理化生101浮力阿基米德.pptx

水能载舟，水能载舟，水能载舟，水能载舟，亦能覆舟。亦能覆舟。亦能覆舟。亦能覆舟。学习目标学习目标:1.1.知道浮力产生的原因知道浮力产生的原因.2.2.知道浮力的方向知道浮力的方向.3.3.会用会用称重法称重法测量浮力的大小测量浮力的大小.4.4.理解理解阿基米德原理阿基米德原理.5.5.会用阿基米德原理进行简单的计算会用阿基米德原理进行简单的计算.6.6.浮力的应用浮力的应用死死海海不不死死 为什么淹不为什么淹不死他们？是神在死他们？是神在保护他们吗保护他们吗 相传相传20002000年前，罗马帝年前，罗马帝国的远征军来到了死海附近，国的远征军来到了死海附近，击溃了这里的土著人，并抓获击溃了这里的土著人，并抓获了一群俘虏，统帅命令士兵把了一群俘虏，统帅命令士兵把俘虏们投进死海。奇怪的是，俘虏们投进死海。奇怪的是，这些俘虏竟然没有沉下去，而这些俘虏竟然没有沉下去，而是个个都浮在水面之上，统帅是个个都浮在水面之上，统帅以为这是神灵在保佑他们，就以为这是神灵在保佑他们，就把俘虏释放了。把俘虏释放了。人人躺躺在在死死海海上上看看书书船船浮浮在在水水面面上上F F浮浮G G船船v据二力平衡知识，船据二力平衡知识，船(人人)除受到除受到 .作用外，还受到水对它（他）作用外，还受到水对它（他）.的力，这种力叫的力，这种力叫 。竖直向下的重力竖直向下的重力竖直向上托竖直向上托F F浮浮G G人人浮力浮力死海死海:不死不死:因为死海中含盐量太大了，所因为死海中含盐量太大了，所以湖水里除了某些细菌以外，其他生物以湖水里除了某些细菌以外，其他生物都不能生存，沿岸草木也很稀少，湖泊都不能生存，沿岸草木也很稀少，湖泊周围死气沉沉。大家也就把它叫做周围死气沉沉。大家也就把它叫做“死死海海”。在死海中游泳的人平躺在在死海中游泳的人平躺在水面上也不会下沉甚至可以躺在水面上也不会下沉甚至可以躺在水面上静静地看书。水面上静静地看书。浮力无处不在浮力无处不在:氢气球上升氢气球上升气艇浮在空中气艇浮在空中潜艇在水中潜艇在水中水中天鹅水中天鹅举一举：举一举：气球为什么能腾空而起气球为什么能腾空而起飞艇为什么能飞到空中飞艇为什么能飞到空中人能为什么浮在死海海面上人能为什么浮在死海海面上乒乓球为什么能从水里升起乒乓球为什么能从水里升起护卫舰为什么能浮在海面上护卫舰为什么能浮在海面上观察下面的图，带着问题思考、讨论、交流观察下面的图，带着问题思考、讨论、交流1.1.仅仅是液体对物体有浮力吗仅仅是液体对物体有浮力吗?2.2.浮力的施力物体是什么浮力的施力物体是什么?3.3.浮力感觉上一个什么样的力浮力感觉上一个什么样的力?4.4.浮力的方向又如何浮力的方向又如何?v定义定义：浸在浸在液体（或气体）中的物体，受液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）到液体（或气体）向上向上托的力叫浮力。托的力叫浮力。一、浮力一、浮力n施力物体施力物体：液体或气体：液体或气体n方向：竖直向上方向：竖直向上F F浮浮F F浮浮F F浮浮G Gh h1 1h h2 2F F上上F F下下 液体对物体液体对物体向上向上和和向下向下的的压力差压力差。公式：公式：F F浮浮=F=F向上向上-F-F向下向下观观察察与与实实验验浸在液体中的物体一定受浸在液体中的物体一定受到浮力吗到浮力吗？AC CD DB B 如图：体积相等的四个物体，如图：体积相等的四个物体，A A、B B是能够自由移动的物体，是能够自由移动的物体，C C、D D是是用蜡紧沾在容用蜡紧沾在容 器上的物体。向容器器上的物体。向容器内到入一些水，情况如图所示。分析内到入一些水，情况如图所示。分析物体物体A A、B B、C C、D D是否受到水的浮力？是否受到水的浮力？1.1.一正方体物块浸没在水中一正方体物块浸没在水中,上表面上表面受到的压力是受到的压力是10N,10N,下表面受到的压力下表面受到的压力是是20N,20N,在物体受到的浮力是在物体受到的浮力是_N._N.2.