浙教版八年级上科学《水的浮力》讲解

实验探索——鸡蛋的沉浮1、将鸡蛋放入盛水的杯中，观察鸡蛋的沉浮；2、逐渐向水中加入盐，观察鸡蛋的沉浮；为什么淹不死他们？是神在保护他们吗？不会游泳的人在死海里为什么不会被淹死？为什么潜水艇在水中沉浮自如?水底下的乒乓球为什么会浮到水面？将旋紧的空矿泉水瓶压入水中时，手有什么感觉？将瓶释放后，瓶将怎么样？一.浮力问题2问题1在水中能上浮的物体受到向上的浮力。以上现象说明什么问题？在水中下沉的石块，铁块等物体是否也受到浮力作用呢？GF拉F浮结论：F浮+F拉=G即：F浮=G－F拉结论:在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。思考：气体也能产生浮力吗？所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。气球、热气球为什么能飞向天空？你能得出什么结论？浮力所有的液体和气体都会对浸入其中的物体产生一个向上托起的力,这个力叫浮力。1、浮力方向：2、施力物体:3、作用点：竖直向上液体(或气体)在物体的重心上设想有一个立方体的浸没在水中它的六个表面都受到压力。左右两侧受到的压力有何关系？前后两侧受到的压力有何关系？上下两面受到的压力有何关系？浮力产生的原因上下两个面的压力的差就是液体对物体的浮力。F浮＝F向上－F向下浮力的实质：是液体（或气体）对物体向上和向下的压力差，方向总是竖直向上。小结:1、在水中会上浮的物体受到向上的浮力。2、在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。3、所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。浮力的方向：竖直向上4、不但液体会产生浮力，气体也会产生浮力。1.一个盛水的杯中悬浮着一个小球，杯子放在斜面上，如图，此处小球受到的浮力方向如何？答：竖直向上。思考：2.一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称时，示数为27牛，把它浸没在水中称时，示数为17牛，它受到的浮力是多少牛？解：F浮=G-F=27牛-17牛=10牛答：它受到的浮力是10牛。F浮GF3.桥墩受到浮力了吗？没有，因为桥墩的底面没有受到水的向上的压力。4、如图所示，两个正方体物块A、B分别与容器底部和侧壁紧密接触（即容器壁与物体间无液体），往容器中倒水。则下列说法正确的是（）A.都受浮力B.都不受浮力C.A物块受浮力、B物块不受浮力D.A物块不受浮力、B物块受浮力BAD提出问题：浮力的大小与哪些因素有关？作出假设：浮力的大小可能与物体的质量有关；浮力的大小可能与物体的体积有关；浮力的大小可能与液体的密度有关；浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关；……探究：浮力与物体排开水的关系实施步骤：1、溢水杯盛满水，如图放置（水面与杯口低处齐平）；2、用弹簧秤测量出石块的重力G；4、把石块浸入水中，用小烧杯收集从溢水杯中排出的水，并读出弹簧秤的读数T；5、用弹簧秤测出小烧杯+水的重力G2；3、用弹簧秤测出空杯的重力G1.则有F浮=G–T则有G排=G2–G1实验记录：实验结论：F浮=G排水G物F拉F浮G杯G杯+水G排水F浮与G排水关系浸在水中的物体所受浮力等于物体排开水的重力。若把水换成别的液体,仍然可以得到类似的关系,这个关系称为：即：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。从公式可看出，物体所受浮力的大小与液体的密度大小有关，与物体排开液体的体积多少有关，与物体浸入的深度无关。公式：F浮=G排=ρ液gV排注意：1.对阿基米德原理理解应注意：（1）公式中是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。（2）公式中V排是物体浸入液体时排开液体的体积。物体可以完全浸入，也可以是部分浸入。（3）阿基米德原理也适用于气体，此时公式中的ρ液应该为ρ气2.用阿基米德原理进行计算时，注意计算过程中的单位要统一。1.浸在液体里的物体受到______的浮力，浮力的大小等于它____________受到的重力。向上排开的液体2.弹簧秤的下端吊着一个金属球，弹簧秤的示数是10牛，当金属球慢慢浸入水中时，弹簧秤的读数将______，金属球受到的浮力将____。（选填“变大”或“变小”）若将金属球的一半浸在水中时，弹簧秤的示数是8牛顿，这时金属球受到的浮力是_____牛。变小变大2例题：解:2.34kg钢的体积:因为钢块浸没,故V排=V钢=3×10-4m3f浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×3×10-4m3=3N答:钢块受到的浮力为3N.m铁ρ铁2.34kg7.8×103kg/m3V钢===3×10-4m3例3：2.将一物体悬挂于弹簧秤下，在空气中称量时，弹簧秤示数为18N，将物体全部浸入水中称量时，弹簧秤的示数为8N，则物体所受水的浮力为____N，将物体浸没在水中的深度增加，它受到水向上的浮力__________1010N(或不变)3、关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中不正确的是[]A．