【RJ版春季课程初二物理】第8讲 浮力 教案

第第8讲讲浮力

概述概述适用学科初中物理适用年级初二适用区域人教版课时时长（分钟）120知识点1.浮力的产生原因；2.影响浮力大小的因素。教学目标一、知识与技能1．认识一切浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，浮力的方向是竖直向上的。2．能认识浮力产生的原因。3．认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。二、过程与方法1．能通过实验证明一切浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，浮力的方向是竖直向上的。2．会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小。3．经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。三、情感态度与价值观1．通过实验探究，揭示隐藏在生活中的物理规律，纠正对浮力一些片面的认识。2．通过参与实验活动，体验科学探究的乐趣，学习科学研究的方法，培养实践能力以及创新意识。教学重点决定浮力大小的因素。教学难点浮力产生的原因。【教学建议】本节的教学重点是使学生了解浮力的基本知识，理解浮力产生的条件，能够进行简单的实验过程的描述。学生学习本节时可能会在以下两个方面感到困难：1.理解两个抽象概念存在困难。2.在进行实验分析时，要与实际生活联系，让学生能够感到学以致用，这样在学习过程能够很好的调动学生的学习兴趣，加深所学知识。【知识导图】教学过程教学过程一、导入一、导入课程引入：我们在生活中总是能看到一些物体能够漂浮在水面上，这是为什么呢？二、知识讲解二、知识讲解知识点知识点1浮力的产生原因把乒乓球按入水底，松手后会看到乒乓球上升，引导学生分析乒乓球的受力情况，及每个力的施力物体。结论：浸在液体中的物体受到液体向上的托力，这个向上的托力叫浮力。浮力的方向：竖直向上。浮力的施力物体：液体。提问：放入水中沉底的石块是否受浮力作用？你能用弹簧测力计测出石块所受浮力的大小吗？用弹簧测力计称小石块的重力，并稍稍用力向上托石块，让学生观察这时测力计的示数变化，然后将小石块浸入水中，观察测力计示数的变化。根据二力平衡等知识判断浮力的存在及大小，得出结论：水中下沉的物体会受到一种向上托的力这就是浮力。归纳“称重法”测浮力大小的方法：先用弹簧测力计测量物体在空气中所受的重力，再把物体浸入液体中，读出弹簧测力计的示数，则物体受到的浮力可以利用F浮＝G-F进行计算。浮力是怎样产生的呢？我们举特例来分析：长方体浸没在水中的受力情况。长方体浸没在水中，其左右两个侧面和前后两个侧面的面积相等，并且对应部位距水面的深度相同。思考：水给它们的压强大小是否相等？（相等）水给它们的压力大小是否相等？方向有什么关系？（压力大小相等，方向相反）长方体上下两个面所处的深度不同，下表面处的深度更深，压强更大，而上下两个面的表面积相同，所以下表面受到向上的压力比上表面受到的向下的压力更大。这就是浮力产生的原因。总结：浸在液体中的物体，上下表面受到的压力差就是浮力，即F下-F上=F浮。浮力的方向是竖直向上的。知识点2影响浮力大小的因素知识点2影响浮力大小的因素将饮料瓶慢慢压入水桶，体会浮力的变化，观察水位变化情况，物体浸入液体中的体积变化情况。我们根据上面的现象来想一想影响浮力大小的因素是什么呢？我们都知道“死海不死”，请联系死海的特点猜想浮力的大小可能跟什么因素有关。猜想：猜想浮力的大小可能与物体浸入液体中的体积、物体的重力、物体的体积、物体的质量、物体的形状、深度、液体的密度等因素有关。实验：a．利用“称重法”测量浸没于水中不同深度的石块所受浮力大小，验证浮力的大小与浸没时所处的深度是否有关。b．利用“称重法”测量石块浸入水中的体积不同时所受浮力的大小，验证浮力的大小是否与浸入水的体积大小有关。c．利用“称重法”分别测量同一个石块浸没水中和浸没酒精中所受浮力大小，验证浮力大小与物体所排开液体的密度是否有关。d．将同一橡皮泥做成两个不同的形状，然后用“称重法”分别测量它们浸没到水中的浮力大小，从而看出浮力的大小和物体的形状是否有关。总结：物体在液体中所受浮力的大小，跟物体的密度、物体的体积、物体浸没的深度等因素无关，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。例题1例题1【题干】关于浮力下列说法中正确的是（）A.浮力就是浸在液体中的物体受力的合力，合力的方向就是浮力的方向B.浸在液体和气体中的物体都要受浮力C.水中的桥墩同样受水的浮力D.浸在液体中的物体受到液体对其上、下表面压力的作用，同时受到液体对它的浮力作用．【答案】B【解析】A.浮力就是浸在液体中的物体受到上下表面的压力差，不是所有力的合力，A说法错误；B.浸在液体和气体中的物体都要受上下表面的压力差，故都受到浮力，B说法正确；C.水中的桥墩因为下表面没有受到液体的压力，故不受水的浮力，C说法错误；D.浸在液体中的物体受到液体对其上、下表面压力的作用，而上下表面的压力差就是浮力，D说法错误；答案选B。例题2例题2【题干】如图，取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶里注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了（）A.大气存在压强B.连通器原理C.浮力产生的原因D.液体的压强与液体的密度和深度有关【答案】C

