水的浮力(上課用)

1、 力的測量工具是力的測量工具是 。 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。 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。FG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死死海海不不死死 為什么淹不為什么淹不死他們？是神在死他們？是神在保護(hù)他們嗎保護(hù)他們嗎一、什么是浮力一、什么是浮力1.1.液體的浮力液體的浮力F浮浮G船船 據(jù)二力平衡知識，船據(jù)二力平衡知識，船(人人)除受到除受到 . 作用外，還受到水對它（他）作用外，還受到水對

2、它（他） .的力，這種力叫的力，這種力叫 。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，手會明將旋緊瓶蓋的空礦泉水瓶壓入水中時，手會明顯感受到顯感受到 。 將瓶釋放后，瓶將將瓶釋放后，瓶將 。 結(jié)論：水中結(jié)論：水中會上浮的物體會上浮的物體受到受到 。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)淖饔孟蛏细〕鏊嫦蛏细〕鏊嫦蛏系母×ο蛏系母×Α緦?shí)驗(yàn)】【實(shí)驗(yàn)】物物物物 在空氣中將物體掛在彈簧秤下，記下在空氣中將物體掛在彈簧秤下，記下彈簧秤的讀數(shù)彈簧秤的讀數(shù)F=F=G物物=

3、 。 托住懸掛在空氣中的物體，記下彈簧托住懸掛在空氣中的物體，記下彈簧秤的讀數(shù)秤的讀數(shù)F1 。 彈簧秤讀數(shù)彈簧秤讀數(shù) , ,因?yàn)槭謱ξ矬w有向因?yàn)槭謱ξ矬w有向上托的力上托的力F2= 。 將物體浸沒在水下，記下彈簧秤的讀將物體浸沒在水下，記下彈簧秤的讀數(shù)數(shù)F F拉拉= = 。 彈簧秤讀數(shù)彈簧秤讀數(shù) ，表明水對物體也，表明水對物體也有一個向上托的力即浮力有一個向上托的力即浮力F F 。 結(jié)論：在水中結(jié)論：在水中會下沉的物體會下沉的物體也受到向也受到向上的上的 。（條件：物體在水中會。（條件：物體在水中會下沉）下沉） 推廣：所有的液體都會對浸入其內(nèi)的推廣：所有的液體都會對浸入其內(nèi)的物體產(chǎn)生一個物體產(chǎn)生

4、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F1F2F浮浮F拉拉【實(shí)驗(yàn)】【實(shí)驗(yàn)】2.2.氣體的浮力。氣體的浮力。 氣體對進(jìn)入其內(nèi)的物體是否也有氣體對進(jìn)入其內(nèi)的物體是否也有浮力呢？浮力呢？ 實(shí)例：實(shí)例： 可以說可以說明氣體對物體也有浮力。明氣體對物體也有浮力。熱氣球、煙上升等熱氣球、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。

5、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、阿基米德原理二、阿基米德原理【提出問題】【提出問題】氣體和液體都會對浸入其內(nèi)的

6、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，那么物體產(chǎn)生豎直向上的浮力，那么浮力的大浮力的大小究竟和哪些因素有關(guān)呢？小究竟和哪些因素有關(guān)呢？ 當(dāng)你躺在浴缸的水中時，會有一種當(dāng)你躺在浴缸的水中時，會有一種 了了的感覺，同時浴缸的水面會的感覺，同時浴缸的水面會 。 人變輕是因?yàn)槿耸艿饺俗冚p是因?yàn)槿耸艿?。水面上升。水面上升是因?yàn)槿私胨泻?，是因?yàn)槿私胨泻螅?。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，

7、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)】【建立假設(shè)】浮力可能與物體所排開水的多浮力可能與物體所排開水的多少有關(guān)。少有關(guān)?！緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】將物體逐漸浸入水中時，物塊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)逐排開水的體積逐漸增多，彈簧秤的

8、讀數(shù)逐漸漸 ，浮力逐漸，浮力逐漸 。 結(jié)論結(jié)論( (定性定性) )：物體受到的浮力跟物體排開：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)計實(shí)驗(yàn)設(shè)計實(shí)驗(yàn): :要測量浮力的大小，還要測量物體排開水的要測量浮力的大小，還要測量物體排開水的多少多少( (體積、重力體積、重力) )。請利用這些器材設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)。請利用這些器材設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格，然后交流討論。驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格，然后交流討論。(1)(1)在溢水杯中盛滿水，將小燒杯放在溢水杯的出在溢水杯中盛滿水，

