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1、科科学学相传2000年前,罗马帝国的远征军来到了死海附近,击溃了这里的土著人,并抓获了一群俘虏,统帅命令士兵把俘虏们投进死海。奇怪的是,这些俘虏竟然没有沉下去,而是个个都浮在水面之上,统帅以为这是神灵在保佑他们,就把俘虏释放了。浮力浮力水的浮力ThePrincipleofFlotation将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时,手会明显感受到 。将瓶释放后,瓶将 。结论:水中会上浮的物体受到 。向上托的力的作用向上托的力的作用向上浮出水面向上浮出水面水向上的浮力水向上的浮力【实实验验】问题:在水中下沉的石块,铁块等物体是否也受到浮力作用呢?实验F1=GF2F1 F2F浮浮=F1-F21.在水中会下沉
2、的物体也受到向上的浮力。3.浮力大小:浮力方向:作 用 点:施力物体:2.所有的液体或气体都会对浸入其内的物体产生一个竖直向上的浮力。F F浮浮 G-FG-F竖直向上在受力物体的重心上(浸在液体中的物体)液体或气体结论气球(balloon)飞艇(airship)练习1.一个金属块挂在弹簧秤上,在空气中称时,示数为 27牛,把它浸没在水中称时,示数为17牛,它受到的浮力是多少牛?解:F浮=G-F=27牛-17牛=10牛答:它受到的浮力是10牛。2.一个盛水的杯中悬浮着一个小球,杯子放在斜面上,如图,此处小球受到的浮力方向如何?答:方向竖直向上。浮力产生的原因 现象:现象:下表面受到水的压强大于上
3、表面受到水压强。原因:原因:上表面距水面的深度小于下表面距水面的深度。又因长方体上下表面的面积又因长方体上下表面的面积相等,因此,下表面受到水的竖相等,因此,下表面受到水的竖直向上的压力直向上的压力 上表面受到上表面受到水的竖直向下的压力,其合力是水的竖直向下的压力,其合力是竖直向上的。竖直向上的。合合2 2大于大于长方体浸没在水中,其左右两个长方体浸没在水中,其左右两个侧面和前后两个侧面的侧面和前后两个侧面的面积面积分别分别相等相等,并且相对应的距水面的并且相对应的距水面的深度相同深度相同处处,水对它们的水对它们的压强相等压强相等。所以长方体左。所以长方体左右两个侧面和前后两个侧面受到水的右
4、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,压力的大小分别相等,方向分别相反,分别平衡。所以长方体受到的分别平衡。所以长方体受到的浮力等浮力等于下表面和上表面的压力差于下表面和上表面的压力差。压力差法压力差法F浮浮 .F向上向上F向下向下答:水对答:水对桥墩的桥墩的底部没有底部没有向上的压力向上的压力,由压力差法知由压力差法知桥墩没有受到向上的浮力。桥墩没有受到向上的浮力。二、阿基米德原理当你躺在浴缸的水中时,会有一种 了的感觉,同时浴缸的水面会 。人变轻是因为人受到 。水面上升是因为人浸入水中后,。【提出问题】气体和液体都会对浸入其内的物体产生竖直向上的浮力,那么浮力的大
5、小究竟和哪些因素有关呢?变轻变轻上升上升水的浮力水的浮力排开了一部分水排开了一部分水1、探究实验探究实验【建立假设】浮力可能与物体所排开水的多少有关。【实验验证】将物体逐渐浸入水中时,物块排开水的体积逐渐增多,弹簧秤的读数逐渐 ,浮力逐渐 。结论(定性):物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关,排开的水越多,浮力 。越大越大变小变小增大增大溢水杯溢水杯实验器材:实验器材:物块物块弹簧秤弹簧秤量筒量筒【设计实验】要测量浮力的大小,还要测量物体排开水的多少(体积、重力)。请利用这些器材设计实验步骤和实验数据记录表格,然后交流讨论。物块物块重重G G物物 物块在水物块在水中测力计中测力计的读数的读数F
