沪科版（2024）八年级全册（2024）第一节 认识浮力一等奖课件ppt

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一、想一想万吨巨轮在水中为什么不下沉? 热气球为什么能腾空而起? 这些现象都与浮力有关。那么，什么是浮力？浮力产生的原因是什么？
第一节 认识浮力
二、课堂影院请同学们欣赏——《阿基米德的故事》
通过刚才的短片，我们知道了阿基米德及其发现的浮力定律，什么是浮力？浮力是怎样产生的？今天我们一起学习有关浮力的知识。
（1）观察现象 冰山能在水上漂浮，游船能在水面游弋、放飞的气球能升空。
想一想：是什么力量把它们托起来的？冰山、游船、气球都受到重力的作用，冰山、游船但却没有因此而沉入水底，气球能够升空，这表明水（空气）对它们有一个向上托起的力。
（2）浮力 液体或气体，对浸入其中的物体都有竖直向上的作用力，物理学中把这个作用力叫做浮力，常用字母F浮表示。（3）浮力方向：竖直向上。 （4）浮力的施力物体：液体或气体。
轮船浮在水面上时，受到竖直向下的重力G；因为静止，根据二力平衡条件可知，一定有一个竖直向上的力与重力平衡。这个力就是浮力F浮。
（5）正确理解浮力①“浸在”包含两种情况，一是部分浸入，二是全部浸入。②浸在气体中的物体也受到气体对它的竖直向上的浮力作用，但一般情况下不考虑气体对物体的浮力。③真空中没有气体，位于太空等真空中的物体不受浮力。④浮力的方向始终竖直向上（不是垂直向上），与重力的方向相反，和物体所处的位置、运动状态、形状、容器放置方式都无关。
（1）实验：探究液体的浮力
【实验器材】弹簧测力计、石块、细线、烧杯和水。【实验步骤及现象】①在弹簧测力计下悬挂石块，读出弹簧测力计的示数。
②把石块浸入在水中，观察弹簧测力计的示数是如何变化的。③用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数的变化。
想一想为什么石块浸入水中和被手托起时，弹簧测力计示数会有变化？思考水和手对石块产生了什么作用。
【分析与论证】①在弹簧测力计下悬挂石块，弹簧测力计的示数（即石块重力） F1=G=2.4N ②把石块浸入在水中，观察弹簧测力计的示数减小，其示数为F2=1.2N③用手托起石块，再次观察弹簧测力计示数，发现会变小，F3=1.2N。图乙、丙中弹簧测力计的示数变小，这说明水对石块有类似于手对石块竖直向上的托力。
【分析与论证】石块在水中受到的浮力F浮=F1-F2=2.4N-1.2N=1.2N
【探究结论】液体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力。
【实验器材】杠杆、钩码、篮球和气球。【实验步骤及现象】将充足气的篮球和套有气针的气球气球一起挂于杠杆左端，调整杠杆右端钩码的悬挂位置，使杠杆平衡，如图甲所示。然后将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，观察到杠杆不再平衡，挂钩码的一端下沉，如图乙所示。
【分析与论证】说明空气对气球有竖直向上的浮力。
【探究结论】气体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力。
①物体在空气中的重力G=F1
②物体浸在水中测力计的拉力F2
（1）测量物体在空气中受的重力G=F1（2）物体浸在水中弹簧测力计的拉力F2（3）浮力的大小 F浮=F1-F2=2.3N-0.8N=1.5N F浮=F1-F2 弹簧测力计减小的示数就是水对物体的竖直向上的浮力。这种测量浮力的方法叫“称重法”。
3. 称重法求浮力的方法
演示实验——《测量铝块浸没在水中时所受的浮力》
4. 运用力的平衡条件求浮力
根据力的平衡条件可知：F浮+F2=G，所以:
①铝块在空气中时，受到重力G和弹簧测力计的拉力F1。
②铝块浸没在水中时，受到三个力的作用：重力G、浮力F浮和拉力F2。
【例题1】把一重为10N的铁块用细线系在弹簧测力计下浸没在水中，如图所示，静止时弹簧测力计的示数为8N，则铁块所受的浮力为（　　）A．10N B．7N C．2ND．17N
铁块所受的浮力为 F浮=G-F=10N-8N=2N 故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
（1）将物体悬挂在弹簧测力计下端，如图甲实验所示，物重G＝______N。（2）当用手向上托物体时，如图乙实验所示，手对物体向上的托力F＝______N。（3）当物体浸入水中时，如图丙实验所示．将图丙实验与图甲、图乙实验对照，说明水对物体有向上的托力，即浮力，水对物体的浮力F浮＝______ N。（4）该实验是采用_____的物理方法，建立起浮力概念的。
【例题2】如图所示是认识浮力的探究实验．
（1）图甲中，物重即为弹簧测力计的示数，即G＝5N。（2）图乙中，弹簧测力计的示数为2N，即弹簧测力计的示数F视1＝G－F托＝2N，故托力F托＝3N（3）对照图甲、图乙、图丙实验，说明水对重物产生了一定的托力，即浮力。在图丙中，测力计的示数为3N，即弹簧测力计的示数为3N，故浮力F浮＝5N-3N=2N（4）此实验是通过对比图甲、图乙、图丙的实验结果，得到液体对物体有向上的托力，即通过对比法来建立起浮力概念的。
为什么浸在液体中的物体会受到浮力呢？这是因为液体内部存在压强，而且深度不同，其压强不同。
