浮力 同步导学案-人教版八年级物理下册

10.1浮力

&学习目标

1.认识•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.会用弹簧测力计测量浮力的大小

4.初步探究浮力大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。

学习重难Q

【学习重点】

经历浮力大小和哪些因素有关的探究过程，掌握浮力跟哪些因素有关。

【学习难点】

浮力产生的原因。

I学习过程'

【自主预习】

1.浮力：浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）对物体向上的力，这个力叫做浮力。

2.浮力的方向：竖直向上,与重力方向相反。

3.测量浮力的一种方法——“称重法''即F;?=_G-Fo

4.浮力产生的原因是物体上下表面所受的压力差.FxF向LFF疗

5.浮力的大小只跟液体的密度和排开液体的体积的体积有关。

6.在液体密度不变时，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大：在排开液体的体积相同时，液体的密

度越大，物体受到的浮力越大。

【合作探究】

探究一：浮力的概念

活动：认识浮力

（1）用手把乒乓球按入水中后松开手，仔细观察会出现什么现象？

（2）把苹果从水中托出，有什么感觉？

现象：（1）乒乓球按入水中，松开手后，乒乓球上浮至水面上。

（2）感觉苹果在水中变轻了，托出水中，在空气中要重些.

分析：乒乓球和苹果在水中，除了受到重:力的作用外,还受到浮力作用。

问题：在水中沉底的石块和金属块会受到浮力的作用吗？

实验：探究卜沉的物体是不是受浮力

（1）用弹簧测力计测出一个铝块所受的受力示意图如甲图。

（2）当用手向上托铝块时，测力计示数会变小。

（3）把铝块浸没入水中，测力计示数变小，说明物体受到了向上的力。受力示意图如图乙所示。

由实验看出，物体在水中弹簧测力计减小的示数就是液体对它的竖直向上的浮力。

由此，可以用“称重法”计算浮力：

尸泞：物体所受浮力大小；G物,物体在空气中的重力；尸揄物体浸在液体中，弹簧测力计的示数：F产G断F拉

结论：下沉的物体受到浮力的作用。

1.浸在液体中的物体受到液体对物体向上托的力叫浮力

2.用弹簧测力计测浮力：/浮=0-心

做一做：用线把木块系好，拉入水中，观察线的方向？

现象：线受到向上的拉力.处于竖直方向。

3.浮力的方向：竖直向上。

探究二：浮力产生的原因

做一做：乒乓球能浮起来吗？

(1)将瓶盖去掉，乒乓球放入瓶内堵在瓶口，向瓶里倒水，乒乓球能否浮起?

(2)将瓶盖拧上，乒乓球能否浮起？

>■^1号等

实验现象：开始倒水时，乒乓球被压在瓶口没浮起来，一拧上瓶盖，乒乓球立即上浮。

实验分析：没瓶盖时，乒乓球受到水向下的压力,下面没有水，不受水的压力。拧上瓶盖后，受到向上的

压力，乒乓球受浮力而浮起。

1.浮力产生的原因：物体上下表面所受的压力差。

2.理论分析：浸没在液体中K方体，各个方向都受到液体对它施加的压力。上表面距离水面hl,下表面距

水面的深度为h2,请同学们完成以下分析：

(1)物块上表面受到的液体的压强。产J)ghI,压力F产f)gh[S,方向一竖亘向下。

(2)物块下表面受到的液体的压强因=_2^^_，压力F2=_pgh2s，方向竖直向上。

⑶相对的侧面受到的压强大小±1且，压力大小相同(均选的“相同”或“不同压力相互平衡(选到“相互平衡”

或“不平衡”)。

(4)由于h2>h1,物块上下表面的受力面积相同，所以液体对物块向上的压力F?一大于」选填“大于M等于“或

“小于”)液体对它向下的压力R。液体对物体上、下两面的压力差,就是液体对物体的浮力。

一一~~F

F,,I*1

3.压力差法计算浮力：上至立E

探究三：决定浮力大小的因素

问题：浮力的大小跟什么因素有关呢？

猜想：1.木块在水中漂浮，铁块在水中下沉：可能跟物体的蜜度有关。

2.人在一般水中下沉，在死海中却能漂浮：可能跟液体密度有关。

3.用手将空易拉罐按入水中，当它浸入水中的体积越大，手感觉到的浮力也越大：可能跟浸入液体中体积有

关。

实验：探究浮力的大小跟哪些因素有关

（I）实验方法：控制变量法。

（2）实验器材：弹簧测力计、烧林、水槽、圆柱体组、水、酒精、浓盐水

（3）进行实验:

<1>探究浮力与物体浸没后的深度的关系

①用弹簧测力计测量出物体的重力G；

②将物体逐渐浸入水中，读出弹簧测力计的示数；

③改变物体在水中的深度，读出弹簧测力计的示数；

④比较弹簧测力计示数的变化情况。

①②③④

深度/?浅深较深

重力G/N444

弹簧测力计示数尸/N333

浮力尸浮/N1I1

结论：浮力大八与物体浸没水中后的深度无关。

<2>探究浮力勺物体浸在液体中的体枳的关系：

①用弹簧测力计测量出物体的重力G；

②将物体部分浸入在水中，读出弹簧测力计的示数；

③把物体浸在水中体枳再大一些，读出弹簧测力计的示数;