(2.(选作选作)一个正方体木块漂浮在水面一个正方体木块漂浮在水面上上,下表面受到的压力为下表面受到的压力为10N,10N,则上表则上表面受到水的压力是面受到水的压力是_N,_N,木块受到木块受到的浮力是的浮力是_N._N.10100 01010有一个力将手往上顶有一个力将手往上顶上浮最后浮在水面上上浮最后浮在水面上在水中上浮的物体受到在水中上浮的物体受到水的浮力水的浮力 问题探究一问题探究一：上浮的物体是否受到浮力？上浮的物体是否受到浮力？问题探究二问题探究二：在水中要下沉在水中要下沉的物体（石块，铁块、铝块等）的物体（石块，铁块、铝块等）是否也受到浮力作用呢？是否也受到浮力作用呢？1 1、你的猜想是：、你的猜想是：2 2、支持你猜想的生活经验是：、支持你猜想的生活经验是：探究在水中探究在水中下沉的物体下沉的物体受到的浮受到的浮力力3 3、给你一只弹簧秤、钩码和一杯水，你的实验方案是：、给你一只弹簧秤、钩码和一杯水，你的实验方案是：4 4、你观察到的现象是：、你观察到的现象是：5 5、你得出的结论是：、你得出的结论是：6 6、在把钩码慢慢浸入水中直至全部浸没的过程中，你、在把钩码慢慢浸入水中直至全部浸没的过程中，你 又观察到了什么现象？你得出的结论是什么？又观察到了什么现象？你得出的结论是什么？弹簧测力计的示数变小弹簧测力计的示数变小对物体进行受力分析对物体进行受力分析G GF F拉拉F F浮浮结论：结论：F F浮浮+F+F拉拉=G=G得：得：F F浮浮=G-F=G-F拉拉你你发发现现了了什什么么结结论论？弹簧测力计的弹簧测力计的示数减小示数减小，说明水对物体产，说明水对物体产生了一个生了一个向上的托力向上的托力，这个托力就是，这个托力就是浮力浮力。G G物物FF称称 重重 法法1 1先测重力先测重力G G 2 2物体放入液体中看弹簧秤示数物体放入液体中看弹簧秤示数3 3求浮力求浮力 如何用弹簧秤测浸在液体如何用弹簧秤测浸在液体中的物体受到的浮力大小？中的物体受到的浮力大小？称重法：称重法：F F浮浮=G-F=G-F拉拉（适用条件：物体在水中会下沉）（适用条件：物体在水中会下沉）在空气中弹簧秤的读在空气中弹簧秤的读数数F F（牛）（牛）物体浸在水中弹物体浸在水中弹簧秤读数簧秤读数FF（牛）（牛）物体受到的浮物体受到的浮力力F F浮浮（牛）（牛）浮力的大小浮力的大小：F F浮浮=G-G=G-G（称重法）（称重法）G G（即（即物体的重力物体的重力）G G（称为视称为视重重）F F浮浮=G-G=G-G做一做：做一做：钩码浸入水中后，弹簧称读数变小了钩码浸入水中后，弹簧称读数变小了在水中会下沉的物体也受到在水中会下沉的物体也受到向上的浮力向上的浮力一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称时，示数为时，示数为 2727牛牛 ，把它浸没在水中称时，把它浸没在水中称时，示数为示数为1717牛，它受到的浮力是多少牛？牛，它受到的浮力是多少牛？解：解：F F浮浮=G-=G-G G =27N-17N=10=27N-17N=10牛牛例例1 1、一铁块挂在弹簧秤上，在空气中称量时，弹簧、一铁块挂在弹簧秤上，在空气中称量时，弹簧秤的读数是秤的读数是3232牛。把它全部浸在水中称量时，读数是牛。把它全部浸在水中称量时，读数是1212牛。铁块受到浮力是牛。铁块受到浮力是例例2 2、一质量为、一质量为5 5千克的铝块，用弹簧秤吊住它，千克的铝块，用弹簧秤吊住它，将其置于酒精中时，弹簧秤的读数为将其置于酒精中时，弹簧秤的读数为3030牛。求牛。求酒精对铝块的浮力酒精对铝块的浮力物物例例3 3、在空气中将物体挂在弹簧在空气中将物体挂在弹簧秤下，记下弹簧秤的读数秤下，记下弹簧秤的读数 。