人教版八年级下册10.1 浮力学案及答案

这是一份人教版八年级下册10.1 浮力学案及答案，共12页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，演示实验，想想议议，提出问题等内容，欢迎下载使用。

1. 认识一切浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，浮力的方向是竖直向上的。能通过实验证明上述结论的正确性。
2. 能认识浮力产生的原因，会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小。
3. 经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。
【学习重点】
决定浮力大小的因素。
【学习难点】
浮力产生的原因。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．浮力：浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）向上的力，这个力叫做浮力。
2．浮力的方向：竖直向上，与重力方向相反。
3．物体在液体中所受浮力的大小就是弹簧测力计减小的示数。测量浮力的方法——“称重法”即
F浮=G-F。
4．浮力产生的原因是物体上、下表面受到液体的压力不同，产生的压力差就是浮力，F浮=F向上- F向下。
5．浮力的大小只跟液体的密度和浸在液体中的体积有关；与物体的密度、浸没在液体中的深度无关（选填“有关”或“无关”）。
6．在液体密度不变时，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大：在排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
【合作探究】
探究一、浮力的概念
【做一做】①用手把乒乓球按入水中后松开手，仔细观察会出现什么现象？② 把用细线拴好的苹果缓慢浸入水中，手的拉力有什么感觉？
实验现象：①乒乓球按入水中，松开手后，乒乓球上浮至水面上。②把用细线拴好的苹果缓慢浸入水中，感觉苹果在水中变轻了。
实验分析：乒乓球和苹果在水中，除了受到重力的作用外，还受到浮力作用。
【想一想】在水中沉底的石块和金属块会受到浮力的作用吗？
演示实验：探究下沉的物体是否受浮力
①用弹簧测力计测出金属块的重力；
②把金属块浸没在水中，观察测力计示数的变化情况；
③用手向上托金属块，观察测力计示数的变化情况。 ①测量金属块的重力 ②把金属块浸没在水中 ③用手向上托金属块

实验分析：把金属块浸没在水中，弹簧测力计示数变小，说明金属块受到了一个向上的力，就好像用手托住金属块，给金属块一个托力，弹簧测力计示数变小一样。
由实验知，金属块在水中下沉也受浮力；金属块在水中所受浮力的大小就是弹簧测力计减小的示数。
实验结论：下沉的物体会（会/不会）受到浮力的作用。
1．浮力
①浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。
②浮力的测量：用“称重法”计算浮力
（a）测量物体在空气中受的重力G=F1
（b）物体浸在水中测力计的拉力F2
（c）浮力的大小 F浮=F1-F2
上图中，物体浸没在水中受到的浮力为F浮=F1-F2=3.6N-1.4N=2.2N
【做一做】用线把木块系好，拉入水中，观察线的方向？然后再把烧杯放在斜面上，观察线的方向？
实验现象：发现细线始终沿竖直方向。表明：
③浮力的方向：竖直向上。
④浮力的施力物体：液体或气体。
⑤浸在气体中的物体也受到气体的浮力。
2.浮力产生的原因
【做一做】乒乓球能浮起来吗？
取一个雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶内注水（如图甲所示），乒乓球能否浮起？用手指堵住瓶口，乒乓球能否浮起（如图乙所示）？

实验现象：开始倒水时，乒乓球被压在瓶口没浮起来，用手指堵住瓶口，乒乓球立即上浮。
实验分析：没用手指堵住瓶口时，乒乓球受到水向下的压力，下面没有水，不受水的压力。当用手堵住瓶口，乒乓球下面瓶口处充满水，乒乓球下面受到液体向上压强，乒乓球上表面受到向下的液体压强小于下表面受到的向上的液体压强，从而产生一个竖直向上的压力差，使乒乓球上浮。
【演示实验】如图4所示，将两端蒙上绷紧程度相同橡皮膜的玻璃筒浸入水中，当水平放置时，观察左右两个橡皮膜的凹陷程度；当在水中竖直放置时，观察上下两个橡皮膜的凹陷程度。据此可分析浮力产生的原因。
实验分析：橡皮膜的凹陷程度体现着橡皮膜的受力情况，水平放置时，橡皮膜的凹陷程度相同（选填“相同”或“不相同”），说明两侧面受到的力平衡；当竖直放置时，下面（选填“上面”或“下面”）橡皮膜凹陷程度大，说明受到向上的力比上部向下的力大。这就是浮力产生的原因。
图4 图5 浮力产生原因

