮力逐渐增大。结论：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。那么，如何定量的证实这个结论呢？【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）。如何测？利用右图的实验器材，讨论：如何利用这些器材进行实验？怎么样安排实验的步骤？（4）将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水;（5）将上述数据填入下面的实验数据登记表内。物块的重G物块浸入水中后测力计的读数F物块排开水的体积V排水物块受到水的浮力F浮＝G-F物块排开的水受到的重力G排液＝ρ液gV排液【得出结论】F浮＝G排水5N4N1N1.0×10-4m31N物块的重G物块浸入水中后测力计的读数F小桶的重G桶物块受到水的浮力F浮＝G-F物块受到的浮力F浮与被排开的水的重G水的关系小桶和被排开的水的重G桶+水被排开的水的重G水1N4N2.5N3.5N5N1NF浮＝G排液（1）内容：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。即：F浮＝G排液阿基米德原理：G排＝m排g应当设计怎样的实验数据记录表？然后交流讨论，给出实验步骤。【实验步骤】（1）在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下；（2）将物块悬挂在测力计上，用测力计测出物块的重G；（3）将物块浸没在溢杯的水中，读出测力计的读数F；（2）公式：F浮=G排液=ρ液gV排液。由公式可知浮力的大小决定于液体的密度ρ液和排开液体的体积V排。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。F浮ρ液gV排液NKg/m3N/kgm3单位：F浮=G排液=ρ液gV排液。三、阿基米德原理的理解和运用。1、对阿基米德定理F浮＝G排液＝ρ液gV排液这个公式的理解应注意：（1）公式中ρ液是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。（2）公式中V排液是浸入液体时，排开液体的体积。物体完全浸入，V排液＝V物；物体部分浸入，V排液＜V物。（3）浮力只跟物体排开的液体受到的重力有关，而与其他因素无直接关系。※与物体浸入液体的深度无关：把物体压入水中，感觉浮力变大，这时候是从水面压入水下，当完全浸入后，就不会感觉到更吃力了，用物块挂在测力计下的实验来说明；※与物体的形状无关：用橡皮泥变形挂在测力计下的实验来补充说明。体积为500厘米3的物体，当它浸没在水中时，受到的浮力有多大？解：V＝500cm3＝5×10－4m3F浮＝ρ液gV排液＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10－4m3＝4.9N答：物体受到的浮力为4.9牛当它有1/3露出水面时，受到的浮力是多大？1、将两个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，发现弹簧秤减小的示数相同，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AABC2、将体积相同的A、B、C三个小球投入水中,出现如图所示的三种情况，下列关于对三个小球受到的浮力大小的说法正确的是（）A.A球浮在水面上，受到的浮力最大B.C球沉在底部，受到的浮力为零C.A球受到的浮力与B球受到的浮力相等D.B球受到的浮力与C球受到的浮力相等D3.浸没在液体中的物体，它在液体中的深度越深，受到的浮力（）A.越大B.越小C.不变D.都有可能F浮＝ρ液ｇV排液ρ液不变，V排＝V物，F浮相等。C4、一实心铁球分别浸没水、酒精、水银中，受到浮力最大的是（）A、水B、酒精C、水银D、无法确定水酒精水银C5.体积相同铜球、铁球、铝球，分别浸没在水中，比较它们所受到的浮力的大小，有（）A．铝球受到的浮力最大B．铜球受到的浮力最大C．铁球受到的浮力最大D．三个球受到的浮力一样大水酒精水银D6.体积为3×10－4米3的金属块浸没在水中。求：（1）该金属块排开水的体积V排。（2）该金属块所受到的浮力（1）∵金属块浸没在水中∴V排＝V物＝3×10－4米3（2）F浮＝ρ液gV排＝1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×3×10－4米3＝2.94牛7.某同学在“探究浮力大小跟什么因素有关系”时，做了右图所示的实验。（1）请将表格内容填写完整。（2）由实验数据可以得出：浸在液体中的物体所受的浮力与有关系。图19次数1234G/N3.653.603.50F/N04.00.350.40.5液体密度8.如图所示，小明做了这样一个小实验：在水桶中装多半桶水，用手把空的饮料罐按入水中，体会饮料罐所受浮力及其变化，同时观察水面高度的变化。依据这个小实验，对“浮力的大小与什么因素有关?”这一问题，你做出的猜想是______________。（2）为验证阿基米德原理，实验需要比较的物理量是______________。（3）下图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，通过图中_____________两个步骤测出了浮力（选填代号即可）。（4）小明同学利用上面实验中的器材和木块，进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。但实验过程中有一个步骤与上图不同，这个步骤是_______________（选填代号即可）。浮力的大小与排开水的多少有关浮力和排开水的重力B和CC9.为了探究浮力的大小与哪些因素有关，小林同学提出了一些猜想与假设，并进行了一些相关实验。如图所示是小林运用相关知识设计了的三个实验。请你在认真观察每个实验的基础上，回答下列问题：（1）实验一是想验证浮力的大小与的关系；（2）实验二是想验证；（3）实验三是想验证浮力的大小与的关系；（4）通过对上述三个实验的分析、归纳，你能得出的实验结论是：物体在液体中所受浮力的大小跟和有关。（5）根据你学过的知识与生活经验，你认为浮力的大小与物体的密度有关吗？答：（填“有关”或“无关”0.6N0.5N水实验三盐水0.6N0.4N0.6N0.6N实验二实验一水水水水水盐水物体排开液体的体积浮力与物体浸入的深度的关系液体密度液体密度物体排开液体的体积无关