初中科學(xué)《水的浮力》

1、 水能載舟，水能載舟， 亦能覆舟。亦能覆舟。 哈爾濱號驅(qū)逐艦哈爾濱號驅(qū)逐艦 軍軍 艦艦 鐵塊會沉在水中，船會浮在水上，鐵塊會沉在水中，船會浮在水上， 這好像是理所當(dāng)然的事情，但你有沒這好像是理所當(dāng)然的事情，但你有沒 有想過為什么鐵塊會沉下去？有想過為什么鐵塊會沉下去？ 為什么鐵做的船可以浮在水面上？為什么鐵做的船可以浮在水面上？ 一艘船可以載多重的東西呢？一艘船可以載多重的東西呢？ 死海不死 為什么為什么 淹不死他們淹不死他們 ？是神在保？是神在保 護(hù)他們嗎護(hù)他們嗎 一、什么是浮力 1.液體的浮力 F浮 浮 G船 船 據(jù)二力平衡知識，船(人)除受到 . 作用外，還受到水對它（他） . 的力，這

2、種力叫 。 豎直向下的豎直向下的 重力重力 豎直向上托豎直向上托 F浮 浮 G人 人 人躺在死人躺在死 海上看書海上看書 船浮在水面上船浮在水面上 浮力浮力 將旋緊瓶蓋的空礦泉水瓶壓入水中時，手會明顯感受 到 。 將瓶釋放后，瓶將 。 結(jié)論：水中會上浮的物體受到 。 瓶子受到水的浮力而向上頂?shù)淖饔闷孔邮艿剿母×Χ蛏享數(shù)淖饔?向上浮出水面向上浮出水面 向上的浮力向上的浮力 【實(shí)驗(yàn)】【實(shí)驗(yàn)】 哪些東西會浮起來？ 想想看，下面哪些東西會浮在水面 上？哪些會沉下去？ 軟木塞 木制餐具玻璃珠 塑料盒鉛球 石頭色拉油 阿里山神木鐵塊游泳圈 你覺得，上面的哪些物體會受到浮力的作用？你覺得，上面的哪些物體

3、會受到浮力的作用？ 浮力的大小如何測量呢？浮力的大小如何測量呢？ 稱重法：稱重法： 1. 力的測量工具是力的測量工具是 。 2. 用彈簧秤吊著物體。物體受到用彈簧秤吊著物體。物體受到豎直豎直 向下向下的的 和和豎直向上豎直向上的的 的的 作用。作用。 3. 這兩個力是一對這兩個力是一對 ：兩個力：兩個力 大小大小 ，方向方向 ，且，且 作用在作用在 上。上。 F G 彈簧秤彈簧秤 重力重力G拉力拉力F 平衡力平衡力 相等相等F=G 相反相反 一條直線一條直線 物 物 物 物 在空氣中將物體掛在彈簧秤下，記下彈簧秤 的讀數(shù)F=G物= 。 托住懸掛在空氣中的物體，記下彈簧秤的讀 數(shù)F1 。 彈簧秤

4、讀數(shù) ,因?yàn)槭謱ξ矬w有向上托的 力F2= 。 將物體浸沒在水下，記下彈簧秤的讀數(shù)F拉 = 。 彈簧秤讀數(shù) ，表明水對物體也有一個向 上托的力即浮力F浮 。 結(jié)論：在水中會下沉的物體也受到向上 的 。（條件：物體在水中會下沉） 推廣：所有的液體都會對浸入其內(nèi)的物體產(chǎn) 生一個 。 G-F1 變小變小 G G F F拉 拉 變小變小 浮力浮力 向上的浮力向上的浮力 物 物 F 稱重法：稱重法： F F浮 浮 . . G G物 物 F F拉 拉 F1 F2 F浮 浮 F拉 拉 【實(shí)驗(yàn)】【實(shí)驗(yàn)】 2.氣體的浮力。 氣體對進(jìn)入其內(nèi)的物體是否也有浮力呢？ 實(shí)例： 可以說明氣體 對物體也有浮力。 熱氣球、煙上

5、升等熱氣球、煙上升等 打足了氣的籃球，氣孔上插有打氣打足了氣的籃球，氣孔上插有打氣 針，打氣針的另一端通過導(dǎo)管、橡針，打氣針的另一端通過導(dǎo)管、橡 皮塞和氣球囊連接。導(dǎo)管閥門開始皮塞和氣球囊連接。導(dǎo)管閥門開始 處于關(guān)閉狀態(tài)，現(xiàn)將閥門打開。處于關(guān)閉狀態(tài)，現(xiàn)將閥門打開。 現(xiàn)象：現(xiàn)象： 。 表明籃球整體受到表明籃球整體受到 。 結(jié)論：氣體也會產(chǎn)結(jié)論：氣體也會產(chǎn) 生生 。 【實(shí)驗(yàn)】【實(shí)驗(yàn)】 氣球脹大，同時杠桿左端上升氣球脹大，同時杠桿左端上升 向上的浮力增大向上的浮力增大 向上的浮力向上的浮力 1、一鐵塊掛在彈簧秤上，在空氣中稱量時， 彈簧秤的讀數(shù)是32牛。把它全部浸在水中 稱量時，讀數(shù)是12牛。鐵塊受

