第十章 流体的力现象
1.
在流体中运动
鸟儿能在天空中翱翔，大家知道是什么力托起鸟儿的吗？
要弄这个问题请同学们集中思想学习《 在流体中运动 》
知识目标
1
、了解流体的压强与流速的关系。
2
、了解飞机的升力是怎样产生的。
3
、了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象。
请同学们用5分钟左右对照目标自学教材P54～56内容。
1912年秋天，
“
奥林匹克
”
号正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮 的100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰
“
豪克
”
号正在向前疾驶，两艘船似乎在比 赛，彼此靠得较拢，平行着驶向前方。忽然，正在疾驶中的
“
豪克
”
号好像被大船吸引似的，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向“奥林匹克”号闯去。最后，“豪克”号的船头撞在“奥林匹克”号的船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故。
这次海难事故是谁的错呢？我们先来做几个小实验,过后你就能找到答案了
探究
:流体压强与流速的关系
1.吹气时,两纸条会怎样?
2.吹气乒乓球会掉落吗?
3.注射器和注射器上面的小孔上谁喷出来的水柱高？
吹气
漏斗
试一试，怎样使乒乓球不下落？
是谁托住了乒乓球？
探究一：气体压强与流速的关系
实验一
“吹气”，使纸条飘起来。
从纸条上方吹气，纸条被托起，说明纸条上方的气压比下方的大气压
___
。
小
问题二：吹气使哪个位置的空气流速发生变化，
该位置的气压发生什么变化？
问题一：是谁托起了纸条？
分析论证
上下表面的压强差将纸条托起。
纸条上方的空气流动起来，导致该处气压变
____
。
小
如图，如何通过吹，使两张纸向中间靠拢。
实验二
分析论证
吹气时，两张纸向中间
靠拢，说明内侧气压
外侧
大气压
。
小于
两纸中间的空气流速
____,
使该处气压变小。
得出结论
在气体中，流速越大的位置，气压越小。
内外两侧压强差使两张纸向中间靠拢。
变大
静止时:
流动时:
流体压强与流速的关系：
流体在流速大的地方压强小，
在流速小的地方压强大。
飞机的升力的由来?
一、鸟是怎样飞翔的
探究
:
升力
鸟类的翅膀形状各异
,
飞行方式也各有不同
,
但它们有一个共同点
:
鸟翼的横截面边线是弯曲的。
用硬纸做一个鸟翼模型
,
在其中间插一个吸管
,
将模型放在一个直立的铁丝上。用嘴水平方向吹动鸟翼
,
观察气流对鸟翼模型的作用。
水平的气流
,
能使鸟翼获得向上的升力。
飞机和鸟类有相似的外形，飞机的研制成功是仿生的一个典型例子。
飞机机翼做成上凸下平，航行时使机翼上方气流速度
_____
下方气流速度，机翼上方的气压
_____
下方的气压，由此产生的上下压力差就是飞机获得的
_____
力。
大于
小于
升
飞机的升力是怎样产生的？
机翼上下空气流速差越大，产生的压强差也越大。
飞机：利用“ ”升空
机翼获得的升力
相信大家都有过这样的经历：步行在雨中，我们会打一把伞．一阵大风吹来，雨伞会被向上吸起来．这是为什么呢？你能不能用今天所学的知识解释这个现象呢？
知识与技能
1
、以下实例中，应用了流体压强与流速规律使物体向上运动
的是（ ）
Ａ
.
气球的升空 Ｂ
.
潜水艇上浮
Ｃ
.
大型客机的升空 Ｄ
.
