3.探究浮力大小的影響因素
1.知道浮力的概念、產(chǎn)生原因及浮力的方向
2.知道漂浮在液面上的物體和浸沒在液體中的物體都受到浮力作用，會(huì)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量浮力
這么大的貨船通過國(guó)際港口時(shí)如何計(jì)量實(shí)際的載質(zhì)量呢?
工作人員通常是通過讀取貨船浸入海水中的深度來測(cè)量
游船、鴨子能在水面游弋，海洋中巨大的冰山能在水面漂浮，是什么力量把它們托起來的呢?
1.定義：浸在液體中的物體受到向上的力，這個(gè)力叫作浮力( buyancy frce )。
浸在氣體中的物體也受到氣體對(duì)物體的浮力。
漂浮在水面的物體受到浮力，浸沒在水中的物體也受到浮力嗎?
測(cè)量浸沒在水中的鋁塊所受的浮力
1.如圖甲所示，在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)鋁塊，鋁塊靜止時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，這就是鋁塊所受重力的大小。 2.把鋁塊浸沒在水中(圖乙)，鋁塊靜止時(shí)，看看彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)有什么變化。 想一想，為什么示數(shù)會(huì)有變化，它說明了什么問題?算一算，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化了多少?
甲
浸沒在水中的鋁塊受到三個(gè)力（如圖）：重力G、彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F拉和浮力F浮。在這三個(gè)力的作用下鋁塊處于平衡狀態(tài)。把F拉和F浮的合力設(shè)為F合，這樣就可以認(rèn)為鋁塊受F合和G兩個(gè)力的作用。你能證明F浮=G－F拉嗎?
解析： 把F拉和F浮的合力設(shè)為F合，有：F合＝F拉＋F浮， 此時(shí)鋁塊靜止，F(xiàn)合和G是一對(duì)平衡力，即： F合＝G。 所以，F(xiàn)拉＋F?。紾。 故有，F(xiàn)?。紾－F拉。
圖甲、乙中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之差，就是浮力的大小。
3.大?。篎?。紾－F拉＝F甲－F乙
例1、彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)重物，在空氣中稱量時(shí)的示數(shù)如圖甲所示，把重物浸在水中時(shí)的示數(shù)如圖乙所示。重物浸在水中時(shí)所受的浮力是多少?
解析： F?。紾－F拉 ＝F甲－F乙 ＝3.2N－2.2N ＝1.0N
3.改變鋁塊在水中浸沒的深度(圖丙)，看看示數(shù)是否有變化。
甲 乙
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有變化，說明浸沒在水中的鋁塊所受浮力的大小，跟鋁塊所到達(dá)的深度沒有關(guān)系。
知識(shí)點(diǎn)2 決定浮力大小的因素
猜想1：浮力的大小與物體浸在液體中的 體積有關(guān)。
猜想2：浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
用手把一個(gè)飲料瓶壓入水中，飲料瓶浸入的體積越大越費(fèi)力。
人在水中會(huì)下沉，在死海中卻可以漂浮。
由以上猜想，浮力的大小可能與浸在液體中物體的體積、液體的密度等因素有關(guān)。要探究浮力的大小是否與這些量有關(guān)，需要逐次探究，每次探究浮力的大小與其中一個(gè)量的關(guān)系，其他的量要保持不變。
探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)
1.為探究浮力的大小是否與物體浸在液體中的體積有關(guān)，可以逐漸增大物體浸在液體中的體積，觀察和記錄浮力大小的變化，如圖所示。
甲 乙 丙
2.為探究浮力的大小是否與液體的密度有關(guān)，可以把同一個(gè)物體浸沒在不同的液體中，測(cè)量并記錄浮力的大小。
還可以用控制變量的方法檢驗(yàn)其他的猜想。
為探究浮力的大小是否與物體浸沒的深度有關(guān)，可以把同一個(gè)物體浸沒在相同的液體不同深度處，測(cè)量并記錄浮力的大小，如圖所示。
為探究浮力的大小是否與物體的密度有關(guān)，可以把體積相同密度不同的物體浸沒在相同的液體相同深度中，測(cè)量并記錄浮力的大小，如圖所示。
甲 乙
物體浸在液體中的體積_______、液體的密度_______，浮力就越大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：物體在液體中所受浮力的大小，與它浸在液體中的體積有關(guān)、與液體的密度有關(guān)。
