（八下）第一节浮力（解析版）（导学案2）

skybamboo · 发表于 9 小时前

第一节浮力
三口中学黄世华

教学目标

知道什么是浮力。（重点）

会用弹簧测力计测量物体在液体中受到的浮力。（重点）

知道浮力产生的原因。（难点）

探究浮力的大小与哪些因素有关。（重点）

教学过程

知识点一
浮力（F浮）

定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对物体竖直向上的托力，这个力叫浮力。

浮力的方向：竖直向上，与重力方向相反。

浮力的施力物体：液体（或气体）

称量法测浮力：F浮= G－F

例：如图，物体重为 2.3 N，物体浸在酒精中，弹簧测力计的示数是 0.8 N，则物体在酒精中受到的浮力是 1.5 N，浮力方向是竖直向上，浮力的施力物体是酒精。

知识点二
浮力产生的原因
液体对物体下表面向上的压力大于液体对物体上表面向下的压力。浮力等于液体对物体产生向上和向下的压力差。
注意：浮力是液体对物体各个方向压力的合力。

先猜想后实验：
如图，矿泉水瓶切掉了瓶底，在瓶口放一个乒乓球，往瓶内装水过程中，水不断从瓶口流出，这时候乒乓球会怎样？若此时用手捂住瓶口，乒乓球又会怎样？写出实验现象。
现象：水不断从瓶口流出时，乒乓球沉在瓶口，不会上浮；用手捂住瓶口后，乒乓球从瓶口上浮到水面静止。
思考：
在河水中的桥墩是否受到浮力？
答案：在河水中的桥墩没有受到浮力，因为桥墩的下表面没有水。

知识点三
决定浮力大小的因素
1、推导：从浮力产生的原因来看：F浮= F向上-F向下
所以                         F浮= ρ液g(h+L)S -ρ液ghS
= ρ液gLS
= ρ液gV
= ρ液gV排
2、从上面推导公式来看，浮力大小只与  液体密度  、  物体排开液体体积  有关。
3、实验探究浮力大小与哪些因素有关
①探究浮力大小与液体密度关系，如图甲，物体在水中受到的浮力是 15 N，物体在酒精中受到的浮力是 12 N，因此在物体排开液体体积相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越  大  。
②探究浮力大小与物体排开液体体积关系，如图乙，物体部分浸入水中受到的浮力是  3 N，物体全部浸入水中受到的浮力是 10 N，因此在同种液体中，物体排开液体体积越大，物体受到的浮力越  大  。
【解析】①物体在水中受到的浮力：F浮=G-F=20N-5N=15N；
物体在酒精中受到的浮力：F浮=G-F=20N-8N=12N；
②物体部分浸入水中受到的浮力: F浮=G-F=18N-15N=3N；
物体全部浸入水中受到的浮力: F浮=G-F=18N-8N=10N。
例1、　浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（ ABD  ）多选
A．物体受到的压强增大
B．物体上、下表面受到的压力增大
C．物体上、下表面受到的压力差增大
D．物体受到的浮力不变
【解析】A正确，根据公式P=ρgh,压强随水深度的增加而增大；B正确，根据公式F＝PS，随着浸没水中深度的增加，物体上、下表面受到的压强增大，受力面积S不变，所以物体上、下表面受到的压力增大；C错误，浮力大小等于物体上、下表面受到的压力差，根据公式F浮=V排ρ液g，浸没在水中的物体，深度增加， V排不变，ρ液不变，所以F浮不变，也就是说，物体上、下表面受到的压力差不变； D正确。故该选ABD
例2．绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受
到的浮力将（ C  ）
A．逐渐变大                   B．逐渐变小
C．保持不变                   D．变为零
【解析】根据公式F浮=V排ρ液g，铁块浸没，下沉过程中， V排不变，ρ液不变，所以F浮不变。故该选C

例3　小玲将一块矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图甲、乙所示。
(1)矿石受到浮力的大小多大？
(2)若将此矿石浸没在密度为1.8×103 kg/m3的液体中，矿石受到浮力多大？弹簧测力计的示数多大？
【解析】物体的重力 G = 8.8   N
  在水中浸没时弹簧测力计示数为 7.2   N
  则：F浮＝G－F=  8.8   N－  7.2   N =   1.6   N
根据公式F浮=V排ρ液g，物体排开液体体积相同，浮力与液体密度成正比
因为 ρ液 = 1.8×103 kg/m3，是 ρ水的1.8倍，
所以 F浮′＝ 1.8 F浮＝1.8×  1.6   N=  2.88   N
  弹簧测力计示数：
      F ′＝G－F浮′
            =  8.8   N－  2.88   N
            =  5.92  N
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1、一个2N的钩码，挂在弹簧测力计钩上，当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是0.9N，这个钩码受到的浮力___1.1__N。
【解析】这个钩码受到的浮力：F浮=G-F=2N-0.9N=1.1N
2、弹簧测力计下挂着一个铁球，静止时弹簧测力计的示数是21.9N，把铁球浸没在水中时，铁球受到浮力是4.9N，则此时弹簧测力计的示数为__17__N；再把铁球浸没在酒精中，弹簧测力计的示数会变  大  。
【解析】弹簧测力计的示数：F =G- F浮 =21.9N-4.9N=17N；根据公式F浮=V排ρ液g，铁球浸没在水中和酒精中比较， V排相同，酒精密度小，所以在酒精中的浮力小，再根据铁球受力关系： G = F ＋F浮，同一个铁球，重力相等，铁球在酒精中的浮力小，，所以铁球在酒精中受拉力大，因此弹簧测力计示数会变大。
3、做出下图中物体所受浮力示意图。答案如右图