④把物体浸没水中，读出弹簧测力计的示数。

物体浸在液体中的体积V/格l/3V物2/3V物V物

重力G/N444

弹簧测力计示数行N3.63.23

浮力产浮/N0.40.8I

结论：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。

<3>浮力与液体密度的关系

N

a--N，.0

0;O

o」0

二

一

二T

I11

1-

二

1二

1JI

"□3=E222

■■

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3二33

I2-"□二lTr

二lt:3

-3二I4

I34-二44

^一

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二

一aE-y

raE

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T

■J4E

;J

■③

zv-5②

\(

^—

A

①用-弹簧测力计测量出物体的重力G；

②将石块分别浸没在酒精、水和盐水中，读出弹簧测力计的示数;

③比较弹簧测力计示数的变化情况。

液体种类酒精水盐水

重力G/N444

弹簧测力计示数尸/N3.232.8

浮力尸浮/N0.8IL2

结论：物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。

探究归纳：浮力的大小只跟液体的蜜度和物体排开液体的体积有关。在液体密度不变时，排开液体的体积

越大，物体受到的浮力越大:在排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。

【精讲点拨】

（1）在液体中下沉的物体也受到浮力的作用；在气体中的物体也受到竖直向上的浮力的作用。

（2）浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用。如物体下表面与容器底部完全紧密接触，下表面没有受到

向上的压力，故不受浮力的作用。

（3）浸在液体中包括“全部浸入”（即噎没）或“部分浸入”两种情况。

【归纳整理】

1.概念:浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它向上的力.

2.浮力的施力物体是液体（或气体），方向是竖直向上.

浮力

3.浮力的计算方法：（1）称重法：广浮=G・6

浮力

I（2）压力差法：产浮="表面一产上表瓦

*一5浮力的大小与物体浸在液体中的体积、液体的密度有关，物体

次ZE浮刀大小的因系\浸在液体中的体积越大、液体的空度越大,浮力就越大.

设）导学检测

1.下列物体中，不受浮力作用的是（）

A.在水中下沉的铁块B.在水中的桥墩

C.浮在水面上的轮船D.空中上升的气球

【答案】B

【解析】ACD.在水中下沉的铁块和浮在水面上的轮船受到液体的浮力，空中上升的气球，受到气体的浮

力，故ACD不符合题意；

B.桥墩由于底面埋在地下，其底面不与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作

用，故B符合题意。故选B。

2.如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验步骤之一，弹簧测力计的示数为N：若石块重2.6N,

则它所受浮力为No

A

【答案】（1）.1.6；（2）.1

【解析】［1］由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是1.6N。

⑵它所受浮力：F-?=G-F=2.6N-1.6N=1N

32）20年6月我国深潜器在马里亚纳海沟下潜深度达10907m时，它受到水的压强是Pa.深潜器在|<

潜过程中浮力（变大、变小或不变）。（p4c=LOxlO3kg/m3）

【答案】(1).L0907xl()8pa；(2).不变

【解析】U］它受到水的压强:p=pgh=1.Ox103kg/m3x10N/kgxl0907m=1.0907xl08Pa

⑵浮力大小与排开液体的体枳和液体的密度有关，与浸没的深度无关；排开液体的体枳不变，故深潜器在

下潜过程中浮力不变。

4.弹簧测力计通过细线吊着一个金属块，静止时弹簧测力计的示数如图甲所示，则金属块的重力是No

如图乙所示，将金属块浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数是L6N。则金属块在水中受到的浮力是

_____No

邛乙

【答案】⑴.2.8N；⑵.1.2N

【解析】［1］由图甲可知，弹簧测力计的示数为2.8N,根据二力平衡条件，可得金属块的重力是2.8N。

⑵艰据称重法求浮力可得，金属块在水中受到的浮力：f：?=G-F=2.8N-1.6N=1.2N

5.如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在

水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，g

取lON/kg,则圆柱体的重力为N,圆柱体受到的最大浮力是N。

乙

【答案】(1)2；(2)0.4。

【蟀析】(1)由图乙可知，当上升高度在20cm以上，圆柱体脱离水面，弹簧测力计示数F示1=2N,此时

圆柱体处于空气中，圆柱体的重力G=F示i=2N；

(2)由图乙可知，圆柱体上升高度在。〜10cm时，圆柱体浸没水中，此时弹簧测力计示数F/2=I.6N,此

时圆柱体受到的浮力最大，其大小为F浮双火=G-F示2=2N-1.6N=0.4N。

6.将细线•端固定在烧杯底部，另•端固定在乒乓球上。烧杯加水后静止在斜面上，如图所示°不计乒兵球

的重力，请以球心为作用点画出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。

F浮

［答案图］

【解析】不计重力的作用，乒乓球受到的向上的浮力向下的拉力一对平衡力，根据力的示意图的画法，如

上图所示。

7.为了检验“浸没在液体中的固体所受浮力与固体形状有关”的猜想是否正确，小明选用了弹簧测力计、细线、

装有适量水的大烧杯和50g橡皮混块。

（1）将橡皮泥块捏成长方体，用细线系住挂在弹簧测力计上浸没于水中，弹簧测力计示数为0.3N,这时橡

皮泥块受到水的浮力为N（g取10N/kg）。

（2）取出橡皮泥块捏成圆柱体，再浸没于水中的不同深度，弹簧测力计示数均为0.3N,说明：浮力的大小

与物体浸没的深度______（选填“有关”或“无关

（3）小明的实验证明，上述猜想是（选填“错误”或“正确”）的。