1.3 第三节 水的浮力 第1、2课时解析

阿基米德原理：
浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮 力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
（阿基米德原理同样适用于气体浮力的计算） 公式推导：
F浮 ＝ G排液 ＝ m排液g
＝ ρ液 g V排液
三、浮力的大小
方法二、阿基米德原理法
F浮 ＝ G排液 ＝ ρ液 g V排液
从公式可看出浮力的大小与液体的密度大小 有关，与物体排开的液体体积多少有关，与 物体浸入时的深度无关。
2. 用阿基米德原理进行计算时，注意计算过程中 的 单位要统一 。
[例题] 在抗洪抢险中，某村民自制了一个总体积 0.7米3的竹筏，放入河水中时有 1/5体积浸入水中。 （1）此时竹筏受到的浮力有多大？ （2）要使水对竹筏产生4500牛的浮力，竹筏应有 多大的体积浸入水中？ V排水 = 0.7米3 × 1/5 = 0.14米3 F浮 = ρ水gV排水
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。
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
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
浮
物体 排开 水的 体积 V排水
物体 排开 水的 重力 G排水
F浮与 G排水 关系
F浮 = G排水
（6）分析处理以上实验数据，得出结论。
实验二
F浮 = G排水
把水换成别的液体，仍然可以得出相同的结论。
“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”
中东地区的死海，人为什么能悠然自得地 躺在水面上看报呢？
第一、二课时
轮船为什么会漂浮在水面上？
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？
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。
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？ 浮力的大小究竟跟哪些因素有关呢？
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。
（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，量筒和溢杯在你的玩具 等会上浮物体再次感受。
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。
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。
结论3： 浸入其他液体中的物体也受到向上的浮力。 “浸入”包括完全浸没和部分浸入。
① 完全浸没时： V浸入 ② 部分浸入时：
= V物体
出
V浸入 = V物体－ V露
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。
一个容器盛有50牛顿的水，物体浸入其中， 问能否产生大于50牛顿的浮力？ 能产生。 浮力等于排开液体所受到的重力， 而不是容器中液体的重力。
阿基米德原理的理解和运用。
1. 对阿基米德定理公式的理解应注意： （1）公式中是液体的密度，而不是浸入液体的 物体的密度。 （2）公式中V排液，是浸入液体时排开液体的体积。 物体可以完全浸入，也可以是部分浸入。 （3）公式中G排液，是排开液体所受到的重力，而 不是容器中液体的重力。
事实与证据：
交流与评价： 得出结论：
1. 如图1-16所示，将物体挂 在弹簧测力计下，弹簧测 力计的读数 F1=_____牛。 2. 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。 弹簧测力计的读数变小了。 水对物体有一个向上的托力。
2
3. 将物体浸入水中，你发现了什么？ 说明了什么？
4.在水中弹簧测力计的读数F2=_____ 牛。 5.弹簧测力计的两次测量读数之差是_____ 牛。 会沉的物体浸入水中也受到向上的浮力。 结论2： 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。