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科学探究 浮力的大小 1 什么叫浮力 浮力的方向 2 浮力产生的原因 3 写出你所学过的可求浮力大小的公式 一 温故知新 复习提问答案 我们学过的求浮力的方法 1 F浮 F向上 F向下 2 F浮 G F示 3 平衡法 2000多年以前 在古希腊著名的城堡叙拉古 曾经发生了一件几乎轰动全城的趣事 一天早上 一个赤身裸体的男子 全身湿淋淋的 奔跑在热闹的叙拉古大街上 他边跑边欣喜若狂地高喊着 攸勒加 攸勒加 攸勒加 是希腊语 意思是 找到了 街上的人都以为他是一个疯子呢 叙拉古国王希罗二世 叫工匠做一顶纯金的王冠 这顶王冠工艺精致 重量也与所给的黄金相等 但是国王凭着一些迹象 怀疑工匠在王冠中掺了银子 于是 国王召见了他的顾问 阿基米德 要求他在不损坏王冠的前提下查明真相 阿基米德接受任务之后 冥思苦想 吃不香 睡不安 眼看日子一天天地过去 他真要急疯了 这天阿基米德去浴室洗澡 澡盆里放满了水 他跳了进去 只见水溢出了盆外 这时 他感到身子入水越深 溢出的水越多 身子也感到越轻 直到他整个身子浸入水中 水才不再溢出来 这时 他的想像力被激发了 一个科学家的灵感突然出现了 他终于悟出了一个科学的原理 此刻的阿基米德已经完全进入到科学的王国中去了 完全忘记了自己正在洗澡 这才发生了他裸体在大街上奔跑的一幕 相传2000年前 罗马帝国的远征军来到了死海附近 击溃了这里的土著人 并抓获了一群俘虏 统帅命令士兵把俘虏们投进死海 奇怪的是 这些俘虏竟然没有沉下去 而是个个都浮在水面之上 统帅以为这是神灵在保佑他们 就把俘虏释放了 真的是神灵在保佑他们吗 科学探究 二 浮力的大小和哪些因素有关 请同学们结合实际从物体的因素和周围液体的因素考虑此问题 猜想 一 浮力大小可能和物体体积有关 理由是 你看 轮船体积大 在海上能载这么多货物 说明它所受的浮力大 猜想 二 浮力大小可能和物体密度有关 理由是体积相等的轻的木块在水中会浮起来 而重的金属块则沉下去 说明木块所受浮力比金属块大 猜想 三 浮力大小可能和物体浸入液体的深度有关 理由是在游泳池里游泳 在浅水区感到浮力小 在深水区就感到浮力大 游起来轻松 猜想 四 在海滨游泳的人都知道 在海水里比在河水里容易浮起来 为什么呢 因为海水里含有许多盐 海水的密度为1 03 103kg m3 而淡水的密度为1 0 103kg m3 浮力大小可能和液体密度有关 将弹簧秤吊着的橡皮泥逐渐浸入水中 随着橡皮泥浸入水中的体积的变大 弹簧测力计的示数变小 橡皮泥受到的浮力变大 猜想 五 浮力大小可能和浸入液体中的体积有关 设计实验 验证猜想 1 浮力是否与物体体积有关 2 浮力是否与物体密度有关 3 浮力是否与物体在液体中深度 浸没 有关 4 浮力是否与物体浸在液体中体积有关 5 浮力是否与液体的密度有关 探究一 浮力的大小与物体密度的关系 探究结果是 浮力的大小与物体密度 填 有 或 没有 关系 没有 相同体积的铜块 铁块 两个弹簧测力计减小的示数相同 即浮力相同 探究二 浮力的大小与物体浸没液体中的深度的关系 结论 浮力的大小与物体浸没液体中的深度 填 有 或 没有 关系 没有 同一物体在水中不同深度处 两图示数相同 探究三 浮力的大小与液体的密度的关系 结论 浮力的大小与液体的密度 填 有 或 没有 关系 有 探究四 浮力大小和物体浸入液体的体积的关系 结论 浮力大小与浸入液体中的体积 关系 有 浮力的大小与物体的密度 关系 与物体在液体中的深度 关系 与物体浸在液体中的体积 关系 与液体的密度 关系 结论 没有 没有 有 有 那么浮力和排开液体的重力有什么关系呢 浮力的大小与液体的密度和物体浸在液体中的体积 排开液体的体积 有关系 即F浮与 液和V排有关 而 液 V排 m排液 m排液 g G排液 g为常数 所以F浮与G排液有关 1 器材 弹簧测力计 细线 水 烧杯 小桶 溢水杯 小石块 2 过程 3 数据记录表 探究 浮力大小和排开液体的重力的关系 实验方案 1 5 实验探究数据 1 1 实验结论 浸入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液体受到的重力 即F浮 G排 F浮 G排 