最新教科版八年级物理下册第九章浮力PPT

第九章 浮力 第一节 认识浮力 鸭子为什么能浮在水面上？ 情境引入 是什么力使上万吨的航空母舰航行在海面上？ 不会游泳的人在死海里为什么不会被淹死？ 将旋紧的空矿泉水瓶压入水中，并释放后，将怎样？ 乒乓球受到了 浮力 的作用 ! 动画演示：乒乓球受到浮力 新知探究 一、浮力 木块在水中受到浮力 铝块在水中也受到浮力 【 实验 】 打足了气的篮球，气孔上插有打气针，打气针的另一端通过导管、橡皮塞和气球囊连接。导管阀门开始处于关闭状态，现将阀门打开。 现象 _____________________________ 。 表明 _____________________ 。 气体也会产生向上的浮力。 结论： 气球胀大，同时杠杆左端上升 向上的浮力增大 2 ．符号： F 浮 3 ．用弹簧测力计测浮力： F 浮 = G － F 4 ．浮力的方向 ： 竖 直向上 5 ．浮力的施力物体： 液体 6 ．浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力。 一、浮力 （ F 浮 ） 1 ．浮力：浸在液体中的物体受到液体对物体向上浮的力叫浮力。 1. 将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起。 2. 将瓶下口堵住，乒乓球浮起。 二、浮力的产生 实验现象 : 浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压力。 四个侧面所受压力关系 F 合 =0 边长为 L 的立方体位于水面下 h 深处 上、下两面所受压力关系 ∵ p 向上 ＞ p 向下 ∴ F 向上 ＞ F 向下 F 浮 = F 向上 - F 向下 F 向下 F 向上 浮力是液体对物体的压力的合力 h L 浮力产生的原因： 浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。 F 1 F 2 三、浮力的大小与哪些因素有关 小实验   把空饮料罐用手按入水桶，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？ 分析一下，浮力大小和什么因素有关？ 猜 想 可能跟 …… 有关。 提出问题 实验探究 水 酒精 浓盐水 弹簧测力计 实验器材 实验方法 注意运用控制变量的方法。 圆柱体 1 ．探究浮力与物体浸没后的深度的关系 深度 h / cm 重力 G / N 弹簧测力计示数 F / N 浮力 F 浮 / N 结论： 浮力大小与物体浸没水中后的深度无关。 检验猜想 记录表格 2 ．探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系 结论： 在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。 物体浸在液体中的 体积 V / m 3 重力 G / N 弹簧测力计示数 F / N 浮力 F 浮 / N 记录表格 3 ．探究浮力与液体密度的关系 液体种类 重力 G / N 弹簧测力计示数 F / N 浮力 F 浮 / N 记录表格 结论： 物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。 讨 论 使用体积相等的铁块和铝块可以检验哪一个猜想？ 使用体积不等的铁块可以检验哪一个猜想？ 做一做 实验结果表明 物体在液体中所受的 浮力大小， 跟它 浸在液体中的体积 有关，跟 液体的密度 有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的 密度 有关，还与物体排开液体的 体积 有关，而与浸没在液体中的 深度 无关。 知识梳理 1 、浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（ ）    A ．物体受到的压强增大    B ．物体上、下表面受到的压力增大    C ．物体上、下表面受到的压力差增大    D ．物体受到的浮力不变 ABD 随堂练习 2 、关于浮力，下列说法中正确的是（ ）    A ．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力    B ．一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上浮力    C ．只要下沉的物体就不会受到浮力    D ．浮力的方向不一定都是向上的 B 3 、绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受到的浮力将（ ） A ．逐渐变大 B ．逐渐变小 C ．保持不变 D ．变为零 C 4 、质量相同的铁球和铝球，分别挂在两个相同的弹簧测力计上，将两球同时浸没在水中。若挂铁球的示数变为 F 1 ，挂铝球的示数变为 F 2 ，则（ ） A. F 1 ＞ F 2 B. F 1 = F 2 C. F 1 ＜ F 2 D. 