八年级物理第十章《浮力》导学案.docx
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八年级物理第十章《浮力》导学案
§10.1浮力
(1)
主备人:
王铁钢使用人:
班级:
【学习目标】
1.知道水中的物体受到浮力的作用。
2.会用称重法求解物体受到的浮力。
3.知道浮力产生的原因
【创设情境】
观察现象并讨论问题:
上图它们的共同点是:
_______________________。
【自主学习】
1.什么是浮力?
【活动】放入水中的木块放手后,木块从水里浮上来,最后浮在水面上静止不动。
【思考】在水里浮上来和浮在水面上的木块受几个力的作用?
施力物体是什么?
力的方向如何?
【小结】从水里浮上来的木块受到竖直向下的,施力物体是。
还受到竖直向上的,施力物体是。
上浮过程中木块受非平衡力的作用,浮力重力。
木块浮在水面静止不动时,受到竖直向下的和竖直向上的。
木块在平衡力的作用下保持静止状态。
可见,从水里浮上来的物体和浮在水面上的物体都受到浮力。
【结论】1.浸在或者里的物体受到的托力,这个力称为浮力。
2.浮力的方向总是的。
浮力的作用点作用在物体重心上。
针对训练1、在图中画出鸡蛋的受力示意图
2.浮力的测量
【活动探究】下沉的物体是否受到浮力作用呢?
【猜想】
【实验器材】。
【要求】
①明确实验目的是判断浸没在水中的铝块是否受到浮力,以及浮力的大小和方向。
②铝块要用细线挂牢。
读取铝块浸没在水中弹簧测力计的读数时,铝块不要触及杯底或杯壁。
【实验步骤】
(1)将一铝块挂在弹簧测力计下端,此时弹簧测力计的示数铝块重G;
分析:
铝块受到竖直向下的和竖直向上的。
的施力物体是地球,的施力物体是细线。
二力的关系是彼此平衡。
此时弹簧测力计的示数就是铝块所受的重力。
(2)当铝块浸没在水中时,你会看到弹簧测力计示数变,此时弹簧测力计示数为F';
分析:
铝块此时受到三个力的作用,一个是竖直向下的,施力物体是地球;一个是竖直向上的,施力物体是细线;另一个是竖直向上的,施力物体是水。
铝块静止不动说明:
铝块受到的重力铝块受到的拉力加上铝块在水中受到的浮力。
由于铝块浸没在水中时受到拉力的大小就是此时弹簧测力计的读数。
所以铝块受到的重力铝块在水中秤的读数加上浮力。
弹簧测力计两次读数的差就是浸没在水中的铝块受到的浮力。
【小结】下沉的物体(受/不受)到浮力作用。
【结论】称重法测浮力的公式:
F浮=G-F'(其中G表示,F'表示)
练习.一个金属球在空气中称时,弹簧测力计的读数为14.7N,浸没在水中称时,弹簧测力计的读数为4.9N,求金属球浸没在水中时所受浮力的大小?
3.浮力产生的原因
如图所示:
立方体木块浸没在水中,左右两个侧面和前后两个侧面相对应的部位,距液面的深度相同,水对它们的压强P1和P2的大小关系是P1P2,受力面积s1S2,水对它们产生的压力的大小关系是F1F2。
而由于立方体上表面距液面的深度小于下表面距液面的深度,所以它们受到水的压强P上和P下的大小关系是P上P下,受力面积s上s下,水对玻璃圆筒上下的橡皮膜产生的压力的大小关系是F上F下,方向。
【结论】浮力产生的原因是
针对训练一边长为2m的正方体物体放在水中,如图所示,它的上表面离水面3m,求物体所受的浮力是多大?
方向如何?