1. 分析浮力产生的原因我们以浸没在液体中的长方体为例进行探究，浸没在液体中的长方体的六个面分别受到液体的压强（p=pgh）和压力（ F=pS ），我们来对比一下。（如图所示）
总结归纳：浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。大小：F浮=F2-F1
F前、F后是一对平衡力，合力为0
F左、F右是一对平衡力，合力为0
F向下˂F向上，F差=F向上-F向下
2. 两种特殊情况 （1）当物体部分浸入液体中时，如图所示，上表面不受液体压力，则浮力的大小F浮=F向上 （2）若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触，如图所示，则液体对物体向上的压力F为零，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力。如在水中的桥墩、拦河坝等。
视频讲解——《浮力产生的原因》
【例题3】物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验，如图所示，将一只塑料可乐瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内，从上面倒入水，观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出（图甲），但乒乓球并不上浮，这是因为：
____________________________________；若用手堵住瓶口（图乙），可观察到乒乓球浮起，这是因为__________________________________________；此实验说明浮力产生的原因是液体对物体上、下表面产生__________。
乒乓球受到浮力的作用，浮力大于乒乓球的重力
乒乓球不受浮力，它的底部不受水的向上的压力
甲图中，乒乓球下部没有水，它的底部不受水的向上的压力，而浮力是由于浸没在液体中的物体上、下表面受到液体的压力差，所以，乒乓球不受浮力。乙图中，用手堵住瓶口，乒乓球的上部和下部分别受到向下和向上的压力，从而产生浮力，当浮力大于乒乓球的重力时，乒乓球上浮。综上分析可知，此实验说明浮力产生的原因是液体对物体上、下表面产生压力差。
【例题4】如图所示，将两端扎有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中，当玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向左 F向右；当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向上 F向下（前两空选填“大于”“等于”或“小于”）。通过以上实验可知，浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有 ，若玻璃圆筒沿竖直方向放置时，上端的橡皮膜受到的压力为6N，下端的橡皮膜受到的压力为18N，则玻璃圆筒受到的浮力为 N。
玻璃圆筒沿水平方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的深度相同，液体压强相同，受力面积相同，故水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力相同。当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端橡皮膜的向上的压力大于向下的压力，因为橡皮膜下表面的深度比较深，受到的液体压强比较大，受到的向上的力比较大。通过以上实验可知，浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有压力差，且向上的压力大于向下的压力，故产生向上的浮力。玻璃圆筒受到的浮力为
①浮力：液体或气体，对浸入其中的物体都有竖直向上的作用力，这个作用力叫做浮力，常用字母F浮表示。②方向：竖直向上。③称重法测浮力：弹簧测力计在液体中减小的示数就是物体受到的浮力 F浮=F1-F2 ①产生原因：浮力是因液体对浸在其中的物体有压力差而产生的。②大小：即F浮=F2-F1
1．在游泳时，你会发现，只要用脚轻轻蹬泳池底，整个身体很容易浮起；如果在床上也想这样做，就非常难了。这是为什么？
因为人在浴缸里洗澡时，身体会受到水竖直向上的浮力，所以手不需要很大的力就可以支撑起整个身体；人在床上时，几乎不受浮力，要靠双手支撑起自己的几乎全部重力，当然就很困难了。
2. 把空易拉罐开口朝上按入装有水的桶中，在易拉罐浸没之前，在向下按的过程中，你能感受到浮力的存在吗？浮力的大小是否有变化呢？
用手把空易拉罐开口朝上按入装有水的桶中，在易拉罐浸没之前，在向下按的过程中，要用力，表明受到了浮力，且越往下按，感觉越用力，表明浮力越大。越往下按，它排开水的体积越大，这个现象告诉我们，浮力的大小可能跟排开液体的多少有关。
3. 物块浸没在液体中，受到液体对它向上、向下的压力分别为15 N、5N，其受到浮力的大小为（ ）A. 5N B. 10N C. 15N D. 20N
由于物体在液体中受到的浮力实质就是其受到向上和向下的压力差，所以，物块受到的浮力大小为 故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