火箭的升空
２、草原犬鼠是大草原常见的小动物，它挖的洞有多个洞口，一些洞口比较平整，一些洞口由圆锥形土堆围成，这样吹过平整洞口的风运动速度
，压强
；吹过隆起洞口的风速度
，压强
。因此，地面上的风由
的洞口吹向
的洞口，给犬鼠带来了凉风习习，改善了洞内的空气。
大
大
小
平整
隆起
Ｃ
小
草原犬鼠的空调系统
探索与创新
1
、赛车尾部气流偏导器的作用，主要是为了让汽车在高速行驶时，对地面的压力更大，提高汽车的抓地性能，能表示偏导器横截面形状的是（ ）
2
、想象一下，如果在气体和液体中流速大的地方压强大，则不会出现的情况是（ ）
Ａ．飞机翅膀的截面形状应该反过来
Ｂ．两艘并列同向行驶的船只不会相撞
Ｃ．地铁、火车站的站台安全线不必设置
Ｄ．喷雾器再怎么用力也喷不出雾来
A
B
C
D
Ｂ
Ｃ
3、热电厂的烟囱，建得高的原因是 （ ）
Ａ．可以避免大气污染
Ｂ．高处气体流速小，压强大，可以保持炉内通风
Ｃ．高处气体流速大，压强小，可以保持炉内通风
Ｄ．高处气体流速大，压强大，可以保持炉内通风
Ｃ
今天的收获
流体压强与流速的关系：流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
飞机升力的产生
：
机翼上下方所受的压力差形成向上的升力
原因：机翼上方空气流速
压强
；下方空气
流速
压强
；产生向上的压力差。
应用：飞机
、
喷雾器、安全线、烟囱
大
大
小
小
第十章 流体的力现象
2.
认识浮力
正是由于各种各样船的出现，才使人类的足迹由陆地延伸到海洋。
正是有了潜水艇，人类才能象鱼儿一样在水底欢快的游动。
飞艇和热气球的出现给人类插上了飞翔的翅膀，使人类能展翅高飞。
小孩为什么不会掉到水里
飞艇为什么能飞到空中
人为什么能浮在死海海面上
护卫舰为什么能浮在海面上
观察下面的图，带着问题思考、讨论、交流
这一切都离不开“浮力”。
那么什么是浮力呢？
1.
什么是浮力（
F
浮
）
浸在液体
(
或气体
)
里的物体都受到液体
(
或气体
)
向上的托力，
这个力叫做浮力。
2.
浮力的方向
理解浮力
竖直向上
F
G
F
浮
=
G
-
F
（称重法）
学会测量浮力
通过上面的实验
,
你能找到一种用弹簧测力计测量浮力大小的方法吗
?
思维向导
浮力产生的原因
◆
观察视频
◆
分析原因
由于液体对物体向上和向下的
压力差
产生的。
F
浮
=
F
向上
-
F
向下
浮力产生的原因
1
浮力产生原因
2
练习：
1.
关于浮力的说法你认为不正确的是 （ ）
A.
将一石块抛入水中，石块在下沉过程中不受浮力
B.
在水中上升的木块受到浮力
C .
在海水中游泳的人受到海水对他产生的浮力
D.
在空中上升的氢气球受到海水对他产生的浮力
A
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.
F
1
B.
F
2
C.
F
3
D.
F
4
C
3.
判断正误。
（
1
）浮在液面上的物体受到浮力，沉到液体底部的物体不受浮力。（ ）
（
2
）物体在液体中受到浮力，在气体中也受到浮力。（ ）
（
3
）浮力产生的原因是因为液体对物体存在压力。（ ）
4.
一石块挂在弹簧秤上，在空气中称时，弹簧秤的示数是
4.7 N
，把它全部浸在水中称时，弹簧秤的示数是
2.7 N
，该石块所受水的浮力是
N
。
×
√
×
2
第十章 流体的力现象
3.
科学探究：浮力的大小
科学探究：浮力的大小
情景置疑
探究实验
结论分析
课堂小结
达标测试
阿基米德原理
这艘轮船受到的浮力有多大
?
猜想
:
浮力大小可能和哪些因素有关
既然浮力大小可能和上述因素有关，那么是和其中的一个因素有关呢，还是和其中几个因素有关，或是和它们都有关系？怎样来验证这些猜想是否正确呢？
探究实验方法
“
控制变量法”是一种重要的科学思维方法，也是一种重要的实验手段
探究结论
浸在液体里的物体所受浮力的大小和液体的密度和排开的液体体积有关。
我们已经探究出浮力大小和液体密度、排开液体体积有关，那么，它们之间有没有确定的数量关系呢？
设疑
浮力大
——
排开的水多
浮力小
——
排开的水少
那么，浮力的大小和排开水的多少是否有着必然的联系呢？
发现规律
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所受的重力。
著名的阿基米德原理
!
推导
F
浮
=
G
排
=
m
液
g
=
ρ
液
gV
排
即
F
浮
=
ρ
液
gV
排
应用
在船体设计时，它的吃水线以下的体积是重要的设计数据，根据
V
排
=
V
浸
，海水密度
ρ
液
已知，即可用计算方法得出轮船满载时所受浮力。
轮船
你来做一次曹冲吧
!