(g取10N/kg)
课堂练习
1、一物体重为8N,放入水中后弹簧测力计示数变为5N,则物体在水中受到的浮力为。
2、把一物体挂在弹簧测力计下面静止时,测力计读数为10N则这个物体的重力为______N。
将其放入水中称时,弹簧测力计的示数为3N,则其所受浮力为_____N。
3、一个铁块重力为30N,将其浸入水中时读数减小了10N,则铁块受到的浮力是_____N.。
§10.1浮力
(2)
主备人:
王铁钢使用人:
班级:
【学习目标】
探究影响浮力大小的因素
【探究过程】
【活动】按下图所示的步骤进行实验。
步骤:
1.如图A所示,将圆柱体挂在弹簧测力计上,测出圆柱体所受的重力。
2.如图B所示,将圆柱体逐渐浸入水中,同时观察弹簧测力计的示数,直到其完全浸没,记录你看到的现象和圆柱体全部浸没时弹簧测力计的示数。
3.如图C所示,将圆柱体浸没在水中的不同深度处,观察弹簧测力计的示数,记录你看到的现象和数据。
4.如图D所示,将圆柱体浸没在浓盐水中,观察弹簧测力计的示数,与圆柱体浸没在纯水中的示数比较,记录你看到的现象和数据。
分析与归纳
(l)比较图B和图C得到的结论:
物体所受浮力的大小与它排开液体的体积(有/无)关。
(2)从图C的实验数据可得到的结论:
物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度
(有/无)关。
(3)比较图C和图D得到的结论:
物体所受浮力的大小与液体的有关。
【结论】
浸在液体中的物体受到浮力的大小与和有关。
针对训练1、浸没在液体中的物体受到的浮力大小决定于:
( )
A.物体在液体里的深度; B.物体的体积和形状;
C.物体的体积和液体的密度; D.物体的密度和液体的密度。
2、下面有关物体所受浮力的说法中正确的是( )
A、物体的表面积越大所受浮力越大 B、物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C、漂在水面的物体比沉在水底的物体受的浮力大
D、物体没入水中越深受到的浮力越大
【课堂检测】
1.正方体铝块浸在水中,它的上表面受到的压力是20N,它的下表面受到的压力是30N,
这个铝块是否受到了浮力?
若它受到的浮力,浮力大小是 N。
2.用弹簧测力计称得一石块在空气中25N,①把它部分浸入水中时,测力计示数为20N,
此时石块所受浮力为N;②若全部浸入水面下10cm处,示数为15N,此时浮力为
N;③在全部浸入水面下50cm处,此时浮力将。
比较①②可知,物体所
受浮力和有关,而由②③可知物体所受浮力和无关。
3.气球在空中受到力和力的作用,当它匀速上升时,这两个力的关系是。
4.用弹簧秤在空气中称一物块,测得重为20N,当把这个物块的一部分浸在水中时,弹
簧秤的示数为16N,这时物块受到的浮力是_____N。
若将物块全部浸没在水中,
物块所受浮力为15N,这时弹簧秤的示数将变为_____N。
5.挂在弹簧测力计上的铁块重7.9N,当它全部浸没在水中时,弹簧测力计的示数是6.9
N,此时铁块所受的浮力为_____N,当铁块一半进入水中时,浮力是___N。
6.浸没在液体中的某一物体,如果它所处的深度增加,则它受到液体的()
A、压强增加,浮力不变B、压强增加,浮力增加
C、压强不变,浮力增加D、压强不变,浮力不变
7.将同一铁块分别浸没于盐水、水、酒精中,铁块受到的浮力是()
A、在盐水中最大B、在水中最大C、在酒精中最大D、在三种液体中一样大;
8.浸入水中的皮球,放手后,从它刚露出水面到最后漂浮在水面上不动的过程中()
A、浮力变大,重力变小;B、浮力不变,重力不变
C、浮力变小,重力变小;D、浮力变小,重力不变
9.乒乓球从水底浮到水面过程中,越接近水面上浮速度越快,最后浮出水面,下列判断正确的是( )
A 露出水面前,浮力逐渐增大,露出水面后,浮力继续增大,最后保持不变
B 露出水面前,浮力保持不变;露出水面后,浮力仍保持不变
C 露出水面前,浮力逐渐减小;漂浮在水面时,浮力保持不变
D 露出水面前,浮力保持不变;露出水面后,浮力先减小,最后保持不变
§10.2阿基米德原理
主备人:
王铁钢使用人:
班级:
【学习目标】
1、经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程,做到会操作、会记录、会分析、会论证。
2.能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。
3.能应用公式F浮=G排和F浮=ρ液ɡV排计算简单的浮力问题。
【温故知新】
浸在液体中的物体受到浮力的大小与和有关
【自主学习】
1.阿基米德的灵感
阿基米德洗澡时突然想到:
物体浸在液体中的体积就是的体积。
由此,我们在第一节探究出的实验结论可以表述为:
越大,液体的密度越大,它所受的浮力就越大。
想想做做:
体验物体排开液体的体积越大,所受的浮力就越大(书本53页图10.2-1)
把装满水的烧杯放在盘子中,再把空的饮料罐按入水中,在手感受浮力的同时,会看到排开的水溢至盘中。
由于物体的体积与密度的乘积等于质量,物体的体积越大、密度越大,其越
大。
如果越大、越大,溢出在盘中液体的也就越大。
由此,我们猜想,浮力的大小跟有关,而液体的重力大小跟它的质量
成正比,因此,可以进一步推想,浮力的大小跟也
密切相关。
2.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
(1)实验器材:
弹簧测力计、细线、圆柱体、溢水杯、小桶、水、酒精
(2)设计实验
浸在液体中的物体所受浮力的大小可用__________测出:
先测出物体所受的____力,再读出物体浸在液体中时_________的示数,两者之差就是______的大小。