例例4 4、托住悬挂在空气中的物体，、托住悬挂在空气中的物体，记下弹簧秤的读数记下弹簧秤的读数 弹簧秤读数弹簧秤读数 ,因为因为手对物手对物体有向上托的力体有向上托的力例例5 5、将物体浸没在水下，记下弹、将物体浸没在水下，记下弹簧秤的读数簧秤的读数F F拉拉=。弹簧秤读数弹簧秤读数 ，表明水对物，表明水对物体也有一个向上托的力即浮力。体也有一个向上托的力即浮力。变小变小变小变小物物F FF F浮浮F F拉拉F=F=G G物物物物-F-F浮浮 浮力的大小跟哪些因素有关？浮力的大小跟哪些因素有关？探究影响浮力大小的因素探究影响浮力大小的因素水水酒精酒精设计实验：设计实验：把鸡蛋放入清水中，观察出现的现象。把鸡蛋放入清水中，观察出现的现象。在清水中加盐，改变水的密度，再观察出现的现象。在清水中加盐，改变水的密度，再观察出现的现象。在清水中，鸡蛋下沉。在清水中，鸡蛋下沉。清水中加入食盐后，盐水的密度增大，清水中加入食盐后，盐水的密度增大，鸡蛋慢慢鸡蛋慢慢上浮直至漂浮的状态。上浮直至漂浮的状态。实验结论：实验结论：浮力的大小浮力的大小跟跟液体的密度液体的密度有关。有关。猜想：猜想：浮力的大小还与什么因素有关？浮力的大小还与什么因素有关？结论：结论：1 1、浸在液体中的物体所受的浮力与、浸在液体中的物体所受的浮力与物体物体排开液体的体积有关；排开液体的体积有关；2 2、浸没浸没在液体中的物体所受的浮力与在液体中的物体所受的浮力与物体在物体在液体中的深度无关。液体中的深度无关。物体物体排开液体的排开液体的体积体积即指即指物体浸物体浸在液体中的体积在液体中的体积。不一定等于物体不一定等于物体的体积。的体积。注意：注意：总结总结：浸在液体中的物体所受的浮力浸在液体中的物体所受的浮力与与液体的密度、物体排开液体液体的密度、物体排开液体的体积的体积有关。有关。当物体当物体浸没在液体中浸没在液体中时，所受时，所受的的浮力浮力与物体在液体中的与物体在液体中的深度深度无关无关。体验：体验：手上受到的力越来越大手上受到的力越来越大现象现象：水桶中的水位越来越高水桶中的水位越来越高结论：结论：饮料罐浸入水中的体积越多，它所受的浮力越大饮料罐浸入水中的体积越多，它所受的浮力越大浮力的大小浮力的大小溢水杯溢水杯 如图如图7 7所示，在所示，在研究浮力可能跟什么因素有关研究浮力可能跟什么因素有关”的实验中，某同学在水桶中装的实验中，某同学在水桶中装满满水，往下按空饮料水，往下按空饮料罐水会溢出。空饮料罐被按得越深，则受到的浮力罐水会溢出。空饮料罐被按得越深，则受到的浮力 ，溢出的水，溢出的水 ，这个实验现象启示我们，浮力，这个实验现象启示我们，浮力的大小可能跟的大小可能跟 _ 有关。为了验证这个猜想，我们可以有关。为了验证这个猜想，我们可以设计实验分别测出物体受到的设计实验分别测出物体受到的 和和 进行比较。进行比较。越大越大 越多越多 排开液体所受的重力排开液体所受的重力浮力浮力排开（排开（或溢出或溢出）水）水（液体液体）的多少的多少思维引导思维引导溢水杯溢水杯实验器材：实验器材：物块物块弹簧测力计弹簧测力计烧杯烧杯探究：探究：浮力的大小等于什么？浮力的大小等于什么？v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 G物物；v用弹簧测力计测出空小桶的重力用弹簧测力计测出空小桶的重力G G桶桶；v将铝块浸没入盛满水的溢水杯中，记下弹簧测将铝块浸没入盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数力计的示数F F拉拉；v用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G G桶桶+水水；v计算出铝块受到的浮力计算出铝块受到的浮力F F浮和排出水的重力浮和排出水的重力G G排排。？(2)(4)(5)？