初中物理苏科版八年级下册浮力精品学案设计

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1.了解浮力的概念及方向；知道浮力产生的原因；
2.理解浮力的大小与什么因素有关；
3.会利用称重法，测量、计算浮力。
4.知道浮力的大小跟排开液体所受重力的关系；
5.理解阿基米德原理；能利用阿基米德原理求浮力、体积、密度。
知识精讲
知识点01浮力
1.概念：浸在液体(或气体)里的物体，受到液体或气体对它向上托的力叫浮力。
2.方向：竖直向上。
3.测量铝块浸没水中所受的浮力：
（1）步骤： = 1 \* GB3 ①如图甲，在弹簧测力计下悬挂一个铝块，读出弹簧测力计的示数，这就是铝块的重力G；
= 2 \* GB3 ②把铝块浸没在水中（图乙所示），记录弹簧测力计的示数。
（2）结论： = 1 \* GB3 ①弹簧测量计的示数变小，说明浸没在水中的铝块受到浮力的作用。
= 2 \* GB3 ②浮力的大小（图丙受力分析）：
4.浮力产生的原因：
完全浸没在液体里的物体，各个表面均受到液体的压力，由于它前后左右对应部分受到的压力大小相等、方向相反，因此而平衡，物体的上下两面浸在液体中的深度不同，对应部分所受压力的大小、方向均不同，这两个压力的合力方向向上，液体对物体上、下两面的压力差，就是液体对物体的浮力。
用公式表示为：。
【知识拓展】
1. 浮力的施力物体就是“液体”，受力物体就是“浸在液体中的物体”；物体间力的作用是相互的，物体受到浮力的同时，液体也受到物体对它的压力作用，这个力的大小就等于物体受到的浮力，方向和浮力的方向相反。
2.根据浮力产生的原因，上、下表面受到的压力差。如果物体和容器底部紧密接触（不是沉底），这时物体上表面受到液体竖直向下的压力，物体的下表面并没有受到液体竖直向上的压力，物体虽然浸没在液体中，但是不受浮力。（如图）
【即学即练1】下列图中所示物体没有受到浮力的是
A. 沉在水底的铁球
B. 水面戏水的天鹅
C. 打入水底的木桩
D. 在水中游动的小鱼
【答案】C
【解析】
ABD、ABD中的物体都浸在水中，物体受到水向上的压力和向下的压力，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差也就是物体受到的浮力。故ABD中的物体均受浮力的作用，故ABD不合题意；
C、木桩的下底面埋在地下，其下底面与河水底紧密接触，木桩没有受到水向上的压力，所以木桩不受浮力作用，故C符合题意。
【即学即练2】浸在液体中的物体如果受到浮力作用，那么施力物体是
A. 地球B. 物体本身C. 盛液体的容器D. 液体
【答案】D
【解析】解：物体浸没在液体中，液体对浸没在其中的物体有向下的压力作用和向上的压力作用，
其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力，所以施力物体是液体。
故选：D。
【即学即练3】小华利用弹簧测力计测量石块受到的浮力。如图所示，他用细线将石块挂在弹簧测力计上，测出石块重4.2N，然后将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数如图所示，则石块受到的浮力为( )(g取10 N/kg)
A. 2.0N
B. 2.1N
C. 2.2N
D. 4.2N
【答案】A
【解析】
(1)读取弹簧测力计示数时，要先认清分度值，然后再读数；
(2)物体受到的浮力等于物体的重力和物体浸没在水中弹簧测力计的示数之差，根据F浮=G-F示求出物体所受浮力；
从图中可知测力计的刻度线上2N和3N之间有5格，每格表示0.2N，故此测力计的分度值为0.2N，测力计的示数为2.2N。
根据称重法可知石块受到的浮力F浮=G-F示=4.2N-2.2N=2.0N，故选A。
【即学即练4】如图，一条小溪中有一个小球随着溪流漂流而下，则此小球所受浮力的方向应是( )
A. F1
B. F2
C. F3
D. F4
【答案】C
【解析】解：浮力的方向总是竖直向上的，即与重力的方向相反。
故选：C。
知识点02 决定浮力大小的因素：
1.浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关：
（1）如图甲所示，把弹簧测力计下悬挂的物体浸没在一种液体中，并分别停在液体内不同的深度；
（2）弹簧测力计的示数没有变化；
（3）浮力的大小跟物体浸没的深度没有关系。
2.浮力的大小是否跟物体浸没在液体中的体积有关：
（1）如图乙所示，把一个柱状固体竖直悬挂在弹簧测力计下，并逐渐增大物体浸在液体中的体积；
（2）弹簧测力计的示数逐渐减小；
（3）随着物体浸在液体中的体积逐渐增大，物体受到的浮力也逐渐增大。
3.浮力的大小是否跟液体的密度有关：
（1）用密度不同的液体（清水和密度不同的盐水），把这些液体，按照密度由小到大的顺序排列。再把悬挂在测力计下的同一物体先后浸没在这些液体中。
（2）弹簧测力计的示数，随着液体密度的增大而减小；
（3）液体的密度越大，浸没的物体受到的浮力也越大。
4.结论：
物体在液体中受到的浮力的大小，跟它浸没在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸没在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
【微点拨】
1. 探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中，用到了“称重法”测浮力：，弹簧测力计的示数越小，说明物体受到的浮力越大。
2.探究浮力的大小跟哪些因素有关，实验中利用“控制变量法”，把多因素问题变成多个单因素问题。
【即学即练5】如图是某同学进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时其中的一次实验情景。根据图示可以知道，该同学这次操作的目的是( )
A. 探究浮力与液体质量的关系
B. 探究浮力与液体体积的关系
C. 探究浮力与液体密度的关系
