103科学探究：浮力的大小

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1、 2000多年以前，在古希腊著名的城堡叙拉古，曾经发生了一件几多年以前，在古希腊著名的城堡叙拉古，曾经发生了一件几乎轰动全城的趣事。一天早上，一个赤身裸体的男子，全身湿淋淋的，乎轰动全城的趣事。一天早上，一个赤身裸体的男子，全身湿淋淋的，奔跑在热闹的叙拉古大街上，他边跑边欣喜若狂地高喊着：奔跑在热闹的叙拉古大街上，他边跑边欣喜若狂地高喊着：“攸勒加！攸勒加！攸勒加！攸勒加！”(“攸勒加攸勒加”是希腊语，意思是是希腊语，意思是“找到了找到了”)街上的人都以街上的人都以为他是一个疯子呢。为他是一个疯子呢。这个男子，就是世界科技史上有显赫地位的古希这个男子，就是世界科技史上有显赫地位的古希腊最杰出的

2、科学家腊最杰出的科学家阿基米德。是什么事情使得阿基米德如此兴奋阿基米德。是什么事情使得阿基米德如此兴奋呢呢?事情原来是这样的：事情原来是这样的：叙拉古国王希罗二世，叫工匠做一顶纯金的王冠。这顶王冠工艺叙拉古国王希罗二世，叫工匠做一顶纯金的王冠。这顶王冠工艺精致，重量也与所给的黄金相等，但是国王凭着一些迹象，怀疑工匠精致，重量也与所给的黄金相等，但是国王凭着一些迹象，怀疑工匠在王冠中掺了银子，于是，国王召见了他的顾问在王冠中掺了银子，于是，国王召见了他的顾问阿基米德，要求阿基米德，要求他在不损坏王冠的前提下查明真相。阿基米德接受任务之后，冥思苦他在不损坏王冠的前提下查明真相。阿基米德接受任务之后

3、，冥思苦想，吃不香，睡不安，眼看日子一天天地过去，他真要急疯了。这天想，吃不香，睡不安，眼看日子一天天地过去，他真要急疯了。这天阿基米德去浴室洗澡。澡盆里放满了水，他跳了进去，只见水溢出了阿基米德去浴室洗澡。澡盆里放满了水，他跳了进去，只见水溢出了盆外。这时，他感到身子入水越深，溢出的水越多，身子也感到越轻，盆外。这时，他感到身子入水越深，溢出的水越多，身子也感到越轻，直到他整个身子浸入水中，水才不再溢出来。这时，他的想像力被激直到他整个身子浸入水中，水才不再溢出来。这时，他的想像力被激发了，一个科学家的灵感突然出现了！他终于悟出了一个科学的原理。发了，一个科学家的灵感突然出现了！他终于悟出了

4、一个科学的原理。此刻的阿基米德已经完全进入到科学的王国中去了，完全忘记了自己此刻的阿基米德已经完全进入到科学的王国中去了，完全忘记了自己正在洗澡，这才发生了他裸体在大街上奔跑的一幕。正在洗澡，这才发生了他裸体在大街上奔跑的一幕。阿基米德的故事什么叫浮力？浮力的方向？什么叫浮力？浮力的方向？写出你所学过的可求浮力大小的写出你所学过的可求浮力大小的公式。公式。一、复习提问答案：复习提问答案：我们学过的求浮力的方法：我们学过的求浮力的方法：（1）F浮浮=G-F示示 （2）F浮浮=F向上向上-F向下向下 （3）漂浮或悬浮时：）漂浮或悬浮时：F浮浮=G （4）沉底时：）沉底时：F浮浮+F支持支持=G 科

