[初三理化生]20122初三第二學(xué)期教案浮力

1、精選文檔 北京市第十一中學(xué)課堂教學(xué)教案 課題浮力總第 5課時(shí)主講教師喬陽講課日期2012年 月 日課型復(fù)習(xí)課教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1、 復(fù)習(xí)浮力、產(chǎn)生及其方向2、 復(fù)習(xí)阿基米德原理，并能應(yīng)用原理計(jì)算浮力解決簡單問題能力目標(biāo)1、 鞏固探究“阿基米德原理”的過程2、 復(fù)習(xí)輪船、潛水艇、飛艇等浮力的應(yīng)用思想目標(biāo)1、 建立應(yīng)用科學(xué)知識的意識2、 認(rèn)識科學(xué)技術(shù)對社會(huì)發(fā)展的影響教學(xué)重點(diǎn)浮力的概念、浮力的大小浮沉條件及其應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)影響浮力大小的因素教學(xué)方法講授法教學(xué)媒體板書設(shè)計(jì) 浮力一、 浮力概念二、 浮力產(chǎn)生原因三、 阿基米德原理四、 浮沉條件五、 浮力應(yīng)用 教 學(xué) 過 程師生活動(dòng)1、 浮力(1) 定義：浸在

2、液體（或氣體）中的物體，受到液體（或氣體）向上托起的力叫浮力。(2) 方向：無論物體在哪種液體中受到的浮力方向總是豎直向上的。(3) 產(chǎn)生原因：假設(shè)有一個(gè)正方體完全浸沒在水里，如圖1所示則正方體的前后、左右、上下六個(gè)表面都要受到水的壓強(qiáng)和壓力，由于左右兩個(gè)側(cè)面和前后兩側(cè)面對應(yīng)部分在水中的深度相同，由液體壓強(qiáng)公式pgh可知，受到水的壓強(qiáng)大小相等；由公式Fps可知。作用在左右、前后側(cè)面上的壓力也大小相等，且方向相反，彼此平衡。 但是上下兩表面由于在水中的深度不同，受到水的 圖1壓強(qiáng)也不等，上表面的深度小，壓強(qiáng)小；下表面的深度大，壓強(qiáng)大；所以下表面受到的向上的壓力大于上表面受到的向下的壓力，水對物體

3、向上的和向下的壓力差就是水對物體的浮力。 如果物體浸在其他液體中，所受浮力也是由于該液體對物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的. (4)浸在液體中的物體，無論是全部浸沒在液體里，還是只有一部分浸入液體里；無論是正在上浮還是正在下沉，無論是靜止在容器底部還是漂浮在液面，都要受到液體對物體的浮力作用.只有如圖2所示的情況中,該長方體的下表面與容器底面緊密貼合,不受到液體向上的壓力,只受到液體向下的壓力作用時(shí),才不受到液體的浮力作用,這是一種特殊情況.(5).漂浮在液面的物體,其上表面不受到液體向下的壓力.因此,它受到的浮力就等于液體對物體向上的壓力. 圖22.用彈簧秤測浮力 有一鐵塊要測量出它在水中所受的

4、浮力,可把鐵塊用細(xì)線系好掛在彈簧秤上,記下此時(shí)彈簧秤的示數(shù)G，然后把鐵塊浸入水中，則彈簧秤的示數(shù)減少，再記下此時(shí)彈簧秤的示數(shù)F，那么彈簧秤減少的示數(shù)，即兩次彈簧秤的示數(shù)差，就等于鐵塊浸入在水中時(shí)所受浮力的大小，即：F浮GF.3.用阿基米德原理計(jì)算浮力 (1).阿基米德原理的內(nèi)容：浸入液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力. (2).阿基米德原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式：F浮G排r液gv排 (3).由阿基米德原理可知，浮力F浮的大小只跟液體的密度r液、物體排開液體的體積v排有關(guān)，跟物體本身的形狀、構(gòu)成物體的材料的密度無關(guān)，此外和物體在液體中的情況，如物體浸沒在液體中的深度、容器中

5、液體體積的多少、物體在液體中是靜止還是運(yùn)動(dòng)等，都無關(guān). (4).阿基米德原理也適用于氣體，這就是：浸沒在氣體里的物體受到的浮力大小，等于它排開的氣體所受到的重力.即：F浮G排氣氣gv排 4.物體漂浮在液面的條件 如圖3所示，物體漂浮在液面，則其豎直方向上受到兩個(gè)力的作用：豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F浮,由于物體靜止在液面，因此它所受的重力G和浮力F浮應(yīng)是一對平衡力，它們的大小相等. 所以，物體漂浮在液面的條件是： F浮G物. 因?yàn)?F浮r液gv排，G物r物gv物. 圖3 可得關(guān)系式：r液gv排r物gv物.5.物體在液體中的浮沉條件 如圖4所示，浸沒在液體中的物體，在豎直方向上受到兩個(gè)力的

