第五节-学生实验：探究-影响浮力大小的因素课件.ppt

1、第五节第五节 学生实验：探究学生实验：探究影影响浮力大小的因素响浮力大小的因素 相传相传2000年前，罗马帝国的年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，击溃了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面之上，统帅以为这是神灵在保佑他们，就把俘虏释放了。佑他们，就把俘虏释放了。为什么淹不死他们？是神在保护他们吗？为什么淹不死他们？是神在保护他们吗？此时弹簧测力计此

2、时弹簧测力计的示数等于石块的示数等于石块所受的重力。所受的重力。弹簧测力计的弹簧测力计的示数变小。示数变小。？将石块浸没在水中时，弹将石块浸没在水中时，弹簧测力计的示数变小，说簧测力计的示数变小，说明此时存在一个向上托的明此时存在一个向上托的力，这个力的施力物体是力，这个力的施力物体是水。用其他液体做实验时水。用其他液体做实验时也可以得到同样的结论。也可以得到同样的结论。浸在液体或气体中的物体会受到液体浸在液体或气体中的物体会受到液体或气体对它向上托的力。或气体对它向上托的力。定义：定义：浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对它向上托的力，这个力叫作浮力。

3、它向上托的力，这个力叫作浮力。方向：方向：竖直向上。竖直向上。施力物体：施力物体：气体或液体。气体或液体。受力物体：受力物体：浸在液体或气体中浸在液体或气体中的物体。的物体。用弹簧测力计测出铝块的重力用弹簧测力计测出铝块的重力G，读出示数（如图甲）。，读出示数（如图甲）。接着把铝块浸没在水中，读出接着把铝块浸没在水中，读出拉力的示数拉力的示数F，看看示数有什么变，看看示数有什么变化（如图乙）。化（如图乙）。从以上实验可以看到，铝块浸入水中时，从以上实验可以看到，铝块浸入水中时，弹簧测力计的示数变小了，这说明浸入水中弹簧测力计的示数变小了，这说明浸入水中的铝块受到了浮力的作用。弹簧测力计的铝块受

4、到了浮力的作用。弹簧测力计示数示数减小的值，减小的值，就是就是浮力的大小浮力的大小。即即F浮浮=GF，方向竖直向上。，方向竖直向上。如图的长方体如图的长方体浸没在液体中浸没在液体中 其左、右侧面和前、后侧面其左、右侧面和前、后侧面在液体中所处的在液体中所处的高度相同高度相同，所受，所受液体的压力液体的压力互相平衡互相平衡。其上、下表面在液体中所处其上、下表面在液体中所处的高度不同（的高度不同（h2h1），下表面受），下表面受到的压力大于上表面（到的压力大于上表面（F2F1）。）。F浮浮=F2F1 浮力的实质是浮力的实质是浸在液体里的浸在液体里的物体上、下表面受到的压力不同物体上、下表面受到的压

5、力不同。点击图片播放视频点击图片播放视频 如图所示，在盆中放一个如图所示，在盆中放一个装满水的塑料桶，用手把空的装满水的塑料桶，用手把空的矿泉水瓶按入水中。随着按入矿泉水瓶按入水中。随着按入深度的增加，溢出的水也增加深度的增加，溢出的水也增加了，感觉要用更大的力才能把了，感觉要用更大的力才能把矿泉水瓶按下去。这是为什么矿泉水瓶按下去。这是为什么呢？有的同学认为是矿泉水瓶呢？有的同学认为是矿泉水瓶所受浮力增大的原因。所受浮力增大的原因。浮力的大小浮力的大小与哪些因素与哪些因素有关呢？有关呢？猜想猜想1：浮力与液体密度的关系；浮力与液体密度的关系；猜想猜想2：浮力与深度的关系；浮力与深度的关系；猜

6、想猜想3：浮力与物体浸在液体中的体积关系；浮力与物体浸在液体中的体积关系；猜想猜想4：浮力与物体密度的关系；浮力与物体密度的关系；猜想猜想5：浮力与物体形状的关系浮力与物体形状的关系。猜想浮力大小和哪些因素有关猜想浮力大小和哪些因素有关 将将同一物体同一物体分别分别浸没浸没到到水水和和盐水盐水中，观察弹中，观察弹簧测力计示数的变化。簧测力计示数的变化。不同不同说明物体受到的浮力与液体的密度说明物体受到的浮力与液体的密度有关有关。将将同一物体同一物体浸没在浸没在同种液体的不同深度同种液体的不同深度，观，观察弹簧测力计示数的变化。察弹簧测力计示数的变化。相同相同物体受到的浮力大小与浸没的深度物体受