5、学探究：科学探究：二、二、浮力的大小和哪些因素有关？浮力的大小和哪些因素有关？请同学们结合实际请同学们结合实际从从 物体物体的因素和周围的因素和周围液体液体的因素的因素 猜一猜猜一猜猜想(一)浮力大小可能和物浮力大小可能和物体重力有关体重力有关。理由是理由是体积相等的体积相等的轻的轻的木块木块在水中会在水中会浮起来，而重的浮起来，而重的金金属块属块则沉下去，说则沉下去，说明木块所受浮力比明木块所受浮力比金属块大金属块大 猜想(二)浮力大小可能和物浮力大小可能和物体体积有关体体积有关。理由是：理由是：“你看！你看！轮船体积大，在海轮船体积大，在海上能载这么多货物，上能载这么多货物，说明它所受的浮

6、力说明它所受的浮力大。大。”猜想(三)浮力大小可能和物浮力大小可能和物体浸入液体的深度体浸入液体的深度有关。有关。理由是在游泳池里理由是在游泳池里游泳，在浅水区感游泳，在浅水区感到浮力小，在深水到浮力小，在深水区就感到浮力大，区就感到浮力大，游起来轻松。游起来轻松。猜想（四）猜想（四）在海滨游泳的人都知道，在海滨游泳的人都知道，在海水里比在河水里容易在海水里比在河水里容易浮起来。为什么呢？因为浮起来。为什么呢？因为海水里含有许多盐，海水海水里含有许多盐，海水的密度为的密度为1.03103kg/m3。而淡水的密度为而淡水的密度为1.0103kg/m3，人的身体浸没在人的身体浸没在海水里受到的浮力

7、要比浸海水里受到的浮力要比浸没在淡水里受到的浮力大，没在淡水里受到的浮力大，所以人的身体很容易在海所以人的身体很容易在海水中浮起来。水中浮起来。浮力大小可能和液体密度有关浮力大小可能和液体密度有关 将将弹弹簧簧秤秤吊吊着着的的橡橡皮皮泥泥逐逐渐渐浸浸入入水水中中，随随着着橡橡皮皮泥泥浸浸入入水水中中的的体体积积的的变变大大，弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数变变小小，橡橡皮皮泥泥受受到到的的浮力变大。浮力变大。猜想（五）猜想（五）浮力大小可能浮力大小可能和和浸入水中的体浸入水中的体积积（排开液体的体积排开液体的体积）有关有关 设计实验，验证猜想设计实验，验证猜想1、浮力是否与物体体积有关。2、浮

8、力是否与物体密度有关。3、浮力是否与物体在液体中深度有关。4、浮力是否与液体的密度有关。5、浮力是否与物体浸在液体中体积有关。1.探究探究:浮力的大小与液体的密度的关系。浮力的大小与液体的密度的关系。结论结论:浮力的大小与液体的密度浮力的大小与液体的密度_(填填“有有”或或“没有没有”)关系。关系。有有2.探究探究:浮力的大小与物体浸没液体中的深度的浮力的大小与物体浸没液体中的深度的关系。关系。结论结论:浮力的大小与物体浸没液体中的浮力的大小与物体浸没液体中的深度深度_(填填“有有”或或“没有没有”)关关系系。没有没有同一物体在水中不同深度处，两图示数相同3探究探究:浮力的大小与物体密度的关系

9、。浮力的大小与物体密度的关系。探究结果是探究结果是:浮力的大小与物体密度浮力的大小与物体密度_(填填“有有”或或“没有没有”)关系。关系。没有没有相同体积相同体积的铜块、的铜块、铁块铁块.两个弹簧测力两个弹簧测力计计示数减小的示数减小的相同相同。即浮力相同即浮力相同4.探究探究：浮力大小和物体浸入液体的体积（浮力大小和物体浸入液体的体积（排排开液体的体积开液体的体积）的关系。）的关系。结论：浮力大小可能结论：浮力大小可能和和浸入液体中的体浸入液体中的体积积（排开液体的体积排开液体的体积）_关系。关系。有有 浮力的大小与物体的密度浮力的大小与物体的密度关系，和物体在液体中的深度关系，和物体在液体