9、將小燒杯放在溢水杯的出水口下；水口下；(2)(2)將物塊掛在彈簧秤上，測出物塊的重將物塊掛在彈簧秤上，測出物塊的重G G物物；(3)(3)將物塊浸沒在溢水杯的水中，讀出彈簧秤的讀將物塊浸沒在溢水杯的水中，讀出彈簧秤的讀數(shù)數(shù)F F拉拉，并計算出物塊所受的浮力，并計算出物塊所受的浮力F F浮浮=G=G物物F F拉拉(4)(4)將溢水杯溢出的水注入量筒內(nèi)，測出它的體積將溢水杯溢出的水注入量筒內(nèi)，測出它的體積V V排排，并算出物塊所排出的水的重力，并算出物塊所排出的水的重力 G G排排= g V= g V排排物塊重物塊重G G物物/N/N物塊在水中彈物塊在水中彈簧秤的示數(shù)簧秤的示數(shù)F F拉拉/N/N物

10、塊受到水的物塊受到水的浮力浮力F F浮浮= = G G物物- - F F拉拉/N/N物體排物體排開水的開水的體積體積V V排排/m/m3 3排開水受到的重排開水受到的重力力G G排排= = g Vg V排排/N/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，浮力的大小等于的浮力，浮力的大小等于 . . ，即，即F F浮浮。v同樣，阿基米德原理可以推廣到氣體的浮力上：同樣，阿基米德原理可以推廣到氣體的浮力上：浸在氣體

11、里的物體，受到向上的浮力，浮力的浸在氣體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于大小等于 。 地球表面上的物體一般都地球表面上的物體一般都浸沒浸沒在空氣中：在空氣中： F F浮浮= = 。物體排開的液體物體排開的液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 g2、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

12、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、對公式的理解 (1)(1)液液是是 , ,不是浸入液體的物體密度。不是浸入液體的物體密度。(2)V(2)V排液排液是是 ，不是液體總，不是液體總體積，也不一定是體積，也不一定是物體的總體積物體的總體積(V(V物物) )。 物體物體完全浸入完全浸入液體中液體中( (浸沒浸沒):):V V排液排液= = ； 物體物體部分浸入部分浸入液體中，液體中，V V排液排液V=G;物物 液液 漂浮漂浮 F浮浮= G ;物物 液液 懸浮懸浮 F浮浮= G ;物物 液液 下

13、沉下沉 F浮浮 G ;物物 液液（A）上浮（B）漂?。–）懸浮（D）下沉物物物物物物物物F浮浮F浮浮F浮浮F浮浮【實(shí)驗(yàn)】把同一雞蛋浸沒在不同濃度的鹽水中。動態(tài)動態(tài)動態(tài)動態(tài)靜止靜止靜止靜止（因?yàn)椴煌囊后w（因?yàn)椴煌囊后w不同，液體排開的體積不同，液體排開的體積不同，液面對應(yīng)的位置也就也不同）不同，液面對應(yīng)的位置也就也不同）注意：密度計的下端裝有鉛丸或水銀；密度計上注意：密度計的下端裝有鉛丸或水銀；密度計上所標(biāo)的數(shù)值是純數(shù)，這個純數(shù)代表所標(biāo)的數(shù)值是純數(shù)，這個純數(shù)代表被測液體的密被測液體的密度與水的密度的比值度與水的密度的比值。（。（下下大大上上小小，刻度，刻度不不均勻均勻）五、物體浮沉條件應(yīng)用五、

14、物體浮沉條件應(yīng)用 1 1、密度計、密度計 把模擬密度計分別放入水中和鹽水中把模擬密度計分別放入水中和鹽水中為什么將吸管放入不同的液體中，液為什么將吸管放入不同的液體中，液面所對的位置會不同？面所對的位置會不同？應(yīng)用一、應(yīng)用一、密度計密度計 利用物體利用物體漂浮漂浮在液面在液面時時F浮浮=G計計原理工作的。原理工作的。 密度計上的刻度線不密度計上的刻度線不均勻，自上往下，刻度均勻，自上往下，刻度線越來越密，刻度值越線越來越密，刻度值越來越大。密度計上的刻來越大。密度計上的刻度值是被測液體的密度度值是被測液體的密度與水的密度的比值。與水的密度的比值。0.81.01.82.00.81.01.82.0

15、0.81.01.82.0硫硫酸酸水水酒酒精精 密度計是利用密度計是利用 來測量液體密度的儀器，被測來測量液體密度的儀器，被測液體的密度越大，密度計浸入液體的密度越大，密度計浸入液體的深度越液體的深度越 ，露出液，露出液面的部分面的部分 。當(dāng)把密度計放。當(dāng)把密度計放入某種液體中靜止時，液面正入某種液體中靜止時，液面正對對0.6這個刻度，則這種液體這個刻度，則這種液體的密度為的密度為 kg/m3。 例例5漂浮時漂浮時F浮浮=G計計淺淺0.61030.81.01.82.00.6某某液液多多2、關(guān)于輪船【輪船實(shí)驗(yàn)】 捏成一團(tuán)的橡皮泥會沉入水底，而做成空心的橡皮泥卻為什么會漂浮在水面？做成空心的目的是做

