浮力的复习及应用----解决台秤问题精编版

浮力的复习及应用——解决台秤问题复习课教学设计

设计思想：浮力问题是初中科学教学中的一个难点，模型复杂多变，计算方法灵活，是中考科学复习中的一块重点知识。学生在学习浮力的时候，往往存在囫囵吞枣的现象，通过死记硬背和大量的做题，应付了八年级浮力的学习，但是缺乏对于浮力的本质问题的认识。所以当进行中考第一轮复习时，遇到浮力的问题，学生面对略为复杂的情景，就不知道如何进行受力分析、如何找到问题的原型，自然也就无法从自己所掌握的知识中，概括出解题的方法。为解决对浮力有关知识的理解问题，增加学生解决实际问题的能力，本节课第一部分通过知识回顾、理论证明对浮力的基本知识进行复习巩固，第二部分主要是针对中考中常常出现的台秤问题，应用浮力的反作用力对此类问题进行方法的指导，提高学生解决实际问题的能力。

教学目标：

1、使学生对浮力的知识点有进一步的掌握，通过简单例题对浮力的计算方法进行回顾，增加学生解决台秤问题的信心。

2、通过对沉浮条件与物质密度关系的证明，使学生对已知结论的过程性内容，有深入的思考和认识。

3、以一个反作用力问题，引发学生思考，并由此找到正确解决台秤问题的一种方法。

教学设计：

一、知识梳理

1. 基本概念

❖浮力的定义：浸没在液体（气体）中的物体受到液体（气体）给它的一个向上托的力。

❖浮力产生的本质：上下表面的压力差

❖阿基米德原理：浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。

❖公式：F浮=G排=ρ液gV排（气体中：F浮= ρ气gV排）

请根据右图证明：阿基米德定律F浮=G排

2. 液体中，物体所受浮力的计算方法

例1：某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中称时示数是15N，浸没在水中称时示数是5N，则此物块受到的浮力是 N。

➢称重法： F 浮 =G-F拉 (实验室测浮力)

例2：一个棱长为10cm的正方体物块，浸没在水中，上表面距水面5cm，该物体受浮力多少牛？

➢压力差法：F 浮＝F向上－F向下

例3：将体积为20cm3的物体浸没在水中，该物体受到的浮力为多少牛？

➢公式法：F浮=G排=ρ液gV排

例4：一个重20N的物体能漂浮在水面上，若将此物体放到盐水中，该物体所受浮力将发生怎么样的变化？

➢平衡法： F浮=G （悬浮、漂浮）

3. 沉浮条件

证明：请从物体的沉浮状态推导浸在液体中的物体与该液体的密度关系

结论应用：

ρ物＞ρ液，下沉，G物＞F浮

ρ物=ρ液，悬浮，G物=F浮

ρ物＜ρ液，上浮，G物＜ F浮（静止后漂浮G物=F浮）

讨论：人站立在地上，地面受到的压力的作用，其反作用力是地面人的支持力，这样的例子有很多，那么浮力的反作用力又是什么？

知识补充：浮力的反作用力是物体对液体的压力。

二、解决几个与台秤有关的问题

例1. 小强利用如图所示装置，探究“物体处于平

衡状态时各力的关系”．如图所示，他根据实验

数据绘制了示数F N随弹簧测力计的示数F T变化的

图象．请你根据图象分析：当弹簧测力计的示数

F T=0.8N时，台秤的示数F N= N．

分析：该问题看似与浮力的知识没有关系，但是

在没有浮力的环境下，这样的实验模型，帮助学生搞清楚了一个很重要的问题——台秤称量的其所受到的压力。

例 2. 如图所示，在托盘上放有一个装水的烧杯，一个质量m=900g，体积

V=200cm3的实心物体被用细线吊着浸在水中．（g=10N/kg）

（1）计算物体受到的浮力，写出计算过程．

（2）此时托盘的示数较物体放入前如何变化？数值等于哪几个力的大小之

和？

分析：在认清台秤的指示原理后，通过对浮力反作用力的应用，解决此题。

在解决这个问题时，要时刻明确分析的对象，打破浮力与物体重力部分抵消的错误解题思路，明确物体受到平衡力的作用，作用力与反作用力是不等价的，绝对不能能混淆。

变式：如图所示，水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙，盛有适量的水，把一个橡皮泥做的小船放入乙后，小船处于漂浮状态，此时两鱼缸内的水面刚好相平．然后把它们分别放在台秤上，则两次的示数（）

A．甲放上时大 B．乙放上时大 C．甲和乙放上一样大 D．无法判断

分析：学生解决该题是，往往使用的方法是：液面高度相同，则液体对容器底部产生的压强相等，则整个容器对台秤的压力也相等。学生没有意识到这样的解题方法在特定的情况下是成立的，但是在处理有些问题中则可能会出现问题：

如：

左右两个相同的容器中分别装有水，右侧容器中有一个物体在容器中沉底，此时两容器液面高

度相等，此时两容器的底部受到的压力是不相等的。因为此时F浮=G排液＜G物，显然右侧容器底部受到的压力大于左侧的容器。但是如果按照学生的理解，从液面高度产生的压强去计算，显然是错误的，由此可见，这样的判断方法是不可靠的。

3. 如图所示，甲、乙两个台秤上各有一个容器，一个装满水而另一个未满，现各将一手指浸入水中，手指与容器壁、底均不接触．则在手指浸入水中之后，两的示数变化情况是（）A．甲变小，乙不变 B．甲变大，乙不变

C．甲不变，乙变大 D．甲变小，乙变大

分析：对于溢水杯的问题，始终是具有思维碰撞的问题，有些对

浮力知识理解不透的学生，常常会对于物体的重力、排开液体的

重力、物体所受到的浮力这几个物理量很纠结，理不清楚这几个

力的关系，什么时候该思考哪个物理量更是无法区分，但是只要

抓住物体对液体的压力与液体对物体的浮力是一对相互作用力，

问题就可以迎刃而解了。

三、课堂练习

1. 如图所示，安放在水平桌面的台秤上，放有一个装有一定量水的容器，静

止时的读数为12N，某人用细绳吊一个体积为100cm3，重为2N的小石块浸没

在容器的水中，石块没有触到容器底且无水溢出，此时台秤的读数为

N；若将细绳剪断，石块下沉到底后，读数为 N。（g=10N/kg）

2. 如图所示，弹簧秤下面挂一物块，在空气中称

时，弹簧秤及P、Q示数分别如图（a）所示，则

在图（b）中，P，Q示数分别应为（）

A．2.0N，1.0N B．2.1N，1.1N

C．1.9N，1.1N D．2.0N，1.1N

3. （2012•杭州）小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验．将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中（不接触容器，无水溢出）．在该过程中，下列有关弹簧测力计和示数的说法正确的是（）

A．弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变

B．弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变

C．弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大

D．弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大