G G物物(1)G G桶桶(3)FFG GF F浮浮=G=G物物-F-FG G排排=G=G-G-G桶桶比较比较F F浮与浮与G G排，你会有什么发现排，你会有什么发现物体的物体的重力重力G G物物（N N）空小烧空小烧杯的重杯的重量量G G杯杯（N N）浸没在浸没在水中弹水中弹簧秤读簧秤读数数F F（牛）（牛）物体物体所受所受浮力浮力F F浮浮(N)(N)物体排开物体排开的液体和的液体和烧杯的总烧杯的总重量重量G G（N N）物体排物体排开液体开液体的重量的重量G G排液排液（N N）F F浮浮与与G G排液排液的的关系关系？(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)浸在液体中的物体所受的浸在液体中的物体所受的浮力浮力等于等于它排开液体所受的重力它排开液体所受的重力数学表达式：数学表达式：注意：注意：阿基米德原理不仅适用于阿基米德原理不仅适用于各种液体各种液体，也，也适用于适用于各种气体。各种气体。v例例1 1、浮在空中的气球，排开空气的重力为、浮在空中的气球，排开空气的重力为1N1N，则气球所受的浮力为，则气球所受的浮力为 N N。v例例2 2、将一木块放入装满水的烧杯中，溢出、将一木块放入装满水的烧杯中，溢出200g200g水，则木块所受的浮力为水，则木块所受的浮力为 N N。我的体积大，受我的体积大，受到的浮力大。到的浮力大。我在深处，受我在深处，受到的浮力大。到的浮力大。请你说说哪个鱼说得正确？为什么？请你说说哪个鱼说得正确？为什么？阿基米德原理数学表达式阿基米德原理数学表达式进一步推导：进一步推导：该公式说明：物体所受的浮力只与该公式说明：物体所受的浮力只与液体的密度液体的密度、物体排开液体的体积物体排开液体的体积有关，与其它因素无有关，与其它因素无关。关。液液液体的密度液体的密度Kg/mKg/m3 3V V排排物体排开液体的体积物体排开液体的体积m m3 3注意：注意：V V排排不一定等于不一定等于V V物物V V排排 V V物物V V排排=V V物物部分浸没部分浸没全部浸没全部浸没1 1：体积为：体积为210210-2-2m m3 3的铝块浸没于水中所受的铝块浸没于水中所受的浮力为多少的浮力为多少N N？若浸没于煤油中，所受的？若浸没于煤油中，所受的浮力为多少浮力为多少N N？2 2、一金属块挂在弹簧测力计上，在空气中称、一金属块挂在弹簧测力计上，在空气中称时，弹簧测力计读数是时，弹簧测力计读数是27N27N，把它全部浸在水，把它全部浸在水中称时，弹簧测力计读数是中称时，弹簧测力计读数是17N17N，该金属块受，该金属块受到的浮力是到的浮力是 。10N10N3 3体积相同的不同物体按如图方式浸没体积相同的不同物体按如图方式浸没在水中，试比较几个物体受到的浮力大小。在水中，试比较几个物体受到的浮力大小。A AB BC C4 4、浸没在液体中的物体，它在液体中的深度、浸没在液体中的物体，它在液体中的深度越深，受到的浮力（）越深，受到的浮力（）A A、越大、越大B B、越小、越小C C、不变、不变D D、都有可能、都有可能5 5、一实心铁球分别浸没水、酒精、水银中，受、一实心铁球分别浸没水、酒精、水银中，受到浮力最大的是（到浮力最大的是（）A A、水、水 B B、酒精、酒精 C C、水银、水银 D D、无法确定、无法确定 水水酒精酒精水银水银C CC C 6、同样重的铁块甲和乙，甲浸没在、同样重的铁块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，哪个铁块水中，乙浸没在煤油中，哪个铁块受到的浮力大？受到的浮力大？v7 7、一个重、一个重1N1N的物体，挂在弹簧测力计上，当物的物体，挂在弹簧测力计上，当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是体浸没在水中时弹簧测力计的示数是0.87N0.87N，v（1 1）这个物体受到的浮力多大？）