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1、水的浮力 ( 一) 学习目标 1.认识水及其他液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用，确 认空气也有浮力。 2.能通过实验的方法， 探究浮力大小跟哪些因素有关，并概括出 阿基米德原理。 3. 能用测力计测量浮力，能用阿基米德原理计算浮力。 课堂学习设计 课前准备 1.形状不规则的小石块和小木块的密度应如何测定? 答 测小石块的密度可用排液法，具体方法是: 先用天平称出 小石块的质量 m ，然后用量筒装适量水，水的体积为V1，再将小石块 用细线扎住浸在量筒中的水中，读出水和石块总体积V2，根据密度 公式得 石 12 VV m 测小木块的密度应用助沉法，具体方法是: 先用天平称出小 木块质量 m
2、，然后用量筒装适量水，测出水和助沉的石块或铁块的体 积 V1，再将木块和铁块或石块完全浸没在水中，测出总体积V2，则有 木 12 VV m 2.测小石块和小木块密度的方法为什么不同?是由于什么原因造 成的? 答 是由于它的密度与水的密度相比较有所不同造成的。石块 密度比水大，自己能沉在水中，而木块密度比水小，必须用石块或铁 块等来帮助它浸没在水中，所以具体测定方法有所不同。 科学探究 一、浮力的存在 1.实验: 将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时，手会感觉到有 一个力将手往上推，将瓶释放后，瓶将上浮最后浮在水面上。 结论 在水中会上浮的物体受到向上的浮力。 2.实验: 将一个钩码挂在弹簧秤下，记
3、下弹簧秤读数，再将钩码 浸入水中，记下弹簧秤的读数，会发现钩码浸入水中后，弹簧秤读 数变小了。 结论 在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。不仅是 水，所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。 3.实验证明 : 气体也会产生浮力。 二、浮力的测量阿基米德原理 1.浮力的感觉。 提问 当你躺在浴缸的水中时，你会有什么感觉?水发生了什 么变化 ?这说明了什么问 题? 当我们躺在浴缸的水中时， 会有一种变轻的感觉， 好像有一种力 将人托起，同时我们还可以发现浴缸中的水面比原来升高了。这说明 人受到了浮力的作用， 并且受到的浮力可能跟物体排开水的多少存在 着一定的联系。 2.探究: 浮力与物体
4、排开水的关系。 (1)提出问题 : 浮力与物体排开水的多少有关系吗?有什么关 系 ? (2)建立假设 : 浮力大小与物体排开水的多少成正比。 (3)设计实验 : 实验器材 : 弹簧秤、烧杯、水、量筒、溢杯、物块。 实验步骤 : a.在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下； b. 将物块悬挂在弹簧秤上，用弹簧秤测出物块的重G ； c. 将物块浸没在溢杯的水中，读出弹簧秤的读数F； d.将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水； e. 将上述数据填入下面的实验记录表中: 物 块 的 重 G 物 块 浸 入 水 中 后 弹 簧 秤 的 读 数 F 物 块 排 开 水 的 体积 V排水 物块受
5、到 水的浮力 F浮G-F 物块排开的 水受到的重 力 G排水=水gV 排水 (4)分析实验数据，得出结论 F浮G排水=水gV排水( 关系式 )。 3.上述关系就是著名的阿基米德原理，它也适用于其他的液体。 (1)阿基米德原理的文字表达 : 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； (2)数字表达式 : F浮=G排液液gV排液； (3)阿基米德原理也适用于气体。 4.对阿基米德原理理解的几个注意问题: (1)公式中的 液是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。 (2)公式中的 V排液是物体浸入液体时，排开液体的体积，而不是 液体的总体积， 也不是物体的体积
