1、水的浮力(一)學習目標 1.認識水及其他液體對浸入其內(nèi)的物體都會產(chǎn)生浮力的作用，確認空氣也有浮力。 2.能通過實驗的方法，探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)，并概括出阿基米德原理。3.能用測力計測量浮力，能用阿基米德原理計算浮力。課堂學習設計 課前準備 1.形狀不規(guī)則的小石塊和小木塊的密度應如何測定? 答 測小石塊的密度可用排液法，具體方法是:先用天平稱出小石塊的質(zhì)量m，然后用量筒裝適量水，水的體積為v1，再將小石塊用細線扎住浸在量筒中的水中，讀出水和石塊總體積v2，根據(jù)密度公式得石 測小木塊的密度應用助沉法，具體方法是:先用天平稱出小木塊質(zhì)量m，然后用量筒裝適量水，測出水和助沉的石塊或鐵塊的體積v1

2、，再將木塊和鐵塊或石塊完全浸沒在水中，測出總體積v2，則有木 2.測小石塊和小木塊密度的方法為什么不同?是由于什么原因造成的? 答 是由于它的密度與水的密度相比較有所不同造成的。石塊密度比水大，自己能沉在水中，而木塊密度比水小，必須用石塊或鐵塊等來幫助它浸沒在水中，所以具體測定方法有所不同。 科學探究 一、浮力的存在 1.實驗:將旋緊瓶蓋的空礦泉水瓶壓入水中時，手會感覺到 有一個力將手往上推 ，將瓶釋放后，瓶將 上浮最后浮在水面上 。 結(jié)論 在水中會上浮的物體受到向上的浮力 。 2.實驗:將一個鉤碼掛在彈簧秤下，記下彈簧秤讀數(shù)，再將鉤碼浸入水中，記下彈簧秤的讀數(shù)，會發(fā)現(xiàn) 鉤碼浸入水中后，彈簧秤

3、讀數(shù)變小了 。 結(jié)論 在水中會下沉的物體也受到向上的浮力 。不僅是水，所有的液體都會對浸入其內(nèi)的物體產(chǎn)生一個向上的浮力。 3.實驗證明:氣體也會產(chǎn)生浮力。 二、浮力的測量阿基米德原理 1.浮力的感覺。 提問 當你躺在浴缸的水中時，你會有什么感覺?水發(fā)生了什么變化?這說明了什么問題? 當我們躺在浴缸的水中時，會有一種變輕的感覺，好像有一種力將人托起，同時我們還可以發(fā)現(xiàn)浴缸中的水面比原來升高了。這說明人受到了浮力的作用，并且受到的浮力可能跟物體排開水的多少存在著一定的聯(lián)系。 2.探究:浮力與物體排開水的關(guān)系。 (1)提出問題: 浮力與物體排開水的多少有關(guān)系嗎?有什么關(guān)系 ? (2)建立假設: 浮力

4、大小與物體排開水的多少成正比 。 (3)設計實驗: 實驗器材:彈簧秤、燒杯、水、量筒、溢杯、物塊。 實驗步驟: a.在溢杯中盛滿水，將小燒杯放在溢杯的出水口下； b. 將物塊懸掛在彈簧秤上，用彈簧秤測出物塊的重g； c. 將物塊浸沒在溢杯的水中，讀出彈簧秤的讀數(shù)f； d.將溢杯溢出的水注入量筒內(nèi)，測出它的體積v排水；e.將上述數(shù)據(jù)填入下面的實驗記錄表中:物塊的重g物塊浸入水中后彈簧秤的讀數(shù)f物塊排開水的體積v排水物塊受到水的浮力f浮g-f物塊排開的水受到的重力g排水=水gv排水 (4)分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論 f浮g排水=水gv排水 (關(guān)系式)。 3.上述關(guān)系就是著名的阿基米德原理，它也適用于其

5、他的液體。 (1)阿基米德原理的文字表達: 浸在液體里的物體，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)數(shù)字表達式: f浮=g排液液gv排液 ； (3)阿基米德原理也適用于氣體。 4.對阿基米德原理理解的幾個注意問題: (1)公式中的液是液體的密度，而不是浸入液體的物體的密度。 (2)公式中的v排液是物體浸入液體時，排開液體的體積，而不是液體的總體積，也不是物體的體積。當物體完全浸入(即浸沒)液體中時，v排液恰好等于物體本身的體積v物；當物體只部分浸入液體中時，v排液<v物。 (3)浮力大小只跟物體排開的液體受到的重力有關(guān)，而與其他因素無直接關(guān)系。 (4)液的單位