6、到浮力是 2、判斷：所有液體都會對浸入其中的物體 產(chǎn)生浮力。 3、一質(zhì)量為5千克的鋁塊，用彈簧秤吊住 它，將其置于酒精中時，彈簧秤的讀數(shù)為 30牛。求酒精對鋁塊的浮力 20牛牛 20牛牛 二、阿基米德原理 【提出問題】氣體和液體都會對浸入其內(nèi)的物體 產(chǎn)生豎直向上的浮力，那么浮力的大小究竟和 哪些因素有關(guān)呢？ 當(dāng)你躺在浴缸的水中時，會有一種 了 的感覺，同時浴缸的水面會 。 人變輕是因?yàn)槿耸艿?。水面上升是因 為人浸入水中后， 。 變輕變輕 上升上升 水的浮力水的浮力 排開了一部分水排開了一部分水 1、探究實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn) 古希臘國王艾希羅交給金匠一塊純金，命 令他制出一頂非常精巧、華麗的王冠王冠

7、制 成後，國王拿在手里掂了掂，覺得有點(diǎn)輕他 叫來金匠問是否摻了假金匠以腦袋擔(dān)保，并 當(dāng)面用秤來稱，與原來金塊的重量一兩不 差可是，摻上別的東西也是可以湊足重量 的國王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓 言，於是把阿基米德找來，要他解此難題 一連幾天，阿基米德閉門謝 客，反覆琢磨，因?yàn)閷?shí)心的金 塊與鏤空的王冠外形不同，不 砸碎王冠鑄成金塊，便無法求 算其體積，也就無法驗(yàn)證是否 摻了假他絞盡腦汁也百思不 得其解 有一天 阿基米德由澡盆溢水聯(lián)想到阿基米德由澡盆溢水聯(lián)想到 【建立假設(shè)】浮力可能與物體所排開水的多少有 關(guān)。 【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】將物體逐漸浸入水中時，物塊排開 水的體積逐漸增多，彈簧秤的讀數(shù)逐漸 ，

8、 浮力逐漸 。 結(jié)論(定性)：物體受到的浮力跟物體排開水的多 少有關(guān)，排開的水越多，浮力 。 越大越大 變小變小增大增大 溢水杯溢水杯 實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材： 物塊物塊彈簧秤彈簧秤量筒量筒 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):要測量浮力的大小，還要測量物體排開水的多少(體積、 重力)。請利用這些器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格，然 后交流討論。 (1)在溢水杯中盛滿水，將小燒杯放在溢水杯的出水口下； (2)將物塊掛在彈簧秤上，測出物塊的重G物； (3)將物塊浸沒在溢水杯的水中，讀出彈簧秤的讀數(shù)F拉， 并計(jì)算出物塊所受的浮力F浮=G物F拉 (4)將溢水杯溢出的水注入量桶內(nèi)，測出它的體積V排，并 算出物塊所排出的水的重力

9、G排= g V排 物塊重G 物/N 物塊在水中彈簧 秤的示數(shù) F拉/N 物塊受到水的浮力 F浮= G物- F拉/N 物體排 開水的 體積 V排/m3 排開水受到的重力 G排= g V排/N 水 水 F F浮 浮= = G G排排= gV = gV排 排 水 1.1.研究研究浸沒浸沒在液體中的物體所受到的浮力在液體中的物體所受到的浮力 v阿基米德原理：浸在液體里的物體，受到向上的浮力， 浮力的大小等于 . ，即F浮 。 v同樣，阿基米德原理可以推廣到氣體的浮力上：浸在氣 體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等 于 。 地球表面上的物體一般都浸沒在空氣中： F浮= 。 物體排開的液體物體排開的液

10、體 受到的重力受到的重力 G G排液 排液 m m排液 排液g g 液 液V V排液排液g g 物體排開的氣體受到的重力物體排開的氣體受到的重力 G G排 排=m =m排 排g= g=空氣 空氣V V排氣排氣g= g=空氣 空氣V V物物g g 2、阿基米德原理、阿基米德原理 【得出結(jié)論】對于浸沒在液體中的物體和部分浸入在【得出結(jié)論】對于浸沒在液體中的物體和部分浸入在 液體中的物體都有：液體中的物體都有：F F浮 浮 G G排水 排水。 。 【推廣】如果把水換成別液體，仍然可以得到：【推廣】如果把水換成別液體，仍然可以得到： F F浮 浮 G G排液 排液 。 。 3、對公式的理解 (1)液是

11、 ,不是浸入液體的物體密度。 (2)V排液是 ，不是液體總體積，也 不一定是物體的總體積(V物)。 物體完全浸入液體中(浸沒):V排液= ； 物體部分浸入液體中，V排液V物，V排液 。(用V露代表物體露出液面的體積) (3)浮力只跟 和 ,即只跟 . 有關(guān)，而與物體浸入液體的 、物 體的 、 、 、 等無關(guān)。 V V物 物 V V物 物 V V露 露 液 液V V排液 排液 物體排開的物體排開的 液體受到的重力液體受到的重力 深度深度 形狀形狀 質(zhì)量質(zhì)量密度密度 重力重力 液體密度液體密度 物體排開液體的體積物體排開液體的體積 1、將兩個金屬塊分別掛在兩個彈簧秤下，都將金、將兩個金屬塊分別掛在

