1.3-第三节水的浮力、浮力产生的原因、阿基米德原理解析

在液体中的物体受到液 体竖直向上托的力。
潜艇在水中
水中天鹅
结论1： 在水中会上浮的物体受到向上的浮力。
那么，在水中会下沉的物体是否也会受到 水的浮力呢？ 探究：在水中下沉的物体是否也受到浮力？ 猜想： 在水中下沉的物体会受到水的浮力。 设计实验： 用弹簧秤来测出物体在空气中
和在水中所受的力，进行比较。
A
B
D.A物块不受浮力、B物块受浮力
有一长方体木块，平放在 水中，上表面受到水向下的 压力为5牛，受到水的浮力为 9.8牛，那么下表面受到水向 上的压力为多大?
F向上= F浮+F向下
= 9.8牛+ 5牛=14.8牛
物体处于密度为ρ的液体中, 物体体积为V,物体的上下表面受 到液体的压力分别为F1、F2，则下 列叙述正确的是（ D ）
浮力大小的相关因素
1．在图 1-15所示的活动中，用手将塑 料瓶浸入水中，你有什么感觉？水 槽中的水发生了什么变化？ 感觉瓶子向上顶，水槽水面会上升。 2. 瓶子向上顶说明了什么？水槽中的水 面为什么会上升？ 瓶子向上顶说明瓶子受到水向上的浮力。水面会上升 是因为瓶子浸入水中后，会排开一部分水。 3.塑料瓶浸入水中的体积越大，手会感觉越费劲。根据 这一事实，你认为浮力的大小可能跟哪些因素有关呢？ 浮力的大小跟物体排开液体的多少有一定的联系。
浮力的方向：
① 完全浸没时：V
竖直向上
浸入
= V物体 ② 部分浸入时： V浸入 = V物体 － V露出
有什么事实(实例）可以说明气 体对物体也有浮力呢？
气球、热气球飞向天空
结论 在空气中会上浮的物体受到向上的浮力
热气球升空.ram
飞艇.ram
物体浸在气体中也会产生浮力吗？
4
打足了气的篮球， 气孔上插有打气针， 打气针的另一端通过 导管、橡皮塞和气球 囊连接。导管阀门开 始处于关闭状态，现 将阀门打开。 你将看到什么现象？ 气球胀大，同时杠杆左端上升。
水
2. 托住悬挂的物 体，记下弹簧测力 计的读数。（演示三） F=G物-F拉 = 。
思考
用手托一下悬挂在空气中 的物体，使弹簧测力计的读数变小 。
问：弹簧测力计的读数变小的原因？ 物体受到手对它向上的托力。 将物体浸入水中，你发现了什么？ 说明了什么？ 弹簧测力计的读数变小了。 水对物体有一个向上的托力。
结论4： 浸入气体中的物体也受到向上的浮力。
一、浮力的概念
浸在液体或气体中的物体受到液体或气体 对它向上的托力。
浮力的方向如何？
5
用一只乒乓球系上一 根线，下面系一重物， 放入盛有水的烧杯， 观察线的方向。然后 使烧杯倾斜，再观察。
现象：不管烧杯如何倾斜，线都是竖直的。 结论：浮力的方向总是竖直向上。
F浮=F向上－F向下
（浮力方向总是竖直向上）
实质：上下表面的压力差
定量
F向下
液体对上表面的压力
1
h1
h0 F向上
F向下=ρ液gh1 下
1
s
方向向
液体对下表面的压力
F向上=ρ液g（h1 + 方向向上
h0 ） s
压力之差：
F= F向上—F向下=ρ液g（h1 + h0 ）s — ρ液gh1 s = ρ液g h0 s= ρ液g V排= F浮
量 筒：可以测量出排开水的体积 溢水杯：可以把被物体排开的那
一部分水单独取出来
（3） 实验中需要直接测量哪些量？
A、测物体的重力G物 B、测浸入水中的拉力F拉 C、测出排开水的体积V排水
A B C
（1）在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯 的出水口下方 （2）将物体悬挂在弹簧测力计上，用弹簧测力 计测量出物体的重G物 （3）将物体浸没在溢水杯的水中，读出水中的 拉力F拉 （4）将溢水杯溢出的水注入量筒内，测出它的 体积V排水 （5）将上述数据填入下面的实验记录表中
死海:
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 来自百度文库它叫做“死海”。
不死: 在死海中游泳
的人平躺在水面上 也不会下沉甚至可 以躺在水面上静静 地看书。
浮力 这一切都是因为-----_____
