初二科学第三讲水的浮力.docx

1、初二科学 第三讲 水的浮力课 题第 三 讲 水的浮力教学目标1、确认水及其他的液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用，确认空气也有浮力。2、能通过实验方法，探究浮力大小跟哪些因素有关，并概括出阿基米德原理。3、能用测力计测量浮力，能用阿基米德原理计算浮力。4、能用力和运动的关系推导出物体在液体中浮沉的条件，并会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。重、难点1、物理知识得出的公式比较多，一多学生就感觉摸不到头脑，所以，在教学过程中对公式代表的字母含义要一直强调，先中文再字母的方式。在得出阿基米德定理的时候，按照科学探究的步骤进行渗透。2、对物体在水中的状态，漂浮，悬浮，下沉等字的规范

2、表达要强调。实验比较多，引导学生进行实验思考非常重要，如实验的目的，为什么要这样做等等。3、密度计的原理应该让学生自己摸索出来，这样对前面的知识也是种巩固。学情分析 教学内容本次课涉及到的高考考点：水的浮力；本次课涉及到的难点和易错点： 1、不能正确判断物体所受浮力的大小； 2、不能正确运用物体浮沉条件解释浮沉现象；知识点一 浮力的存在和测量 1、液体的浮力。船能浮在水面上，但有时候确会沉入大海呢？有些人游泳会淹死，而有些人确可以在死海上看书呢？（除了游泳的技巧） 【实验】P19，水的浮力是水对浸入其内的物体向上托的力。 得出：在水中会上浮的物体受到水的浮力。 【实验】p20，图143，先用手

3、托一下悬挂在空气中的物块，使测力计的读数变小。（物块受到手对它向上的托力）；将物块浸没在水下，测力计的读数也变小。（水对物块有一个向上托的力） 这个向上托的力就是浮力，得出：在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。F浮F-F。（条件：物体在水中会下沉） 推广：所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。 2、气体的浮力。 气体对进入其内的物体是否也有浮力呢？有什么事实可以说明气体对物体也有浮力呢？（热气球、烟上升等等） 【实验】P21图144，问学生该怎么做才能证实气体浮力的存在。（现在状态下，打气针还没有完全插入篮球的气孔，排球不会漏气） 把打气针插入，气会从排球跑到气球里面，可以得出什么

4、？ （杠杆左边的质量不变，但由于排球里的气体压强大，传到了气球里面，这样排开大气的体积增加了，浮力也增加了，所以杠杆失去了平衡。） 气体也会产生向上的浮力。【例题1】 如右图所示。一个圆柱形的容器，底部和侧壁分别有一个木塞A和B，A、B排开水的体积相等，则以下说法正确的是( ) AA塞受到的浮力大于B塞受到的浮力 BA、B两塞所受到的浮力相等 CA、B两塞均不受浮力 D只有A塞受到的浮力为零知识点二 阿基米德原理 【提出问题】既然气体和液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力，但浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？当人躺在浴缸的水中时，人会有什么感觉？水发生了什么变化？（人会有一种变轻了的感觉。浴缸

5、的水面会上升。） 人为什么会变轻？水面为什么会上升？（人变轻是因为人受到水的浮力。水面上升是因为人浸入水中后，排开了一部分水。） 【建立假设】那么，你认为浮力的大小可能跟什么因素有关？（物体所排开水的多少） 【实验】P21图145，将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，测力计的读数逐渐变小，浮力逐渐增大。 结论：物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关，排开的水越多，浮力越大。 那么，如何定量的证实这个结论呢？ 【设计实验】要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少（体积）。如何测？ 利用图145的实验器材，讨论：如何利用这些器材进行实验？怎么样安排实验的步骤？应当设计怎样的实验数据记录

6、表？（然后交流讨论，给出实验步骤。）【实验步骤，收集证据】 （1）在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下； （2）将物块悬挂在测力计上，用测力计测出物块的重G； （3）将物块浸没在溢杯的水中，读出测力计的读数F； （4）将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水; （5）将上述数据填入下面的实验数据登记表内。物块的重G物块浸入水中后测力计的读数F物块排开水的体积V排水物块受到水的浮力F浮G-F物块排开的水受到的重力【得出结论】F浮G排水 【推广】F浮G排液 阿基米德定理：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力，即F浮G排液。同样，阿基米德定理可以推广到气

