1、第第3 3节节 科学探究：浮力的大小科学探究：浮力的大小第十章 流体的力现象情境引入合作探究课堂小结随堂训练情境引入 古希腊科学家阿基米德在古希腊科学家阿基米德在洗澡时发现，身体越往下浸，洗澡时发现，身体越往下浸，从盆中溢出的水越多，感觉从盆中溢出的水越多，感觉身体越轻。由此身体越轻。由此他他想到：想到：物物体浸在液体中的体积，不就体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？是物体排开液体的体积吗？阿基米德的启示阿基米德的启示约公元前约公元前287287212)212)古希腊物理学家、数学家古希腊物理学家、数学家合作探究1.1.浮力的大小与什么因素有关浮力的大小与什么因素有关猜想猜想1 1
2、：浮力可能与液体的密度有关浮力可能与液体的密度有关猜想猜想4 4：浮力可能与物体的体积有关浮力可能与物体的体积有关猜想猜想3 3：浮力可能与物体浸没在液体的深度有关浮力可能与物体浸没在液体的深度有关猜想猜想2 2：浮力可能与物体的密度有关浮力可能与物体的密度有关实验猜想：实验猜想：实验探究：影响浮力大小的因素实验探究：影响浮力大小的因素 通过上面的器材我们应用控制变量法研究通过上面的器材我们应用控制变量法研究浮力大小与哪些因素有关浮力大小与哪些因素有关铁块铁块铁块铁块铜块铜块清水清水浓盐水浓盐水123设计实验设计实验猜想猜想1 1：结论：结论：浮力的大小跟浮力的大小跟液体的密度有关液体的密度有
3、关清水清水浮力可能与液体的密度有关浮力可能与液体的密度有关设计实验设计实验猜想猜想2 2：结论：结论：浮力的大小浮力的大小跟物体的密度无关跟物体的密度无关AB清水清水清水清水浮力可能与物体的密度有关浮力可能与物体的密度有关结论：结论：浮力的大小跟浮力的大小跟物体浸没液体中的深度无关物体浸没液体中的深度无关设计实验设计实验猜想猜想3 3：清水清水清水清水清水清水浮力可能与物体浸没在液体的深度有关浮力可能与物体浸没在液体的深度有关设计实验设计实验猜想猜想4 4：结论：结论：浮力的大小跟浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关物体浸在液体中的体积有关清水清水清水清水清水清水清水清水浮力可能与物体的体积有
4、关浮力可能与物体的体积有关分析归纳：分析归纳：物体所受的浮力可能与物体所受的浮力可能与排开液体所受的重力有关排开液体所受的重力有关m排排G排排V排排 1.1.浮力随浮力随液体密度增大而增大液体密度增大而增大2.2.浮力的大小与物体的密度无关浮力的大小与物体的密度无关3.3.浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关4.4.浮力随浮力随物体浸在液体中的体积（物体排开的液体物体浸在液体中的体积（物体排开的液体的体积）增大而增大的体积）增大而增大2.2.阿基米德原理阿基米德原理实验探究：浮力大小与排开液体的关系实验探究：浮力大小与排开液体的关系（2 2）制定计划与设
5、计实验）制定计划与设计实验 F F浮浮如何测？如何测？G G排排如何测？如何测？为什么要收集溢出的水？为什么要收集溢出的水？怎样使收集的水恰为排开的水？怎样使收集的水恰为排开的水？用什么样的容器接水？如何测排开的水重？用什么样的容器接水？如何测排开的水重？怎样安排实验顺序最为合理，为什么？怎样安排实验顺序最为合理，为什么？（1 1）提出问题：）提出问题：F F浮浮与与G G排排有什么关系？有什么关系？G G物和杯物和杯=_N=_NF F拉拉=_N=_N；F F浮浮=G G物和杯物和杯 F F拉拉=_N=_N；G G物、杯和水物、杯和水=_N=_N；G G排排 =G G物、杯和水物、杯和水 G
6、G物和杯物和杯=_N=_N 比较比较F F浮浮与与G G排排 ，你发现了什么？，你发现了什么？（3 3）进行实验与收集证据）进行实验与收集证据1.1.内容：内容：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，大小等于它排开液体所受到的重力。力，大小等于它排开液体所受到的重力。2.2.数学表达式：数学表达式：F浮浮=G排排阿基米德原理阿基米德原理4.4.适用范围：适用范围：液体和气体液体和气体3.3.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=r r液液 gV排排1区分：区分：浸没浸没、浸入浸入、浸在浸在、没入没入；2.F浮浮r r液液 gV排排 r r液
7、液液体的密度；液体的密度；V排排物体排开的液体的体积；物体排开的液体的体积；3.F浮浮 r r液液 gV排排 表明浮力大小只和表明浮力大小只和 r r液液、V排排有关，有关，浮力大小与物体的浮力大小与物体的形状、密度、浸没在液体中形状、密度、浸没在液体中的深度的深度及物体在液体中及物体在液体中是否运动是否运动等因素无关。等因素无关。关于阿基米德原理的讨论关于阿基米德原理的讨论对阿基米德原理的理解对阿基米德原理的理解（1 1）物体）物体“浸在液体里浸在液体里”包括包括“全部浸入全部浸入（即浸没）（即浸没）”和和“部分浸入部分浸入”两种情况。两种情况。不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受不论物体