10、中的深度关系；和物体排开液体的体积关系；和物体排开液体的体积关系，和液体的密度关系，和液体的密度 关系。关系。结论：结论：没有没有没有没有有有有有阿基米德阿基米德浴盆中的灵感浴盆中的灵感：1、身体越往水下浸，感到越轻，说明人 受到的浮力越（）2、身体越往水下浸，溢出的水越多，也就是人排开的水越多，那么排开水的重力也就越（）大大大大3、浮力和排开水的重力是否有关系呢？那么浮力和排开液体的重力有那么浮力和排开液体的重力有什么关系呢？什么关系呢？浮力的大小与液体的密度和物体排开液体浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关系。即的体积有关系。即F浮与与液和和V排有关。有关。而而液V排m排液；m排

11、液g=G排液，g为常数为常数，所以所以 F浮浮与G排液排液 有关有关1、器材：弹簧测力计、细线、水、烧杯、器材：弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、小石块。小桶、溢水杯、小石块。2、过程：、过程：圆柱体圆柱体重力重力/N弹簧测弹簧测力计示力计示数数/N浮力浮力/N小桶重小桶重力力/N小桶、小桶、水总重水总重力力/N溢出水溢出水重力重力/N3、数据记录表、数据记录表探究：浮力大小和排开液体的重力的关系探究：浮力大小和排开液体的重力的关系实验方案实验方案（1）（）（）（）（）（）（）(5)实验探究数据实验探究数据物体重物体重G/N浸没时浸没时弹簧测弹簧测力计的力计的示数示数F拉拉/N物体所物

12、体所受浮力受浮力F浮浮/N空桶重空桶重G桶桶/N桶和溢桶和溢出水的出水的总重总重G总总/N排开水排开水所受的所受的重力重力G排排/N31.20.52.31.81.8实验结论实验结论 浸入浸入液体中的物体受到竖直向上的液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它浮力，浮力的大小等于它排开液体排开液体受到受到的重力。的重力。即即 F浮浮=G排排F浮=G排=m排g=液 gV排 物体受到的浮力 排开液体所受的重力 液体的密度 物体排开的液体的体积阿基米德原理阿基米德原理：四、阿原理与实验探究的统一四、阿原理与实验探究的统一F浮=G排=m排g=液 gV排1、部分浸入时，、部分浸入时，V排排等于物体液

13、面以等于物体液面以 下部分的体积。下部分的体积。2、浸没时，浸没时，V排排等于物体的体积。等于物体的体积。气体的浮力：气体的浮力：阿基米德原理也阿基米德原理也适用于气体。适用于气体。即浸在即浸在气体中气体中的的物体，受到气物体，受到气体对它竖直向上体对它竖直向上的浮力，浮力的的浮力，浮力的大小等于它大小等于它排开排开气体气体受到的重力。受到的重力。死海中死海中海水的密度海水的密度大，人大，人浸浸没没其中，其中，F浮浮大，大，则则 F浮浮G人人，因，因此人总要上浮，直至漂浮在海面此人总要上浮，直至漂浮在海面上。上。战俘屡被投进死海，而不会淹死战俘屡被投进死海，而不会淹死的原因是：的原因是：人们可

14、以很轻松地在死海海面仰卧，甚至还可以看人们可以很轻松地在死海海面仰卧，甚至还可以看书！书！F向上=P1S=液gh1SF向下=P2S=液gh2SF浮=F向上-F向下 =液gh1S-液gh2S =液gS（h1-h2）=液gV排 =G排液阿基米德定律的推导阿基米德定律的推导h1h2F向上F向下 A、B、C、D四个体积相等的小球均四个体积相等的小球均处于静处于静止状态止状态，它们受到的浮力大它们受到的浮力大小什么关系？它们受到的重力大小小什么关系？它们受到的重力大小什么关系什么关系？DBACF F浮浮D DFF浮浮A A=F=F浮浮B B=F=F浮浮C CG GD DGGB B=G=GC CGGA A

