八上第一章生活中的水第5节浮力一.docx

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八上第一章生活中的水第5节浮力一

课题

浮力

（一）

教学目的

1、使学生掌握如何测量和计算浮力

2、掌握如何根据液体密度和体积关系计算各个相关物理量

3、使学生了解密度计的结构和原理

教学内容

一：

课前检测

1、放在水中的木块正在上浮，在它露出水面之前受到的浮力______。

它在水中下沉时受到的浮力__________。

露出水面以后受到的浮力______。

（填“变大”，“变小”或不变）

2、关于浮力的说法，正确的是：

（）　　　

A.体积相同的木块和铁块，都全部浸没在水中，木块上升是因为所受的浮力大，铁块下沉是由于所受

的浮力小

B.同一物体在液体内部沉没的越深，所受到的浮力一定越大

C.同一物体全部浸没在不同种液体中时，它所受到的浮力相等

D.浮力只与物体排开液体的体积和液体的密度有关

3、将一个铜块挂在弹簧秤上，当铜块浸在水中时，弹簧秤的示数表示铜块受到的（）

A、浮力大小B、重力大小C、重力和浮力之差D、重力和浮力之和

二：

知识点梳理：

1、定义：

浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）向上托起的力叫浮力。

2、产生原因：

假设有一个正方体完全浸没在水里，则正方体的前后、左右表面受到水压强相等，而上下两表面由于在水中的深度不同，受到水的压强不等，上表面的深度小，压强小，下表面的深度大，压强大；所以下表面受到的向上的压力F向上大于上表面受到的向下的压力F向下，水对物体向上的和向下的压力

差就是水对物体的浮力（方向：

竖直向上），即F浮＝F向上—F向下。

所有液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。

不仅液体，气体也会。

3、浮力的测量：

用弹簧测力计测浮力

4、

5、一个物体在空气中用弹簧秤测得示数是F1，放入液体中再测量一次，得所用拉力大小为F2，则物体在给液体中所受浮力为两示数之差，即重力减去拉力的大小F浮=F1—F2

4、阿基米德原理

探究过程：

物体所受浮力与排开水的关系

通过前面的学习我们知道可以通过弹簧测力计间接测得物体所受浮力的大小，为了验证物体所受浮力和排开水的关系，我们进行以下的验证试验：

假设：

物体所受浮力等于排开水的重力

验证：

先用称重法测得物体所受浮力F；

再测得空烧杯的质量m1；

在溢杯中装满水，把物体放入溢杯中，用空烧杯接溢出的水，测得烧杯和水的总质量m2；

经过计算，可以得出（m2-m1）g=F；

也就是物体所受浮力等于排开水的重力。

结论：

（1）阿基米德原理的内容：

浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。

（2）.阿基米德原理的数学表达式：

F浮＝G排液＝ρ液gV排（公式各字母表示的物理意义，它们的单位）

注：

阿基米德原理也适用于气体

（3）.对阿基米德原理的理解：

根据阿基米德原理，浸在液体里的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力，据此可以得出G排液＝ρ液gV排；其中物体排开液体的体积等于物体浸入液体中的体积，例如，物体漂浮在液体表面时，V物=V排+V露，而当物体完全浸没在液体中时，V排=V物。

5、物体漂浮在液面（或悬浮在液体中）的条件：

F浮＝G物。

G物=m物g=ρ物gV物①

F浮＝ρ液gV排②

结合①②可知ρ物gV物=ρ液gV排

根据这个公式，可以根据已知的液体密度和V物与V排之间的关系，计算出物体的密度。

例1：

有一方木块，当它浮在水面时，露出水面的部分是它总体积的五分之二，这块方木的密度是多大？

解析：

因为木块是漂浮在水面上的，物体所受浮力等于物体自身重力，即F浮=G物。

ρ物gV物=ρ液gV排

V排=V物-V露=V物-2/5V物=3/5V物

→ρ物=ρ液V排/V物=3/5ρ液=3/5×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3

所以物体的密度为0.6×103kg/m3。

6、有关的浮力的简单应用：

密度计

（1）定义：

密度计是测量液体的密度。

（2）工作原理：

在各种液体中密度计处于漂浮，则

F浮=G排=ρ液gV排。

（3）结构特点：

上面的示数小，下面的示数大

3、重难点提升：

求解浮力的基本方法

（1）利用阿基米德原理计算。

若已知液体密度¦Ñ液和物体排开液体的体积V排，可根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排计算