①浮力产生的原因：
物体上、下表面受到液体对它的压力不同，产生的压力差就是浮力。
②理论推导浮力产生的原因：
如图5所示，我们研究浸没在液体中的长方体，分析它受力的情况。
长方体两个相对的左右侧面，深度相同，根据p=ρgh可知：所受液体的压强相等，因此所受液体的压力F1与F2相互平衡，对长方体水平方向的受力没有影响。
同理，长方体前后两个相对的面，所受液体的压力相互平衡，对长方体水平方向的受力也没有影响。
长方体上、下两面所处的深度分别记为h1、h2，因为h2>h1，根据p=ρgh可知：液体对长方体下表面的压强要大于（选填“大于”或“小于”）液体对上表面的压强p2>p1。
长方体上、下表面的受力面积是相同的，根据p=FS可知：液体对长方体向上的压力F2大于（选填“大于”或“小于”）液体对它向下的压力F1，即 F2＞F1 。
浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。
【想想议议】深陷在淤泥中的沉船、水中的桥墩，受浮力作用吗？
当物体与容器底部紧密接触时（图6），则液体对物体向上的压力为零，只受向下的压力, 物体将不受（选填“受”或“不受”）浮力的作用。


图6 图7
【例题1】在研究浮力产生的原因时，小明同学做了如图7所示的两个实验，将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃筒浸没在水中。
①甲图说明：在同一深度，水对玻璃筒左、右两侧橡皮膜的压力相等。
②乙图说明：水对玻璃筒下表面橡皮膜向上的压力大于水对玻璃筒上表面橡皮膜向下的压力。
③通过乙图可以说明浮力的产生原因。
【解析】①甲图橡皮膜深度相同，凹陷程度相同，说明在同一深度，水对玻璃筒左、右两侧橡皮膜的压力相等。
②乙图橡皮膜深度不同，凹陷程度不同，说明水对玻璃筒下表面橡皮膜向上的压力大于水对玻璃筒上表面橡皮膜向下的压力。
③通过乙图可以说明浮力的产生原因。
探究二、决定浮力大小的因素
【提出问题】浮力的大小跟什么因素有关呢？
【猜想】①木块在水中漂浮，铁块在水中下沉，可能跟物体的密度有关。
②人在一般水中下沉，在死海中却能漂浮，可能跟液体密度有关。
③用手将空易拉罐按入水中，当它浸入水中的体积越大，手感觉到的浮力也越大，可能跟浸入液体中的体积有关。