6、。 当物体完全浸入 (即浸没) 液体中 时，V排液恰好等于物体本身的体积V物；当物体只部分浸入液体中时， V排液3.12 牛 所以是空心的。 解法三 : 比较体积。先根据铁球在空气中的重力和铁的密度，求 出有此重力的实心铁球应有的体积V应，然后由浮力求出铁球的实际 体积，再比较这两个体积，即能判定铁球是否空心。 V应 g G 铁 =0.410 -4 米 3 V实V排水0.6310 -4 米 3 因为 V实V应，所以此铁球是空心的。 答 此球是空心的。 课内练习 1.阿基米德原理可用公式F浮gV表示，式中 是液体的密 度， V是物体排开液体的体积， 浮力的方向是竖直向上的。 2.弹簧秤的下端挂着
7、一只装满水的薄塑料袋(袋本身体积和重力 不计)，秤的读数为 20 牛，若将它完全浸入水中，它受到的浮力F浮 20 牛，此时弹簧秤的读数为 0 牛。 3.如图 1 一 23 所示为一平底试管，长为l1，横截面积为S，倒 扣并漂浮在水面上，其露出水面的长度为l2，进入管内的水柱长为 l 3，水的密度为 , 则试管受到的浮力为 . ( D ) A.gSl1 B.gS(l1l2) C.gSl2 D.gS(l1l2 l3) 4.边长为 10 厘米的正方体木块，放入水中后，有 5 2 的体积露出 水面。求该木块受到的浮力。 解 V木10 -3 米 3 V排水610 -4 米 3 F浮水gV排水5.88 牛
8、 课时小结 重点:1. 浮力的存在。 2.浮力的概念和公式。 3.有关浮力的简单计算。 难点:1. 对浮力测量的探究。 2. 对浮力概念和公式的理解。 课外同步训练 基础过关 1.水下 6 米深处有一条体积为300 厘米 3 的鱼，它受到的浮力为 2.94 牛，这条鱼若再向上游5 米，则它受到的浮力将不变。 ( 假 设鱼本身体积不变 ) 2.下列有关阿基米德原理的说法中，错误的是 ( A ) A.浸在液体中的物体所受到的浮力， 就是物体所排开液体的重力 B.物体在液体中所受的浮力， 其大小等于物体在液体中所减轻的 重 C.物体浸没在液体中所受的浮力， 其大小等于物体体积和液体密 度及常数 g
9、的乘积 D.浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体所排 开的液体受到的重力 3.如图 124 所示是探究阿基米德原理的实验装置图，请对实际 步骤作出补充说明 : (1)甲步骤: 向溢杯中注满水。 (2)乙步骤: 在空气中先称出物体重力G ，然后将物 体浸没在水中，读出弹簧秤的示数G ，两次示数之差 (GG ) 是物体在液体中受到的浮力。 (3)丙步骤 : 两次弹簧秤示数之差 (F1F2)测出的是物体排开液 体所受的重力。比较 (2)(3) 两次实验的结果，得出结论: 浸在液体 中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排出的液体 的重力。 4.质量相同的铝球、 铁球和铜球 (铜铁铝
10、)分别浸没在水中， 三只球受到的浮力 ( A ) A.铝球所受的浮力最大 B.铁球所受的浮力最大 C.铜球所受的浮力最大 D.三只球所受浮力一样大 5.有一个边长为 L 的立方体木块，放入水中时有 4 1 L 露出水面， 求木块的密度 木。 答 木0.7510 3 千克米 3 深化提高 6.一石块在空气中用弹簧秤称得示数为G ， 浸没在水中 ( 1) 时示 数为G1，浸没在密度为2的液体中示数为G2，则 2的值为 ( A ) A. 1 1 2 GG GG B. 2 2 1 GG GG C. 1 2 1 GG GG D. 1 1 2 GG GG 7.一体积为 0.1 分米 3 的金属块挂在弹簧秤下，若将此金属块浸 没在水中后， 弹簧秤示数为 6.8 牛，求此金属块所受的浮力和金属块 的重力及密度。 (取 g10 牛千克 ) 解 V排V物0.1 分米 31.0 10 -4 米 3 F浮水gV排1.0 10 3 千克米 310 牛千克 1.0 10-4 米 31 牛 所以 G物6.8 牛+1牛7.8 牛 m物= g G物 = 千克牛 牛 /10 8.7 =0.78 千克 物= 物 物 V m = 34 10 78.0 米 千克 = 7.8 10 3 千克/米 3