（对任何受到浮力的物体都适用，即当物体浸在气体中时，则F浮=ρ气gV排）。

（2）利用漂浮或悬浮条件计算。

若物体漂浮在液面或悬浮在液体中时，应根据物体所受浮力与物重等大（即F浮=G物）来计算。

此法也称为平衡法。

（3）利用两次称重之差计算。

若用弹簧秤先后称量同一物体在空气中和液体中物重时其读数分别为G和G′，则物体在液体中所受浮力为F浮=G-G′。

此法常称为重差法。

（4）用压力差法计算。

如果物体上、下表面积相同，并且液体对物体下表面向上的压力为F向上，对物体上表面向下的压力为F向下。

则物体所受浮力为F浮=F向上-F向下。

（一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体）

以上四种方法中，前三种的运用最普遍。

在运用时还须注意：

当物体下表面跟容器底部完全密合时，由于物体的下表面不再受液体向上的压力。

因此液体对物体不会产生浮力。

此时，以上各种方法均不能使用。

例2：

边长1dm的正方形铝块，浸没在水中，它的上表面离水面20cm，求铝块受的浮力？

（ρ铝=2.7×103kg/m3）

　　解法一：

上表面受到水的压强：

　　P上=ρ水gh上=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa

　　上表面受到水的压力

　　F向下=P上S=1.96×103Pa×0.01m2=19.6N

　　下表面受到水的压强

　　P下=ρ水gh下=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2.94×103Pa

　　下表面受到水的压力

　　F向上=P下S=2.94×103Pa×0.01m2=29.4N

　　铝块所受浮力

　　F浮=F向上－F向下=29.4N－19.6N=9.8N

　　解法二：

V排=V物=（0.1m）3=10－3m3

　　F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×10－3m3=9.8N

　　答案：

铝块所受浮力是9.8N。

　　说明：

（1）解法一适用于规则物体，解法二说明浮力大小只与ρ液、V排有关，与物体密度和深度无关。

（2）题中铝块密度是多余条件，用以检验对阿基米德原理的理解。

　　若误将ρ铝代入公式，求出的将是物体重力。

在用公式求浮力时，要在字母右下方加上脚标。

例2：

某金属块在空气中重26.46牛顿。

当金属块完全没入水中时，称得其重16.66牛顿。

求：

（1）金属块受到的浮力；

（2）金属块的体积；（3）金属块的密度。

解析：

这道题是利用两次称量之差来求浮力的问题，根据两次称量之差求出浮力之后，问题就很简单了。

再根据阿基米德原理就可以求出物体排开水的体积，即金属块的体积；又已知金属块的重力，可以求质量，再求体积。

（1）F浮=G-G′=26.46-16.66N=9.8N

（2）V物=V排=F浮÷（¦Ñ液g）=9.8÷（1.0×103×9.8）m3=10-3m3

（3）m=G/g=26.46÷9.8kg=2.7kg

ρ=m/V=2.7÷10-3kg/m3=2.7×103kg/m3

答：

金属块所受浮力为9.8N，其体积为10-3m3，密度为2.7×103kg/m3。

课堂练习：

1、船从海里驶到河里时　（ ）　　

A．船受到的浮力变小，船身沉下去一些；　B．船受到的浮力不变，船身浮上来一些；

　C．船受到的浮力不变，船身沉下去一些；　D．船受到的浮力变大，船身浮上来一些.

2、两个用不同材料做成的实心球A和B，放在水中，静止时露出水面的体积分别是二分之一、三分之一，所受浮力之比（）

A、2比3B、3比2C.1/2比2/3　　　　　　D、条件不够，不能确定　　　　　　　　　　　　　　　　

3、有一个体积为1.0×105厘米3的物体浮在水面上，有1/5的体积露出水面，则物体的重量是（）

　　　　A、784顿　　　　　　B、196牛顿

　　　　C、980牛顿　　　　　D、不能确定

4、将一木块分别浮在甲、乙两种不同的液体中，木块均有一部分露出液面，如果甲液体的密度大于乙液体的密度，则（）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A、木块在甲液体中受到的浮力大B、木块在乙液体中受到的浮力大

C、本块在甲液体中露出液面的体积较大D、木块在乙液体中露出液面的体积较大　　　　　　　　　

5、下图中，体积相等的金属块甲、乙、丙，浸在同一种液体里，丙块底部紧贴容器底[　　]

