科學(xué)探究浮力的大小教學(xué)課件初中物理教科版（2024）八年級(jí)下冊

10.3科學(xué)探究：浮力的大小教科版（2024）物理八年級(jí)下冊第十章

流體的力現(xiàn)象目錄素養(yǎng)目標(biāo)01課程導(dǎo)入02新課講解03總結(jié)歸納04課堂練習(xí)05正確教育素養(yǎng)目標(biāo)1.探究并了解浮力大小與哪些因素有關(guān)2.能通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)阿基米德原理3.能運(yùn)用阿基米德原理，對(duì)浮力問題進(jìn)行計(jì)算4.能了解阿基米德原理在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用

海上戰(zhàn)艦犁浪，守護(hù)每寸山河。談?wù)撆灤?，總?huì)提到“排水量”，它意味著什么？

據(jù)說兩千多年以前，古希臘學(xué)者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測量王冠的體積，冥思苦想了很久都沒有結(jié)果。隨后，他設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，解決了王冠的鑒定問題。

一天，他跨進(jìn)盛滿水的浴缸洗澡時(shí)，看見浴缸里的水向外溢，突然想到：物體浸在液體中的體積不就是物體排開的液體的體積嗎？浮力大小與什么因素有關(guān)將易拉罐按入裝滿水的燒杯中，感受浮力與排開的液體的關(guān)系排開液體的體積物體浸在液體中的體積=排開液體的體積越大排開液體的質(zhì)量越大物體浸在液體中的體積越大物體所受浮力排開液體的重力？問題：猜想浮力的大小與什么因素有關(guān)？說出依據(jù)。船運(yùn)載貨物的多少與船的大小有關(guān),我猜想浮力可能與物體的體積有關(guān)。木頭能漂在水面上,鐵塊會(huì)沉入水底,所以我猜想浮力和物體的密度有關(guān)。浮力是在液體中產(chǎn)生的，不同深處，液體壓強(qiáng)不同，浮力可能也不同。液體對(duì)物體產(chǎn)生浮力,浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)探究：探究浮力大小與哪些因素有關(guān)體積相同的鐵塊和鋁塊、大鐵塊、一杯清水、一杯濃鹽水、彈簧測力計(jì)、細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)器材大鐵塊鋁塊鐵塊清水濃鹽水實(shí)驗(yàn)方法控制變量法實(shí)驗(yàn)步驟將鐵塊、鋁塊、大鐵塊分別浸沒在清水、濃鹽水中，測量其收到的浮力，填入表格中。【視頻】探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，比較各種情況中浮力的測量值，驗(yàn)證你的猜想。物體所受浮力的大小與物體浸在液體中的體積

關(guān)系，與液體密度

關(guān)系。有有實(shí)驗(yàn)結(jié)論物體液體鐵塊鋁塊大鐵塊清水0.07N0.07N0.14N濃鹽水0.08N0.08N0.16N浮力浸在液體中的體積液體的密度ρ液排開液體的體積V排浮力的大小跟排開液體所受的重力有關(guān)猜想排開液體的體積物體浸在液體中的體積=阿基米德原理浮力的大小與排開液體重力的關(guān)系2.器材：石塊、溢水杯、燒杯、彈簧測力計(jì)、水、細(xì)線液體的密度越大，物體排開液體的體積越大，則排開的液體受到的重力越大；另一方面，液體的密度越大，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大。浮力的大小跟排開液體所受的重力應(yīng)該有一定的關(guān)系，大小可能相等。1.猜想：

通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道，浮力的大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)。這一結(jié)論說明浮力的大小與什么力有關(guān)呢？（2）用彈簧測力計(jì)再測出石塊的重力G=F2（1）用彈簧測力計(jì)先測出空杯子的重力G桶3.實(shí)驗(yàn)步驟：（3）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯里，用空杯承接從溢水杯里被排開的水，讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F3。（4）用彈簧測力計(jì)測出承接了水后杯子的總重G總。則排開水的重力G排=G總-G桶（5）根據(jù)F浮=G-F3算出浮力，并與G排比較（6）改變質(zhì)量不同的金屬塊或不同的液體再做幾次實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中。（7）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析實(shí)驗(yàn)次數(shù)物體重力G/N物體在水中時(shí)測力計(jì)示數(shù)F3/N浮力F浮/N小桶與排出水的總重G總/N小桶重力G桶/N排開水的重力G排/N12.21.4

1.81.0

21.71.1

1.61.0

33.62.3

2.31.0

0.80.80.60.61.31.3分別計(jì)算實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3中物體受到的浮力和排開液體所受的重力，可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小，即F浮=G排（3）若先將物體放入水中測浮力，再測物體的重力，由于物體沾水會(huì)使所測重力偏大，則所測浮力偏大；（4）實(shí)驗(yàn)中換用大小不同的物塊，不同的液體，進(jìn)行多次測量，是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。5.交流與分析（1）如果溢水杯中的水沒有裝滿，會(huì)造成什么影響？如果溢水杯沒有裝滿，則流入小燒杯中的水比實(shí)際排開的水少。（2）測量排開液體的重力時(shí)，能否倒出水再測出空燒杯的重力？不能，先測空燒杯的重力，再測燒杯和排開水的總重力，可避免因燒杯內(nèi)殘留有水而使測出的排開水所受的重力偏小。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論石塊受到的浮力大小與其排開水所受重力的大小相等，即F浮=G排，說明浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。1．內(nèi)容：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體的重力。2．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式：F浮