6、作用：豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F浮。 物體在液體中究竟是上浮、下沉還是懸浮，由物體所受的重力 G和浮力F浮的大小關(guān)系來決定. 當(dāng)F浮與G不平衡時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就要發(fā)生變化：當(dāng)F浮G時(shí),物體上浮,直到F浮與G大小相等時(shí)靜止在液面,即 圖4漂浮時(shí)為止;當(dāng)F浮G時(shí),物體下沉,直到靜止在容器底部時(shí)為止. 當(dāng)F浮G時(shí),物體所受的浮力和重力是一對平衡力,物體可懸浮在液體中的任意位置,保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).6.利用物體和液體的密度關(guān)系判斷物體的浮沉： 由阿基米德原理可得：F浮r液gv排 物體的重力大小為：G物r物gv物. 當(dāng)物體浸沒在液體中，v排v物. r液gv排r物gv物. 整理后可得：r

7、液r物 同樣方法可推得： 當(dāng)r液r物時(shí)，則物體上??； 當(dāng)r液r物時(shí)，則物體下沉.7.浮力的作用(1) 輪船: 輪船是采用“空心”法而浮在水面的，所受的浮力等于船的總重.輪船的排水量是指輪船滿載時(shí)排開的水的質(zhì)量，即：排水量船自身的質(zhì)量滿載時(shí)貨物的質(zhì)量.(2) 潛水艇：靠改變自身的重而實(shí)現(xiàn)上浮、下沉或停留在水中.(3) 飛球和飛艇：利用空氣的浮力升入高空.(4) 密度計(jì)：是利用物體漂浮在液面的條件工作的，即F浮G物.密度計(jì)上標(biāo)的刻度是被測液體的密度與水的密度之比，且大的刻度值在下面，小的刻度值在上面.典型例題 例完全浸沒在水中的乒乓球，放手后從運(yùn)動(dòng)到靜止的過程中，其浮力大小變化情況是（）A浮力不斷

8、變大，但小于重力B浮力不變，但浮力大于重力C浮力先大于重力，后小于重力D浮力先不變，后變小，且始終大于重力直至靜止時(shí)，浮力才等于重力分析乒乓球完全浸沒在水中時(shí)，浮力大于重力因浮力大小與物體在液內(nèi)深度無關(guān)因此乒乓球在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受浮力不變，直到當(dāng)球露出水面時(shí)，浮力開始變小當(dāng)浮力等于重力時(shí)；球靜止在水面上，呈漂浮狀態(tài)答案此題應(yīng)選D例2 如圖所示，一邊長為15厘米的正方體木塊漂浮在水面上，其上表面距離水面5 厘米，g10牛/千克，求（1） 木塊上、下表面受到液體的壓力差（2） 木塊所受到的浮力大小及方向 分析 解答該題時(shí)，要綜合應(yīng)用液體的壓強(qiáng)、壓力及浮力產(chǎn)生原因 的知識。 漂浮在水面的物體，其上表在

9、水面以上，不受水對它的向下壓 強(qiáng)和壓力，即：r向下0，F(xiàn)向下0 根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式 p rgh可求出浮體的下表面所受液體的壓強(qiáng)，再由公式FPS，可求出下表面所受液體向上的壓力.解 因?yàn)槟緣K是漂浮，所以上、下表面所受液體的壓力差：FF向上F向下F向上PSrghs1.0103千克/米310牛/千克(155)102米1515104米222.5牛 木塊所受到浮力就等于木塊所受水的壓力差 F浮F22.5牛 答:木塊上、下表面所受液體的壓力差是22.5牛；木塊所受浮力也等于22.5牛，方向豎直向上. 例3如圖所示，在盛水容器中，有4個(gè)體積完全相同的物體：A是一浮于水面的正方體木塊；B是用線吊著浸沒在水中的

10、長方體鐵塊；C是懸浮在水中的空心鋼球；D是圓臺(tái)形石蠟塊，它沉于容器底面并與容器底無縫隙緊密結(jié)合，試比較分析A、B、C、D所受浮力的情況分析 雖然A、B、C、D四個(gè)物體，它們的形狀不同，組成的物體種類不同，有的是實(shí)心的、有的是空心的，浸入水中的深度也不同，但這些不同條件跟浮力的大小均無關(guān)，所以無需加以考慮浮力的大小只跟液體的密度與排開液體的體積有關(guān)因?yàn)樗鼈兪墙谕环N液體中，所以浮力的大小由 而定，但D物體與容器底緊密結(jié)合，故浮力為零由此可知，此題A、B、C、D四個(gè)物體所受浮力大小可以用下式來表示，即 。 例4 彈簧秤下掛一物體，在空氣中彈簧秤的示數(shù)是392牛，浸沒在水中時(shí)，彈簧秤的示數(shù)是342

11、牛，求：（1）該物體的體積是多少？（2）構(gòu)成該物體的材料密度是多少？ 分析 由題意可知，該題應(yīng)該用公式法求出該物體的體積和密度先由物體在空氣中和在水中的彈簧秤示數(shù)差求出其所受的浮力大??；再將阿基米德原理的公式F浮r液gv排變形為v排，可求出物體浸沒時(shí)的v排 ，也就等于物體的體積，這是最為關(guān)鍵的一步，最后由密度公式r，即可求出組成該物體的材料密度.解 物體浸沒在水中時(shí)所受的浮力：F浮 GG392牛342牛50牛 物體排開水的體積：V排5103米3物體的體積: VV排5103米3 物體的密度: r7.84 103千克/米3 答 (1)物體的體積是510-3米3 (2)構(gòu)成該物體的材料密度是7.84 103千克/米3例5 如圖所示體積不同，重力不同的A、B兩個(gè)物體浸沒在水中