16、成空心的目的是調(diào)節(jié)浮力和重力調(diào)節(jié)浮力和重力的關(guān)系，即的關(guān)系，即把橡皮泥做成空心，它受到的重力沒有改變，把橡皮泥做成空心，它受到的重力沒有改變，而因?yàn)榭招牡南鹌つ嗫梢耘砰_更多的液體，獲而因?yàn)榭招牡南鹌つ嗫梢耘砰_更多的液體，獲得更大的浮力，從而使橡皮泥漂在液面。輪船得更大的浮力，從而使橡皮泥漂在液面。輪船也是如此，也是如此，TitanicTitanic的沉沒，進(jìn)水。（的沉沒，進(jìn)水。（p27p27閱讀）閱讀）有多條載重線（吃水線），因?yàn)楦×Φ拇笮〔挥卸鄺l載重線（吃水線），因?yàn)楦×Φ拇笮〔粌H與船只排開水的體積有關(guān)，而且和水的密度僅與船只排開水的體積有關(guān)，而且和水的密度有關(guān)。有關(guān)。應(yīng)用二、應(yīng)用二、 船船

17、 采用采用“空心空心”的辦法增大可以利用的的辦法增大可以利用的浮力浮力應(yīng)用二、應(yīng)用二、 船船 采用采用“空心空心”的辦法，增大體積，的辦法，增大體積，使它排開更多的水，達(dá)到增大浮使它排開更多的水，達(dá)到增大浮力，最終使力，最終使F浮浮=G船船，浮在水面。，浮在水面。F浮浮G船船 輪船有大小，怎樣反映輪船的運(yùn)載輪船有大小，怎樣反映輪船的運(yùn)載能力呢？能力呢？排水量排水量 排水量排水量：滿載時：滿載時排開的水的質(zhì)量排開的水的質(zhì)量。（不是。（不是排開水的重力）排開水的重力） 輪船由江河駛?cè)牒＠铮褐亓喆山玉側(cè)牒＠铮褐亓?，浮力浮力 ，輪船將，輪船將 一些一些（填（填“上浮上浮”或或“下沉下沉”）例例

18、1不變不變上浮上浮不變不變 輪船是用密度大于水的材料制成輪船是用密度大于水的材料制成的，所以必須把它作成的，所以必須把它作成 的，的，這樣雖然受到的重力這樣雖然受到的重力 ，但體積，但體積 很多，受到的浮力很多，受到的浮力 ，所，所以能浮在水面。以能浮在水面。例例2空心空心不變不變增大增大增大增大3、關(guān)于潛水艇【實(shí)驗(yàn)】注意觀察：當(dāng)注射器將氣體壓入玻璃球時，或?qū)⑶騼?nèi)的氣體吸出時，玻璃球內(nèi)的水量和玻璃球沉浮的狀態(tài)。 當(dāng)注射器將氣體壓入玻璃球時，球內(nèi)的水量減少，球（和球內(nèi)的水）受到的重力變小，一旦重力小于浮力，球?qū)⑸细?；反之，?dāng)注射器將球內(nèi)的氣體吸出時，球內(nèi)的水量增多，球（和球內(nèi)的水）受到的重力變大，一旦重力大于浮力，球?qū)⑾鲁?。?yīng)用三、應(yīng)用三、潛水艇潛水艇 采用：浸沒水中后采用：浸沒水中后浮力不變浮力不變，靠，靠改變自身改變自身重力重力（向水艙充水或排水）來實(shí)現(xiàn)沉浮（向水艙充水或排水）來實(shí)現(xiàn)沉浮 潛水艇在水面下無論沉、浮，受到的浮力潛水艇在水面下無論沉、浮，受到的浮力不變。當(dāng)向水艙不變。當(dāng)向水艙充水充水時，當(dāng)潛水艇的平均密時，當(dāng)潛水艇的平均密度度平均平均水水時，潛水艇時，潛水艇下沉下沉， 當(dāng)當(dāng)平均平均=水水時時,潛水艇潛水艇懸浮懸浮，而，而排水排水時，當(dāng)時，當(dāng) 平均平均水水時，則時，則潛水艇潛水艇上浮上浮?！菊n件演示】潛水艇的結(jié)構(gòu)和沉浮原理?！菊n件演示】潛水艇的結(jié)構(gòu)和沉浮原