【解析】开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用，下部没有液体只受大气压的作用，向上的压强小于向下的压强，向上的压力小于向下的压力，乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强，乒乓球上浮，跟浮力产生的有关系。所以C选项正确。例题例题3【题干】如图所示，体积相同的甲、乙、丙、丁四个小球放在水中静止，其中受到浮力的小球有（）A.只有甲球B.只有甲、乙、丙球C.甲、乙、丙、丁四个球都受浮力D.条件不足，无法判断【答案】C【解析】浸在水中的物体受到浮力的原因是物体受到上下表面的压力差，图中四个小球与容器底部均没有紧密接触，故四个小球都受到浮力的作用，答案选C。例题4例题4【题干】在“探究浮力的大小跟什么因素有关”时，李军同学提出如下猜想：猜想1：可能跟物体浸入液体中的体积（即物体排开液体的体积）有关；猜想2：可能跟物体浸入液体中的深度有关；猜想3：可能跟液体的密度有关．为了验证上述猜想，李军同学做了如图所示的实验，他在弹簧测力计下端挂一铁块依次把它缓缓地浸入水中不同的位置，然后又把它浸没到盐水中．请回答下列问题：（1）铁块从①一②一③的过程中，弹簧测力计的示数将___，铁块受到的浮力__（填“变大”“变小”或“不变”）．（2）铁块从③一④的过程，是为了验证猜想___（选填序号），该猜想___（填“正确“或“不正确”）．（3）铁块从④一⑤过程中，保持_____不变，得出猜想3正确，该实验方法叫____．【答案】（1）变小变大（2）不正确（3）浸在液体中的体积（或物体排开液体的体积）控制变量法【解析】浮力大小与物体排开液体体积有关，排开液体体积越大受到的浮力越大，铁块从①一②一③的过程中，铁块进入水中的体积增大，故受到浮力增大，可得弹簧测力计的示数将变小，铁块受到的浮力变大；铁块从③一④的过程，改变量只有物体进入液体中的深度，故是为了验证浮力跟物体浸入液体中的深度的关系，即猜想2，比较弹簧测力计示数相等，可知浮力与物体浸没液体中的深度无关，故该猜想2不正确．铁块从④一⑤过程中，保持浸在液体中的体积不变，得出猜想3正确，当研究物理量中的一个量与多个因素的关系时，应控制某些量不变化，只研究物理量与其中一个因素的关系，实验方法叫控制变量法．例题例题5【题干】如图所示，一个半球形物体浸没在水中，受到水向下的压力30N，半球受到水施加的浮力为80N，则半球便受到水向上的压力为N。【答案】110【解析】根据浮力产生的原因：，可得：。例题6例题6【题干】如图所示的圆柱体浸没在液体中，它的侧面所受的各个方向上的压力相互抵消，其下表面受到液体向上的压强F1大于（选填“＞”、“＜”、“=”）其上表面受到液体向下的压力F2，这就是浸在液体中的物体受到浮力的原因，所以浮力的大小可表示为F浮=F1-F2，浮力的方向为竖直向上。【答案】抵消；大于；F1-F2；竖直向上【解析】据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知，圆柱体浸没在液体中时，它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡，即可以相互抵消掉；而圆柱体上、下表面所受的压力是不同的，下表面深度为h1，上表面所处的深度为h2；则下表面受到的压强为p1=ρ液gh1，受到的压力为F1=p1S=ρ液gh1；上表面受到的压强为p2=ρ液gh2，受到的压力为F2=p2S=ρ液gh2；因为h1＞h2，所以F1＞F2，则液体会对物体产生一个向上的和向下的压力不相等，压力差就产生了浮力，即：F浮=F1-F2，所以浮力方向是与向上的压力F1的方向一致，是竖直向上的。故答案为：抵消；大于；F1-F2；竖直向上。四、课堂运用四、课堂运用【教学建议】在对课堂知识讲解完，把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后，再用练习进行课堂检测，根据学生情况建议分3个难度层次：易，中，难。1、如图所示，一个塑料小球堵在一个水池的出口处，水无法排出，则该小球（）A.不受水的浮力，也不受水对它的压力B.仍受水的浮力C.不受水的浮力，但受水对它的压力D.无法判断【答案】C【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的托力叫做浮力，浮力产生的原因是受到液体对物体向上和向下的压力差，图中的塑料小球底部没有受到水对它向上的压力，故此小球不受到水的浮力，因球上方有水，也就是说球在水中具有一定深度，故球一定受到水对它的压力；答案选C。2、如图所示，浸没在水中小球所受浮力的方向应为图中的方向（选填序号），这是因为。【答案】1；浮力的方向总是竖直向上的【解析】由浮力产生的原因可知：浮力的方向总是竖直向上的，故图中的小球受到的浮力的大小与小球放置的位置无关，它受到的浮力的方向是与水平面垂直的。故应选序号1。3、某天，晓琳用细线绑住一个近似于长方形的小石块，并将它竖直悬置于一桶水中．当小石块浸没在水中时，她发现手受到的绳子的拉力变小了，这是因为（）A.小石块的质量变小了B.小石块所受到的重力消失了C.小石块的上下表面存在压力差D.小石块对水有压力【答案】C【解析】浸在水中的物体受到液体对物体的浮力作用，故当把小石块浸没在水中时，提石块的绳子比石块在空气中减小，而浮力产生的原因是小石块受到上下表面的压力差，故答案选C。4、一个重27N的金属块，挂在弹簧测力计的钩上，当金属块浸没在水中时，弹簧测力计的示数是17N，这个金属块受到水的浮力是_______N．【答案】10【解析】浮力即为液体对物体向上托的力，所以弹簧秤的示数减小量即为浮力大小，所以金属块受到的浮力为：巩固巩固5、小明将重为3N的石块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和盐水中：石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示，则石块在水中所受浮力为N；从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的有关。【答案】1；密度【解析】（1）石块在水中所受浮力：；（2）由甲和乙图可知，石块在盐水中受到的浮力：