D. 探究浮力与液体深度的关系
【答案】C
【解析】解：根据图示可以知道两图中两物的体积相同，两物体都完全浸没在液体中，所以排开的液体体积相同，而一种液体是水、另一种是酒精，两种液体的密度不同，它们所受的浮力不同，所以该同学这次操作的目的是：探究物体所受浮力与液体密度的关系。
故选：C。
【即学即练6】小明将重为3 N的石块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和盐水中，石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示，则石块在水中所受浮力为 (1) N，石块在盐水中所受浮力为 (2) N；由此可以推出，石块所受浮力的大小与液体的 (3) 有关。
【答案】1 1.2 密度
【解析】略
【即学即练7】小冬学习了“认识浮力”后，爱动脑筋的小冬提出了问题：浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢？经过思考，他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水和盐水等器材，设计并进行了如图探究实验。
(1)金属块在图C中受到的浮力为______N。
(2)分析B、C两图知道：当金属块浸没入水中后，所受浮力的大小与它浸入水的深度______(选填“有关”或“无关”)。因为此时金属块浸入水的______没有发生变化。
(3)小冬______(选填“能”或“不能”)利用图A和D探究浮力的大小与液体密度有关，理由是______。
(4)综合上述实验得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与______和______有关。
(5)根据收集到的实验数据，小冬还计算出了金属块的密度为______kg/m3.(g=10N/kg)。
【答案】1 无关 体积 不能 没有控制排开液体的体积相同 液体密度 物体排开液体的体积 2.8×103
【解析】解；
(1)由图A可知，金属块的重力为2.8N；由图C可知，金属块浸没在水中时，测力计的示数为1.8N，
则金属块浸没在水中时受到的浮力：F浮C=G-FC=2.8N-1.8N=1N；
(2)分析B、C两图可知，当金属块浸没入水中后，在不同的深度，测力计的示数是相同的，则金属块所受的浮力相同，即浮力的大小与它浸入水的深度无关；原因是此时金属块浸入水的体积没有发生变化，即排开水的体积不变。
(3)探究浮力的大小与液体密度有关时，应控制金属块排开液体的体积相同，而液体的密度不同；
由图A和图D可知，两图中液体的密度不同，由于没有控制排开液体的体积相同，故无法探究浮力的大小与液体密度的关系；
(4)由图AB可知，物体浸入液体中的体积越大，即排开液体的体积越大，测力计示数越小，浮力就越大；
由图CD可知，物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，测力计示数越小，浮力就越大；
所以，浸在液体中的物体受到的浮力跟液体密度、物体排开液体的体积有关；
(5)由图A所示实验可知，金属块的重力G=2.8N，
由G=mg可知，金属块的质量：m=Gg=2.8N10N/kg=0.28kg；
由图C所示实验可知，金属块浸没在水中受到的浮力F浮=1N，
由F浮=ρ水gV排可知，金属块的体积：V=V排=F浮ρ水g=1N1×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3，
则金属块的密度：ρ=mV=0.28kg1×10-4m3=2.8×103kg/m3。
故答案为：(1)1；(2)无关；体积；(3)不能；没有控制排开液体的体积相同；(4)液体密度；物体排开液体的体积；(5)2.8×103。
知识点03 阿基米德原理
1.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
（1）实验器材：溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶
（2）实验步骤：
①如图甲所示，用测力计测出金属块的重力；
②如图乙所示，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的示数。同时，用小桶收集物体排开的水；
③如图丙所示，测出小桶和物体排开的水所受的总重力；
④如图丁所示，测量出小桶所受的重力；
⑤把测量的实验数据记录在下面的表格中：
（3）结论：金属块所受的浮力跟它排开的水所受重力相等。
2.阿基米德原理
①内容：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。
②公式：
【知识拓展】
①“浸在”包含两种情况：一是物体有一部分浸在液体中，此时V排液=V浸入＜V物；二是物体全部没入液体中，此时V排液=V浸入=V物。
②“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，这里要注意浮力本身是力，只能和力相等，很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量，不具有可比性；这里所受的重力，不是物体所受的重力，而是被排开液体所受的重力。
③由，可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状，与在液体中是否运动，液体的多少等因素无关。
④阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气体所受的重力。
即。
【即学即练8】小芳同学做“探究浮力的大小”实验时，为使误差尽量减小，最佳的操作顺序应该是( )
A. 甲、乙、丙、丁B. 丙、丁、甲、乙
C. 丁、甲、乙、丙D. 丙、甲、乙、丁
【答案】B
【解析】解：
为方便操作和减小测量误差，合理的实验顺序是：
丙、测出空桶所受的重力；