7、到的浮力大小与浸没的深度无关无关。不同不同说明物体受到的浮力与物体浸在液体中体积说明物体受到的浮力与物体浸在液体中体积有关有关。将将同一物块同一物块第一次第一次部分浸入水中，部分浸入水中，第二次第二次全全部浸入水中部浸入水中，观察弹簧测力计示数的变化。，观察弹簧测力计示数的变化。将将体积相同的不同物体体积相同的不同物体浸没在浸没在相同的液体中相同的液体中，观察弹簧测力计示数的变化。观察弹簧测力计示数的变化。说明物体受到的浮力与物体密度说明物体受到的浮力与物体密度无关无关。2N2N示数差相同示数差相同即浮力相等即浮力相等 上面的实验表明，物体在液体中所受浮上面的实验表明，物体在液体中所受浮力的大

8、小，跟它浸在液体中的体积有关、跟力的大小，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，浮力越大。大、液体的密度越大，浮力越大。阿基米德的启示阿基米德的启示两千多年以前，希腊学者阿基米德两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物

9、体排开液体的物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？体积吗？把装满水的烧杯放在盘子把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中里，再把空的饮料罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。看到排开的水溢至盘中。饮料罐受到的浮力饮料罐受到的浮力与排开的水之间有与排开的水之间有什么关联？什么关联？m排排=液液 V排排G排排=m排排 g=液液 gV排排 由上面公式可知：饮料罐由上面公式可知：饮料罐受到的受到的浮力浮力与排开的水受的与排开的水受的重重力力有关联。有关联。F浮浮 G排排 它们之间有没有定量关系呢？它们之间有没有定量关系呢？如图所示，先用

10、弹簧测力计分别测出石块和空杯如图所示，先用弹簧测力计分别测出石块和空杯所受的重力。所受的重力。如图所示，把石块浸没在水面恰好与溢口相平的如图所示，把石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢杯中，用空杯接从溢杯里被石块排开的水，读出溢杯中，用空杯接从溢杯里被石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数。此时弹簧测力计的示数。如图所示，用弹簧测力计测出接了水后杯子和水如图所示，用弹簧测力计测出接了水后杯子和水的总重。的总重。点击图片播放视频点击图片播放视频将实验所收集的数据记录在下表中。将实验所收集的数据记录在下表中。研究研究对象对象石块重石块重G石石/N空杯重空杯重G杯杯/N石块浸没在水石块浸没在水中时弹簧测

11、力中时弹簧测力计的示数计的示数 F/N杯、水杯、水总重总重G总总/N浮力的浮力的大小大小F浮浮/N排开排开水所水所受的受的重力重力G排排/N 比较测得的浮力与排开的水所受重力的大小，你比较测得的浮力与排开的水所受重力的大小，你发现了什么？发现了什么？比较比较F浮浮和和G排排可以看出可以看出F浮浮=G排排，即小石块受到的水，即小石块受到的水的浮力大小等于它排开的水所受的重力大小。的浮力大小等于它排开的水所受的重力大小。1内容：内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。物体排开的液体所受重力的大小。2数学表达式：数学表达式：F浮浮=G排

12、排3用于计算的导出式：用于计算的导出式：F浮浮=G排排=m排排g=液液gV排排4适用范围：适用范围：液体和气体液体和气体1.浮力的大小与液体的密度大小、排开液体的浮力的大小与液体的密度大小、排开液体的体积大小有关，即：体积大小有关，即：F浮浮与与液液、V排排有关有关F浮浮与与h深度深度无关无关其中其中F浮浮表示物体所受的表示物体所受的浮力浮力、液液表示液体的表示液体的密度密度、V排排表示物体表示物体排开液体的体积排开液体的体积。2.同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同。的密度不同，所受的浮力也不同。根据公式根据公式 F浮浮=液

13、液g V排排，浸没时，浸没时，V排排=V物物，当当液液不同时，浮力也随之变化。不同时，浮力也随之变化。3.注意：注意：液液指的是液体的密度；指的是液体的密度；V排排不一定等于不一定等于V物物，只有在物体完全浸没时，只有在物体完全浸没时V排排才才等于等于V物物。浮力的大小只与浮力的大小只与液液、V排排有关有关（即物体排开的液体（即物体排开的液体受到的重力有关）受到的重力有关），浮力大小与物体的形状、密度，浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。素无关。浮浮力力浮力产生的浮力产生的原因及方向原因及方向称重法测浮力称