7、体上面。【例题2】 下列说法中正确的是 （ ） A、物体浸没在水中越深，受的浮力越大 B、密度较大的物体在水中受的浮力大 C、重力大的物体受的浮力小 D、同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大知识点三 阿基米德原理的理解和运用 1、对阿基米德定理这个公式F浮G排水=液gV排的理解应注意： （1）公式中液是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。 （2）公式中V排是浸入液体时，排开液体的体积。物体完全浸入；物体部分浸入。 （3）浮力只跟物体排开的液体受到的重力有关，而与其他因素无直接关系。与物体浸入液体的深度无关：把物体压入水中，感觉浮力变大，这时候是从水面压入水下，当完全浸入后，就不会感觉

8、到更吃力了，用物块挂在测力计下的实验来说明；与物体的形状无关：用橡皮泥变形挂在测力计下的实验来补充说明。 2、用阿基米德原理进行计算。（注意计算过程中单位要统一）知识点四 物体浮沉条件【实验】观察P22图1-48得出，一只上浮出水面，一只下沉到水底，一只悬浮在水中问：既然浸入液体中的物体都会受到液体向上的浮力，为什么有的物体在液体中会上浮，有的物体在液体中会下沉，有的能够静止在液体内部呢？ 原因：三只球所受到的重力不同，如果全部浸入受到水的浮力相同。根据力和运动关系: F浮G 上浮F浮=G 悬浮或漂浮 注意：上浮和下沉都是不稳定状态，上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终则会

9、沉到液底处于静止状态。漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态。 （沉到水底：F浮F支持力=G） 问：知道了物体沉浮的条件，那你平时常见到哪些物体在水中会上浮？下沉？（木头上浮，石块在水中下沉） 问：你能不能根据木头、石头和水的密度大小关系，猜测物体在液体中的沉浮跟物质密度之间的关系呢？（密度比液体小的上浮，密度比液体大的下沉）举例生活中大量的例子并相互作出解释： 如：煮汤圆和泄漏的石油【例题3】 将一只鸡蛋放入盛有清水的杯子中，鸡蛋沉入水底，向此杯中加入一定量的食盐，搅拌后，食盐溶解，鸡蛋从杯底浮起来了。对以上现象解释正确的是（ ） A、鸡蛋受到的重力减小 B、鸡蛋的体积增大 C、水变

10、为盐水后密度增大 D、水变为盐水后质量增大知识点五 物体浮沉条件的应用 1、密度计 把模拟密度计分别放入水中和盐水中，问：为什么将吸管放入不同的液体中，液面所对的位置会不同？（因为不同的液体密度不同，受到的浮力也不同）注意：密度计的下端装有铅丸或水银；密度计上所标的数值是纯数，这个纯数代表被测液体的密度与水的密度的比值。（下大上小，刻度不均匀） 2、关于轮船问：捏成一团的橡皮泥会沉入水底，而做成空心的橡皮泥却为什么会漂浮在水面？做成空心的目的是调节浮力和重力的关系，即把橡皮泥做成空心，它受到的重力没有改变，而因为空心的橡皮泥可以排开更多的液体，获得更大的浮力，从而使橡皮泥漂在液面。轮船也是如此

11、，Titanic的沉没，进水。（p27阅读）有多条载重线（吃水线），因为浮力的大小不仅与船只排开水的体积有关，而且和水的密度有关。 3、关于潜水艇【实验】注意观察：当注射器将气体压入玻璃球时，或将球内的气体吸出时，玻璃球内的水量和玻璃球沉浮的状态。 当注射器将气体压入玻璃球时，球内的水量减少，球（和球内的水）受到的重力变小，一旦重力小于浮力，球将上浮；反之，当注射器将球内的气体吸出时，球内的水量增多，球（和球内的水）受到的重力变大，一旦重力大于浮力，球将下沉。潜水艇的结构和沉浮原理。【例题4】 鱼鳔是鱼体内可以胀缩的气囊，是鱼类的沉浮器官，鱼实现沉浮主要是通过改变 （ ） A、鱼的重力 B、鱼

