初中物理人教版八年级下册10.1 浮力一等奖备课教学课件ppt

这是一份初中物理人教版八年级下册10.1 浮力一等奖备课教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了第1节浮力，决定浮力大小的因素，学习目标，导入新课，常常用符号F浮表示，F浮F1-F2，F浮F2–F1，解析见下页，②设计实验方案，实验结论等内容，欢迎下载使用。
水天一色。在一望无际的海洋上，威武、壮观的中国第一艘航空母舰“辽宁舰”破浪前行……….辽宁舰于2012年9月25日正式交付海军使用，它满载排水量67500 t，舰长 304 m，舰宽70.5 m，面积相当于两个足球场的大小。一个小铁块放入水中会下沉，而这又大又重的航空母舰不仅不会下沉，还能承载非常重的物体，这究竟是为什么?用钢铁来造船，如何计算自重、载重和形状间的关系呢?学完了这一章，以上这些问题你就都会清楚了。
第十章 浮力
认识一切浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，浮力的方向竖直向上的。能通过实验证明上述结论的正确性。
能认识浮力产生的原因，会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小。
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、液体的密度有关。
奴隶为什么没有沉到水里淹死呢？
①请同学们看一个历史典故——“死海不死”
相传大约两千年前，罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷，攻到死海岸边，击溃了这里的土著人，并下令将俘虏来的奴隶投入死海。但奇怪的是奴隶并没有沉到水里淹死，却被波浪送回岸边。狄杜勃然大怒，再次下令将俘虏扔进海里，但是奴隶们依旧安然无恙。狄杜大惊失色，以为奴隶们受神灵保佑，屡淹不死，只好下令将他们全部释放。
通过刚才的短片，我们知道了阿基米德及其发现的浮力定律，这个定律到底是什么内容？有着怎样的应用？今天我们一起学习有关浮力的知识。
②课堂影院：请同学们欣赏——《 阿基米德的故事》
请同学们看看下面生活中的一些现象。
物体都漂浮在水面上或者飘在空气中，原因是受到水或者空气的一种向上的托力作用。在物理学中，把这种力叫做浮力。
这些现象都有哪些相同点？你觉得发生这些现象的原因是什么？
③浮力的施力物体： 液体或气体。
①定义：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。
②浮力方向：竖直向上。
轮船浮在水面上时，受到竖直向下的重力G；因为静止，根据二力平衡条件可知，一定有一个竖直向上的力与重力平衡。这个力就是浮力F浮。
当物体全部浸入（浸没）水中时，还会受到浮力吗？
说明浸没在水中的铝块受到了水的浮力作用。
①在弹簧测力计下悬挂一个铝块，读出测力计的示数F1 ，即铝块的重力为 F1=G=2.2N
②把铝块浸没在水中，发现弹簧测力计的示数为 F2=1.4N
弹簧测力计的示数为什么会变小？
测量铝块浸没在水中所受的浮力
③浮力的大小 F浮=F1-F2=2.2N-1.4N=0.8N
④这种测量浮力的方法叫“称重法”。
2. 用“称重法”测浮力
①物体在空气中的重力G=F1
②物体浸在水中测力计的拉力F2
①测量物体在空气中受的重力G=F1
弹簧测力计减小的示数就是水对物体的竖直向上的浮力。
视频演示——《称重法测量铝块所受的浮力》
运用力的平衡法求浮力的大小
根据力的平衡条件可知：F浮+F2=G 。所以:
①铝块在空气中时，受到重力G和弹簧测力计的拉力F1。
②铝块浸没在水中时，受到三个力的作用：重力G、浮力F浮和拉力F2。
F浮=F1–F2
3. 运用力的平衡法求浮力
为什么浸在液体中的物体会受到浮力呢？
这是因为液体内部存在压强，而且深度不同，其压强不同。
我们研究浸没在液体中的长方体，分析它受力的情况。长方体两个相对的左右侧面，深度相同，根据p=ρgh可知：所受液体的压强相等，因此所受液体的压力F1与F2相互平衡，对长方体水平方向的受力没有影响。同理，长方体前后两个相对的面，所受液体的压力相互平衡，对长方体水平方向的受力也没有影响。
研究浸没在液体中的长方体，分析它受力的情况。长方体上、下两面所处的深度分别记为h1、h2，因为h2>h1，根据p=ρgh可知：液体对长方体下表面的压强要大于液体对上表面的压强：p2>p1。长方体上、下表面的受力面积是相同的，根据p=FS可知：液体对长方体向上的压力F2大于液体对它向下的压力F1，即 F2＞F1 。浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。
液体对长方体上、下表面的压力不同
视频播放——《浮力产生的原因》
浸在液体中的物体都会受到浮力吗？
例如：桥墩、拦河坝等，它们的下部跟河床紧密黏合，下表面没有水，向上的压力为零，不具备浮力产生的条件，所以物体不受到浮力。
根据浮力产生的原因，如果物体下表面没有水存在，就没有向上的压力，所以便不会产生浮力。