14、重法测浮力决定浮力大决定浮力大小的因素小的因素竖直方向上的压力差竖直方向上的压力差F浮浮=GF液体密度、浸在液体中的体积液体密度、浸在液体中的体积阿基米德原理阿基米德原理物体浸在液体中的体积物体浸在液体中的体积=物体排开液体的体积物体排开液体的体积浮力的大小浮力的大小=它排开的液体所受的重力它排开的液体所受的重力F浮浮=G排排=液液 gV排排V物物=V排排 1.体积相同的铁块和铝块放入水中后都会沉入水体积相同的铁块和铝块放入水中后都会沉入水底，它们受到的浮力一样大吗？为什么？如果将铁块底，它们受到的浮力一样大吗？为什么？如果将铁块放入煤油中，将铝块放入水中，谁受到的浮力大？为放入煤油中，将铝块

15、放入水中，谁受到的浮力大？为什么？什么？解：它们受到的浮力一样大，根据阿基米德原理可知解：它们受到的浮力一样大，根据阿基米德原理可知F浮浮=G排排=m排排g=液液gV排排两金属块浸没在同一种液体中，两金属块浸没在同一种液体中，液液一定，一定，V排排=V物物，而铁块与铝块体积相同，故浮力而铁块与铝块体积相同，故浮力F浮浮一样大；一样大；1.体积相同的铁块和铝块放入水中后都会沉入水体积相同的铁块和铝块放入水中后都会沉入水底，它们受到的浮力一样大吗？为什么？如果将铁块底，它们受到的浮力一样大吗？为什么？如果将铁块放入煤油中，将铝块放入水中，谁受到的浮力大？为放入煤油中，将铝块放入水中，谁受到的浮力大

16、？为什么？什么？如果将铁块放入煤油中与铝块放入水中比较，铝块受如果将铁块放入煤油中与铝块放入水中比较，铝块受到的浮力大，因为到的浮力大，因为水水煤油煤油，V排排=V物物，铁块与铝块排，铁块与铝块排开液体的体积开液体的体积V排排相同，由相同，由F浮浮=液液gV排排，水中的铝块，水中的铝块受到的浮力大。受到的浮力大。2.某同学用弹簧测力计、量筒、水和石块做测某同学用弹簧测力计、量筒、水和石块做测定浮力的实验，如图所示。请你根据图中情景，分定浮力的实验，如图所示。请你根据图中情景，分析、比较这些数据能说明什么问题。析、比较这些数据能说明什么问题。解：石块受到的浮力为解：石块受到的浮力为:F浮浮=G-

17、F拉拉=2.0N-1.0N=1.0N石块排开水的重力为石块排开水的重力为:G排排=m排排g=水水gV排排=1103kg/m310N/kg10010-6m3=1.0N分析、比较上述数据，说明石块受到的分析、比较上述数据，说明石块受到的浮力等于它排开的水所受的重力。浮力等于它排开的水所受的重力。3.物体浸没在液体中，在不同深度处受到的浮物体浸没在液体中，在不同深度处受到的浮力是否相等？为什么？设计一个实验来检验你的想法力是否相等？为什么？设计一个实验来检验你的想法是否正确。是否正确。解：相等，因为根据阿基米德原理解：相等，因为根据阿基米德原理F浮浮=G排排=液液gV排排，浸没时浸没时V排排=V物物

18、，又因为浸没在同一种液体中故物体，又因为浸没在同一种液体中故物体所受浮力不变。所受浮力不变。4.把一个实心金属球放入盛满酒精的水杯中，把一个实心金属球放入盛满酒精的水杯中，金属球沉入杯底，从杯中溢出金属球沉入杯底，从杯中溢出8g酒精。已知酒精的酒精。已知酒精的密度密度酒精酒精=0.8103kg/m3，g=10N/kg。(1)金属球在酒精中所受的浮力是多少？金属球在酒精中所受的浮力是多少？(2)若将该金属球放入盛满水的杯中，它仍将沉入杯若将该金属球放入盛满水的杯中，它仍将沉入杯底。求从杯中溢出水的质量。底。求从杯中溢出水的质量。(1)解：由阿基米德原理可知从杯中溢出解：由阿基米德原理可知从杯中溢出8g酒精的重酒精的重力等于金属球在酒精中所受的浮力，即：力等于金属球在酒精中所受的浮力，即：F浮浮=G排排=m酒精酒精g=810-3kg10N/kg=810-2N(2)解：由阿基米德原理可知：解：由阿基米德原理可知：F浮浮=G排排=m排排g=液液gV排排V排排=810-2N0.8103kg/m310N/kg=110-5m3m=水水V排排=1103kg/m3110-5m3=110-2kg