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1、第十章 流体的力现象 第3节 科学探究：浮力的大小 1 课堂导入 复习 1.浮力产生的原因？ F向下 F向上 F浮 = F向上 -F向下 2.利用弹簧测力计测量浮力大小的方法？ F浮 G F F浮 + F = G F浮 = G F 测量G 浸入水中,读出 测力计的示数F 问题 浮力的大小和什么因素有关系 ？ 美丽传说 这是一个流传很久的传说：古希 腊有一位伟大的科学家，叫阿基 米德，他在洗澡时发现，身体越 往水下浸，从盆中溢出的水越多 ，感到身体越轻。通过进一步研 究，阿基米德发现了浮力的规 律。 阿基米德的传说 2 课堂活动 一、浮力大小与什么因素有关 船运载货物的 多少与船的大 小有关,我
2、猜想 浮力可能与物 体的体积有关 。 木头能漂在水面上, 铁块会沉入水底,所 以我猜想浮力和物 体的密度有关。 浮力是在液体中产 生的，不同深处， 液体压强不同，浮 力可能也不同。 液体对物体产生 浮力,浮力的大小 可能与液体的密 度有关。 有什么猜想？说出依 据。 影响浮力大小的因素实验探究 体积相同的铁块和铝块、大铁块、 一杯清水、 一杯 浓盐 水、弹簧测力计、细绳。 实验器材 实验内容 将铁块、铝块、大铁块分别浸没在清水、浓盐水中 ，测量其收到的浮力，填入表格中。 大铁块铝块铁块 清水 浓盐水 实验数据 分析数据，比较各种情况中浮力的测量值，验证你的猜 想。 物体所受浮力的大小与物体浸在
3、液体中的体积 关系 ，与液体密度 关系。 有 有 实验结论 1.浮力的大小与物体的密度和物体体积无关。 2.浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。 实验数据表明： 清水 清水 问题 浮力和液体密度、物体浸在液体中的体积有没有进一步 定量的关系呢？ 二、阿基米德原理： 物体金在液体 中的体积，就 是物体排开液 体的体积。 质量等于密 度乘体积。 可见上面的结论也可 表述为：物体所受的 浮力大小与它排开的 液体质量有关。 排开液体的体积 液体的密度 = 排开液体的质量猜 想 ： 实验探究浮力大小与排开液体的关系 弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、小石 块。 溢水杯 实验器材 实验步骤 (
4、1)测出石块的重力G、小桶的重力G桶。 (2)在溢水杯中加满水，用测力计悬挂物块没入水中,读出示数F 。 (3)把溢出的水倒入小桶中，测量小桶和水的总重 力。 (4)分析数据，归纳结论。 图1图2 图4图3 物体的 重力G 物体在液体 中测力计示 数F 浮力F浮 小桶的 重力G桶 小桶和 排液的 总重G总 排开液体 的重力G排 2N1.2N0.8N1.2N0.4N0.8N 分析数据得出结论： 1.阿基米德原理 ： 2.公式 ： 3.适用范围：液体和气体 浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的 大小等于它排开的液体所受到的重力。 F浮=G排 4.对原理的理解: 物体“浸在液体里”包括“全部浸
5、入（即浸没）”（V排=V浸 =V物）和“部分浸入”（V排=V浸V物）两种情况。 阿基米德 浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。 F浮=G排=m排g= 液 gV排 阿基米德原理表明，浮力大小只和 液 、V排有关，与物体的形 状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是漂浮、悬浮、 沉在水底、还是运动等因素无关。 物体在水中受到的浮力大小等于它排开的水所受到的重力 讨论交流死海之谜 在死海，海水的密度很高1.18103kg/m3。 人们可以轻松地在海面仰卧，甚至还可以 看书呢！你知道这是什么道理吗？提出你 的解释，和同学交流。 死海中的惬意 死海海水的密度太大了,比人体的密度大得多（人体的密
6、度略大于 1.0103kg/m3）,所以人的身体只要有一多半浸在在水面之下,所受到的浮力 就等于人受到的重力.人在死海里游泳时,可以躺在水面上看报纸,要想沉入 水中可就要费好大的气力，潜入水中还会被海水托出水面来。 例题 边长为3cm，密度为2103kg/m3的一个立方体橡皮泥块，浸 没在水中，受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小 船，浮在水面，小船所受浮力是多少？（取g=10N/kg） 分析:(1)根据阿基米德原理，橡皮泥块受到的 浮力等于它所排开的水所受的重力。 (2)如果把橡皮泥捏成小船，因其处于二力平 衡状态，所以浮力等于橡皮泥所受的重力。 解：如果橡皮泥块浸没在水中，它排开水
7、的体积为: V排=V橡=0.03m0.03m0.03m=2.710-5m3 排开的水受到的重力为： G排=水gV排=1103kg/m32.710-5m310N/kg=0.27N 根据阿基米德原可知：F浮=G排=0.27N 如果把这块橡皮泥捏成小船，橡皮泥的质量不变，其所受重力不 变。橡皮泥在水中漂浮时处于二力平衡状态，因此： F浮=G橡=橡V橡g =2103kg/m32.710-5m310N/kg=0.54N 3 课堂小结 本堂重点：理解阿基米德原理,会用阿基米德原理计算浮力大 小。 本堂难点：通过实验探究知道影响浮力大小的因素。 典例分析 4 考点一：阿基米德原理的理解 【典型例题1】 （2
8、019 武威）潜水器在水面下匀速下潜过程中（假定 海水的密度不变），受到的浮力_（选填“变大”、 “不变”或“变小”），潜水器下表面受到的压强_ （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 不变 变大 【迁移训练1】 竖直向上 （2019 内江 ）质量为8kg的木块漂浮在水面 上，它受到的浮力大小为 N浮力的方向 是 。（g10N/kg） 80 【典型例题2】 考点二：利用阿基米德原理进行计算 （2019 湘西州）一个体积为110-3m3的铁球全 部浸没在水中，它受到水对它的浮力为 N（水 的密度为1103kg/m3，g=10N/kg）。 10 【迁移训练2 】(2019 上海)体积为 210-3米3的金属块浸没在水 中。求金属块受到的浮力大小F浮. 解： 金属块浸没水中，则V排V金2103m3， 金属块受到的浮力：F浮水V排g 1.0103kg/m32103m39.8N/kg19.6N。 答：金属块受到的浮力为19.6N。