6、只能是 千克米3 ，v排液的單位只能是 米3 。 典型例題解析 例1 將質(zhì)量是2.34千克的鋼塊浸沒在水中，受到的浮力是多大?(鋼塊的密度為7.8×103千克米3) 解析 由于鋼塊浸沒在水中，故v排水v鋼。因此可以先根據(jù)鋼塊質(zhì)量，計算出鋼塊的體積，即算出鋼塊浸沒在水中時排開水的體積，然后再根據(jù)阿基米德原理求解。v排水v鋼3×104米3 f浮g排水水gv排水1.0×103千克米3×9.8牛千克×3.0×104米3=2.94牛 答 鋼塊受到的浮力為2.94牛。 例2 一只鐵球在空氣中重3.12牛，全部浸沒在水中重為2.5牛，問這個鐵球是實

7、心的還是空心的?(鐵7.8×103千克米3) 解析 這類題有多種解法。 解法一:比較密度。先計算出鐵球在水中所受的浮力，再計算出排開水的體積，即為球的體積，從而求出球的密度球，再與鐵的密度鐵相比較，就可知球是否空心。 f浮gg3.12牛2.5牛0.62牛v排水6.3×105米3球5.05×103千克米3因為球<鐵，所以此球是空心鐵球。解法二:比較重力。先由浮力知識求出鐵球排開水的體積，然后求出具有這樣體積的鐵球的重力，把這個重力與鐵球的實際重力相比，如果大于實際重力則為空心。f浮gg水gv排水v排水=0.63×104米3gm鐵g鐵gv排水4.82牛

8、>3.12牛所以是空心的。 解法三:比較體積。先根據(jù)鐵球在空氣中的重力和鐵的密度，求出有此重力的實心鐵球應有的體積v應，然后由浮力求出鐵球的實際體積，再比較這兩個體積，即能判定鐵球是否空心。 v應=0.4×10-4米3 v實v排水0.63×10-4米3 因為v實>v應，所以此鐵球是空心的。 答 此球是空心的。 課內(nèi)練習 1.阿基米德原理可用公式f浮gv表示，式中是 液體的密度 ，v是 物體排開液體的體積 ，浮力的方向是 豎直向上的 。 2.彈簧秤的下端掛著一只裝滿水的薄塑料袋(袋本身體積和重力不計)，秤的讀數(shù)為20牛，若將它完全浸入水中，它受到的浮力f浮 20

9、牛，此時彈簧秤的讀數(shù)為 0 牛。 3.如圖1一23所示為一平底試管，長為l1，橫截面積為s，倒扣并漂浮在水面上，其露出水面的長度為l2，進入管內(nèi)的水柱長為l3，水的密度為,則試管受到的浮力為. ( d ) a.gsl1 b.gs(l1l2) c.gsl2 d.gs(l1l2l3) 4.邊長為10厘米的正方體木塊，放入水中后，有的體積露出水面。求該木塊受到的浮力。 解 v木10-3米3 v排水6×10-4米3 f浮水gv排水5.88牛 課時小結(jié) 重點:1.浮力的存在。 2.浮力的概念和公式。 3.有關(guān)浮力的簡單計算。 難點:1.對浮力測量的探究。2.對浮力概念和公式的理解。課外同步訓練

10、 基礎過關(guān) 1.水下6米深處有一條體積為300厘米3的魚，它受到的浮力為 2.94 牛，這條魚若再向上游5米，則它受到的浮力將 不變 。(假設魚本身體積不變) 2.下列有關(guān)阿基米德原理的說法中，錯誤的是 ( a ) a.浸在液體中的物體所受到的浮力，就是物體所排開液體的重力 b.物體在液體中所受的浮力，其大小等于物體在液體中所減輕的重 c.物體浸沒在液體中所受的浮力，其大小等于物體體積和液體密度及常數(shù)g的乘積 d.浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體所排開的液體受到的重力 3.如圖124所示是探究阿基米德原理的實驗裝置圖，請對實際步驟作出補充說明: (1)甲步驟:向溢杯中 注滿水

11、 。 (2)乙步驟:在空氣中先稱出物體重力g，然后將物 體浸沒在水中，讀出彈簧秤的示數(shù)g，兩次示數(shù)之差(gg)是 物體在液體中受到的浮力 。 (3)丙步驟:兩次彈簧秤示數(shù)之差(f1f2)測出的是 物體排開液體所受的重力 。比較(2)(3)兩次實驗的結(jié)果，得出結(jié)論:浸在液體中的物體受到 向上 的浮力，浮力的大小 等于 物體排出的液體的重力。 4.質(zhì)量相同的鋁球、鐵球和銅球(銅>鐵>鋁)分別浸沒在水中，三只球受到的浮力 ( a ) a.鋁球所受的浮力最大 b.鐵球所受的浮力最大 c.銅球所受的浮力最大 d.三只球所受浮力一樣大 5.有一個邊長為l的立方體木塊，放入水中時有l(wèi)露出水面，求木塊的密度木。 答 木0.75×103千克米3 深化提高 6.一石塊在空氣中用彈簧秤稱得示數(shù)為g，浸沒在水中(1)時示數(shù)為g1，浸沒在密度為2的液體中示數(shù)為g2，則2的值為 ( a )a. b. c. d. 7.一體積為0.1分米3的金屬塊掛在彈簧秤下，若將此金屬