无法比较 A 5 、小玲将一块体积为的矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图甲、乙所示。 ( 1) 矿石受到浮力的大小多大？ ( 2) 若将此矿石浸没在密度为 1.8×10 3 kg/m 3 的液体中，矿石受到浮力多大？弹簧测力计的示数多大？ 甲 乙 【 解析 】 由图可知：物体的重力 G =8.8 N ，在水中浸没时弹簧测力计示数为 7.2 N 。 则： F 浮 ＝ G － F = 8.8 N － 7.2 N = 1.6 N 。 若 ρ 液 = 1.8×10 3 kg/m 3 ，即 ρ 水 的 1.8 倍， F 浮 ′ ＝ 1.8 F 浮 ＝ 1.8×1.6 N=2.88 N 。 弹簧测力计示数 F ′ ＝ G － F 浮 ′=8.8 N － 2.88 N =5.92 N 。 第九章 浮力 第二节 阿基米德原理 阿基米德的启示   两千多年以前，希腊学者阿基米 德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要 测量王冠的体积，冥思苦想了很久都 没有结果。一天，他跨进盛满水的浴 缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢， 他忽然想到： 物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？ 情境引入 排开液体的体积 物体浸在液体中的体积 = 做做想想 将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系。 回顾：浮力大小与哪些因素有关？ 浮力大小， 跟它 浸在液体中的体积 和 液体的密度 有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 猜 想 浮力与排开的液体有什么关系？ 可以怎样表述浮力的大小？ 浮力大小可能与 排开液体的体积，液体的密度有关 浮力大小，跟它 排开液体的体积 和 液体的密度 有关。 排开液体的体积 越大、 液体的密度 越大，浮力就越大。 浮力大小可能与 排开液体的重力有关。 实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、 水。 ⑴ 用弹簧测力计先测出石块的重力 G 。 ⑵ 用弹簧测力计再测出空杯子的重力 G 杯。 1.15N 0.45N 实验步骤： 一、阿基米德原理 探究实验 ⑶ 把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数 F ′ 。 ⑷用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G 总 。 0.70N 0.90N 收集实验数据： 研究对象 物重 G/N 空杯重 G 杯 /N 物体浸没水中时弹簧测力计 示数 F′/N 杯、水总重 G 总 /N 浮力的大小 F 浮 /N 排开水的重量 G 排 /N 石块 0.45 铝块 0.45 铁块 0.45 1.15 0.70 0.90 0.45 0.45 0.54 0.34 0.20 0.20 0.65 0.78 0.68 0.10 0.55 0.10 比 较 浮力的大小 和 物体排开水的重量 ，你发现了什么？ 阿基米德原理 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受到的重力。 2. 公式： F 浮 =ρ 液 g V 排 3. 对原理的理解 （ 1 ）物体“浸在液体里”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。 浸没 部分浸入 当物体跟盛液体 的 容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。 （ 2 ）阿基米德原理同样适用于气体。 1 ．区分：浸没、浸入、浸在、没 入。 2. F 浮 ＝ ρ 液 gV 排 ρ 液 —— 液体的密度； V 排 —— 物体排开的液体的体 积。 3. F 浮 ＝ ρ 液 gV 排 —— 决定式 表明浮力大小只和 ρ 液 、 V 排 有关， 浮力大小与物体的形状、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。 二、关于阿基米德原理的讨论 例 1  浸在液体中的物体 , 受到的浮力大小取决于 ( ) 。 A. 物体的体积和液体的密度 B. 物体的密度和物体浸入液体的深度 C. 物体浸入液体的体积和液体的密度 D. 物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素 C 三、例题分析 例 2  一个体积为 300 cm 3 的物体浮在水面上，它的 2/3 体积露出水面，它受的浮力是多 大 N 。（ g 取 10 N/kg ） 1 【 解析 】 根 据阿基米德原 理 F 浮 ＝ G 排液 ＝ ρ 液 gV 排   据题意 V 排 ＝ V /3 F 浮 ＝ ρ 液 gV 排 ＝ 1.0×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg×10 -4 m 3 =1 N 。 