【例题1】在研究浮力产生的原因时，某同学做了如图所示的两个实验，将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃筒浸没在水中。①甲图说明：_____________________________________。②乙图说明： ________________________________。③通过_____图可以说明浮力的产生原因。
在同一深度，水对玻璃筒左、右两侧橡皮膜的压力相等
水对玻璃筒下表面橡皮膜向上的压力大于水对玻璃筒上表面橡皮膜向下的压力。
①甲图橡皮膜深度相同，凹陷程度相同，说明在同一深度，水对玻璃筒左、右两侧橡皮膜的压力相等。②乙图橡皮膜深度不同，凹陷程度不同，说明水对玻璃筒下表面橡皮膜向上的压力大于水对玻璃筒上表面橡皮膜向下的压力。③通过乙图可以说明浮力的产生原因。
浮力产生的原因我们知道了，那么浮力的大小跟哪些因素有关？
日常的生活经验能使我们对浮力大小的因素产生很多猜想……
二、决定浮力大小的因素
1. 探究影响浮力大小的因素
木块在水中漂浮，铁块在水中下沉。那么，是不是浮力的大小跟固体的密度有关？
人在水中会下沉，在死海中却能漂浮于水面。那么，是不是浮力的大小跟液体的密度有关？
人在水中越往深处走就越觉得所受的浮力大。那么，是不是浮力的大小跟人浸入水中的深度有关？或跟人浸在水中的体积有关？
①猜想：决定浮力大小的因素
上面所说的固体的密度、液体的密度、固体浸入液体中的体积和固体浸入液体的深度这几个量是实验中的“变量”，在检验浮力与其中某一个量的关系时，必须使其他量保持不变，或者确认浮力跟这些量无关。
弹簧测力计、圆柱体、酒精、水、盐水、体积相等的铝块与铁块等。
③探究浮力大小与物体浸没的深度的关系
浮力的大小跟物体浸没液体中的深度无关。
演示实验——《探究浮力的大小与深度的关系》
④探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
浮力的大小跟物体浸在液体的体积有关，同种液体，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。
演示实验——《探究浮力的大小与浸入液体体积的关系》
⑤探究浮力大小与液体密度的关系
演示实验——《探究浮力的大小与液体密度的关系》
⑥探究浮力大小与物体密度的关系
物体的密度不同、体积相同，浸没在同一液体中，两种情况下弹簧测力计的示数差相等，即浮力相等。
决定浮力F浮大小的因素
2. 决定浮力大小的因素
____________________________________；若用手堵住瓶口（图乙），可观察到乒乓球浮起，这是因为__________________________________________；此实验说明浮力产生的原因是液体对物体上、下表面产生______。
【例题2】一位物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验，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，这是因为：
乒乓球受到浮力的作用，浮力大于乒乓球的重力
乒乓球不受浮力，它的底部不受水的向上的压力
甲图中，乒乓球下部没有水，它的底部不受水的向上的压力，而浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差，所以，乒乓球不受浮力。乙图中，用手堵住瓶口，乒乓球的上部和下部分别受到向下和向上的压力，从而产生浮力，当浮力大于乒乓球的重力时，乒乓球上浮。综上分析可知，此实验说明浮力产生的原因是液体对物体上、下表面产生压力差。
【例题3】某实验小组，探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验，实验步骤如图所示。
①分析___________________实验，可知浮力的大小与物体排开液体的体积有关；分析A、C、D三次实验，可知浮力的大小与物体浸没在液体中的
深度____ （选填“有关”或“无关”）；分析A、D、E三次实验，可知在排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越________（选填“大”或“小”）；
②分析A、D、E三次实验的数据，可知物体浸没在水中时受到的浮力为_____N。
A、B、C (或A、B、D ）
①要得到浮力的大小与物体排开液体的体积间的关系，首先要保持排开的体积发生变化，其它因素要保持不变，故液体的密度保持不变，据此可知应该选择A、B、C (或A、B、D ）三次实验。分析A、C、D三次实验，可知浮力的大小随着排开液体的体积增大变大，但是当物体浸没在液体中后，随着深度的增大，物体受到的浮力不在发生改变，故浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。由 A、D实验，可知在排开液体的体积一定时，液体密度越大，弹簧测力计的示数越小，故物体受到的浮力越大。②分析A、D、E三次实验的数据，可知物体浸没在水中时受到的浮力为 F浮 =4N-3N=1N
液体的 越大，浮力越大
浸在液体（或气体）中的物体受到 的力，这个力叫做浮力.