12、的质量 C、鱼排开水的体积 D、鱼受到的压强 【巩固练习】1 关于浮力的几种说法，正确说法是（ ） A 浸在液体中的物体受到的浮力的大小一定等于物体的重力 B 同一物体浸没在不同的液体中受到的浮力，一般是不同的 C 浸在液体中的物体所受浮力的方向，不一定和重力的方向相反 D 以上都不对 2 一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示。图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（ ） A F1 B F2 C F3 D F4 3 如图所示，是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关键知识是（ ） A 气球受到重力 B 帽子质量大于气球质量 C 帽子

13、密度大于气球密度 D 空气对物体有浮力作用4 李明和王聪做了如下实验：他们分别把一木块和一铁块同时浸没在水中，松手后发现木块上浮、铁块下沉。对上述现象他们展开讨论。你认为他们的说法中正确的是（ ） A 木块受到的浮力比铁块受到的浮力大 B 铁块受到的浮力比木块受到的浮力大 C 木块受到的浮力大于木块的重力，铁块受到的浮力小于铁块的重力 D 密度大的物体下沉，密度小的物体上浮 5 将重为 20N 的金属块挂在弹簧测力计下，金属块体积的 1 / 4 浸入水中并静止时，弹簧测力计的示数为 18N ，当金属块全部浸入水中并与杯底接触时，弹簧测力计的示数可能变为（ ） A 18N B 16N C 14N

14、 D 10N 6 将一根木桩由水面向下，直至打入河底固定。在木桩进入河水中时，浮力将 ；当木桩全部在水中，下端未接触到河底时，浮力将 ; 当木桩下部打入河底时，浮力将 。（选填“变大”、“变小”“不变”或“没有” ) 7 小华同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究。探究过程如图所示。 （1）由上图的实验过程可知，金属块在煤油中受到的浮力是 N 。 （2）通过分析图中 两项，说明浮力大小跟液体的密度有关。8 小华在游泳池游泳，当他从浅水区走向深水区，若水底布满小石头，则下述体验与分析合理的是（ ） A 脚底疼痛感觉减弱，

15、因为人越来越轻 B 脚底疼痛感觉减弱，因为水对人的浮力越来越大 C 脚底疼痛感觉加重，因为人越来越重 D 脚底疼痛感觉加重，因为水对人的浮力越来越小 9 有一不吸水的木球，其质量为 10g ，体积为 20cm3，先把它轻轻放入盛满水的溢水杯中。当木球静止时，溢出水的质量为 10g ；把它取出擦干，再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中，当木球静止时，溢出煤油的质量是（煤油的密度是 0 . 8g / cm3 ) （ ） A 5g B 8g C 10g D 16g10小明用相同的砝码做“力的测量”实验，弹簧伸长量和砝码个数的关系如图甲。若将悬挂的砝码浸在如图乙的水中，再重复上述实验，所得关系图可能是下列哪个

16、图( ) 1l将一半径为尺的实心金属球，用细线拉着，匀速缓慢地放入水深为 2 尺的盛水容器中，直至容器底部，水未溢出。下图能反映金属球从水面刚接触处开始至容器底部过程中，所受浮力的大小 F 与金属球浸入水中深度 h 的关系的是( ) 12 如图，某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中称时示数是 15N ，浸没在水中称时示数是 5N ，则此物块受到的浮力是 N ，物块的密度是 kg m3（水的密度是1103kg m3）。 13 如图所示，某实验小组用水、刻度尺、弹簧测力计和圆柱体探究浮力与深度的关系。他们分别记录了不同情况下弹簧测力计拉力的大小（知表所示），表中 H 表示圆柱体下表面浸入水中的深

17、度。 （1）当 H= 0.5cm 时，圆柱体受到的浮力是 N ; （2）圆柱体完全没入水中前，弹簧测力计的拉力 F 与圆柱体下表面浸入水中深度 H 的关系： F = .14 . （常州） 2012 年 3 月 25 日，卡梅隆乘坐“深海挑战者”号深潜器潜入马里亚纳海沟 11000m 深处。下潜过程中，卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩，则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是（设海水密度不变） （ ） A 压强越来越大，浮力越来越小 B 压强越来越大，浮力越来越大 C 压强越来越小，浮力越来越小 D 压强越来越小，浮力越来越大【巩固提高登峰揽月】【能力点1】 浮力的计算方法【典例1】 用密度