　　　A、甲、乙、丙受到的浮力一样大

　　　B、乙受到的浮力最大

　　　C、丙受到的浮力最大

　　　D、甲、乙受到的浮力一样大，丙不受浮力

6、在一段细木棍的一端缠绕几圈铁丝，使它能直立浮在水中，并有一段露出水面．如果用剪刀将露出水面的部分剪去，则剩下的部分将（）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A、下沉到水底

　　　B、上浮

　　　C、下沉，但悬浮在水中

　　　D、不下沉也不上浮，断面仍与水面相齐

7、有一块冰漂浮在一杯浓盐水中（冰的密度是0.9×103千克/米3，浓盐水密度是1.1×103千克/米3）．如果冰块全部熔解后，液面将（）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A、不变　　B、上升　　C、下降　　　　　　D、无法判断　

8、若用内充氦气，体积为10米3的气球来悬挂标语。

已知气球皮重20牛顿，空气密度为1.29千克/米3，氦气质量不计。

该气球能吊起多重的标语？

9、2、一均匀物体恰能悬浮在水中，若将此物体切成大小不等的两块，则（ ）

A．大的物块上浮，小的物块下沉．　　B．两物块都上浮到液面；

　C．大的物块下沉，小的物块上浮；　　D．两物块仍悬浮在水中；

3、用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，在木球上浮的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）　　　　　　

　A．木球所受的重力不变，浮力先不变后变大；　B．木球所受的重力、浮力都不变；

　C．木球所受的重力不变、浮力先不变后逐渐变小。

D．木球所受的重力、浮力都变小；

4、如图，体积相等的金属块甲、乙、丙，浸在同一种液体中，丙块底部紧贴容器底（）

A、甲乙丙受到的浮力一样大

B、乙受到的浮力最大

C、丙受到的浮力最大

D、甲乙受到的浮力一样大，丙不受浮力

5、质量相同的实心铁块和铝块分别挂在两只弹簧测力计的下端，然后把铁块、铝块都浸没在煤油里，则（ ）

 A．挂铁块的弹簧测力计读数大些； B．挂铝块的弹簧测力计读数大些

 C．无法确定两只弹簧测力计的读数大小挂簧 D．两只弹簧测力计的读数一样大；

6、关于浮力，下列说法中正确的是　　（ ）

A．同一物体漂浮在不同液体的液面时，物体所受的浮力大小不等；

B．物体完全浸没在同一种液体中，在越深处它所受的浮力越大；

C．漂浮在液面上物体所受的浮力一定大于沉到液体中的物体所受的浮力

D．漂浮在液面上物体所受的浮力一定等于它所受的重力。

7、水雷重4400牛顿，体积是500分米3，把它浸没在水中，它静止时受到的浮力是，则水雷将（选“上浮”、“悬浮”、“下沉”）。

8、有一方木块，当它浮在水面时，露出水面的部分是它总体积的五分之二，这块方木的密度是多大？

9、一个边长为10厘米的立方形物体，在空气中挂于弹簧秤下时，弹簧秤的读数为25牛。

当把它挂于弹簧秤下，直立于水中，使它的上表面在水面下10厘米处，并且上表面与水面平行。

求：

（1）物体受到的浮力。

（2）物体排开水的重力。

（3）物体上表面和下表面受到水的压力差。

（4）在水中时弹簧秤的读数。

五、课后小结：

本节课在初中的学习当中是很重要的一个知识点，但是学生对于浮力相关知识的掌握情况一般都不太好，在这边根据阿基米德原理，给学生分析了一下物体漂浮在液体表面时，物体密度与体积之间关系。