这个物体受到的浮力多大？v（2 2）物体的体积多大？）物体的体积多大？v（3 3）物体的密度多大？）物体的密度多大？(g=10N/Kg)(g=10N/Kg)乒乓球从水中上浮到水面的过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？程中，所受浮力大小如何变化？（先不变后变小）（先不变后变小）课堂拓展：课堂拓展：9 9、一个小石块放入装水容器中、一个小石块放入装水容器中,它排开它排开9.8N9.8N的水的水,小石块受到的浮力为多大？小石块受到的浮力为多大？10.10.一个小石块放入装水容器中一个小石块放入装水容器中,它排开它排开1dm1dm3 3的水的水,小石块受到的浮力为多大？小石块受到的浮力为多大？8 8、边长为的立方体铜块，浸没在密度为的液体内，、边长为的立方体铜块，浸没在密度为的液体内，受到的浮力是多少？若深度增加，浮力是多少？若受到的浮力是多少？若深度增加，浮力是多少？若把铜块压扁再浸没在液体中，受到的浮力如何变化把铜块压扁再浸没在液体中，受到的浮力如何变化?1111、同样重的铁块甲和乙，甲浸没在水中，、同样重的铁块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，乙浸没在煤油中，_受到的浮力大受到的浮力大。等质量的铁块和木块，浸没在水中，等质量的铁块和木块，浸没在水中，_受到的浮力大。受到的浮力大。等体积的铁块和木块，浸没在水中，等体积的铁块和木块，浸没在水中，受到的浮力受到的浮力_大。大。甲甲木块木块一样一样1212、体积相同的木块和铁块均浸没在水中，、体积相同的木块和铁块均浸没在水中，铁块将下沉，木块将上浮。因此浸没时木铁块将下沉，木块将上浮。因此浸没时木块受到的块受到的 浮力大。（浮力大。（）1313、按在水底的木块放手后将上浮，在它浮出、按在水底的木块放手后将上浮，在它浮出水面之前，它所受到的浮力（水面之前，它所受到的浮力（）。（填变）。（填变大，变小，不变）大，变小，不变）不变不变1414、游泳时人从浅水区走向深水区，受到的浮、游泳时人从浅水区走向深水区，受到的浮力越来越大，这是为什么？力越来越大，这是为什么？1515、如图所示、如图所示A A、B B、C C体积相同，将其放体积相同，将其放入水中处于不同位置，试比各物体受到的入水中处于不同位置，试比各物体受到的浮力大小。浮力大小。1616、弹簧测力计下悬挂一物体，在空气中称时示数、弹簧测力计下悬挂一物体，在空气中称时示数为为392N392N，浸没在水中时示数为，浸没在水中时示数为342N342N，则物体受到的，则物体受到的浮力是多大浮力是多大?物体的体积是多少物体的体积是多少?.(g=10N/kg)?.(g10N/kg)17 17、如图所示、如图所示:A.B.C:A.B.C 三个物体体积相三个物体体积相等等,浸没在液体中。它们的底部均与容器底浸没在液体中。它们的底部均与容器底部紧密结合部紧密结合 ,此三个物体所受浮力情况如何此三个物体所受浮力情况如何？CBA 18 18、一桥墩浸没在水中的体积是、一桥墩浸没在水中的体积是25m25m3 3它所它所受到的浮力为受到的浮力为()()牛。牛。01.1.浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）液体（或气体）向上托的力向上托的力，叫做浮力。，叫做浮力。2.2.浮力的方向：总是浮力的方向：总是竖直向上竖直向上的。的。3.3.浮力的施力物体：液体或气体。浮力的施力物体：液体或气体。4.4.求浮力大小的方法一：求浮力大小的方法一：称重法称重法：（1 1）先测出物体的重力）先测出物体的重力G G（2 2）当物体放在液体中静止时，读出弹簧测力计的）当物体放在液体中静止时，读出弹簧测力计的示数示数（3 3）由力的平衡知识求出浮力：）由力的平衡知识求出浮力：F F浮浮=G =G 信息快报信息快报