18、为0.45103千克/米3，体积为0.75米3的圆木7根，扎成一个木筏，问这只木筏最多能载几个质量是50千克的人过河。（g取10牛/千克）【能力点2】 漂浮问题“五规律”总结【典例2】 （2012 威海）在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝，把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体里的情况如图所示，则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度之间的关系，正确的是（） AF甲F乙F丙 甲乙丙 BF甲F乙F丙甲乙丙 CF甲=F乙=F丙 甲乙丙 DF甲=F乙=F丙甲乙丙【易误点1】 不能正确判断物体所受浮力的大小【例1】 如图所示，四个体积相同而材料不同的球A、B、C、D，分别静

19、止在不同深度的水里以下说法正确的是（） AA球所受浮力最小 BB球所受浮力最小 CC球所受浮力最小 DD球所受浮力最小【易误点2】 不能正确运用物体浮沉条件解释浮沉现象【例2】 如图所示，一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉，使蜡烛能直立漂浮在水面上，露出长度为L，当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分 A还会重新露出水面 B不会重新露出水面 C以上两种可能都有 D无法判断是否会重新露出水面 1 下列各种说法中，正确的是（ ） A 风筝是靠空气的浮力上升的 B 水下的潜水艇，下潜越深受到的浮力越大 C 气象探测气球里所充气体的密度小于空气密度 D 同一支密度计漂浮在不同液体中，受到的浮力大小不同

20、2 我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练。如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片。当飞机飞回航母后 （ ） A 航母将浮起一些，所受浮力减小 B 航母将下沉一些，所受浮力增大 C 航母将下沉一些，所受浮力减小 D 航母始终漂浮，所受浮力不变3 如图所示，把一个苹果放入浓盐水中，苹果处于漂浮状态，如果把苹果水面以上的部分切去，余下部分苹果放回原浓盐水中，它将（ ） A 仍然漂浮 B 刚好悬浮 C 沉入水底 D 无法判断 4 一个鸡蛋漂浮在装盐水的烧杯中，在慢慢往烧杯里注入清水的过程中（ ） A 鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力变小 B 鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力越大

21、 C 鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力变小 D 鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力不变5 一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，如图已经给出整个过程中弹簧测力计示数 F 与圆柱体下降高度 h 变化关系的实验图像，已知水的密度是1103kg m3，则下列说法中错误的是（ ） A 圆柱体在刚浸没时下表面受到液体压强为 700Pa B 圆柱体的重力为 12N C 圆柱体所受的最大浮力为 8N D 圆柱体的密度为 1 . 5103 kg m3 6 将一块石蜡，分别放入足量的水和酒精中，当石蜡静止时，它排开水的体积与排开酒精的体

22、积之比为 ，质量之比为 。（ 石蜡 = 0 . 9103 kg m3 ，酒 0 . 8103 kg m3 ) 7 鱼缸中装满水，在水中轻轻放入一只小船，小船漂浮在水面上，从鱼缸中溢出 5 10-4 kg m3的水，则小船受到的浮力是 N ，小船所受的重力与浮力的关系是 。（ g=10N / kg ) 8 . 2011 年 7 月 26 日，我国自主研制的第一台深海载人潜水器“蛟龙号”成功突破 5000 米水深大关，这标志着我国的深海载潜技术已达到世界领先水平。 （1） “蛟龙号”在下潜过程中，所受压强将 （选填“增大”、“减小”或“不变” ) ; （2） “蛟龙号”潜水器在下潜过程中，排开水的

23、体积约为 23 米3 ，则潜水器受到的浮力约为 牛。（海水的密度取 = 1 . 0103 千克米3 , g=10N / kg ) 9 小明在课外活动中用三块大小相同的橡皮泥做成小船，把它们放在盛有水的水槽中，然后往小船内放入不同重量的物体，它们均能漂浮在水面上，如图所示。针对此现象，下列说法正确的是（ ） A 三只小船受到的浮力相等 B 三只小船底面受到的压力相等 C 小船所装物体越重，受到的浮力越大 D 小船所装物体越轻，受到的浮力越大 10 某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法错误的是( ) A 潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的 B 向内推注射器活塞，水会被压入试管中，可实现潜