浮力的方向竖直向上；B．浮力的施力物一定是水；C．浮力的大小与排开液体的质量成正比；D．实心的铁球也能浮在液面上．C解法一:在空气中:G=3.12N在水中,由力的平衡得:f浮+F测=Gf浮=G-F测=3.12N-2.5N=0.62N由f浮=ρ液gV排得:V球=V排=f浮/(ρ液g)=0.62N/(1×103kg/m3×10N/kg)=6.2×10-5m33.12N的铁应有的体积:V铁=m铁/ρ铁=G/(ρ铁g)=3.12N/(7.8×103kg/m3×10N/kg)=4×10-5m3V铁V球铁球空心例4：解法二：3.12N的铁应有的体积:V铁=m铁/ρ铁=G/(ρ铁g)=3.12N/(7.8×103kg/m3×10N/kg)=4×10-5m3全部浸入水中受到的浮力为:F浮=ρ铁gV铁=7.8×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4Nf浮=0.62Nf浮=G-F测=3.12N-2.5N=0.62N可见是铁球空心6、一个体积为1000厘米3的物体浮在液面上，受到的浮力大小为3.92牛，画出这个物体的受力示意图，并求出这个物体的密度。重力与浮力二力平衡：G=mg=3.92Nm=G/g=3.92N/9.8N/kg=0.3kgρ物=m/V=0.3kg/1000×10-6m3=0.3×103kg/m3解:浮力的计算方法（一）力的分析法——力的平衡（1）测量法——三力平衡F浮＋T=G（下沉的物体）（2）二力平衡F浮=G（漂浮和悬浮的物体）（二）阿基米德原理：F浮=G排=m排g=ρ液V排g（任何情况）3、浮在水面上的木块，浸入水中部分是80厘米3，露出水面部分是40厘米3，根据已有的条件，至少求出4个有关的科学量．1、一木块的质量是500g，漂浮于水面。求：（1）木块受到的浮力；（2）木块浸入水中的体积。2、弹簧秤下吊着重为14.7N的金属块，当金属块浸没在水中时，弹簧秤的示数为9.8N，求（1）水对金属块的浮力；（2）金属块排开水的体积（g取9.8N/kg）课堂练习：比比谁厉害？5、一个不规则的实心物体，质量为55克，放入装满纯水的烧杯中，沉入底部排开0.5牛的水。然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止。求：（1）物体在纯水中所受的浮力；（2）物体的体积；（3）物体悬浮时盐水的密度。0.5N50cm31.1×103kg/m36、质量为270g的铝球悬浮于水中，求(1)球受到的浮力应是多少？(2)球的体积应是多少？(3)球中间空心部分的体积是多少？（ρ铝=2.7×103kg/m3ｇ＝9.8N/kg）7、如下图，一量筒内盛有某种液体，底部沉入一附有细线的铁块，此时液面的示数为Vl，现将一密度为ρ的球体用细线系在铁块上，使球体完全浸没在液体中，这时量筒中液面上升到V2，若断开细线，则球体上浮露出液面，稳定后量筒中液面至V3，求该液体的密度。8.轮船的排水量是指轮船满载时所排开水的质量，而事实上通常用轮船与轮船装满的货物质量的总和来表示。现有一艘轮船，其质量为1000t，装4×103t货物时为满载。（1）满载时这艘轮船受到得浮力是多少？（2）这艘轮船的排水量是多少？（g取9.8N/kg）（3）这艘轮船从淡水海域驶向咸水海域时，轮船受到得浮力会改变吗？轮船浸没在水中部分有无变化？4.9×107N5×106kg不变轮船水下部分减小把外观相同的3只乒乓球（里面分别装入不同质量的沙）放在水中，结果发现；一只，最终；一只，最终；一只，最终。上浮漂浮在水面悬浮在水中下沉沉入水底静止上浮的物体是否浮力较大，而下沉的物体是否浮力就较小呢？GF浮F浮＜GF浮＞G漂浮GF浮F浮=G悬浮沉底GF浮一个实心物体浸没在液体中，你能否根据物体密度与液体之间的关系，对物体的浮沉作出判断？试推导出这些关系。G物=mg=V物ρ物g当物体浸没在水中时：V排=V物故有：ρ液＞ρ物F浮=ρ液gV排当F浮＞G物时，物体上浮即：ρ液gV排＞V物ρ物g当F浮=G物时，物体悬浮即：ρ液gV排=V物ρ物g故有：ρ液=ρ物当F浮＜G物时，物体下沉即：ρ液gV排＜V物ρ物g故有：ρ液＜ρ物看图尝试运用所学知识解释潜水艇的工作原理将冰块投入到酒精中，会上浮还是下沉,或者是悬浮呢?当油轮发生漏油事件时,往往在海面上形成“海上沙漠”。你知道它是怎么形成的吗？刚放入水中的汤圆煮熟的汤圆你知道哪是煮熟的汤圆呢？你是怎么判断的？为什么？状态受力情况密度关系最终状态上浮悬浮下沉F浮＞GF浮=GF浮Gρ液＞ρ物ρ液=ρ物ρ液＜ρ物漂浮到液面沉到底部液体里任何位置四、物体浮沉的条件五、物体浮沉条件的应用把一块橡皮泥放在水面上，橡皮泥将。将橡皮泥捏成碗状再放在水面上，橡皮泥将。入水底沉浮在水面铁块在水中会下沉，而轮船的船壳却是用钢板制造的，为什么能漂浮在水面上？当玻璃球中的水被排出时，玻璃球将；当水进入玻璃球时，玻璃球将。浮出水面沉入水底在一根塑料吸管的下端口粘一块橡皮泥，将它先后放在水和盐水中，在吸管上分别标出两种液面所对的位置。密度计同样一根密度计在测清水和酒精时,哪个受到的浮力大?排开液体的体积何者大？