【设计实验】探究浮力的大小跟哪些因素有关.
①实验方法：控制变量法
②实验器材：弹簧测力计、烧杯、水槽、圆柱体组、水、酒精、浓盐水
③测量浮力大小的原理： F浮=F1-F2（称重法）
【进行实验与收集数据】（1）探究浮力与物体浸没后的深度的关系
= 1 \* GB3 ①用弹簧测力计测量出物体的重力G；
= 2 \* GB3 ②将物体逐渐浸入水中，读出弹簧测力计的示数；
= 3 \* GB3 ③改变物体在水中的深度，读出弹簧测力计的示数；
④比较弹簧测力计示数的变化情况。
结论：浮力大小与物体浸没水中后的深度无关（选填“有关”或“无关”）。
（2）探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系
= 1 \* GB3 ①用弹簧测力计测量出物体的重力G；
②将物体部分浸入在水中，读出弹簧测力计的示数；
③把物体浸在水中体积再大一些，读出弹簧测力计的示数；
④把物体浸没水中，读出弹簧测力计的示数。
结论：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。
（3）探究浮力与液体密度的关系
= 1 \* GB3 ①用弹簧测力计测量出物体的重力G；
②将金属块分别浸没在酒精、水和盐水中，读出弹簧测力计的示数；
= 3 \* GB3 ③比较两次弹簧测力计示数的变化情况。
结论：物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。
【分析论证】影响浮力大小的因素：
实验结论：
物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。而与浸没在液体中的深度无关。
【例题2】小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
（1）在本实验中，浮力的大小是通过_____的变化来反映的。B实验中，物体受到的浮力为___；
（2）做B、C、D三次实验，可以得出的结论是：在液体的______相同时，_________越大，物体受到的浮力越大；
（3）做_____________三次实验，是为了探究浮力的大小与物体浸没深度是否有关；
（4）由E与F两次实验，可以得出的结论是：____________________。
【答案】（1）弹簧测力计示数，1N；（2）密度，物体排开液体的体积；（3）C、D、E；（4）物体浸在液体中的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
【解析】（1）本实验采用称重法测浮力，浮力的大小是通过弹簧测力计示数的变化来反映的。
由图A可知，物体的重力G为8N，由图B可知弹簧测力计的示数F为7N，B实验中，物体受到的浮力为F浮=G-F=8N-7N=1N
（2）由图可知，B、C、D三次实验中，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，可以得出的结论是：在液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。
（3）要探究浮力的大小与物体浸没深度是否有关，控制液体的密度和物体排开液体的体积相同，改变物体浸入液体的深度，做C、D、E三次实验可以达到目的。
（4）由E与F两次实验，可以得出的结论是：物体浸在液体中的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
【精讲点拨】
（1）物体在液体中所受的浮力大小，只跟它浸在液体中的体积、液体的密度有关。与物体的密度、物体在水中的深度等因素无关。
（2）浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。但是浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用。如物体下表面与容器底部完全紧密接触，下表面没有液体，就不会受到向上的压力，故不受浮力的作用。
（3）浸在液体中包括“全部浸入”(即浸没)或“部分浸入”两种情况。
【归纳整理】
决定浮力
大小的因素
物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大，浮力就越大。
浮力
①浸在液体（或气体）中的物体受到的竖直向上的力，
这个力叫做浮力。
②浮力产生的原因：浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，上、下表面压力差就是浮力。
③浮力的测量：“称重法”测浮力F浮=G-F。
浮力的
概念