以及一些情况下，物体所受浮力的计算。

之后再通过不同的练习，使得学生达到完全掌握的效果。

六、课后练习：

1．漂浮在液面上的物体，受到的浮力大小应（）

A．小于物体所受的重力；B．等于物体所受的重力；

　C．大于物体所受的重力；D．以上情况都有可能。

2．一张桌子放在地上，则　（）

　A．桌子受到空气的浮力B．桌子没有受到空气的浮力C．不能确定桌子是否受到浮力

3．有两个体积相同的物块A、B在水中的情况如图所示，则A、B所受浮力的大小关系是（）

A．A大；　　B．B大；　　C．一样大；　D．无法比较

4．上题中A、B两物的密度关系是（）

A．A大；　　B．B大；　　C．一样大；　D．无法比较

5．如图所示两个密度计a、b．a密度计最上部刻线为1，而b密度计最下部刻线为1．若要测定酒精的密度，则应该使用密度计（）

A．aB．bC．任意一个D．都不好用

6．同一支密度计放入三个盛有不同液体的烧杯中时，密度计静止位置如下左图所示．则a、b、c烧杯中液体密度大小关系是（）

　A．ρa＞ρb＞ρc　　B．ρb＜ρa＜ρc

　C．ρc＜ρa＜ρb　　D．以上关系都不对

7.如上右图所示，把一个自制的密度计分别放入两种不同的液体中（左图为甲液体，右图为乙液体），由此得出的下列判断正确的是（）

A、这个密度计在甲液体中受到的浮力较大

B、这个密度计在乙液体中受到的浮力较大

C、甲种液体的密度较大

D、密度计B处的刻度值应大于A的处的刻度值

8．两个完全相同的杯子，甲盛满水，乙未盛满水．把它们平放在水平桌面上，并分别轻轻放入相同的木块，则这两个杯子的杯底所受的压强和压力变化分别为（）

　A．甲压强、压力变大；乙压强、压力变大；

　B．甲压强、压力变小；乙压强、压力变小；

　C．甲压强、压力不变；乙压强、压力不变；

　D．甲压强、压力不变；乙压强、压力变大．

9、重力为0.3牛的石蜡漂浮在水面上，这时石蜡受到的浮力是（）

A、大于0.3牛B、等于0牛C、等于0.3牛D、无法确定

10、质量为1kg，密度为0.4×103kg/m3的木块，在水中静止时所受浮力是（）

A.1kgB.2.5kgC.9.8ND.24.5N

11、浸没在液体中的物体受到的浮力大小决定于（）

A、物体在液体里的深度；B、物体的体积和形状；

C、物体的体积和液体的密度；D、物体的密度和液体的密度。

12、潜水艇在由水面下2米深处潜入到水面下20米深处的过程中，它受到的压强、浮力的变化情况是：

（）

A、压强增大，浮力增大；B、压强增大，浮力不变；

C、压强不变，浮力增大；D、压强减少，浮力不变。

13、装满货物的轮船从大海驶向内河，下列说法正确的是：

（）

A、轮船所受的浮力变大；B、轮船所受的重力变大；

C、轮船排开液体的体积减小；D、轮船排开液体的体积增大。

14、用绳子系好铜块，让它分别浸没在水中距水面1米和2米深的地方，它们的浮力（）

　A．1米深处大；B．2米深处大；　　C．一样大；　　D．无法确定．

15、液体中物体受到浮力的原因是（）

A.物体受到的重力和液体对物体的压力的合力B.液体对物体的向上的压力

C.物体受到液体对它的向上、向下的压力有压力差D液体对物体的向上的压强

二、计算题：

1、儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包在背心上，使用时穿上这种“救生衣”，泡沫塑料位于人的胸部。

为了确保儿童的安全，必须使人头部露出水面。

儿童体重约300N,人的密度约为1.06×103kg/m3，人头部约占总体积的1/10，泡沫塑料密度约为10kg/m3。

求：

（1）此儿童仅头部露出水面时受到多大的浮力？

（2）此儿童使用的“救生衣”是最小体积为多大才能保证儿童的安全？

2、打捞沉船常用的方法之一是沉筒法。

这种方法就是把几个装满水的沉筒沉入水底，绑在沉船两侧，再用高压气体将沉筒中的水排出，在浮力作用下，沉船浮出水面。

在某次打捞中，打捞人员先用声呐（一种发射声波的仪器）探测沉船的深度，在沉船正上方的海面上向沉船发射声波，测得声波从发出到接受到反射波的时间是0.1s,海水中的声速为1500m/s，海水的密度取1×103kg/m3，g取10N/kg.

求：

（1）沉船在海水中的深度。

（2）假设不计海面大气压的作用，高压气体的压强至少为多少帕，才能将浮筒中的水排出？

（3）若沉船的质量约1.4×107kg，打捞起这艘沉船，用了体积为200m3的浮筒60个，求沉船自身受到的浮力（浮筒的重力和水的阻力忽略不计）。

3、证明题：

一边长为L的正方体物块，密度为ρ物，浸没在密度为ρ的液体中，静止时，物体上表面距液面的深度为h,请你证明：

该物块受到的浮力F浮=ρgL3.

课前检测答案：

1、不变、不变、变小

2、D3、C

课堂练习答案：

1-7CCACACB

8、109N9、10N10N10N15N

课后练习答案：

一、1-5BABBB6-10BCDCC11-15CBDCC

二、1、255N4.5×10-3m3

2、75,m7.5×105Pa2×107N

3、证明题：

从上下表面受到的压力差证明，证明过程略