第一、二课时
轮船为什么会漂浮在水面上？
推广2：
形状不规则的物体呢？ 浮力仍然是物体所受液体的 压力的合力（总效果）
思考题：
潜水艇陷进泥沙 中很难浮起，这是为 什么？
把一块腊块放入烧杯里，让 腊块紧贴烧杯底，加入水，观察 腊块会否上浮？然后拨动腊块， 使之不再紧贴烧杯底，观察能否 上浮，请分析实验现象的原因。
答：水对腊块的底部没有向上 的压力,由压力差法知腊块没有 受到向上的浮力。
活动
3. 再将物体浸入 水中，记下弹簧测 力计的读数。（演示二） F=G物-F拉= 。
4. 比较弹簧测力 计的读数变化，你 能得出什么结论？ 弹簧测力计 的读数变小
水
结论
在水中会下沉的物体也受到竖直向上的 结论2：
浮力
方法一、称重法
F浮力 = F空气 － F水中
= G － G′
这种方法的适用条件是什么？ 物体在液体中能够下沉。
轮船在水中受到浮力。
1 1.将一个空塑料瓶的瓶
盖旋紧，然后把它压入 水中，如图 1-15所示， 你的手有什么感觉？ 感觉瓶子向上顶。 2.将手松开后，观察瓶子运动的情况？
瓶子上浮。 3.用乒乓球、塑料小玩具 等会上浮物体再次感受。
【思考1】
1.静止在手上的空矿泉水瓶受到哪 几个力的作用？ 重力与手对空矿泉水瓶的托力 2. 这两个力有什么关系？ 是一对平衡力：Ｆ ＝Ｇ
当物体与容器底部紧密接触时，两个接触面间就没有液 体渗入，物体的下表面不再受液体对它向上的压强，液体对 它就失去了向上托的力，浮力当然随之消失了。
立在河床上的桥墩；陷在 河中泥里的脚；打在河底的木 桩，它们受到浮力吗？
如果物体的下表面不与液体接 触，不受液体向上的压力，这个物 体就不受浮力作用。
如图所示，两个正方体物块A、B分别与容器底 部和侧壁紧密接触（即容器壁与物体间无液体）， 往容器中倒水。则下列说法正确的是（ C ） A.都受浮力 B.都不受浮力 C.A物块受浮力、B物块不受浮力
排开的液体越多，受到的浮力越大。
你还有什么生活经验为这个假设提供支持呢？ 在海上的轮船，船大的，物体排开海水的多， 受到的浮力就大，载物就可以多。
4.用图 1-17所示的器材，以小组为单位， 定性研究浮力的大小跟物体排开水的 多少的关系。
将物体逐渐浸入水中时。浸入体积 增大，排开水的体积也逐渐增大。 弹簧测力计的读数逐渐变小，受到 向上的浮力逐渐增大。
物体浸在其他液体中也会产生浮力吗？
3
将物体浸入酒精中，观察弹簧测力计的读数F3=_ _ 牛。 浸入水中的物体受到浮力，浸入其他液体中的物体也受 到浮力吗？（如果换用盐水做实验，你又观察到了什么 现象？得到了什么结论？）
结论3： 所有的液体都会对浸入其内的物体产生
一个竖直向上的浮力。
“浸入”包括完全浸没和部分浸入。
（1）要定量研究水的浮力大小与物体排开 水的多少的关系，需要做什么？ （A）需要测量浮力的大小？ （用什么方法？） 称重法
（B）需要测量物体排开水的多少？
（多少指什么量？）
重力？ 质量？ 体积？
排开水的体积 质量 重力
（如何测量排开水的体积？）
（2） 图1-18中，量筒和溢杯在你的研究中有什么用？
1 .浮力：浸在液体(或气体)中的物 体受到的液体(或气体)竖直向上 托的力叫做浮力。 2 . 浮力方向：总是竖直向上 3.浮力产生的原因：是物体表面的 上下表面压力差。
1、一个重为6牛顿的木块,漂浮于 水面,作出木块的受力图示
F浮=6N
3N
G=6N
2、一个重为1牛的钩码，挂在弹簧秤 钩上，当钩码浸在水中时弹簧秤的读数是 0.87牛，这个钩码受到的浮力是_____ 0.13 牛， 竖直向上 ，浮力的施力物 浮力的方向__________ 水 体是_______ 。
A F1一定大于F2 B F2一定大于F1
F1
C F浮 = F2-F1 D F浮 = ρ g V F2
有一实心长方体金属块挂在弹 簧秤上，静止时弹簧秤读数为F1；将 此金属块全部浸没在水中，静止时 弹簧秤示数为F2。据此实验及所得数 据，一定不能求出的量是（ B ）
A B C D
金属块上、下表面压力差 金属块上、下表面压强差 金属块的质量 金属块的密度
