浙教版八上科学 4.4 水的浮力（第3课时）课件

第4章水与人类

第4节

水的浮力（浙教版）八年级上第3课时

浮力产生的原因及公式的应用①液体内部向各个方向都有压强；②同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等；③随液体深度的增加，压强随之增大。

【复习】1.阿基米德原理及公式。2.液体内部压强特点。【引入】浮力是怎样产生的？有无浸在液体中的物体不受到浮力的情况呢？

一、浮力产生的原因以浸没在水中的正方体为例进行探究。

F向左

=

F向右（相同深度所受压强相等）科学方法：归纳法。

F向前

=

F向后（相同深度所受压强相等）

F向上

>F向下（下表面更深，所受压强更大）1.如下图，根据浮力产生的原因，桥墩应该做成什么样的形状？

【思考与讨论】

桥墩深埋在河底，如果桥墩没有受到浮力的作用，桥会更稳固。而桥墩底部没有水，当桥墩的形状是上下形状大小相同的柱体。就不会受到水对桥墩向上的压力，即桥墩不受到浮力的作用。2.浸没在水中的以下三种物体均与容器底部密合，这三种物体是否受到浮

力的作用？A物体的侧壁受到水对其斜向上的压力，产生上下表面压力差，故会受到浮力的作用；B和C均不受浮力的作用。即物体下表面没有液体（或与底部密合）时，且下表面不小于上表面时，物体不受浮力。【拓展】如果图中物体B、C沉到容器底部，与底部不密合，其间有一层很薄的液膜，就能传递压强，底面就有向上的压力，物体上下表面有了压力差，物体就会受到浮力。【实践活动】1.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，发现有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出，但兵乓球没有上

浮。若用手堵住瓶口，可观察到乒乓球浮起，这说明浮力是由于液体对于物体上下表面压力差而产生的。【实践活动】2.在一只很薄的塑料袋中装满水，使袋中的空气全部排出，用细线把袋口

扎紧，挂在弹簧测力计下。然后将塑料袋缓慢浸没在水中，观察弹簧测

力计的示数如何变化。用阿基米德原理解释这一实验现象。

弹簧测力计的示数先变小，最后为0.因为物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力。随着塑料袋缓慢浸没在水中，浮力逐渐增大，因此弹簧测力计的示数逐渐减小。由于塑料袋很薄，质量忽略不计。当塑料袋浸没时，浮力等于重力，弹簧测力计的示数为0.【例1】如图所示，将玻璃筒两端蒙上橡皮膜，当玻璃筒水平浸入水中时，观察到左、右两个橡皮膜的凹陷程度相同。当玻璃筒在水中竖直放置时，观察到下面橡皮膜凹陷程度比上面大，该现象表明

。据此，可分析

产生的原因。【答案】浸没在液体中的物体，下表面受到的压力大于上表面受到的压力

浮力【例2】洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头，洗手盆中装着一定质量的水，洗手盆侧壁A点在水面下，柱状物体M被完全压入水中，如图所示，关于上述情景，下列说法正确的是（

）A．水堵头可能由于受到水的浮力而上浮B．柱状物体M受到水施加的力的方向是竖直向上的C．物体M受到重力、水向上的压力、水向下的压力、浮力而静止D．洗手池侧壁A点受到水的压力方向是竖直向下的【答案】B【解析】A．洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头，受到水向下的压力，但水堵头的下表面没有水，没有受到水向上的压力，所以水堵头不受浮力，故A错误；B．柱状物体M在水中受到浮力作用，方向是竖直向上的，故B正确；C．物体M受到重力、压力、浮力而静止，故C错误；D．洗手池侧壁A点受到水的压力方向是与侧面垂直，指向侧面，故D错误。二、利用阿基米德原理公式进行浮力的计算公式：F浮

=G排

=ρ液gV排液

单位：ρ—千克/米3

V—米3

g—牛/千克

F—牛

【例3】小明想知道自己在空气中受到的浮力大小，通过查找资料得知人体的体积大约是50dm3，空气的密度大约为1.3kg/m3。则浮力大小最接近的是（

）A．650NB．65NC．6.5ND．0.65N【答案】D【解析】根据阿基米德原理可得，人体在空气中受到的浮力大小为：

【例4】弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块，当它完全浸没在水中时，弹簧秤的示数为9.8N，则金属块受到的浮力为

；若金属块上表面所受水的压力为19.6N，则金属块下表面所受水的压力为

。【答案】4.9N；24.5N【解析】金属块受到的浮力为

；由于浮力等于液体对物体上、下表面的压力差，所以金属块下表面所受水的压力为

。

【例5】在抗洪抢险中，某村民自制了一个总体积0.7米3的竹筏，放入河水中时有1/5体积浸入水中。（1）此时竹筏受到的浮力有多大？（2）要使水对竹筏产生4500牛的浮力，竹筏应有多大的体积浸入水中？解：（1）竹筏放在河水中时，排开河水的体积为：V排

=0.7m3/5=0.14m3，

根据阿基米德原理，可得此时竹筏受到的浮力为：

F浮

=ρ液gV排

=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.14m3=1372N

（2）已知F浮=4500牛，V排

=F浮/ρ液g=4500N/1.0×103kg/m3×9.8N/kg=0.46m3答：（1）竹筏放在水中时受到的浮力为1372N；（2）竹筏应有约0.46m3的体积浸入水中，才能使水对竹筏产生4500N的浮力。

。

【例6】如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数

F与圆柱体下降高度

h

变化关系的图像如图乙所示，g取10N/g，ρ水

=1.0×103kg/m3，则圆柱体受到的浮力是多少？圆柱体的密度是是多少？【分析】阿基米德原理及应用；密度公式①称重法测量浮力F浮=G−F示；

②F浮=G排液=ρ液gV排③密度公式ρ=m/V；

④物体浸没时V物=V排【解】由图像可知，当h=0时，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知G=F=9N，由图像可知，h=8cm后，此时圆柱体浸没在水中，则圆柱体受到的浮力F浮

=G-F=9N-3N=6N；由F浮

=ρ水gV排可得，圆柱体的体积V=V排=F浮/ρ水g=6N/1.0×103kg/103×10N/kg=6×10−4m3圆柱体的质量m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg，圆柱体的密度为ρ=m/V=0.9kg/6×10−4m3=1.5×103kg/m3答：圆柱体受到的浮力是6N.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3.2.利用原理公式进行计算应注意的几点：（1）阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体，计算浸在气体中的物体所受浮力的公式为F浮

=G排

=m排

g=ρ气gV排气（2）“浸在液体中的物体”包含两种状态：一是物体全部浸入液体里，即物体浸没在液体里，此时V排=V物；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上，此时V物=V排+V露，所以V排<V物

（3）注意单位统一：