物体排开液体所受的重力可用_________和________测出:
溢水杯中盛满液体,再把物体浸在液体中,让溢出的液体流入小桶中,桶中液体就是物体_________的液体,用_________测出排开液体所受重力。
(3)进行实验
①用弹簧测力计测出圆柱体的重力G物;
②用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶;
③将圆柱体浸没入盛满水的溢水杯中,记下弹簧测力计的示数F拉
④用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G桶+水;
⑤计算出圆柱体受到水的浮力F浮和排出水的重力G排。
实验数据记录在表格中
次数
圆柱体重物G/N
小桶重G桶/N
浸没入水中后弹簧测力计的示数F/N
浮力
F浮/N
小桶和水的重G桶+水/N
排出水的重G排/N
1
2
3
⑥重复步骤③、④、⑤测出圆柱体受到酒精的浮力F酒精和排出酒精的重力G,实验数据记录
(4)归纳总结结论:
阿基米德原理:
浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小等于它所受的重力;公式表达为:
.阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
(5)推导:
F浮=ρ液ɡV排
(6)影响浮力大小的因素:
。
(注:
与物体密度、物体体积无关。
)
(7)关于v物与v排的关系:
1)完全浸没:
V排______V物
2)未完全浸没:
V排______V物。
3.阿基米德原理的应用
例1.有一物体在水中排开水的质量是100ɡ,物体受到水的浮力是多小?
例2.有一个重8.1N的铝块,当它浸没在水中时受到的浮力是多少?
(g取10N/kg)
例3.水球运动员把漂在水面上的水球慢慢压入水下0.5m的过程中,水球受到的
浮力变化情况是()
A逐渐增大B逐渐减小C始终不变D先增大后不变
思路引导:
运动员把水球慢慢压入水下的过程中,水球在水中的体积逐渐______,排开水的体积逐渐______,所以水球受到的浮力逐渐_______,当水球全部浸入水中后,排开水的体积不再改变,所以受到的浮力_______.故选_____.
【课堂检测】
1.空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。
下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的
是( )
A.矿泉水瓶受到水对它的浮力B.浮力的方向竖直向上
C.排开水的体积越大,受到的浮力越大D.浸没后压入越深受到的浮力越大
2.将质量为0.5kg的物体,轻轻放入盛满清水的溢水杯中,溢出0.2kg的水,则此物体受到的浮力是()(g取10N/kg)
A.5NB.0.5NC.2ND.0.2N
3.外形相同的4个小球放人液体中,静止时如图所示,则受到浮力最小的是( )
A.A球B.B球C.C球D.都相等
4.将两个物体分别挂在弹簧测力计上,然后都浸没在水中,发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N,那么这两个物体一定有相同的( )
A.密度 B.体积 C.质量 D.重力
5.小明将一个西瓜和一个梨子放入水缸中,发现西瓜浮在水面上,而梨子却沉入水底,如图所示。
此时西瓜与梨子受到的浮力相比较()
A.西瓜受到的浮力大B.梨子受到的浮力大
C.它们受到的浮力一样大D.无法比较浮力大小
6.某海滨浴场,水底布满鹅卵石,水中游泳的人由深水走向浅水的过程中,以下体验和分析合理的是( )
A.脚越来越不疼,因为人越来越轻B.脚越来越疼,因为人越来越重
C.脚越来越不疼,因为水的浮力越来越大了D.脚越来越疼,因为水的浮力越来越小了
7.物体所受的重力为5N,体积为4×l0-3m3,当它浸没在水中时,所受的浮力为
__________N,浮力和重力的合力为_______N,方向___________。
(g取10N/kg)
8.把重17.8N的实心铜球挂在弹簧测力计上,浸没在水中后,弹簧测力计的示数是15.8N,
铜球受到的浮力是________N,铜球的体积是________cm3。
(g取10N/kg)
9.有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神,如图所示。
“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接。
正常游泳时,连接线是松驰的,气囊漂浮着,跟人如影相随。
在体力不支等情况下,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下气囊排开水的体积会,受到的浮力会(都选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.铁球一半浸入水中,排开水的重力为0.8牛,铁球受到的浮力为牛,当铁球全部浸入水中后,它受到的浮力为牛。
§10.3物体的浮沉条件及应用
主备人:
王铁钢使用人:
班级:
【学习目标】
1.知道物体的浮沉条件。
2.会对生活中浮力的现象加以解释。
3.知道轮船、密度计、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。
【温故知新】
1.浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它________________________.这就是著名的阿基米德原理.用公式表示为F浮=_______=__________.