思考
为什么图1的蜡块会漂浮在水面上，而图2的 腊块却沉在水底？
1
2
问题
浮力消失了吗？
1874年8月的一天，在大西洋亚速尔群岛的西南 方，有一艘深海考察潜艇，为研究海底矿产资源的分 布，正在向深处下潜。舱内的考察人员被海底迷人的 景色陶醉了，致使下潜速度过大，船体猛然撞到海底， 陷入海底的沉积物中了。船员把潜艇水舱中的水全部 排出，企图上浮。奇怪的是，潜艇丝毫不动，像被海 底“吸”住一样。这是为什么？难道浮力真的消失了 吗？怎么办？你能替他们想出摆脱困境的办法吗？
实验一
实验数据记录表 浸入 水后 物体 弹簧 的重 测力 G物 计读 数F拉 物体 受到 水的 浮力F
3、一个浸没在水中的物体，水对它向 上的压力是５牛，向下的压力是３牛， 那么水对物体的浮力是多少？（２牛） 4、物体重为５０牛，受到的浮力为 １０牛，则物体在水中的重力是多少？ （4０牛）
5、 将一物体悬挂于弹簧秤下，在空气 中称量时，弹簧秤示数为18N，将物体 全部浸入水中称量时，弹簧秤的示数为 10 8N，则物体所受水的浮力为____N. 6、一桥墩浸没在水中的体积是 25 m3 , 它所受到的浮力为( 0 )牛。
原因1
浮 力 产 生 的 原 因
原因2
设想有一个立方体的浸 没在水中它的六个表面都 受到压力。 左右两侧受到的压力有 何关系？ 前后两侧受到的压力有 何关系？
上下两面受到的压力有何关系？
上下两个面的压力的差，就是液体对物体的浮 力。 F浮=F-F′ 浮力方向总是竖直向上的
立方体浸没在水中，其左右两个侧面 和前后两个侧面的面积分别相等，并且 相对应的部位，距水面的深度相同，水 对它们的压强相等．所以立方体左右两 个侧面和前后两个侧面受到水的压力的 大小分别相等，方向分别相反．
托
Ｆ托
Ｇ
【思考2】
Ｆ托
将空矿泉水 瓶放在水中 1 ．空矿泉水瓶在竖直方向上 受哪几个力的作用？ 重力与水对空矿泉水瓶的托力 2. 这两个力有什么关系？ 是一对平衡力：Ｆ托＝Ｇ
Ｇ
根据二力平衡知识，空矿泉水瓶除受 到 竖直向下的重力 作用外，还受到水对 它 竖直向上托 的力，这种力叫做 浮力 。 浮力？
二、浮力的方向
浮力的方向总是竖直向上。
F
三、浮力的大小
方法一、称重法
G
F浮力 = F空气 － F液体中
= G － G′
求浮力大小还有其他方法吗？
让我们先来回顾一下液体压强的特点：
（１）水和其它液体的内部都存在着压强， 液体的压强随深度的增加而增大； （２）在同一深度，液体向各个方向的 压强都相等； （３）液体的压强还跟液体的密度有关， 密度越大，压强越大．
注意：
浮力的施力物体是包围物体的 液体。浮力是包围物体的液体从 各个方向对物体施加压力的总效 果的表现。浸在液体里的物体是 受力物体，对物体进行受力分析 时，考虑到物体所受浮力时，就 不要考虑液体对物体的一些压力 了。
推广1：
若物体没有全部浸没呢？
物体没有受到向下的压力
F浮= F向上=ρ液gh
s = ρ液g V排
“水能载舟”
2014.4.16韩国”岁月”号客轮发生浸水事故下 沉。
“亦能覆舟”
死海——不会被淹死的海
传说罗马军队抓到几个犯 人，准备把他们处死。他们把 犯人戴上手铐脚镣扔进死海。 可是，犯人怎么也沉不下去， 罗马人以为是神在保护他们， 就赶紧免去了他们的死罪。
为什么淹不 死他们？是神在 保护他们吗
事实与证据：
交流与评价： 得出结论：
1.力的测量工具是什么？ 弹簧测力计 2.你知道在水中会下沉的物体有什么？ 有石块、硬币、针等
3.它们在水中是否也受到浮力作用呢？
【讨论】
如何用弹簧测力计测浸在液体中 的物体受到的浮力大小？
活动
1. 将物体挂在弹簧 测力计下，记下弹 簧测力计的读数。 F=G物= 。
利用压力差法求浮力的公式
F浮 F 向上 F 向下
求浮力的第二种方法
浮力产生的原因
由于液体（或气体）深度不同对物体 向上、向下的压力差产生的。
F1 F3 F2 F4
F3 、F4 相互抵
消（平衡）
下表面比上表面水深
F2 > F1
F 浮 =F2 – F1
结论：
浮力就是液体对物体 向上和向下的压力差。