，排开水的体积相同、液体的密度不同，可见浮力的大小与液体的密度有关。6、如图所示，把一只乒乓球放在瓶内（瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径），从上面倒入水，观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出，但乒乓球并不上浮．对乓乒球受力分析正确的是（）A.重力、浮力、压力B.浮力、压力、支持力C.重力、支持力、浮力D.重力、压力、支持力【答案】D【解析】图中的小球因下部没有受到水的压力故该乒乓球不受到浮力的作用，所以ABC均不符合题意，乒乓球受到重力作用，水对乒乓球的压力作用和瓶子对乒乓球的支持力作用，答案选D。7、如图所示，将盛有适量水的容器放在水平桌面上，然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中（水未溢出），观察铁块从刚开始浸入水中到完全浸在水中的实验现象，并对一些物理量做出了如下判断：①铁块受到的浮力变大；②弹簧测力计的示数变小；③桌面受到的压力变大；④水对容器底部的压强变大。其中正确的是（）A．①②B．①②③C．①②③④D．①②④【答案】C【解析】由于排水量不断增大，所以浮力是增大的，故①正确；由于浮力的变大，重力与浮力的合力将会变小，所以弹簧测力计的示数将变小，故②正确；由于铁块的浸入，相当向容器中加了一些水，所以容器对桌面的压力会变大，故③正确；在铁块浸入的过程中，水面在不断地升高，所以底部所受到的液体的压强越来越大，故④正确；应选C。拔高拔高8、小陆同学利用称重法探究金属块在液体中所受浮力大小，测量过程及示数如图所示，则金属块所受重力为，金属块在液体中受到的浮力为N。【答案】2.2N；0.2N【解析】利用浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸在水中弹簧测力计的示数。9、在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：A．可能与物体浸没在液体中的深度有关；B．可能与物体的密度有关；C．可能与物体的体积有关；D．可能与物体浸在液体中的体积有关；E．可能与物体的重力有关。为了验证上述猜想，小明利用下列器材做了如图所示的实验。器材：体积相等的铁块、铜块，弹簧测力计，一杯水，一杯盐水，细绳．⑴分析比较实验③④，可以验证猜想___是正确的；分析比较实验④⑤，可以验证猜想___是错误的（选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”）；⑵分析比较实验___与___，可以验证猜想B是错误的；⑶分析比较实验⑥⑦可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与___有关；⑷在完成以上探究后，小明又选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是为了_____（选填字母序号）．A．寻找普遍规律