8、是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。入的体积越小，所受的浮力也越小。浸没浸没部分浸入部分浸入（2 2）浮力的大小等于被物体排开的液）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。体受到的重力。A浸没时：浸没时：V排排=V浸浸=V物物，此时物体，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮浮=G液液=液液gV排排=液液gV浸浸=液液gV物物B部分浸入时：部分浸入时：V排排=V浸浸V物物F浮浮=
9、液液gV排排=液液gV浸浸液液gV物物V排排=V浸浸=V物物V排排=V浸浸V物物V浸浸（3 3）同一物体浸没在不同的液体中时，由于）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。液体的密度不同，所受的浮力也不同。根据公式根据公式 F浮浮=液液gV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。（4 4）阿基米德原理同样适用于气体。）阿基米德原理同样适用于气体。阿基米德原理的应用阿基米德原理的应用 无论物体是漂浮，悬浮还是沉在水无论物体是漂浮，悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于排开的水所受中，它所受的浮力都等于排开的水所受到
10、的重力。到的重力。讨论交流：死海之谜讨论交流：死海之谜 在死海，海水的在死海，海水的密度很高。人们可以密度很高。人们可以轻松地在海面仰卧，轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！甚至还可以看书呢！你知道这是什么你知道这是什么道理吗？提出你的解道理吗？提出你的解释。和同学交流。释。和同学交流。边长为边长为3cm，密度为，密度为2103kg/m3的一个立方的一个立方体橡皮泥块，浸没在水中，受到的浮力是多少？体橡皮泥块，浸没在水中，受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船（如下图），浮如果把这块橡皮泥捏成一只小船（如下图），浮在在水面，小船所受浮力是多少？水面，小船所受浮力是多少？(g=10N/k
11、g)例例 题题解：立方体橡皮泥块的体积V=L3=（3cm）3=27cm3=2.710-5m3；橡皮泥浸没在水中，V排=V，受到的浮力是F浮1=水gV排=1103kg/m310N/kg2.710-5m3=0.27N。如果把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，则根据漂浮的条件：所受的浮力是F浮2=G=mg=Vg=2103kg/m310N/kg2.710-5m3=0.54N。课堂小结1.1.浮力大小与什么因素有关浮力大小与什么因素有关2.2.阿基米德原理阿基米德原理 物体所受浮力的大小与物体所受浮力的大小与液体的密度液体的密度和和物体浸在液物体浸在液体中的体积体中的体积有关，而与物体的形状、体积、密度
12、、浸有关，而与物体的形状、体积、密度、浸没等因素无关。没等因素无关。公式表示：公式表示：F浮浮=G排排=m排排g=r r液液 gV排排 浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，大小等浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，大小等于它排开液体所受到的重力。于它排开液体所受到的重力。随堂训练1.1.下列关于浮力的说法中，正确的是（下列关于浮力的说法中，正确的是（）A.A.物体在液体中浸得越深，受到的浮力越大物体在液体中浸得越深，受到的浮力越大B.B.物体的体积越大，受到的浮力越大物体的体积越大，受到的浮力越大C.C.物体受的重力越小，受到的浮力越大物体受的重力越小，受到的浮力越大D.D.物体排开液体的重力
13、越大，受到的浮力越大物体排开液体的重力越大，受到的浮力越大 D先不变后变小先不变后变小2.乒乓球从水中上浮到水面的过程中，所受浮力大小乒乓球从水中上浮到水面的过程中，所受浮力大小如何变化？如何变化？AB3.3.如图所示，如图所示，A A、B B两个金属块的体积相等，哪个受到两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？的浮力大？F浮浮A F浮浮B4.一个体积为一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，它的的物体浮在水面上，它的2/3体积露体积露出水面，它受的浮力是出水面，它受的浮力是 N。（。（g取取10 N/kg）1根据阿基米德原理：根据阿基米德原理：F浮浮G排液排液液液gV排排 据题意据题意V排排V/3 F浮浮液液gV排排 1.0103 kg/m310 N/kg10-4 m3=1 N