15、 一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小力大小 ，它受到的浮力，它受到的浮力 ，它排开水的体积它排开水的体积 ，（填，（填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”）所以轮船要所以轮船要 一些。（填一些。（填“上浮上浮”或或“下沉下沉”）不变不变变大变大下沉下沉不变不变河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水河水河水海水海水练一练：练一练：一、判断一、判断 1 1、物体的体积越大，受到的浮力越大。（、物体的体

16、积越大，受到的浮力越大。（)2 2、物体的重力越大，受到的浮力越大。（、物体的重力越大，受到的浮力越大。（）3 3、物体受到的浮力与它排开液体的密度有关、物体受到的浮力与它排开液体的密度有关（）4 4、密度大的物体受到的浮力反而小。（、密度大的物体受到的浮力反而小。（）5 5、物体受到的浮力大小与它的运动状态有关（、物体受到的浮力大小与它的运动状态有关（）6 6、漂浮在液面上的物体比沉入底部的物体受到的浮力大、漂浮在液面上的物体比沉入底部的物体受到的浮力大（）7 7、物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，物体受、物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大。（到的浮力就越大。

17、（）2、一木块放在盛满水的烧杯内，溢出水的质量为100克，木块受到的浮力为（）牛二、填空二、填空1、浸在液体中的物体，受到液体（）的浮力，浮力的大小等于它排开液体受到的（）竖直向上重力重力0.98三、选择：三、选择：1、用手把一乒乓球按在水底，放手后，球上浮，最后漂浮在水面，此过程中浮力 A、逐渐增加，但小于重力。B、不变，但大于重力。C、先不变，后减小，漂浮时等于重力。D、先大于重力，后小于重力。答案：（）C2、体积相同的四个球甲、乙、丙、丁，在水中静止，所受浮力最小的是（）A 甲 B 乙 C 丙 D 丁甲乙丙丁A2、将同一物体分别放入三种液体中，、将同一物体分别放入三种液体中，如图所示，则

18、物体受到的浮力：如图所示，则物体受到的浮力：水水盐水盐水煤油煤油A、在水中、在水中最小最小B、在盐水中的最小在盐水中的最小C、在煤油中的最小在煤油中的最小D、在三种、在三种液体中一样大液体中一样大四、计算：四、计算：1 1、一轮船在长江中航行时，水下部分的体、一轮船在长江中航行时，水下部分的体积为积为50005000立方米，它到的浮力是多大？立方米，它到的浮力是多大？2 2、一物体重力、一物体重力0 0牛，把它浸没在水中称，牛，把它浸没在水中称，测力计示数为测力计示数为3030牛，物体受到的浮力是多大牛，物体受到的浮力是多大？它的体积又是多少？它的体积又是多少？F F浮=水gVgV=1.010

19、=1.0103 3kg/mkg/m3 310N/kgN/kg5000m3 3 =5=5107 7NF浮=G-F示=40N-30N=10N由于物体浸没在水中，由于物体浸没在水中，则则V=V排=F浮/水g g =10N/1.010 =10N/1.0103 3kg/mkg/m3 310N/kg=1010N/kg=10-3-3m m3 31 1、游泳时人从浅水区走向深水区，人越、游泳时人从浅水区走向深水区，人越深受到的浮力越大，这是为什么？深受到的浮力越大，这是为什么？若一若一舰艇由南海驶入珠江舰艇由南海驶入珠江,所受的浮力又会怎所受的浮力又会怎么样么样?舰艇会上浮点还是会下沉点舰艇会上浮点还是会下沉

20、点?加油站加油站2、一金属块在空气中的重、一金属块在空气中的重力力（视重）是视重）是27N，把它全部浸沉在水中时，弹簧测力计，把它全部浸沉在水中时，弹簧测力计的读数是的读数是17N，则金属块受到水对它的浮力，则金属块受到水对它的浮力是是，浮力的方向是，浮力的方向是 ，物体的体积是（物体的体积是（）m310竖直向上竖直向上110-33 3、一个铝块质量为、一个铝块质量为2.7kg2.7kg，全部浸入水中后，全部浸入水中后，它排开水的体积为（它排开水的体积为（），排开水的质），排开水的质 量为（量为（），受到的浮力为（），受到的浮力为（）；若）；若 浸没在煤油中，它受到的浮力为（浸没在煤油中，它受