B．取平均值减小误差．【答案】DA①②⑤⑥密度A【解析】分析比较实验③④，发现两图中铁块浸在水中的体积不同，故探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系；由两弹簧测力计示数不等，从而可以验证猜想D是正确的；分析比较实验④⑤，发现两图中铁块浸没在水中的深度不同，故探究浮力与物体浸没在液体中深度的关系；由两弹簧测力计示数相等从而可以验证猜想A是错误的；为了验证猜想B可能与物体的密度有关，则应改变物体密度，保持其他量均相同，故比较①②与⑤⑥，由两次实验数据可得猜想B是错误的；分析比较实验⑥⑦，排开液体的密度不同，其他条件均相同，物体受到的浮力大小不同可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体密度有关；本实验时为了研究浮力大小与哪些因素有关的规律，故完成以上探究后，小明又选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是为了寻找普遍规律。10、如图1是探究影响浮力大小因素的实验。（1）由甲、乙两图可知物体在水中受到的浮力是N。乙图中，若将绳子剪断，物体将（选填“上浮”“悬浮”或“下沉”）。（2）由乙、丙两图可知物体所受浮力大小跟浸没的深度（选填“有”或“无”）关。（3）如果要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关，可以选择图2所示的两个物体，将它们浸没在液体中，测出所受浮力的大小来进行比较．（4）本实验中，主要采用的方法是（如图2）。【答案】（1）1；下沉；（2）无；（3）C、D；同种；（4）控制变量法【解析】（1）由甲图所示可知：G=4.0N，由乙图所示可知：F=3.0N，所以F浮=G-F=4.0N-3.0N=1.0N；

因为G＞F浮，所以将绳子剪断，物体将会下沉。（2）由丙图所示实验可知：F′=3.0N，浮力：F浮′=4.0N-3.0N=1.0N，比较（1）（2）数据可知，浮力大小跟浸没的深度无关。（3）浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，要想探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关，应使物体的体积相同，并使其浸没在同种液体中．C、D的体积相同，但是由不同物质组成的，所以重力不同，因此选择C、D。