例2、在“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想：1.與物體浸入液體中的深度有關(guān)；2.與物體排開液體的體積有關(guān)；3.與液體的密度有關(guān)。
（1）請(qǐng)你寫出能夠支持猜想3的一個(gè)生活現(xiàn)象：___________________________________。
（2）進(jìn)行探究時(shí)，實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示。其中序號(hào)b中物體P所受浮力大小______N。
人在水中下沉，而在死海中卻能漂浮
猜想3.與液體的密度有關(guān)。
（3）分析a、c、d三次實(shí)驗(yàn)，可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；分析___________三次實(shí)驗(yàn)，可知浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)；分析a、d、e三次實(shí)驗(yàn)，可知在物體排開液體的體積一定時(shí)，液體密度越大，物體受到的浮力______（選填“越大”或“越小”）；
知識(shí)點(diǎn)3 浮力產(chǎn)生的原因
長(zhǎng)方體兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面所受液體的壓力相互平衡，物體水平方向所受的合力為0。 對(duì)于上、下兩面，上表面深度小于下表面深度，由壓強(qiáng) p= ρgh 可知，p向上>p向下，而上下表面面積相等，所以，F(xiàn)向上> F向下，合力向上，如圖。
F浮= F向上－ F向下
浸沒在液體中的物體，其上、下表面受到液體對(duì)它的壓力不同，這就是浮力產(chǎn)生的原因。
(1)將兩端蒙上繃緊程度相同的橡皮膜的玻璃筒浸沒在水中。甲圖說明在同一深度，水對(duì)玻璃筒左側(cè)的橡皮膜的壓力_____水對(duì)玻璃筒右側(cè)的橡皮膜的壓力；乙圖說明水對(duì)玻璃筒下表面橡皮膜向上的壓力_____水對(duì)玻璃筒上表面橡皮膜向下的壓力。(2)_____圖可以說明浮力的產(chǎn)生原因。
例3、在研究浮力產(chǎn)生的原因時(shí)，某同學(xué)做了如圖所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：
液體對(duì)浸在其中物體上、下表面壓力差
浸在液體中的體積、液體的密度
1. 2020年10月，“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝成功下潛到10058m，創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛的新紀(jì)錄。“奮斗者”號(hào)在水下下潛的過程中，受到的壓強(qiáng)和浮力的變化情況正確的是（ ）
A.壓強(qiáng)變小，浮力不變 B.壓強(qiáng)不變，浮力變小 C.壓強(qiáng)變大，浮力不變 D.壓強(qiáng)不變，浮力變大
解析：P=ρgh，h增大，P增大；物體受到的浮力大小與浸沒在液體中的深度無關(guān)，因此下潛過程中浮力不變。
2.一個(gè)豎直懸掛在水中的圓柱體，上表面受到水的壓力為5 N，下表面受到水的壓力為13 N。你認(rèn)為這個(gè)物體受到水的浮力是多少?
解析： 由浮力產(chǎn)生的原因有
F浮= F向上－ F向下 = 13 N－5 N = 8 N
3. 如圖所示，洗手盆底部的出水口塞著橡膠制成的水堵頭，則水堵頭（ ）
A.沒有受到水的壓力，但受到水的浮力B.沒有受到水的壓力，也沒有受到水的浮力C.受到水的壓力，沒有受到水的浮力D.受到水的壓力，也受到水的浮力
解析： 水堵頭下面沒有水，所以，不受浮力。
（1）將一長(zhǎng)方體金屬塊橫放，部分體積浸入水中時(shí)，在液面所對(duì)的燒杯壁作一標(biāo)記線，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F甲（如圖甲）為____N；再把金屬塊豎放浸入同一杯水中，當(dāng)____________________時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F乙（如圖乙）。比較發(fā)現(xiàn)F乙=F甲。小敏得出：浸沒前物體受到的浮力與浸入深度無關(guān)。
4.小敏對(duì)“物體在水中浸沒前受到的浮力是否與浸入深度有關(guān)”進(jìn)行了研究。

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第1節(jié) 浮力

版本： 人教版（2024）

年級(jí)： 八年級(jí)下冊(cè)（2024）

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