24、艇下沉 C 向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮 D 潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定 11 下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是 （ ） A 从深水处走向海岸沙滩的游泳者 B 从长江驶入大海的轮船 C 海面下正在下沉的潜水艇 D 在码头装载货物的轮船 12 池塘里漂浮着大量的冰块，如果没有其他因素影响。当冰块熔化后，池塘内水位将（ ） A 升高 B 不变 C 降低 D 无法判断 13 小铃非常喜欢玩橡皮泥。一天她将一块重为 0 . 5N 的长方体橡皮泥侧放于水平桌面上，测出它与桌面的接触面积是 110-3m2 。 （1）此时橡皮泥对桌面的压强是 帕。 （2）如果小铃将

25、这块橡皮泥分成相同的两块，并做成实心球形和碗形，分别放入相同的甲、乙两杯水中，则静止时 杯中橡皮泥所受的浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”） 杯中橡皮泥所受的浮力。 （3）小铃又将适量的橡皮泥捏勃在铅笔的一端（能使铅笔竖直浮在液体中），这就制成了一个很有用的土仪器。将它分别放到盛不同液体的杯中，静止时的情景如图所示。对于这个土仪器所运用的知识或用途，下列说法中不正确的是( ) A 运用了二力平衡的知识 B 运用了物体的漂浮条件 C 用它可以比较不同液体密度的大小 D 土仪器在图甲中受到的浮力大于图乙14 . （宁波）为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力 F 把漂浮在油面

26、上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示。工件的下底面与油面的距离为 h ，力 F 与 h 的大小关系如图乙所示。小科觉得图中 CB 的延长线 BA 段是没有意义的，老师告诉他，力 F 为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了。 （1）分析 BC 段：随着 h 的增大，工件所受的浮力大小将 ，油对工件下底面的压强大小将 ; （选填“变大”“变小”或“不变” ) （2）若 A 点的坐标为（a , 0 ) ，则 a 。从图像分析， a 表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件的 ; （3）求 C 点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。（不考虑大气压强）1 一只新鲜鸡蛋，沉没在盛有水的烧杯

27、里，要使鸡蛋离开杯底，可采用的方法有（ ） A 加热 B 加盐 C 加酒精 D 加水 2 金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡，在升至水面的过程中发生如图所示的变化，下列说法正确的是 （ ） A 小气泡受到的重力越来越小 B 小气泡受到水的压强越来越小 C 小气泡受到的浮力越来越小 D 小气泡上升的速度越来越慢 3 在帮妈妈做家务的时候，小明发现两根相同体积的筷子，甲浮在水面上，乙沉在水底，如图。由此可知甲比乙（ ） A 所受浮力小 B 质量大 C 所受压强大 D 密度大 4 某种材料制成的空心球漂浮在甲液体的液面上，沉在足够深的乙液体底部。通过这个信息可知（ ） A 该材料的密度一定小于甲液体的密

28、度 B 该材料的密度一定大于乙液体的密度 C 该材料的密度一定等于甲液体的密度 D 该材料的密度一定等于乙液体的密度 5 在两个相同的薄壁塑料瓶（质量忽略不计）内分别装入体积相等、密度为和的两种液体后密封，再把它们放入两个装有水的容器中，处于如图所示状态。下列判断正确的是（ ） A B = C D 无法判断 6 铝是一种密度较小的金属。近年来科学家研制出更轻的铝 泡沫铝，某种泡沫铝的质量是 5 . 4 克，体积是 30cm3 ，它的密度是 g / c m3 。把一块泡沫铝浸没在水中，放手后，它会 （填“上浮”或“下沉”）。 7 小明同学把一个体积为 125cm3苹果放入水中，苹果在水里处于悬浮

29、状态，则苹果所受的浮力为 N ，小明从水中取出苹果，分成一个大块和一个小块，如图所示，再将小块放入水中，发现小块沉入水底，据这些现象可以推断：若将大块浸没入水中，松手后大块将会 。（ g10N / kg ，水的密度是1103kg m3） 8一个质量为 140g、体积为 1.810-4 时的物体，用手将其浸没在水中时，物体受到的浮力为 N ，松手后物体将 （选填“上浮” , “下沉”， “悬浮”）。9中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航，当航母在平静的水面航行时，它所受的浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）它的总重力。当航空母舰上舰载飞机起飞后，它排开水的体积 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 10 关于物体在液体中受到的浮力，下列说法正确的是( ) A 漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B 物体的密度越大，受到的浮力越小 C 物体”排开水的体积越大，受到的浮力越大 D 浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关