初中物理教科版（2024）八年级下册（2024）科学探究：浮力的大小课堂教学ppt课件

这是一份初中物理教科版（2024）八年级下册（2024）科学探究：浮力的大小课堂教学ppt课件，共42页。PPT课件主要包含了浮力大小计算方法，实验材料，实验方法，控制变量法，实验步骤，实验结论，排开液体的体积越大，液体的密度越大，排开液体的质量越大，排开液体的重力越大等内容，欢迎下载使用。
1.知道影响浮力大小的因素。2.知道阿基米德原理的内容及表达式，并会进行浮力的简单计算。
浮力：液体对浸在其中的物体有竖直向上的力。
1.称重法： F浮=G物-F2.压力差法： F浮=F向上-F向下3.漂浮法： F浮=G物
产生原因：液体对物体上下表面的压力差
阿基米德，伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家，静力学和流体静力学的奠基人。享有“力学之父”的美称。他在物理学方面的贡献主要有两项：其一是关于浮力问题；其二是关于杠杆问题。
如图所示，在盆中放一个装满水的水槽，用手把空的矿泉水瓶按入水中。随着按入深度的增加，溢出的水也增加了，感觉要用更大的力才能把矿泉水瓶按下去。这是为什么呢？
浮力的大小与哪些因素有关呢？
知识点一：浮力大小与什么因素有关
猜想1：浮力的大小可能与液体密度有关
猜想2：浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关
猜想3：浮力的大小可能与物体浸没深度有关
铁架台、升降台、弹簧测力计、烧杯、圆柱体、水、盐水
为了方便调节浸在液体中的物体的体积，可以选取带刻度线的圆柱体
（1）探究浮力的大小与圆柱体浸在液体中的体积的关系
①用弹簧测力计测量圆柱体的重力；
结论：浮力的大小与物体浸在液体的体积______。
（2）探究浮力的大小与圆柱体浸没深度的关系
②将圆柱体悬挂在弹簧测力下，增大圆柱体浸没深度，记录弹簧测力计的示数，计算并比较所受浮力的大小。
结论：浮力的大小与物体浸没深度______。
（3）探究浮力的大小与液体的密度的关系
②将圆柱体悬挂在弹簧测力下，分别将圆柱体浸没在水、盐水中记录弹簧测力计的示数，计算并比较所受浮力的大小。
结论：浮力的大小与液体的密度______。
如图所示，将弹簧测力计换成力传感器，逐渐增加升降台的高度，改变物块浸在水中的体积V，计算机可绘制出F浮-V图像。
实验表明，浸在液体中的物体受到的浮力大小，跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关；浸没在同种液体中的物体所受浮力跟物体在液体中的深度无关。
物体浸在液体中的体积，就是物体排开液体的体积。
知识点二：阿基米德原理
浮力大小可能与排开液体的重力有关
弹簧测力计、石块、烧杯、细绳、水、溢水杯。
需要测量的物理量：F浮、G排
①如图甲，用弹簧测力计测量空桶所受的重力G桶。
②如图乙，用弹簧测力计测出铁块受到的重力G。
③如图丙，将铁块浸没在装满水的溢水杯中，读出此时测力计的示数F拉，同时用小桶收集铁块排开的水。
注意：溢水杯要灌满水(即水面到达溢水杯的溢水口)。若水不满，排出的水偏少，测出的G排偏小。
④如图丁，用弹簧测力计测出小桶和水受到的总重力G总。
⑤计算出石块受到的浮力和排开水的重力，将数据记录在表格中。
④换用质量不同的铁块，重复以上步骤，再做几次实验。
实验中应先测G桶，再测G总。若实验顺序颠倒，桶内水倒出时会有残留，测出的G桶偏大，G排偏小。
物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力
浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。
F浮 = G排 = ρ液 gV排
液体密度（kg/m3）
F浮＝ ρ液 gV排 表明浮力大小只和 r液、V排有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
浸在气体中的物体收到的浮力F浮=ρ气 gV排
3.对阿基米德原理的理解
“浸入”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。
物体排开液体的体积等于物体浸入液体中的体积。
浸没时：V排=V浸=V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
部分浸入时： V排=V浸＜V物F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸＜ρ液gV物
无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于其排开的水所受到的重力。
在死海中，海水的密度高达1.18×103 kg/m3 。如图所示，人们可以很轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！ 请用阿基米德原理作出解释。
知识点三：阿基米德原理的应用
在排开的液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受的浮力就越大。因为死海中水的密度大于淡水的密度，所以人浸在死海中所受的浮力等于人的重力时，有一部分身体可以露出水面，可以仰卧看书。
【例题】一个边长为3cm，密度为2×103kg/cm3的立方体橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船浮在水面上(如图)，小船所受浮力是多少？(取g =10 N/kg)
【分析】根据阿基米德原理，橡皮泥块受到的浮力等于它所排开的水所受的重力。如果把橡皮泥捏成小船，因其处于二力平衡状态，所以浮力等于橡皮泥所受的重力。
解：如果橡皮泥块浸没在水中，它排开水的体积V排=V橡=0.03m×0.03m×0.03m=2.7×10-5m3排开水的质量m排=ρ水V排=1×103kg/m3×2.7×10-5m3=2.7×10-2kg排开的水受到的重力G排=m排g=2.7×10-2kg×10N/kg=0.27N根据阿基米德原理，可以得到 F浮=G排=0.27N如果把这块橡皮泥捏成小船，橡皮泥的质量不变，其所受重力不变。橡皮泥在水中漂浮时处于二力平衡状态，有F浮=G排=m橡g=ρ橡V橡g=2×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N/kg =0.54N
橡皮泥小船比橡皮泥立方体能排开更多的水，这说明采用“空心”的办法能增大可供利用的浮力，据此人们用密度远大于水的钢铁制造了轮船。
轮船排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量。
所以：m排=m船+m货
因为轮船漂浮：F浮=G，F浮=m排g
思考：轮船从河里驶入海里，浮力大小_____，排开液体的体积______（变大、变小或不变），轮船________一些（浮起来或沉下去）。
1.判断（1）物体的体积越大，受到的浮力越大。（ ）（2）物体的重力越大，受到的浮力越大。（ ）（3）物体受到的浮力与它排开液体的密度有关（ ）（4）密度大的物体受到的浮力反而小。（ ）
（5）物体受到的浮力大小与它的运动状态有关（ ）（6）漂浮在液面上的物体比沉入底部的物体受到的浮力大 。 （ ）（7）物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大。 （ ）
2.用手把一乒乓球按在水底，放手后，球上浮，最后漂浮在水面，此过程中浮力（ ）A.逐渐增加，但小于重力。B.不变，但大于重力。C.先不变，后减小，漂浮时等于重力。D.先大于重力，后小于重力。