21、到的浮力为（）。）。110-31kg9.8N7.84N4.一个人从深水区走向浅水区一个人从深水区走向浅水区,脚感到越来越脚感到越来越 疼疼,为什么为什么?由由 F支支=GF浮浮,浮力变小浮力变小,支持力变支持力变大大,所以脚感到越来越疼所以脚感到越来越疼.5 5、在物理课外小组活动时，老师给同学们准备了、在物理课外小组活动时，老师给同学们准备了以下器材：弹簧测力计、量筒、刻度尺、烧杯、水、以下器材：弹簧测力计、量筒、刻度尺、烧杯、水、细线；同学们设计了许多方法测量正方体小金属块细线；同学们设计了许多方法测量正方体小金属块浸没在水中所受的浮力，请写出两种测量方法，并浸没在水中所受的浮力，请写出两

22、种测量方法，并用测出的物理量表示出浮力的大小。用测出的物理量表示出浮力的大小。方案一：方案一：1、器材：小金属块、弹簧、器材：小金属块、弹簧 测力计、烧杯、水测力计、烧杯、水3、浮力的大小的表达式、浮力的大小的表达式：F浮浮=G-F拉拉2、步骤、步骤:(1)用细线捆住金属块，挂在弹簧用细线捆住金属块，挂在弹簧测力计测力计上上测出金属块在空气中的重力测出金属块在空气中的重力G；（2）把金属块浸没在水中时，读出）把金属块浸没在水中时，读出 弹簧测力计的读数为弹簧测力计的读数为F拉拉；5 5、在物理课外小组活动时，老师给同学们准、在物理课外小组活动时，老师给同学们准备了以下器材：弹簧测力计、量筒、刻

23、度尺、备了以下器材：弹簧测力计、量筒、刻度尺、烧杯、水、细线；同学们设计了许多方法测烧杯、水、细线；同学们设计了许多方法测量正方体小金属块量正方体小金属块浸没在水浸没在水中所受的浮力，中所受的浮力，请写出两种测量方法，并用测出的物理量表请写出两种测量方法，并用测出的物理量表示出浮力的大小。示出浮力的大小。方案二：方案二：1、器材：小金属块、刻度尺、器材：小金属块、刻度尺2、步骤：用刻度尺测出正方体金属块、步骤：用刻度尺测出正方体金属块的边长的边长L。3、浮力的大小的表达式、浮力的大小的表达式：F浮浮=G排排=水水gV排排=水水g L35、在物理课外小组活动时，老师给同学们准备了以、在物理课外小

24、组活动时，老师给同学们准备了以下器材：弹簧测力计、量筒、刻度尺、烧杯、水、下器材：弹簧测力计、量筒、刻度尺、烧杯、水、细线；同学们设计了许多方法测量正方体小金属块细线；同学们设计了许多方法测量正方体小金属块浸没在水中所受的浮力，请写出两种测量方法，并浸没在水中所受的浮力，请写出两种测量方法，并用测出的物理量表示出浮力的大小。用测出的物理量表示出浮力的大小。3、浮力的大小的表达式浮力的大小的表达式：F浮浮=G排排=水水gV排排=水水g（V2-V1）2、步骤：、步骤：(1)在量筒中倒入一定的水，记下水面的刻度在量筒中倒入一定的水，记下水面的刻度值值V1；(2)用细线捆住金属块，浸没入量筒用细线捆住金属块，浸没入量筒的水中，记下此时水面的刻度值的水中，记下此时水面的刻度值V2；方案三：方案三：1.器材：小金属块器材：小金属块,量筒量筒,水水,细线细线