12、兩個彈簧秤下，都將金 屬塊浸沒在屬塊浸沒在不同不同的液體中，發(fā)現(xiàn)彈簧秤減小的示的液體中，發(fā)現(xiàn)彈簧秤減小的示 數(shù)相同，說明（數(shù)相同，說明（ ） A.排開水的重力相同排開水的重力相同 B.兩金屬塊物重相同兩金屬塊物重相同 C.排開水的體積相同排開水的體積相同 D.以上說法都不對以上說法都不對 2、有一金屬塊，在空氣中稱得重、有一金屬塊，在空氣中稱得重3.8牛頓，將它浸牛頓，將它浸 沒在盛滿水的溢水杯中時，有沒在盛滿水的溢水杯中時，有50毫升的水從溢水毫升的水從溢水 杯中流入量筒。求（杯中流入量筒。求（1）金屬塊的體積（）金屬塊的體積（2）金屬）金屬 塊在水中受到的浮力（塊在水中受到的浮力（3）金屬

13、塊在水中時彈簧秤）金屬塊在水中時彈簧秤 的讀數(shù)（的讀數(shù)（4）金屬塊的密度是多千克）金屬塊的密度是多千克/米米3 ？它可能？它可能 是什么金屬？是什么金屬？ A 把物體漸漸壓入水中,液不變，V排水增大 F浮 ，感覺浮力漸漸變大;當(dāng)物體完全 浸入(浸沒)后，V排水=V物不變F浮 ，再 往下壓不會感覺到更吃力。反之，上升(未露 出水面前)V排水=V物不變F浮 ;漸漸露出 水面時液不變， V排水減小F浮 ，感覺 浮力漸漸變小。F浮與V排液成正比。 把物體浸入不同液體,當(dāng)V排液相同時，液越 大F浮 。F浮與液成正比。 (4)計(jì)算過程單位要統(tǒng)一用國際單位制。 增大增大 不變不變 越大越大 可用彈簧秤演示可

14、用彈簧秤演示 不變不變 減小減小 現(xiàn)象：現(xiàn)象：下表面受到水的壓 強(qiáng)大于上表面受到水壓強(qiáng)。 原因：原因：上表面距水面的深 度小于下表面距水面的深度。 又因長方體上下表面的面積又因長方體上下表面的面積 相等，因此，下表面受到水的豎相等，因此，下表面受到水的豎 直向上的壓力直向上的壓力 上表面受到上表面受到 水的豎直向下的壓力，其合力是水的豎直向下的壓力，其合力是 豎直向上的。豎直向上的。合 合 2 2 大于大于 長方體浸沒在水中，其左右兩個長方體浸沒在水中，其左右兩個 側(cè)面和前后兩個側(cè)面的側(cè)面和前后兩個側(cè)面的面積面積分別分別相等相等， 并且相對應(yīng)的距水面的并且相對應(yīng)的距水面的深度相同處深度相同處，

15、 水對它們的水對它們的壓強(qiáng)相等壓強(qiáng)相等。所以長方體左。所以長方體左 右兩個側(cè)面和前后兩個側(cè)面受到水的右兩個側(cè)面和前后兩個側(cè)面受到水的 壓力的大小分別相等，方向分別相反，壓力的大小分別相等，方向分別相反， 分別平衡。所以長方體受到的分別平衡。所以長方體受到的浮力等浮力等 于下表面和上表面的壓力差于下表面和上表面的壓力差。 壓力差法壓力差法F浮 浮 . F向上 向上 F向下 向下 把一塊臘塊放入燒杯里，讓臘塊緊貼把一塊臘塊放入燒杯里，讓臘塊緊貼 燒杯底，加入水，觀察臘塊會否上??？然燒杯底，加入水，觀察臘塊會否上??？然 后撥動臘塊，使之不再緊貼燒杯底，觀察后撥動臘塊，使之不再緊貼燒杯底，觀察 能否上

16、浮，請分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。能否上浮，請分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因。 答：水對臘塊的底部沒有向上的壓力答：水對臘塊的底部沒有向上的壓力, ,由由 壓力差法知臘塊沒有受到向上的浮力。壓力差法知臘塊沒有受到向上的浮力。 答：水對橋墩的底部沒有答：水對橋墩的底部沒有 向上的壓力向上的壓力, ,由壓力差法知由壓力差法知 橋墩沒有受到向上的浮力。橋墩沒有受到向上的浮力。 18741874年年8 8月的一天，在大西洋亞速爾群島的西南方，有一艘月的一天，在大西洋亞速爾群島的西南方，有一艘 深海考察潛艇，為研究海底礦產(chǎn)資源的分布，正在向深處下潛。深?？疾鞚撏?，為研究海底礦產(chǎn)資源的分布，正在向深處下潛。 艙內(nèi)的考察人員被海底迷人的景色