浮力(学生)

教师: 夏修理初三学生: 上课时间 2014年月日阶段: 基础（√）提高（）强化（）课时计划共次课第次课教学课题: 浮力教学目标: 浮力的基本性质与阿基米德原理的应用教学重难点：重点：1.浮力的大小计算方法2.物体的沉浮难点：阿基米德原理的应用教学过程知识梳理师生交流提升拓展课后作业课后作业教学反思家长建议家长签名：浮力【知识网络】【考点透析】 一. 浮力的基本概念定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。

方向：竖直向上，施力物体：液（气）体产生的原因：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差 即浮力。

【例1】一长方体铁块按图所示，从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置。

能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F 浮与铁块下表面浸入液体深度h 深关系的图像是（ ）二. 物体的浮沉条件：1、前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。

2、请根据示意图完成下空。

下沉 悬浮 上浮 漂浮 F 浮 < G F 浮 = G F 浮 > G F 浮 = G ρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物3、说明：① 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。

②一物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为 2/ 3ρ分析：F 浮 = G 则：ρ液V 排g =ρ物Vg ρ物=（ V 排／V ）·ρ液= 2 /3ρ液③ 悬浮与漂浮的比较相同： F 浮 = G 不同：悬浮ρ液 =ρ物 ；V 排=V 物漂浮ρ液 <ρ物；V 排<V 物④判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F 浮 与G 或比较ρ液与ρ物 。

⑤ 物体吊在测力计上，在空中重力为G ,浸在密度为ρ的液体中，示数为F 则物体密度为：ρ物= G ρ/ (G-F) ⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。

GF 浮G F 浮G F 浮 G F 浮F 浮 G【例2】如图所示，将重为5N的木块放入烧杯中，静止时木块所受浮力的大小为 N，方向为 .放入木块后，烧杯底部所受水的压强比原来（填“变大”、“变小”或“不变”）。

三. 阿基米德原理：1、内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。

2、公式表示：F浮= G排 =ρ液V排g 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。

3、适用条件：液体（或气体）说明：（1）本原理包含三点内容：①浮力的施力者和受力者；②浮力的方向；③浮力的大小。

（2）物体所受的浮力的大小只与物体排开液体的体积及液体的密度有关，而与物体浸在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状均无关。

（3）如果物体只有一部分浸在液体中，它所受的浮力的大小也等于被物体排开的液体的重量。

（4）阿基米德定律不仅适用于液体，也适用于气体。

物体在气体中所受到的浮力大小，等于被物体排开的气体的重量。

【例3】如图19 甲, 底面积为80cm2 的圆筒形容器内装有适量的水, 放在水平桌面上; 底面积为60cm2、高为12cm的实心圆柱形物体A 用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。

小王要探究圆柱形物体A 逐渐浸人圆筒形容器内的水中时( 水没有溢出容器) , 弹簧测力计的示数F 与圆柱形物体A 下表面离水面的距离h 的关系。

( 使用刻度尺测量h, 不计细线重)( 1) 小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前, 分别记下多组F、h, 并将测量的结果填写在实验表格中, 依据实验表中数据, 在图19 乙中的方格纸中画出了F与h 关系的图象。

①由图象19 乙可知, 物体A 的重力为N。

②观察图象19 乙, 可以得出结论: 在物体A没有浸没之前, 当h 增大时, 弹簧测力计的示数F ( 选填“增大”、“减小”或“不变”) ; 在物体A 浸没后, 当增大h时, 弹簧测力计的示数F ( 选填“增大”、“减小”或“不变”) , 由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度( 选填“有关”或“无关”) 。

③由图象19 乙可知: 当h 等于10cm时, 物体A受到的浮力为N。

( 2) 物体A在容器内浸没后与未放入物体A 前比较, 水对容器底产生的压强增加了Pa。

四. 漂浮问题“五规律”：（历年中考频率较高，）规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同；规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。

【例4】如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A ，容器侧面的底部有一个由阀门B 控制的出水口，当容器中水深为20cm 时，木块A 有3/5的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，即没有发生形变（已知水的密度为1.0×103kg/m 3,不计弹簧所受的浮力，g 取10N/kg ）⑴求此时容器底部受到水的压强； ⑵求木块A 的密度；⑶先向容器内缓慢加水，直至木块A 刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为F 1，再打开阀门B 缓慢放水，直至木块A 完全离开水面时，再关闭阀门B ，此时弹簧对木块A 的作用力为F 2，求F 1与F 2之比。

五. 浮力的利用： 1、轮船：工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。

排水量：轮船满载时排开水的质量。

单位 t 。

由排水量m 可计算出：排开液体的体积V 排= ；排开液体的重力G 排 = m g ；轮船受到的浮力F 浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。