2.当物体浸没在液体中时,它排开液体的体积等于__________
_______.即V排=V物
3.当物体漂浮在液面上时,它排开液体的体积等于_________________________.
【自主学习】
【探究点一物体的浮沉条件】
问题1:
浸在液体中的物体都会受到浮力,但是有的物体要上浮,有的却要下沉,这是为什么?
你能画出图中物体所处几种状况下受力的情况吗?
物体上浮:
F浮G物,上浮的物体最终要漂浮
物体漂浮:
F浮G物
物体下沉:
F浮G物
物体悬浮:
F浮G物(根据上图你能说出什么是悬浮吗?
)
其中物体处于平衡状态的是和。
处于非平衡状态的是和。
问题2:
判断物体浮沉的另一种方法
对实心的物体而言,根据重力和浮力的关系我们还可以推导出另一种判断浮沉的方法。
根据阿基米德原理可得:
F浮=ρ液V排g,又因为G=mg=ρ物V物g
对于浸没的物体而言:
V排=V物
1若,则F浮 2若ρ液=ρ物,则F浮=G,物体悬浮在液体中任何深度的地方。 3若,则F浮>G,物体上浮。 ④上浮稳定后处于漂浮状态,这时F浮=G 【结论】对实心的物体而言 ①ρ液>ρ物,物体上浮,上浮稳定后处于漂浮状态 ②ρ液=ρ物,物体悬浮在液体中任何深度的地方 ③ρ液<ρ物,物体下沉 【探究点二浮力的利用】 1.采用“空心”的办法增大浮力 2.改变自身重力来调节浮力和重力关系实现浮沉 【轮船原理】从浮力的角度看,轮船采用了_______法增大浮力,从而使轮船漂浮在水面上.这种办法的好处是: 比同体积的实心体重力______(填“大”或“小”),而且还可以使排开的水_____,所以受到的浮力比同体积的实心体受到的浮力_______(填“大”或“小”). 轮船的大小通常用________来表示.排水量就是轮船________时排开水的_________.如果一艘轮船,它的排水量是1×104t,在密度为1×103kg/m3的河水中航行,根据物体漂浮的条件(F浮=G物),它满载时排开河水的体积是___________m3,如果在密度为1.03×103kg/m3的海水中,所排开的海水的体积比河水的体积______(填“大”或“小”),如果从河流驶入大海,它将_______一些(填“上浮”或“下沉”)。 【潜水艇的浮沉】潜水艇两侧有______,向水舱中冲水时,潜水艇的重力逐渐_______,当潜水艇的重力等于它排开的水重力(即浮力)时,潜水艇可以_______在水中,当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,潜水艇的重力_______,从而使重力______浮力,而上浮.所以潜水艇是通过改变______________来实现上浮和下沉的. 【气球和飞艇】气球里的气体密度_______空气的密度,这样在它的重力小于它排开的同体积的空气的重力(即浮力),所以能浮在漂浮在空中.当气球里的气体体积减小时,它排开空气的体积减小,所受到的浮力减小,所以可以降到地面上.飞艇内冲入的也是密度较小的气体,也是通过改变自身的体积来改变浮力,从而实现上升和降落. 【典型例题】 例1.一艘轮船满载时排开水的质量是2×107kg,船的自重是7×107N,它最多能装多少千克的货物? 当它满载时,它浸入水中的体积是多少立方米? .(g=10N/kg) 例2.密度为0.6×103kg/m3,边长为l0cm的正方形木块,静止在水面上,(g取l0N/kg)求: (1)木块所受的重力; (2)木块受到的浮力; (3)在木块上表面至少要加多大的力才能使木块全部浸入水中。 【课堂检测】 1.一个鸡蛋沉没在一杯清水中,将下列添加物(足量)分别加入杯内的水中经搅拌后,最终能使鸡蛋浮起来的是() A、水B、食盐C、酒精D、食用油 2.如图所示,将一个质量为8g的小木块缓慢放入一个盛有适量水的烧杯,漂浮在水面上,待木块静止时,烧杯中溢出水6g,则被木块排开的水的质量为() A、8gB、6gC、2gD、3g 3.小明星期天给家里的金鱼缸换水,他刚把鱼缸装满水时,不小心将一个质量为20g的小物块掉入鱼缸中,此时从鱼缸中溢出水14g,则小物块在鱼缸中将会() A、上浮B、下沉C、悬浮D、无法判断 4.一密度均匀的实心物体悬浮在某一种液体中,若将此物体分成大小不等两块,那么() A、大块将上浮,小块将下沉B.大块将下沉,小块将下沉将上浮 C、两块都悬浮D.两块都上浮 5.