【课堂练习】
1．以下有关浮力的说法错误的是（ ）
A．在海滨游泳的人受到海水对他的浮力
B．在空中飘浮的氢气球受到空气对它的浮力
C．将一块石块扔在水中，在其下沉过程中不受浮力
D．在水中上浮的木块受到浮力
【答案】C
【解析】将一块石块扔在水中，在其下沉过程中，是浸在水中的，所以也会受浮力，C选项错误，符合题意。人游泳时、氢气球漂浮时、水中上浮的木块，都受到浮力的作用，所以A、B、D选项都正确。
所以选C。
2. 物体在液体中受到的浮力大小取决于（ ）
A．物体的重力 B．物体的体积
C．物体的密度 D．液体的密度和物体浸入液体的体积
【答案】D。
【解析】物体在液体中受到的浮力大小取决于液体的密度和物体浸入液体的体积，与物体的重力、体积、密度都无关。故D选项正确，其他选项都错误。所以选D.
3．将小石块挂在弹簧测力计下如图甲，再将其浸没在水中（石块没有碰到烧杯底部）如图乙，静止时测力计示数分别是4N和3N，关于甲、乙图的说法错误的是（ ）
A. 水对石块的浮力是3 N B. 水对石块的浮力是1 N
C. 石块的重力为4 N D. 石块受到的力有重力、拉力和浮力
【答案】A。
【解析】AB. 水对石块的浮力F浮=G-F示=4N-3N=1N，故A错误，B正确；
C. 石块的重力为4 N， 该选项正确；
D. 对石块进行受力分析可知，石块受到的力有重力、拉力和浮力，且三个力平衡；故该选项正确。
所以选A。
4. 如图所示，体积相同的A、B、C三个球，则它们所受浮力最大的是（ ）
A．A球 B．B球 C．C球 D．B球和C球
【答案】C.
【解析】A、B、C三个球浸入液体中的体积：VA＜VB= VC
A、B两个球均在酒精中，受到的浮力为：FA浮＜FB浮
B、C两个球浸入酒精和水的体积相等，因为水的密度大于酒精的密度，所以受到的浮力为
FB浮＜FC浮，选项C正确。
5. （多选题）“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浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3N
B．利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C．利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【答案】AD。
【解析】A．由图乙可知，金属块a浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.0N，根据称重法可得金属块受到的浮力 F浮=G-F示=1.6 N-1.0 N=0.6 N；故A错误；
B．根据甲、乙可知，物体浸在液体的体积不同，排开的液体的体积不同，因此不能探究浮力的大小与物体体积的关系，故B错误；
C．乙、丙两图，a和b重力相同而密度不同，则它们的体积不同；由图知两物体排开液体的体积不同，若要探究浮力大小与物体密度的关系，应该控制排开液体的体积相同，故C错误；
D．根据丙、丁可知，同一个物体浸没在不同液体中，排开的液体的体积相同，液体的密度不同，所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系，故D正确。
所以选AD.
6. 小红用弹簧测力计、铁块、盛有水的大烧杯做“探究浮力的大小影响因素”实验，其实验情况如图所示。
（1）铁块浸没在水中受到的浮力大小是______；
（2）上述实验是为了探究浮力的大小是否与______（选填“物体浸没在液体中的深度”或“物体浸在液体中的体积”）有关；
（3）在上述实验的基础上，请你添加合适的物体__________，设计实验，进一步探究“浮力的大小与物体的密度是否有关”。请写出实验思路______。
【答案】（1）1；（2）物体浸在液体中的体积；（3）与铁块体积相同的铜块，见解析.
【解析】（1）由图甲、丙可知，铁块浸没在水中所受浮力
F浮=G-F示=2.7N-1.7N=1N
（2）由乙、丙知液体的密度相同，排开液体的体积不同，是探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积（排开水的体积）有关。
（3）要探究“浮力的大小与物体的密度是否有关”需要控制排开液体的体积、液体的密度不变，只改变物体的密度，所以选用一块体积完全相同的铜块。
具体步骤：将铜块完全浸没在水中，读出此时弹簧测力计的示数F1；再将铁块完全浸没在水中，读出此时弹簧测力计的示数F2，比较F1和F2的大小，若不相等，则物体所受浮力的大小与物体密度有关。
7．小明用弹簧测力计、长方体、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和盐水），探究“浮力的大小与哪些因素有关”，其装置和弹簧测力计示数如图所示。
（1）分析图②③，说明浮力的大小与_________________有关；
（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用_____两图的装置来进行操作；
（3）为了探究浮力大小与液体的密度有无关系，可选用_______两图的装置来进行操作.
【答案】（1）物体排开液体的体积；（2）③④；（3）④⑤.
【解析】（1）②③实验中，排开液体的密度相同，而排开液体的体积不同，弹簧测力计示数不同，由称重法F浮=G-F示=可知，②③实验中物体受到的浮力不同，故由②③实验，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，要控制排开液体的密度和体积相同，只改变深度大小，故可选用③④两图的装置来进行操作。
（3）为了探究浮力大小与液体的密度有无关系，需要控制物体排开液体的体积相同，排开液体的密度不同，故可选用④⑤两图的装置来进行操作。
8. 如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
①如图甲所示，物体A重_______N。
②如图乙所示，把物体A浸没在水中时，
物体所受浮力的大小为____N。
③分析甲、乙、丙三图所示实验可得：物体受到的浮力大小与__________有关。
④若要“探究物体所受浮力大小与物体的密度”是否有关，应选择图丁中_____（选填字母）两个物体，并将它们浸没在____（选填“同种液体”或“不同液体”）中，测出其所受浮力的大小来进行比较。
【答案】①4.6；②1；③液体的密度；④CD，同种液体.
【解析】①如图甲所示，物体A重4.6N。
②物体A浸没在水中时，物体所受浮力的大小为4.6N-3.6N=1N
③分析甲、乙、丙三图，物体浸入液体的体积相等，液体密度不同，浮力不等，故可得：物体受到的浮力大小与液体密度有关。
④若要“探究物体所受浮力大小与物体的密度”是否有关，根据控制变量法可知：应该控制物体浸入液体的体积相等，液体密度相等，而物体密度不等。所以选择C、D两物体浸没在同种液体中。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？深度h
浅
深
较深
重力G / N
4
4
4
弹簧测力计示数F / N
1.2
1.2
1.2
浮力F浮/ N
0.6
0.6
0.6
物体浸在液体中的体积V
部分浸入
大部分浸入
浸没
重力G / N
1.8
1.8
1.8
弹簧测力计示数F/ N
1.6
1.4
1.1
浮力F浮/ N
0.2
0.4
0.7
液体种类
酒精
水
盐水
重力G / N
1.8
1.8
1.8
弹簧测力计示数F / N
1.2
1.1
0.9
浮力F浮/ N
0.6
0.7
0.9