m排g 液gV排 物体受到的浮力 排开液体所受的重力 液体的密度 物体排开的液体的体积 阿基米德原理 四 阿原理与实验探究的统一 F浮 G排 m排g 液gV排 注意 1 部分浸入时 V排等于物体液面以下部分的体积 2 浸没时 V排等于物体的体积 气体的浮力 阿基米德原理也适用于气体 即浸在气体中的物体 受到气体对它竖直向上的浮力 浮力的大小等于它排开气体受到的重力 死海中海水的密度大 人浸没其中 F浮大 则F浮 G人 因此人总要上浮 战俘屡被投进死海 而不会淹死的原因是 问题解决了吗 人们可以很轻松地在死海海面仰卧 甚至还可以看书 F向上 P1S 液gh1SF向下 P2S 液gh2SF浮 F向上 F向下 液gh1S 液gh2S 液gS h1 h2 液gV排 G排液 阿基米德定律的推导 一艘轮船从河里驶入海里 它受到的重力大小 它受到的浮力 它排开水的体积 填 变大 变小 或 不变 所以轮船要一些 填 上浮 或 下沉 不变 变小 上浮 思维扩展 不变 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 河水 海水 练一练 一 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 一木块放在盛满水的烧杯内 溢出水的质量为100克 木块受到的浮力为 牛 二 填空 1 浸在液体中的物体 受到液体 的浮力 浮力的大小等于它排开液体受到的 竖直向上 重力 0 98 三 选择 1 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 答案 C A B C D四个体积相等的小球均处于静止状态 它们受到的浮力大小什么关系 它们受到的重力大小什么关系 大家一起练 F浮D F浮A F浮B F浮C GD GB GC GA 2 将同一物体分别放入三种液体中 如图所示 则物体受到的浮力 A 在水中最小 B 在盐水中的最小 C 在煤油中的最小 D 在三种液体中一样大 四 计算 1 一轮船在长江中航行时 水下部分的体积为5000立方米 它到的浮力是多大 2 一物体重力 0牛 把它浸没在水中称 测力计示数为30牛 物体受到的浮力是多大 它的体积又是多少 F浮 水gV 1 0 103kg m3 10N kg 5000m3 5 107N F浮 G F示 40N 30N 10N由于物体浸没在水中 则V V排 F浮 水g 10N 1 0 103kg m3 10N kg 10 3m3 1 游泳时人从浅水区走向深水区 人越深受到的浮力越大 这是为什么 若一舰艇由南海驶入珠江 所受的浮力又会怎么样 舰艇会上浮点还是会下沉点 加油站 2 一金属块在空气中的重力 视重 是27N 把它全部浸沉在水中时 弹簧测力计的读数是17N 则金属块受到水对它的浮力是 浮力的方向是 物体的体积是 m3 10 竖直向上 1 10 3 3 一个铝块质量为2 7kg 全部浸入水中后 它排开水的体积为 排开水的质量为 受到的浮力为 若浸没在煤油中 它受到的浮力为 1 10 3 1kg 9 8N 7 84N 4 一个人从深水区走向浅水区 脚感到越来越疼 为什么 由F支 G F浮 浮力变小 支持力变大 所以脚感到越来越疼 5 在物理课外小组活动时 老师给同学们准备了以下器材 弹簧测力计 量筒 刻度尺 烧杯 水 细线 同学们设计了许多方法测量正方体小金属块浸没在水中所受的浮力 请写出两种测量方法 并用测出的物理量表示出浮力的大小 方案一 1 器材 小金属块 弹簧测力计 烧杯 水 3 浮力的大小的表达式 F浮 G F拉 2 步骤 1 用细线捆住金属块 挂在弹簧测力计上测出金属块在空气中的重力G 2 把金属块浸没在水中时 读出弹簧测力计的读数为F拉 5 在物理课外小组活动时 老师给同学们准备了以下器材 弹簧测力计 量筒 刻度尺 烧杯 水 细线 同学们设计了许多方法测量正方体小金属块浸没在水中所受的浮力 请写出两种测量方法 并用测出的物理量表示出浮力的大小 方案二 1 器材 小金属块 刻度尺 2 步骤 用刻度尺测出正方体金属块的边长L 3 浮力的大小的表达式 F浮 G排 水gV排 水gL3 5 在物理课外小组活动时 老师给同学们准备了以下器材 弹簧测力计 量筒 刻度尺 烧杯 水 细线 同学们设计了许多方法