如图所示,浸没在水中的物体,当F浮>G物时,物体在水中将,最终物体将在水面处,此时F浮G物,当F浮=G物时物体在水中将,当F浮 最终物体将。 第5题图第6题图第7题图 6.将体积相同的三个实心小球,分别放入盛有水的A、B、C三个容器中,静止后的位置如图所示,若三个小球所受的浮力分别用FA、FB、FC表示,则它们的大小关系是____________;_________容器中的小球密度最大. 7.如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”),________杯中水面升高得多。 8.一个质量为100g的小铁球,投入到一个盛有适量水银的容器中,待小球静止时,小球受到的浮力为N,小球的自身的重力(填“大于”、“小于”或“等于”)小球受到水银对它的浮力。 (g取l0N/kg) 9.有一木块,放入水中静止后,有 的体积露在水面上, (1)求木块的密度? (2)若将它放入另一种液体中时,有 的体积浸入液体中,求液体的密度? . §10.4浮力的计算方法 主备人: 王铁钢使用人: 班级: 【学习目标】 1.熟悉四种常用的计算浮力的方法. 2.会根据题意选择适当的方法计算浮力. 【温故知新】 (1)物体的浮沉取决于它受到的和的大小. (2)当F浮>G物;当F浮<G物;当F浮=G物 (3)比较实心物体的密度与液体密度的大小,也可以判断物体的浮沉. 当 物< 液上浮直至漂浮;当 物> 液;当 物= 液 (4)物体的漂浮条件: 漂浮在液面上的物体受到的浮力等于 计算浮力的方法 (1)利用压力差法求浮力,即F浮=F下-F上 (2)利用称重法求浮力,即F浮=G-F (3)利用阿基米德原理求浮力,即F浮=G排液= 液gV排 (4)利用物体的浮沉条件求浮力,即F浮=G物(悬浮或漂浮) 【典型例题】 一、浮力产生的原因-----压力差法: F浮=_____________,其中压力F=______;压强P=_________. 如果物体漂浮在液面上,此时F向下=0,所以F浮=_______. 例1.边长为10cm的立方体,浸没在水中,物体上表面与液面平行,且液体表面到物体上表面的距离为5cm,如图所示,求: 物体受到的浮力. 二、称重法: F浮=___________,其中G是________________,F示是_________________. 例2.将一物体挂在弹簧测力计挂钩上,示数为70N,将物体浸没入水中时,测力计示数为68N,则物体在水中受到的浮力是多少? 物体的体积是多少? 三、阿基米德原理法: F浮=______=_____________. 例3.质量 为5.4kg的实心铝球,若将它浸没在水中,则铝球受到的浮力是多大? (g=10N/kg)(ρ铝=2.7×103kg/m3) 四、悬浮或漂浮条件法: F浮=_____或ρ液gV排=___________. 例4.一个物体质量是1kg,漂浮在水面上时,露出水面的体积是总体积的1/5,则物体受到的浮力是多少? 物体的密度又是多少? §10.5《浮力》单元复习 主备人: 王铁钢使用人: 班级: 【学习目标】 1.认识浮力及产生的原因,知道浮力的方向; 2.通过实验探究,理解阿基米德原理; 3.通过实验探究,理解物体的浮沉条件,知道潜水艇浮沉的原理。 【知识梳理】 一、浮力 1.定义: 叫做浮力。 2.浮力的方向,浮力的施力物体。 3.阿基米德原理: 用公式表示为。 4.浸在液体中的物体受到浮力的大小与、有关,与浸没液体的深度关。 5.浮力的求法: (1)压力差法: (2)称量法: (3)阿基米德原理: (4)二力平衡法(悬浮或漂浮): 二、物体的浮沉条件 1.浸没在液体中的物体的浮沉,决定于它受到的力和力。 当F浮G物时,ρ液ρ物,物体上浮; 当F浮G物时,ρ液ρ物,物体下沉; 当F浮G物时,ρ液ρ物,物体悬浮。 2.上浮静止后的状态称为,此时F浮G物,ρ液ρ物。 3.潜水艇是靠来实现浮沉的;气球和飞艇是靠来实现浮沉的。 4.密度计是测量的仪器,它的原理是。 【课堂探究】 1.小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,右图表示探究过程及有关数据
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- 浮力 年级 物理 第十 导学案
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