6、 F拉拉 物块受到水的浮物块受到水的浮力力F F浮浮=G G物物-F F拉拉物块排开水物块排开水的体积的体积V V排液排液 排开水受到的重排开水受到的重力力G G排排液液=液液g Vg V排液排液 4N2.04N0.2m3 3实验步骤和实验记录实验步骤和实验记录在溢水杯中盛满水,将小烧杯放在溢水杯的出水在溢水杯中盛满水,将小烧杯放在溢水杯的出水 口下;口下;将物块挂在弹簧测力计上,测出物块的重将物块挂在弹簧测力计上,测出物块的重G G物物;将物块浸没在溢水杯的水中,读出测力计的读数将物块浸没在溢水杯的水中,读出测力计的读数 F F拉拉,并计算出物块所受的浮力,并计算出物块所受的浮力F F浮浮=
7、G=G物物F F拉拉将溢水杯溢出的水注入量筒内,测出它的体积将溢水杯溢出的水注入量筒内,测出它的体积V V排液排液,并算出物块所排出的水的重力并算出物块所排出的水的重力G G排排液液=液液gVgV排液排液F F浮浮=G=G排排液液=液液g Vg V排液排液=m m排液排液 g g5.实验结论:实验结论:F浮浮 =G排液排液1.96N1.96N1.96N1.96N 浸在液体里的物体,受到向上的浮力,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浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。力。公式:公式:F浮浮=G排液排液=液液 g V排液排液=m排液排液 g 从公式可看出浮力
8、的大小与从公式可看出浮力的大小与液体的密液体的密度大小度大小有关,与物体有关,与物体排开的液体体积排开的液体体积多少多少有关,与物体浸入的深度无关。有关,与物体浸入的深度无关。阿基米德原理阿基米德原理F浮浮=G排排=液液g V排排(1)(1)液液是是 ,不是浸入液体的物体密度。,不是浸入液体的物体密度。(2)V(2)V排液排液是是 ,不是液体总体积,不是液体总体积,也不一定是物体的总体积也不一定是物体的总体积(V(V物物)。物体完全浸入液体中物体完全浸入液体中(浸没浸没):V):V排液排液=;物体部分浸入液体中,物体部分浸入液体中,V V排液排液VV物物,V V排液排液 。(用用V V露露代表
9、物体露出液面的体积代表物体露出液面的体积)(3)(3)浮力只跟浮力只跟 和和 ,即只跟即只跟 .有关,而与物体浸入液体的有关,而与物体浸入液体的 、物体的物体的 、等无关。等无关。液体密度液体密度物体排开液体的体积物体排开液体的体积V V物物V V物物V V露露液液V V排液排液物体排开的物体排开的液体受到的重力液体受到的重力深度深度形状形状质量质量密度密度重力重力 1.将两个金属块分别挂在两个弹簧秤下,都将两个金属块分别挂在两个弹簧秤下,都将金属块浸没在将金属块浸没在不同不同的液体中,发现弹簧的液体中,发现弹簧秤减小的示数相同,说明(秤减小的示数相同,说明()A.排开水的重力相同排开水的重力相同 B.两金属块物重相同两金属块物重相同C.排开水的体积相同排开水的体积相同 D.以上说法都不对以上说法都不对练习2如图所示,a、b、c为三个体积都是50厘米3的木块,b有一半露出水面,这三个物体所受浮力的大小分别为Fa=_牛、Fb=_牛、Fc=_牛例1:有一个氦气球,其体积为2000立方米,若空气的密度为1.3千克立方米,则氦气球在空中受到的浮力是多大?例2、有一体积为0.7立方米的塑料块,放入水中时有15体积浸入水中。此塑料块受到的浮力是多大?若要使水对塑料产生5000牛的浮力,则需要将塑料块浸入水中多大的体积?