浸入液体的 越大，浮力越大
1. 为了能把砍伐的木材从林场方便地运出，有水道的地方常将木材连接成木排使其顺流而下。这个例子中，木排受到河水的浮力。请你从日常生活或常见的自然现象中再举两个例子说明浸入液体的物体受到浮力。
在游泳时感到自己的身体变轻了，是因为身体受到了浮力的作用。乒乓球能浮在水面上，说明它在水中受到浮力的作用。
2. 用什么实验可以证明沉入水中的物体，受到浮力的作用。
通过一段细绳用弹簧测力计把沉入水中的一重物缓慢匀速直线提起，重物没有露出水面时读出示数，会发现此示数比重物的重力小，说明沉入水中的物体受到浮力的作用。
3．弹簧测力计下悬挂一个重物，在空气中称量时的示数如图甲所示，把重物浸在水中时的示数如图乙所示。重物浸在水中时所受的浮力是多大?
重物的重力为3.2N，重物浸在水中时，弹簧测力计的示数为2.2N，所以重物受到的浮力为:
F浮=F1–F2=3.2N-2.2N=1N
4. 一个竖直悬挂在水中的圆柱体，上表面受到水的压力为5N，底部受到水的压力为13N。你认为这个物体受到水的浮力为多大?
物体上表面受到向下的压力为5N，下表面受到向上的压力为13N，根据浮力产生的原因可知：物体受到的浮力为:
F浮=F1–F2=13N-5N=8N
5. 有人猜想:“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”。请你为检验这个猜想设计一个实验，说出实验所需的器材和实验步骤。
器材：烧杯、水、细线、弹簧测力计、橡皮泥。步骤：（1）用细线拴上橡皮泥，悬挂在弹簧测力计下，使橡皮泥缓慢地完全浸没在水中，读出测力计的示数F1 。（2）改变橡皮泥的形状，重复上述步骤，读出测力计的示数F2 。 比较F1和F2的大小，若不相等，说明物体所受的浮力与物体的形状有关，反之，说明无关。
1．以下有关浮力的说法错误的是（ ）A．在海滨游泳的人受到海水对他的浮力B．在空中飘浮的氢气球受到空气对它的浮力C．将一块石块扔在水中，在其下沉过程中不受浮力D．在水中上浮的木块受到浮力
将一块石块扔在水中，在其下沉过程中，是浸在水中的，所以也会受浮力，C选项错误，符合题意。 人游泳时、氢气球漂浮时、水中上浮的木块，都受到浮力的作用，所以A、B、D选项都正确。
2. 物体在液体中受到的浮力大小取决于（ ） A．物体的重力 B．物体的体积 C．物体的密度 D．液体的密度和物体浸入液体的体积
物体在液体中受到的浮力大小取决于液体的密度和物体浸入液体的体积，与物体的重力、体积、密度都无关。 所以D选项正确，其他选项都错误。
3. 将小石块挂在弹簧测力计下如图甲，再将其浸没在水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙，静止时测力计示数分别是4N和3N，关于甲、乙图的说法错误的是 （ ）A. 水对石块的浮力是3 N B. 水对石块的浮力是1 NC. 石块的重力为4 ND. 石块受到的力有重力、拉力和浮力
AB. 水对石块的浮力F浮=G-F示=4N-3N=1N，故A错误，B正确； C. 石块的重力为4 N， 该选项正确； D. 对石块进行受力分析可知，石块受到的力有重力、拉力和浮力，且三个力平衡；所以该选项正确。
A、B、C三个球浸入液体中的体积：VA＜VB= VCA、B两个球均在酒精中，受到的浮力为：FA浮＜ FB浮B、C两个球浸入酒精和水的体积相等，因为水的密度大于酒精的密度，所以受到的浮力为 FB浮＜FC浮，选项C正确。
4．如图所示，体积相同的A、B、C三个球，则它们所受浮力最大的是（ ）A．A球 B．B球C．C球 D．B球和C球
5. （多选题）探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N，下列分析正确的是（　　）
A．金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3NB．利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系C．利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系