2、潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。

3、气球和飞艇：气球是利用空气的浮力升空的。

气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。

为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。

4、密度计：原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。

构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。

刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大【例4】资料显示：牛奶中掺水量越多，牛奶密度越小。

小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品质 的优劣，她自制了一个可测液体密度的“浮标”——在竹筷子下面缠绕一些铁丝，如图甲所示。

(1)纯牛奶是 (选填“纯净物”或“混合物”)。

(2)分别将“浮标”浸入A 、B 两牛奶中，待静止后，筷子上与液面相平的位置分别标记为A 和B ，如图乙所示。

比较标线A 和B 的上下位置，可知A 、B 牛奶的密度为ρ A ρB ，由此可知A 、B 牛奶品质的优劣。

(3)在实际凋量过程中，发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很近，为了更易区分，请你提出一条改进“浮标”的建议 。

六. 浮力计算题方法总结：1、确定研究对象，认准要研究的物体。

2、受力分析画力的示意图，判断物体在液体中所处的状态(是否静止或做匀速直线运动)。

3、选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。

m ρ液【知识点睛】计算浮力方法:（1）压力差法：浸在液体中的物体，总要受到液体对它各个面的压力（前后，左右两侧面受到的压力相等），浸没在液体中的物体的下表面受到液体的压力为F 下，上表面受到液体压力为F 上，液体对物体向上和向下的压力之差，就是液体对浸入的物体的浮力。

即向下向上浮F F F -=。

压力差越大，物体所受浮力越大。

当物体处于漂浮状态时，浮力等于液体对物体向上的压力，即向上浮F F =。

浮力的方向总是竖直向上的。

如果上下表面都与水面相平行的规则物体，且知道它的上、下表面在液体内的深度、上、下表面的面积及液体的密度，便可根据深度计算压强，再算出上、下压力差，即浮力来。

【例5】用手将一个质量为500g 边长为10cm 的正方体物块浸没于水中，使物块上表面离水面20cm. 求：(1)正方体物块下表面受到的压强(2)正方体物块上下表面受到的压力差(3)放手后，正方体物块最终静止时受到的浮力g 取10N ／kg)（2)称重法：把物体挂在弹簧测力计上记下弹簧测力计示数G ，再把物体浸入液体中，记下弹簧测力的示数为G 示，测F 浮=G-G 示。

【例6】小红和小华讨论盛有液体的容器在放入物体前、后容器底部所受液体压强的增加量液p ∆与哪些因素有关时，有了两种不同的猜想，并分别进行了实验。

① 小红猜想：液p ∆与放入的物体所受重力G 有关，于是选择所受重力不同、体积相同的三个物体A B C 、、，先后放入盛有某种液体的 同一容器中，并测得液p ∆。

实验示意图及相应数据见表一。

分析比较表一液p ∆中和相关条件，可得：液p ∆与G （选填“有关”或“无关”）。

② 小华猜想：液p ∆与放入的物体所受浮力浮F 有关，于是将物体D 挂在测力计下，将其逐步浸入 液体中，读出相应的测力计示数F ，经计算得出浮F ，并测得液p ∆，实验示意图及相应数据见表二。

根据表二的实验示意图和相关数据， 验证液p ∆与浮F 相关的猜想（选填“可以”或“不可以”），依据是：同一物体浸入盛有某种液体的同一容器中， 。

请填写实验序号９中的相关数据：浮F 为 牛、液p ∆为 帕。

（3）阿基米德原理法：F 浮=ρgV 排, 这是计算浮力的最基本的方法，只要ρ液和V 排已知，或者可以由其他条件求得，即可利用F G gV 浮排排·=进行计算。

说明：（1）本原理包含三点内容：①浮力的施力者和受力者；②浮力的方向；③浮力的大小。

（2）物体所受的浮力的大小只与物体排开液体的体积及液体的密度有关，而与物体浸在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状均无关。

（3）如果物体只有一部分浸在液体中，它所受的浮力的大小也等于被物体排开的液体的重量。

（4）阿基米德定律不仅适用于液体，也适用于气体。

物体在气体中所受到的浮力大小，等于被物体排开的气体的重量。

【例7】如图11所示，体积为V=200cm 3的木块在绳子拉力F=0.8N 的作用下完全浸没在水中（g=10N/kg ，ρ水1.0×103kg/m 3,绳子重力不计）。

求：（1）木块此时受到浮力。

（2）木块的重力。

（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积。

------用阿基米德定律测密度：（1）测固体密度：称出物体在空气中的重量，而后把物体完全浸在水中，称出物体在水中的重量，两次重量之差便是物体在水中所受浮力，根据阿基米德定律便可算出物体的密度。