例 3  把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（ ）。 A ．相等 B ．铝球的比铁球大 C ．铝球的比铁球小 D ．浮力都等于重力 【 解析 】 铁球和铝球的重力相等，则质量相等 B 根据 ， ρ 铁 ＞ ρ 铝 ，则 V 铁 < V 铝 ， 根据 F 浮 = ρ 液 gV 排 ， ∴ F 铝浮 ＞ F 铁浮 。 A ．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大 B ．铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C ．铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D ．因素太多，无法判断 【 解析 】 根据 F 浮 = ρ 水 g V 排 ， ∵ 浸没， V 相同 ， ∴ V 排 相同， ∴ F 浮 相同。 提示： 浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。 例 4  如图所示 , 体积相同 , 密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则 ( ) C 例 5  甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为 5×10 3 kg/m 3 和 10×10 3 kg/m 3 ，甲球挂在甲弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让金属球全部没入水中，这时（ ） A ．甲、乙两球所受到的浮力之比为 2:1 B ．甲、乙两球所受到的浮力之比为 1:2 C ．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为 8:9 D ．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为 11:12 【 解析 】 ∵ m 甲 ＝ m 乙 , ρ 甲 : ρ 乙 ＝ 1:2 ， V 甲 : V 乙 ＝ 2:1 ； 根据 F 浮 ＝ ρ 水 g V 排 ，且 V 排 ＝ V 物 ∴ F 浮甲 : F 浮乙 ＝ 2:1. 分析物体受力： F 浮甲 + F 甲 ＝ G 甲 ① F 浮乙 + F 乙 ＝ G 乙 ② 提示： 分析物体受力 A 选项正确 C 选项正确 G 乙 F 乙 F 浮乙 G 甲 F 甲 F 浮甲 1 ．阿基米德原理的探究实验 2 ．阿基米德原理的数学表达式 3 ．阿基米德原理的公式讨论 4 ．利用阿基米德原理的分析与计算 知识梳理 我受到浮力大 我受到的浮力大 1 、在如图所示的大鱼和小鱼的争论中， 鱼的说法正确，这是因为两条鱼浸没在同种液体中，它们受到的浮力大小与 有 关。 大 随堂练习 它们的体积 2 、一个 2N 的物体，挂在弹簧测力计上，当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是 1.2N ，这个钩码受到水的浮力是 N 。 0.8 3 、 某 物体重 0.5N, 把它放入盛有水的烧杯中 , 溢出重为 0.3N 的水 , 则它受到的浮力为 ( ) A. 一定为 0.3N B. 可能为 0.2N C. 一定为 0.5N D. 可能为 0.4N D 4 、比较下列物体受的浮力 ⑴体积相同的铜、铁、铝浸没水中 铁 F 浮铝 ＝ F 浮铁 ＝ F 浮铜 铜 铝   ⑵如图所示， A 、 B 两个物体的体积相等，哪个受到的浮力大？ A B F 浮 A < F 浮 B 4 、比较下列物体受的浮力 ⑶ 如图所示， A 、 B 两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？ ( ρ 水 ＞ ρ 酒精 ) A 水 B 酒精 F 浮 A ＞ F 浮 B 4 、比较下列物体受的浮力 拓展：质量是 1kg 的实心铜球和铝球 , 浸没水中 , 受 到的浮力 大。 铜 铝 ( ρ 铜 > ρ 铝 ) 4 、比较下列物体受的浮力 铝球 第九章 浮力 第三节 物体的浮与沉 把实心的松木球和铁球浸没在水中，放手后，木球上浮，直至漂浮在水面，铁球下沉至水底。 导入新课 松木球 铁球 飞艇在空中自由地上升、下降 ; 人躺在死海中悠闲地看书，那么， 物体的浮与沉取决于什么条件呢？ 我们先来做个小实验来研究一下 新课讲授 一、实验探究 1 、物体的浮沉条件 （ 1 ）实验器材：盛水容器、玻璃瓶、针管 （ 2 ）实验步骤： ① 在小瓶里装适量的水，并把小瓶放入盛水容器，让小瓶正好悬浮； ② 用针管再向小瓶里加水，并把小瓶放入盛水容器，观察小瓶的浮沉情况； ③ 用针管把水从小瓶里抽出，并把小瓶放入盛水容器，观察小瓶的浮沉情况。 （ 2 ）实验装置 实验序号 实验方法 观察小球运动情况 小球受力情况分析 1 在小瓶里装适量的水 2 把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中 , 再松手 3 把盖上盖子的空小瓶浸没于水中 , 再松手 上浮 重力、浮力 下沉 重力、浮力 （ 3 ）填入表格 悬浮 重力、浮力 （ 4 ）实验结论 浸没在液体中的物体，其浮沉主要取决于它所受到的浮力与重力的大小。 F 浮 G F 浮 G 漂浮 上浮 ①当 F 浮 > G 时，合力向上，物体上浮。 ②当 F 浮 < G 时，合力向下，物体下沉。 G F 浮 下沉 当 F 浮 ＜ G 时 , 合力方向竖直向下，物体在液体中向下运动称为下沉。 ③当 F 浮 = G 时，合力为零，物体悬浮在水中。 当 F 浮 ＝ G 时 , 合力为零，即二力平衡，此时物体将静止在液体中任意深度的地方称为悬浮。 G F 浮 悬浮 迷你实验室 1. 物体会停在哪个液面？ 1 、把糖浆、水及油沿汤匙注入玻璃杯中，由于密度不同，液体会分成三层。 把蜡块、橡皮、瓶塞、鸡蛋等放入杯中，观察它们分别位于哪一层液面上？你能说出原因吗？ 分成 3 层由上到下：油、水、糖浆。 蜡块、瓶塞会在最上一层，他们密度最小； 橡皮会停留第二层，它的密度比较大 ; 鸡蛋在最下层，它的密度最大。 由此可见： 若物体是实心的密度均匀且浸没在液体中 (l) 物体密度大于液体密度时，物体上浮； (2) 物质的密度等于液体密度时，物体悬浮； (3) 物质的密度小于液体密度时，物体下沉。 如图所示，取一杯清水和一块橡皮泥，将橡皮泥揉成小球轻轻放入水中，橡皮泥小球会如何运动？如果将橡皮泥捏成小船轻轻放在水面上呢？你能解释观察到的现象吗？ 迷你实验室 2 橡皮泥为什么能漂浮？ G F 浮 1 G F 浮 2 G F 浮 1 < 下沉 G F 浮 2 = 漂浮 空心时，排开液体体积增大 1 、密度计 漂浮原理即 G ＝ F 浮 （ 1 ）工作原理： 上面读数小，下面读数大；刻度不均匀， 上疏下密。 （ 2 ）刻度值的特点 : （ 3 ）读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度 二、浮沉条件的应用 我国农民常采用盐水浸泡法来选种 。 2 、盐水选种 把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底 部。 请你说说这是为什么呢 ? 利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的密度 ρ 液 有关， ρ 液 越大， F 浮 浮力越大。 ρ 物 < ρ 液 ，物体上浮； ρ 物 > ρ 液 ，物体下沉。所以干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底部。 3 、潜水艇 工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜 4 、热气球 孔明灯是一种早期的热气球据说它是由三国时期孔明发明的，还相传它与孔明的帽子有相似之处。 (1) 孔明灯 气袋 燃气装置 吊篮 (2) 热气球 工作原理：靠空气浮力升空 你知道热气球的工作原理以及能够升到高空的原因吗？ 这是因为：热气球的巨大气袋中充满空气（忽略体积变化），从燃气装置中喷出的火焰加热气袋中的空气，热气球内部气体的温度升高，密度降低。当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升了。 课堂练习 1 ．停在海里的小游艇总重 2.06 ×10 4 N ，它受到的浮力大小 为 _________ N ；它排开海水的体积为 _____m 3 （海水的密度 ρ 海水 =1.03×10 3 kg ／ m 3 ，取 g=10N ／ kg ）。 2.06×10 4 2 2 ．一小球所受的重力为 5N 。 体 积为 5×10 -4 m 3 。将它浸没在水中时，所受的浮力大小为 _________N （取 g=10N ／ kg ），浮力的方向是 ________ 。 放 开手后，小球将 （填 “ 上浮 ”“ 下沉 ” 或 “ 悬浮 ” ）。 悬浮 5 竖直向上 A B 3 、如图所示， A 、 B 两物体静止在水中（ ） A ．两物体受到的浮力一定相等 B ．两物体受到的浮力不等， A 物体受到的浮力大 C ．两物体的密度不等， B 物体的密度大 D ．两物体的重力不等， B 物体的重力大 C 4 ．轮船从内河航行到大海时，船将（ ） A. 下沉一点 B . 上浮一点 C . 不变 D . 无法判定 B 5 ．关于浮沉条件的应用，下列说法中正确的是（ ） A ．潜水艇上浮过程中受到的浮力变大 B ．气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度 C ．密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大 D ．密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关 B 一、物体的浮与沉 当 F 浮 >G 时，合力向上，物体上浮。 当 F 浮