【解析】浮力方向：竖直向上
4、下列关于浮力的说法中正确的是（  D  ）
A．浮力都是由水产生的                B．在不同液体中浮力的方向会不同
C．只有固体才受到浮力的作用          D．浮力方向与重力方向相反
【解析】A错误，浸在酒精中的物体，浮力就是由酒精产生的；B错误，浮力方向任何时候都是：竖直向上；C错误，液体也会受到浮力作用；D正确，重力方向竖直向下，浮力方向竖直向上。故该选D
5、完全浸没在水里的物体受到的浮力( C  )
A．水越深受到的浮力越大
B．在水中加一些盐，物体受到的浮力会减小
C．物体在深处和浅处受到的浮力相同
D．与物体浸没在酒精中受到的浮力相同
【解析】A错误，浮力大小与深度无关；B错误，根据F浮=V排ρ液g，在水中加一些盐，V排不变，ρ液变大，浮力F浮变大；C正确，根据F浮=V排ρ液g，浸没在水中，不管深浅，物体排开液体体积V排相同，液体密度ρ液相同，所以受浮力相同；D错误，根据F浮=V排ρ液g，在水中和酒精中比较，V排相同，液体密度ρ液不同，所以受浮力就不同。故该选C
6、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个物体，容器放在斜面上，如图所示。图上画出了物体受到几个力的方向，你认为物体所受浮力的方向正确的是(  C )
A．F1    B．F2       C．F3    D．F4
【解析】浮力方向：竖直向上。故该选C
7、质量相同的实心铝块A为长方体，B 为梯形，C为正方形，D为圆球体，如图，且C的表面很光滑与容器底密闭接触，在这四种情况下一定受到浮力的是（  B  ）
A. A、B、C             B. A、B、D
C. A、C、D             D. B、C、D
【解析】浮力产生的原因，是液体对物体下表面向上的压力大于液体对物体上表面向下的压力，也就是物体的下表面必须有水。所以受到浮力的是ABD。故该选B
8、如图所示，体积相等的三个小球静止在水中，关于它们受到的浮力大小正确是(  D  )
A. FA>FB>Fc      B. FA<FB<Fc
C. FA>FB=Fc       D. FA< FB=Fc
【解析】根据F浮=V排ρ液g，三个小球比较，处于同种液体中，ρ液相同，而物体排开液体体积关系是：A最小，BC相等，所以它们受到的浮力大小关系是：FA< FB=Fc。故该选D
9、同一个物体，把它分别浸没在水中和酒精中，物体受到的浮力比较（ A  ）
A. 水中大       B. 酒精中大       C. 一样大       D. 无法比较
【解析】根据F浮=V排ρ液g，同一个物体，分别浸没在水中和酒精中比较，物体排开液体体积相同，都等于物体体积，水的密度比酒精密度大，所以物体在水中受到的浮力比在酒精中受到的浮力大。故该选A