A．由图乙可知，金属块a浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.0N，根据称重法可得金属块浸没在水中受到的浮力 F浮=G-F示=1.6 N-1.0 N=0.6 N；故A错误；B．根据甲、乙可知，物体浸在液体的体积不同，排开的液体的体积不同，因此不能探究浮力的大小与物体体积的关系，故B错误；C．乙、丙两图，a和b重力相同而密度不同，则它们的体积不同；由图知两物体排开液体的体积不同，若要探究浮力大小与物体密度的关系，应该控制排开液体的体积相同，故C错误；D．根据丙、丁可知，同一个物体浸没在不同液体中，排开的液体的体积相同，液体的密度不同，所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系，故D正确。 故选AD。
（2）上述实验是为了探究浮力的大小是否与______（选填“物体浸没在液体中的深度”或“物体浸在液体中的体积”）有关；（3）在上述实验的基础上，请你添加合适的物体__________，设计实验，进一步探究“浮力的大小与物体的密度是否有关”。请写出实验思路______。
6. 小红用弹簧测力计、铁块、盛有水的大烧杯做“探究浮力的大小影响因素”实验，其实验情况如图所示。（1）铁块浸没在水中受到的浮力大小是______；
（1）由图甲、丙可知，铁块浸没在水中所受浮力 F浮=G-F示=2.7N-1.7N=1N （2）由乙、丙知液体的密度相同，排开液体的体积不同，是探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积（排开水的体积）有关。（3）要探究“浮力的大小与物体的密度是否有关”需要控制排开液体的体积、液体的密度不变，只改变物体的密度，所以选用一块体积完全相同的铜块。具体步骤：将铜块完全浸没在水中，读出此时弹簧测力计的示数F1；再将铁块完全浸没在水中，读出此时弹簧测力计的示数F2，比较F1和F2的大小，若不相等，则物体所受浮力的大小与物体密度有关。
（1）②③实验中，排开液体的密度相同，而排开液体的体积不同，弹簧测力计示数不同，由称重法F浮=G-F可知，②③实验中物体受到的浮力不同，故由②③实验，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
7．小明用弹簧测力计、长方体、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和盐水），探究“浮力的大小与哪些因素有关”，其装置和弹簧测力计示数如图所示。（1）分析图②③，说明浮力的大小与_________________有关；
（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用______两图的装置来进行操作；（3）为了探究浮力大小与液体的密度有无关系，可选用______两图的装置来进行操作.
（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，要控制排开液体的密度和体积相同，只改变深度大小，故可选用③④两图的装置来进行操作。（3）为了探究浮力大小与液体的密度有无关系，需要控制物体排开液体的体积相同，排开液体的密度不同，故可选用④⑤两图的装置来进行操作。
8．如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。 ①如图甲所示，物体A重_______N。 ②如图乙所示，把物体A浸没在水中时，物体所受浮力的大小为____N。
③分析甲、乙、丙三图所示实验可得：物体受到的浮力大小与_____________有关。
①如图甲所示，物体A重4.6N。 ②物体A浸没在水中时，物体所受浮力的大小为4.6N-3.6N=1N ③分析甲、乙、丙三图，物体浸入液体的体积相等，液体密度不同，浮力不等，故可得：物体受到的浮力大小与液体密度有关。