（4）影响浮力大小的因素很多，要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同，而物体的重力不同，可以选用体积相同而重力（质量）不同的物体进行实验，如图2所示可知C、D，由此可知，本实验采用了控制变量法。课堂小结课堂小结【教学建议】此处内容主要用于教师对本节课重点内容进行总结，一方面是对本节课的重点难点内容的回顾，更重要的是针对这节课学生出现的问题再次进行复习提问等，以达到让学生课上掌握的目的，同时可以对下节课内容进行简单的铺垫，以体现出本节课内容与下节课内容之间的关系。1.浸在液体中的物体受到液体向上的托力，这个向上的托力叫浮力。2.浮力的方向：竖直向上。3.“称重法”测浮力大小的方法：先用弹簧测力计测量物体在空气中所受的重力，再把物体浸入液体中，读出弹簧测力计的示数，则物体受到的浮力可以利用F浮＝G-F进行计算。4.浸在液体中的物体，上下表面受到的压力差就是浮力，即F下-F上=F浮。浮力的方向是竖直向上的。5.物体在液体中所受浮力的大小，跟物体的密度、物体的体积、物体浸没的深度等因素无关，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。课后作业课后作业【教学建议】此处内容主要用于教师根据学生掌握情况有针对性的进行课后作业的布置，掌握好的同学可以适当的布置难度大一些的作业，成绩一般的同学可以以基础题和巩固题目为主，但是一定要控制作业的数量，给学生布置的作业一般不要超过5题，这样学生才能保证做题的质量。基础基础1、体积为120cm3的物块，重1.8N，将它浸没在水中（如图）。在图中画出松开手时，该物块受力的示意图。【答案】如下图所示【解析】该物体在水中受到两个力的作用，重力与浮力，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直向上，作用点都在物体的重心位置，可求出浮力大小为1.2N，小于物体的重力，物体处于下沉的状态，如上图所示。2、跳水运动员入水的过程中，他所受浮力F随深度h变化的关系如图所示，其中正确的是（）【答案】A【解析】在运动员入水的过程中，排开水的体积V排先增大后不变，∵F浮=ρ水gV排，∴运动员受到的浮力先增大、后不变。故选A。3、如图所示，小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中，体积会逐渐变大，则气泡受到的浮力和气泡内气体的压强的变化情况是（）A.浮力压强都不变B.浮力变大，压强变小C.浮力变小，压强变大D.浮力、压强都变大【答案】B【解析】由于气体密度小于水的密度，所以气泡在水中会上浮，由于所在深度逐渐减小，受到的水的压强会逐渐减小，气泡体积会增大，排开水的体积变大，所以受到的浮力会变大。4、我国沉船打捞人员在南海打捞宋朝的商船。潜水员在水面下作业，当他继续下潜的过程中，以下说法正确的是（）A.所受浮力变大，压强变大B.所受浮力变大，压强变小C.所受浮力不变，压强变大D.所受浮力不变，压强不变【答案】C【解析】物体受到的浮力大小跟液体密度和物体排开液体的体积有关，潜水员在下潜过程中排开水的体积始终等于自身体积，不发生变化，所以所受浮力不变；液体压强大小与液体密度和深度有关，下潜过程中深度增加，所以所受压强变大，故C项正确。巩固巩固5、用弹簧测力计测出小石块的重为3N，将小石块浸没在水中，弹簧测力计的示数变为1N．求：（1）小石块的质量（g取10N/kg）；（2）小石块在水中受到的浮力．【答案】（1）0.3kg；（2）2N【解析】（1）小石块的质量为：m=G/g=3N/(10N/kg)=0.3kg；（2）小石块在水中受到的浮力为：F浮=G-F=3N-1N=2N。6、将质量相等的一个空心铁球和一个实心铁球放入足够深的水中，则（）A.空心铁球受到的浮力大些B.实心铁球受到的浮力大些C.两铁球受到的浮力一样大D.无法比较两铁球受到的浮力大小【答案】A【解析】两个铁球的质量相等，空心铁球体积较大，放入水中排开水的体积也较大，而物体受到的浮力大小跟液体密度和物体排开液体的体积有关，所以空心铁球受到的浮力大一些，故应选A。7、潜水运动员从水面开始下潜到全部浸没的过程中，潜水运动员受到的（）A.重力变大B.浮力不变C.水的压力差不变D.浮力变大【答案】D【解析】潜水运动员从水面开始下潜到全部浸没的过程中，自身受到的重力不变，故A错误；从水面开始下潜到全部浸没的过程中，因排开水的体积增大，受浮力增大，故B错、D正确；因浮力的实质是物体在水中受到的压力差，浮力增大，压力差增大，故C错误。拔高基础拔高基础8、在探究“影响浮力大小的因素”时，小琪做了一系列实验（实验装置及相关数据如图所示）．请回答以下问题：

（1）物体A在②中所受的浮力大小为N；

（2）对比实验①、②、③可得出结论：浮力大小与有关；

（3）在图③中，若物体A．完全浸没到盐水后，继续向下移动，则烧杯底部所受的液体压强会。（填“变大”“变小”或“不变”）【答案】（1）1.5；（2）液体的密度；（3）不变【解析】（1）浮力的大小等于前后两次弹簧测力计示数之差，即：

（2）②、③选用同一物体浸没在不同的液体中，排开液体的体积相同，弹簧测力计示数不同说明浮力的大小与液体密度有关。

（3）图③中，物体A完全浸没在盐水中，改变物体浸没的深度，但是烧杯中盐水的高度不再变化，根据液体压强计算公式，烧杯底部受到盐水的压强不变。9、如图所示，将一只塑料可乐瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内从上面倒入水，观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出（图甲），但乒乓球并不上浮；若用手堵住瓶口（图乙），可观察到乒乓球浮起，这说明浮力是由于______而产生的．【答案】液体对物体向上和向下的压力差【解析】如图所示，将一只塑料可乐瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内从上面倒入水，观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出（图甲），此时乒乓球底部没有受到水