能力拓展检测

如图所示，同一物体浸入液体的体积越大，弹簧测力计的示数越小，物体受到的浮力越大。

【解析】根据F浮=V排ρ液g，同一个物体浸入液体的体积越大，V排增大，ρ液不变，所以受浮力越大；再根据物体受力关系： G = F ＋F浮，同一个物体，重力相等，浸入体积越大，受浮力越大，拉力就越小，所以弹簧测力计示数越小。
2、如图所示，烧杯内盛有某种液体，把一体积为1×10-4m3的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中，静止时弹簧测力计的示数为1．5N，已知铝的密度为2．7×lO3kg/m3。则铝块受到的重力等2.7N，铝块在液体中受到的浮力等于1.2N，液体的密度为1.2g/cm3。
【解析】铝块受到的重力：Ｇ=ｍｇ=ｖρg=1×10-4m3×2.7×lO3kg/m3×10N/kg=2.7N
铝块在液体中受到的浮力：F浮=G-F=2.7N-1.5N=1.2N
把F浮= 1.2N， V排=1×10-4m3代入公式F浮=V排ρ液g，解得ρ液=1.2×lO3kg/m3=1.2 g/cm3
3、两个物体分别挂在两个弹簧秤下, 将它们都没于水中, 发现两只弹簧秤的示数减小的数值相同, 那么, 这两个物体必有相同的： (　D )
A. 密度　　       B. 重力　　    C. 质量          D. 浮力
【解析】弹簧测力计示数减小，是因为物体受到了向上的浮力，浮力大小就等于弹簧测力计减小的示数，所以两只弹簧秤的示数减小的数值相同,，也就是浮力相同。故该选D
4、质量相同的铁球和铝球，分别挂在两个相同的弹簧测力计上，将两球同时浸没在水中。若挂铁球的示数变为F1，挂铝球的示数变为F2，则（  A  ）
A.  F1＞F2          B.  F1=F2          C.  F1＜F2          D.  无法比较
【解析】根据ｍ=ｖρ，质量相同，铁的密度比铝的密度大，所以铁的体积比铝的体积小；根据F浮=V排ρ液g，将两球同时浸没在水中，ρ液相同，铝球排开水的体积大，所以铝球受到的浮力大；再根据物体受力关系： G = F ＋F浮，两球质量相等，重力就相等，而铝球受到的浮力大，所以铝球受到的拉力就小，因此F1＞F2。故该选A
5、如图所示，将漂浮在水面上的木块缓慢向下压，当木块全部浸入水中后仍然继续向下压一段距离，在整个过程中木块受到的浮力(  B  )
A．先变大后变小                  B．先变大后不变
C．先不变后变大          D．先变小后变大
【解析】根据F浮=V排ρ液g，将漂浮在水面上的木块缓慢向下压的过程中，V排先变大后不变，ρ液一直不变，所以木块受浮力是先变大后不变。故该选B
6、在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：
A．可能与物体浸没在液体中的深度有关；
B．可能与物体的密度有关;；
C．可能与物体的体积有关；
D．可能与物体排开液体的体积有关；
E．可能与液体的密度有关．
为了验证上述猜想，同学们利用体积相等的实心金属圆柱体甲、乙，弹簧测力计，一杯水，一杯盐水，细绳等器材做了如图所示的实验。

（1）分析①②两次实验的数据，可以发现圆柱体甲的密度小于（选填“大于”、“等于”或“小于”）圆柱体乙的密度。
（2）甲物体浸没在水中受到的浮力是  2  N，乙物体浸没在水中受到的浮力是  2  N，分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想 B  是错误的（填字母）；
（3）甲物体在③图状态受到的浮力是  1  N，甲物体在④图状态受到的浮力是  2  N,分析比较实验③④，可以验证猜想D  是正确的；
（4）乙物体在⑥图状态受到的浮力是  2  N，乙物体在⑦图状态受到的浮力是2.4  N，分析比较实验⑥⑦可得：浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
由此验证猜想 E 是正确的。
【解析】（1）根据Ｇ=ｍｇ=ｖρg，甲、乙体积相等，从①②图中看出，甲受的重力小，所以甲的密度小于乙的密度；
（2）甲物体浸没在水中受到的浮力：F浮=G-F=3.0N-1.0N=2.0N
乙物体浸没在水中受到的浮力：F浮=G-F=4.0N-2.0N=2.0N
分析比较实验①⑤与②⑥，改变的是物体密度，而浮力相同，所以验证猜想B是错误的；
（3）甲物体在③图状态受到的浮力：F浮=G-F=3.0N-2.0N=1.0N
甲物体在④图状态受到的浮力：F浮=G-F=3.0N-1.0N=2.0N
分析比较实验③④，改变的是物体排开液体体积，而浮力不同，所以验证猜想D是正确的；
（4）乙物体在⑥图状态受到的浮力：F浮=G-F=4.0N-2.0N=2.0N
乙物体在⑦图状态受到的浮力：F浮=G-F=4.0N-1.6N=2.4N
分析比较实验⑥⑦，改变的是物体排开液体密度，而浮力不同，所以验证猜想E是正确的。
7、弹簧秤下挂一个物体，在空气中读数是30 N，当物体全部浸入水中时，弹簧秤示数是10N．求：（1）物体受到的浮力；（2）物体的体积；（3）物体的密度．（g=10 N/kg）
【解析】（1）物体受到的浮力：F浮=G-F=30N-10N=20N
（2）物体的体积：V= V排= F浮／ρ液g=20N／(1.0×lO3kg/m3×lON/kg) =2×10-3m3
（3）物体的密度：ρ=Ｇ／ｖg=30N／(2×10-3m3×lON/kg) =1.5×103kg/ m3

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（八下）第一节 浮力（解析版）（导学案2）

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