如何称出庞大的大象的体重
?
试用所学的物理知识加以解释。
知识迁移
小结
1.
内容
:
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所受的重力。
阿基米德原理
2.
公式
:
F
浮
=
G
排
=
ρ
液
gV
排
阿基米德原理也适用于气体
F
浮
大小只与
ρ
液
和
V
排
有关
1.
浸入液体中的物体受到液体
的浮力，浮力的大小等于
，这就是阿基米德原理，其数学表达式是
，这个定律适用于液体和
______
。
竖直向上
它排开的液体所受的重力
F
浮
=
G
排
=
ρ
液
gV
排
气体
2.
酒精的密度是
0.8×10
3
千克
/
米
3
，把体积为
5 ×
10
－
4
米
3
的铁块浸没在酒精中，它受到的浮力是
___
牛。
4
练习：
3.
用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是
（ ）
A
．木球所受的重力、浮力都不变
B
．木球所受的重力不变，浮力变大
C
．木球所受的重力、浮力都变小
D
．木球所受的重力不变、浮力逐渐变小
A
第十章 流体的力现象
4.
沉与浮
1
．浸没在水中的木块为什么向上浮起？
2
．浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部？
3
．浸没在水银中的铁块为什么向上浮起？
4
．钢铁制成的船为什么能在海面上航行？
5
．物体在液体中都受到浮力，为什么有的上浮、有的下
沉、有的悬浮？
悬浮
上浮
下沉
1
．浮力与重力的关系
悬浮
下沉
G
F
浮
G
上浮：
F
浮
＞
G
一、物体的沉浮条件
漂浮：
F
浮
=
G
悬浮：
F
浮
=
G
下沉：
F
浮
＜
G
F
浮
F
浮
G
漂浮
上浮
F
浮
G
2
．物体密度与液体密度间的关系
F
浮
＞
G
上浮：
ρ
液
＞
ρ
物
F
浮
=
G
悬浮：
ρ
液
=
ρ
物
F
浮
＜
G
下沉：
ρ
液
＜
ρ
物
浮力：
F
浮
＝
ρ
液
gV
排
； 重力：
G
＝
ρ
物
g
V
物
；
V
排
=
V
物
研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。
漂浮：
ρ
液
＞
ρ
物
根据浮沉条件进行比较：
想想做做
将新鲜鸡蛋放入盛水容器中，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。
3
．
浮沉条件的讨论
（
1
）上浮和下沉是不平衡态；悬浮和漂浮是平衡（静
止）态
（
2
）上浮、下沉和悬浮：
V
排
=
V
漂浮：
V
排
＜
V
（
3
）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平均密度
ρ
物
与
液体密度
ρ
液
比较
早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。
二、控制沉与浮
芦湖独木舟
工作原理：
靠改变自身重力上浮和下潜。
模拟潜水艇：
用注射器向密封的瓶内打起，将瓶内的水排出，瓶向上浮起。
潜艇
（
1
）
工作原理：
将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。
（
2
）
排水量（
m
排
）：
轮船满载时排开水的质量：
F
浮
=
m
排
g
而
F
浮
=
G
m
船
+
m
货
=
m
排
（
3
）
载重线
轮 船
三国时期有
“曹冲称象”
。
除了
以舟称物
之外，
以舟起重
也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾
“打捞铁牛”
。他创造了浮力起重法。
工作原理：
靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体
气球和飞艇
2
．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力
铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力
铝球受的浮力。（填“＞”“＜”或“
=”
）
1
．用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的
是 （ ）
A .
密度计漂浮得越高，所受的浮力越大
B .
密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等
C .
密度计排液体积越大，液体密度越大
D .
密度计漂浮的越高，液体密度越大
B D
＜
＝
练习
3.
一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？
当冰化成水后，质量不变，所以，
m
水
=
m
冰
冰排开水的体积等于冰化成水的体积，液面高度不变
【
解析
】
冰漂浮在水面上，
F
浮
=
G
冰
当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？
ρ
水
< ρ 盐水 ， V 排 < V 化水 冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积，液面上升。 【 解析 】 冰漂浮在盐水中， F 浮 = G 课堂小结 物体的浮沉条件 浮力的应用 浮力问题解析 轮船 潜艇 气球和飞艇
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