丁、用弹簧测力计测出物体所受的重力；
甲、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数；
乙、测出桶和排开水所受的总重力。
故选：B。
【即学即练9】把一块橡皮泥分别捏成形状不同的圆柱体、球体和长方体，先后将不同形状的橡皮泥浸没在水中，橡皮泥受到的浮力 (选填“圆柱体大”、“球体大”、“长方体大”或“一样大”)。再将同一块橡皮泥浸没在水中的不同深度，则橡皮泥受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】一样大 不变
【解析】[1]把一块橡皮泥分别捏成形状不同的圆柱体、球体和长方体，先后将不同形状的橡皮泥浸没在水中，不同形状的橡皮泥体积相同，排开水的体积相同，由F浮=ρV排g得，橡皮泥受到的浮力一样大。
[2]再将同一块橡皮泥浸没在水中的不同深度，橡皮泥的体积不变，排开水的体积不变，由F浮=ρV排g得，橡皮泥受到的浮力不变。
【即学即练10】小杰同学在游玩“海底世界”时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示，对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )
A. 浮力不变，压强不变B. 浮力变小，压强变小
C. 浮力变大，压强变小D. 浮力变大，压强变大
【答案】C
【解析】解：
液体的压强随深度的增加而增大，由于气泡在上升过程中深度在减小，所以气泡在上升过程中受到液体的压强在减小，因此气泡会发生膨胀造成体积变大，所以气泡内的气体压强会变小；
由于气泡在上升过程中体积变大，所以根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，气泡所受的浮力在变大．
故选 C．
【即学即练10】用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。从此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3.求：
(1)物块受到的重力；
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力；
(3)物块的密度。
【答案】
解：(1)由图可知，物体未浸入水中时测力计示数为18N，故物体的重力为G=18N；
(2)物体全部浸入水中时，测力计的示数为F=10N，则在水中受到的浮力为F浮=G-F=18N-10N=8N，
(3)由F浮=ρ液gV排得，物体的体积为：V=V排=F浮ρ水g，
物体的重力为G，质量为m=Gg，
则物体的密度为：ρ=mV=GgF浮ρ水g=GF浮ρ水=18N8N×1.0×103kg/m3=2.25×103kg/m3。
答：(1)物块受到的重力为18N；
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力为8N；
(3)物块的密度为2.25×103kg/m3。
【解析】 (1)测力计可以直接测量物体的重力；
(2)根据F浮=G-F得出所受浮力的大小；
(3)根据阿基米德原理求出物体的体积；根据密度公式求出密度。
分层提分
题组A 基础过关练
1、如图所示，用细绳将一物体系在容器底部，若物体所受浮力为10N，上表面受到水向下的压力为4N，则物体下表面受到水向上的压力为( )
A. 4N
B. 6N
C. 14N
D. 7N
【答案】C
【解析】
根据浮力产生的原因：F浮=F向上-F向下
则F向上=F浮+F向下=10N+4N=14N。
故选C。
2、将一重为40N的物体放入盛满水的溢水杯中，从杯中溢出10N的水，则该物体受到浮力是( )
A. 50NB. 40NC. 30ND. 10N
【答案】D
【解析】
阿基米德原理的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力。数学表达式为：F浮=G排
因物体排开水重10N，所以物体受到的浮力F浮=G排=10N，故D正确。
故选：D。
3、用绳子拴住的氢气球被风吹向空气中，气球所受浮力的示意图如图所示，其中所受浮力方向示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
浸入液体或气体中的物体受到竖直向上的浮力的作用。
浸在气体中的氢气球受到的浮力的方向始终是竖直向上的，故A正确，BCD错误。
4、探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是( )
A. 金属块a浸没在水中，受到浮力的大小必为0.3N
B. 利用甲、乙，可以得出同一物体浸入水中深度越深，所受浮力越小的结论
C. 利用乙、丙，可以得出在同种液体中，物体密度越大所受浮力越大的结论
D. 利用丙、丁，可以初步得出同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论
【答案】D
【解析】解：A、金属块a浸没在水中，受到的浮力为：F浮=G-F拉=1.6N-1N=0.6N，故A错误；
B、根据F浮=G-F拉可知：金属a在甲中受到的浮力为：F浮=1.6N-1.3N=0.3N，所以利用甲、乙，可以得出同一物体浸入水中排开液体体积越大，所受浮力越大的结论，故B错误；
C、乙和丙中，a和b的体积不同，没有控制变量，所以利用乙、丙，不可以得出在同种液体中，物体密度越大所受浮力越大的结论，故C错误；
D、根据F浮=G-F拉可知：塑料块b在水中受到的浮力大，所以利用丙、丁，可以初步得出同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论，故D正确。
故选：D。
5、小凯进行验证阿基米德原理的实验，正确操作过程如图所示，图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是 ( )
A. 该实验还需要测量物体排开液体的体积，并用到液体的密度
B. F 2