=

G排4．適用范圍：液體和氣體3．用于計(jì)算的導(dǎo)出式：

F浮

=G排

=m排g

=ρ液

gV排阿基米德原理阿基米德(公元前287-前212年)5．區(qū)分：浸沒（全部浸入）、部分浸入。浸沒時(shí)：

V排=V浸=V物

F浮=

ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物部分浸入時(shí)：V排=

V浸

<

V物F浮=

ρ液gV排=ρ液gV浸

<ρ液gV物浸沒、浸入、浸在、沒入浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體的重力。（F浮=G排=r液gV排

）浸沒部分浸沒1.在探究“物體浮力的大小跟它排開液體的重力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，具體設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟如圖甲、乙、丙和丁所示。為方便操作和減小測量誤差，最合理的操作步驟應(yīng)該是()A.甲、乙、丙、丁

B.乙、甲、丙、丁

C.乙、甲、丁、丙

D.丁、甲、乙、丙D經(jīng)典例題答案：D解析：為方便操作和減小測量誤差，合理的實(shí)驗(yàn)順序是：丁.測出空桶所受的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方；甲.用彈簧測力計(jì)測出物體所受的重力；乙.用彈簧測力計(jì)吊著物體浸沒在裝滿水的溢水杯中，讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)；丙.測出桶和排開水所受的總重力。故選D。阿基米德原理的應(yīng)用視頻：死海的浮力

邊長為3cm，密度為2×103kg/m3的一個(gè)立方體橡皮泥塊，浸沒在水中，受到的浮力是多少？如果把這塊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)根據(jù)阿基米德原理，橡皮泥塊受到的浮力等于它所排開的水所受的重力。(2)如果把橡皮泥捏成小船，因其處于二力平衡狀態(tài)，所以浮力等于橡皮泥所受的重力。解：如果橡皮泥塊浸沒在水中，它排開水的體積為:V排=V橡=0.03m×0.03m×0.03m=2.7×10-5m3排開的水受到的重力為：G排=ρ水gV排=1×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg=0.27N根據(jù)阿基米德原可知：F浮=G排=0.27N如果把這塊橡皮泥捏成小船，橡皮泥的質(zhì)量不變，其所受重力不變。橡皮泥在水中漂浮時(shí)處于二力平衡狀態(tài)，因此：F浮=G橡=ρ橡V橡g=2×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg=0.54N通過浮力求物塊密度F示F=G金屬

水未知液體通過浮力求液體密度G金屬F示1F示2

問題：一個(gè)人從深水區(qū)走向淺水區(qū)，腳感到越來越疼,為什么？由

F支=G－F浮，浮力變小，支持力變大,所以腳感到越來越疼.

橡皮泥小船比橡皮泥立方體能排開更多的水，這說明采用“空心”的辦法能增大可供利用的浮力，據(jù)此人們用密度大于水的鋼鐵制造輪船。2.小李同學(xué)想估算空氣對(duì)自己的浮力大小，采集的數(shù)據(jù)有：自己的體重、自己的密度（與水接近，約為

）、空氣的密度（約為

）.則空氣對(duì)小李的浮力大小約為()A.0.006N B.0.6N C.60N D.600NB經(jīng)典例題答案：B解析：普通中學(xué)生的質(zhì)量約為50kg，由

可知，小李的體積約為

，人排開人空氣的體積等于人自身的體積，根據(jù)阿基米德原理可知，小李在空氣中受到的浮力約為，故選B.3.兩個(gè)相同的燒杯中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體中，最后處于如圖所示狀態(tài)。甲、乙排開液體的重力相等。則甲、乙所受浮力相比()A.甲所受浮力更大

B.乙所受浮力更大C.甲、乙所受浮力一樣大

D.不知道液體密度無法比較浮力大小C經(jīng)典例題答案：C解析：甲、乙排開液體的重力相等，根據(jù)阿基米德原理

可知，甲、乙所受浮力一樣大。故選C。浮力的大小浮力大小的影響因素阿基米德原理液體的密度（ρ液）物體排開液體的體積（V排）公式適用范圍應(yīng)用液體或氣體求浮力、液體密度、排開液體的體積1.如圖所示，利用小石塊探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)。水的密度

，g取10N/kg，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知()A.石塊浸沒在鹽水中時(shí)受到的浮力為0.8NB.鹽水的密度為C.石塊的體積為D.石塊的密度為B答案：B2.如圖所示，將一塊實(shí)心柱形金屬塊浸沒在水中，金屬塊上、下表面受到水的壓力分別為F1、F2。金屬塊在水中下沉過程中，下列說法中正確的是()A.F1變小

B.F2不變C.F2與F1的差值變大

D.F2與F1的差值不變D答案：D解析：金屬塊浸沒在水中，金屬塊在水中下沉過程中，深度增加，根據(jù)

知金屬塊上、下表面受到水

的壓力都增加；金屬塊在水中下沉過程中，液體的密度相等，金屬塊排開水的體積相等，根據(jù)

可知金屬塊受到的浮力相等，根據(jù)浮力的產(chǎn)生原因可知，上表面與下表面的壓力差等于浮力的大小，所以F2與F1的差值不變，故ABC錯(cuò)誤，故D正確。3.宋朝的懷丙利用浮船打撈鐵牛，展現(xiàn)了我國古人的智慧.圖為打撈過程示意圖，先將陷在河底的鐵牛和裝滿泥沙的船用繩索系在一起，再把船上的泥沙鏟走，鐵牛就被拉起，然后把船劃到岸邊，解開繩索卸下鐵生，就可將鐵牛拖上岸船在圖中甲、乙、丙三個(gè)位置所受浮力為F甲、F乙、F丙，下列判斷正確的是()A.F甲

=F乙=F丙

B.F甲

>F乙>F丙

C.F甲

=F乙>F丙

D.F甲

<F乙<F丙B答案：B解析：由題圖可知，船在三個(gè)位置排開水的體積關(guān)系為

，根據(jù)

可知，船在三個(gè)位置受到的浮力的大小關(guān)系為4.“