4. 如图所示，是一位同学巧用物理知识将帽子交给楼上同学的情境。此过程中应用的关键知识是（ ）A. 气球受到重力B. 帽子的质量大于气球的质量C. 帽子的密度大于气球的密度D. 空气对帽子和气球有浮力作用
空气对气球和帽子有浮力作用，当空气和帽子受到的浮力大于自身重力，使帽子上升到楼上。故选D。
5. 下列关于浮力的说法中正确的是（ ） A. 只有浮在液体表面的物体才受到浮力B. 物体只有浸入液体中，才会受到浮力的作用C. 下沉的物体不会受到浮力D. 浮力的方向总是竖直向上的
A．在液体中悬浮和下沉的物体也受到浮力，故A错误；B．物体在气体中，也会受到浮力的作用，故B错误；C. 下沉的物体也受到浮力，物体之所以下沉，是因为受到的重力大于浮力，故C错误；D．浮力的方向一定都是竖直向上的，故D正确。故选D。
6. 在 “探究浮力”的实验中，由图 （a）可知金属块受到的重力是______N ，现将金属块浸没在水中，弹簧测力计的示数变为如图（b）所示，则金属块受到水的浮力是_____N 。
由图（a）可知金属块受到的重力是1.4N；将金属块浸没在水中，弹簧测力计的示数变为1.0N，则金属块受到水的浮力是F浮=F1-F2 =1.4N-1.0N=0.4N。
1．为什么我们在空气中感受不到浮力？答：由于空气的密度小，空气中的物体如果体积不大，排开空气的重力很小，受到的重力浮力远远小于物体的重力，可以忽略不计。这就是我们感受不到空气中的浮力的原因。但是像热气球这类体积大，重力小的物体在空气中受到的浮力就很大了。
2．在太空中的宇航员是否受浮力？答：在太空中，物体受到的引力非常小，宇航员因此处于失重状态。这种状态下，宇航员不会受到浮力的作用，而是可以自由漂浮在空间站内‌。浮力通常是由于流体对物体的向上和向下的压力差产生的，但在太空中没有这样的流体环境，因此不存在浮力。
1. “天宫课堂”第一课上，王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中，乒乓球并没有像在地面一样浮在水面，而是停留在了水中，如图。下列有关该现象的解释正确的是（　　）A．乒乓球受到的浮力方向向下B．乒乓球受到的浮力小于重力C．太空中重力消失时，浮力也就消失了D．浮力是由重力产生的
浮力产生的原因：物体受到液体向上的压力大于向下的压力，上下表面的压力差即为浮力，在太空中水和乒乓球处于完全失重状态，水不会对浸入其中的物体产生压力，所以在太空失重环境下浮力消失，故C正确，ABD错误。
2. 物体A浸入水中前后，弹簧测力计的示数如图所示，物体浸入水后，受到受到重力、_____和_____的作用，其中重力为___N，浮力为____N。
物体浸没时，受到重力、浮力及拉力作用；根据左边测力计的示数可知，物体的重力G=4N；根据称重法可得，物体受到的浮力 F浮=G-F=4N-3N=1N
3. 重为5N的木块A在水中在拉力的作用下处于静止状态，此时绳子的拉力为3N，此时木块A受到的浮力大小为F1，剪断绳子后，木块A的运动情况和F1大小情况是（　　）A．F1=8N，保持静止 B．F1=8N，向上运动C．F1=3N，保持静止 D．F1=3N，向下运动
木块此时受到竖直向下的重力、绳子竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的作用，木块在这三个力的作用下保持静止状态，则木块的浮力 F1=G+F拉=5N+3N=8N由于F1>G，所以剪断绳子后，木块将向上运动。
4. 如图所示，将乒乓球置于去底塑料瓶口处，然后向瓶里注水，当有少量水从瓶口流出时，乒乓球不上浮；若用手堵住瓶口，可观察到乒乓球上浮起来，此实验说明了（ ）A．液体的压强与液体的密度有关B．连通器原理C．大气存在压强D．浮力产生的原因
开始时乒乓球受到液体压强作用，下部液体较少且随时流走，所以受到液体向上的压强小于向下的压强，向上的压力小于向下的压力，乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强，乒乓球上浮，故此实验说明了浮力产生的原因，故ABC不符合题意，D符合题意。
5. 如图所示，一金属块吊在弹簧测力计下端，在空气中弹簧测力计读数是27.5N，现将金属块浸入水中后，弹簧测力计读数是21.5N，若金属块上表面受到水的压力为20N，求： （1）金属块受到浮力； （2）金属块下表面受到水的压力。
（1）金属块浸没在水中称量时，弹簧测力计的示数比空气中的示数小，是因为金属块在水中受到向上的浮力的作用，浮力为F浮=G-F=27.5N-21.5N=6N（2）根据浮力产生的原因可知，物体的浮力等于物体上下表面受到的水的压力差，故金属块下表面受到水的压力为F下=F上+F浮=20N+6N=26N
6．如图所示，装满水的烧杯放在盘子里，再把空易拉罐按入水中，感受到浮力的同时，会看到排开的水溢到盘子中，慢慢将易拉罐压入水中，体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察，能够提出的最具探究价值的科学问题是（　　）A．浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系B．浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系C．浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系D．浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系