一、想一想萬噸巨輪在水中為什么不下沉? 熱氣球?yàn)槭裁茨茯v空而起? 這些現(xiàn)象都與浮力有關(guān)。那么，什么是浮力？浮力產(chǎn)生的原因是什么？
第一節(jié) 認(rèn)識(shí)浮力
二、課堂影院請同學(xué)們欣賞——《阿基米德的故事》
通過剛才的短片，我們知道了阿基米德及其發(fā)現(xiàn)的浮力定律，什么是浮力？浮力是怎樣產(chǎn)生的？今天我們一起學(xué)習(xí)有關(guān)浮力的知識(shí)。
（1）觀察現(xiàn)象 冰山能在水上漂浮，游船能在水面游弋、放飛的氣球能升空。
想一想：是什么力量把它們托起來的？冰山、游船、氣球都受到重力的作用，冰山、游船但卻沒有因此而沉入水底，氣球能夠升空，這表明水（空氣）對它們有一個(gè)向上托起的力。
（2）浮力 液體或氣體，對浸入其中的物體都有豎直向上的作用力，物理學(xué)中把這個(gè)作用力叫做浮力，常用字母F浮表示。（3）浮力方向：豎直向上。 （4）浮力的施力物體：液體或氣體。
輪船浮在水面上時(shí)，受到豎直向下的重力G；因?yàn)殪o止，根據(jù)二力平衡條件可知，一定有一個(gè)豎直向上的力與重力平衡。這個(gè)力就是浮力F浮。
（5）正確理解浮力①“浸在”包含兩種情況，一是部分浸入，二是全部浸入。②浸在氣體中的物體也受到氣體對它的豎直向上的浮力作用，但一般情況下不考慮氣體對物體的浮力。③真空中沒有氣體，位于太空等真空中的物體不受浮力。④浮力的方向始終豎直向上（不是垂直向上），與重力的方向相反，和物體所處的位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、形狀、容器放置方式都無關(guān)。
（1）實(shí)驗(yàn)：探究液體的浮力
【實(shí)驗(yàn)器材】彈簧測力計(jì)、石塊、細(xì)線、燒杯和水?！緦?shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象】①在彈簧測力計(jì)下懸掛石塊，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)。
②把石塊浸入在水中，觀察彈簧測力計(jì)的示數(shù)是如何變化的。③用手托起石塊，再次觀察彈簧測力計(jì)示數(shù)的變化。
想一想為什么石塊浸入水中和被手托起時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)會(huì)有變化？思考水和手對石塊產(chǎn)生了什么作用。
【分析與論證】①在彈簧測力計(jì)下懸掛石塊，彈簧測力計(jì)的示數(shù)（即石塊重力） F1=G=2.4N ②把石塊浸入在水中，觀察彈簧測力計(jì)的示數(shù)減小，其示數(shù)為F2=1.2N③用手托起石塊，再次觀察彈簧測力計(jì)示數(shù)，發(fā)現(xiàn)會(huì)變小，F(xiàn)3=1.2N。圖乙、丙中彈簧測力計(jì)的示數(shù)變小，這說明水對石塊有類似于手對石塊豎直向上的托力。
【分析與論證】石塊在水中受到的浮力F浮=F1-F2=2.4N-1.2N=1.2N
【探究結(jié)論】液體對浸在其中的物體有豎直向上的浮力。
【實(shí)驗(yàn)器材】杠桿、鉤碼、籃球和氣球?！緦?shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象】將充足氣的籃球和套有氣針的氣球氣球一起掛于杠桿左端，調(diào)整杠桿右端鉤碼的懸掛位置，使杠桿平衡，如圖甲所示。然后將氣針頭插入籃球的氣門內(nèi)，氣球隨即膨脹，觀察到杠桿不再平衡，掛鉤碼的一端下沉，如圖乙所示。
【分析與論證】說明空氣對氣球有豎直向上的浮力。
【探究結(jié)論】氣體對浸在其中的物體有豎直向上的浮力。
①物體在空氣中的重力G=F1
②物體浸在水中測力計(jì)的拉力F2
（1）測量物體在空氣中受的重力G=F1（2）物體浸在水中彈簧測力計(jì)的拉力F2（3）浮力的大小 F浮=F1-F2=2.3N-0.8N=1.5N F浮=F1-F2 彈簧測力計(jì)減小的示數(shù)就是水對物體的豎直向上的浮力。這種測量浮力的方法叫“稱重法”。
3. 稱重法求浮力的方法
演示實(shí)驗(yàn)——《測量鋁塊浸沒在水中時(shí)所受的浮力》
4. 運(yùn)用力的平衡條件求浮力
根據(jù)力的平衡條件可知：F浮+F2=G，所以:
①鋁塊在空氣中時(shí)，受到重力G和彈簧測力計(jì)的拉力F1。
②鋁塊浸沒在水中時(shí)，受到三個(gè)力的作用：重力G、浮力F浮和拉力F2。
【例題1】把一重為10N的鐵塊用細(xì)線系在彈簧測力計(jì)下浸沒在水中，如圖所示，靜止時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為8N，則鐵塊所受的浮力為（　?。〢．10N B．7N C．2ND．17N
鐵塊所受的浮力為 F浮=G-F=10N-8N=2N 故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。
（1）將物體懸掛在彈簧測力計(jì)下端，如圖甲實(shí)驗(yàn)所示，物重G＝______N。（2）當(dāng)用手向上托物體時(shí)，如圖乙實(shí)驗(yàn)所示，手對物體向上的托力F＝______N。（3）當(dāng)物體浸入水中時(shí)，如圖丙實(shí)驗(yàn)所示．將圖丙實(shí)驗(yàn)與圖甲、圖乙實(shí)驗(yàn)對照，說明水對物體有向上的托力，即浮力，水對物體的浮力F浮＝______ N。（4）該實(shí)驗(yàn)是采用_____的物理方法，建立起浮力概念的。
【例題2】如圖所示是認(rèn)識(shí)浮力的探究實(shí)驗(yàn)．
（1）圖甲中，物重即為彈簧測力計(jì)的示數(shù)，即G＝5N。（2）圖乙中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2N，即彈簧測力計(jì)的示數(shù)F視1＝G－F托＝2N，故托力F托＝3N（3）對照圖甲、圖乙、圖丙實(shí)驗(yàn)，說明水對重物產(chǎn)生了一定的托力，即浮力。在圖丙中，測力計(jì)的示數(shù)為3N，即彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N，故浮力F?。?N-3N=2N（4）此實(shí)驗(yàn)是通過對比圖甲、圖乙、圖丙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到液體對物體有向上的托力，即通過對比法來建立起浮力概念的。
為什么浸在液體中的物體會(huì)受到浮力呢？這是因?yàn)橐后w內(nèi)部存在壓強(qiáng)，而且深度不同，其壓強(qiáng)不同。
1. 分析浮力產(chǎn)生的原因我們以浸沒在液體中的長方體為例進(jìn)行探究，浸沒在液體中的長方體的六個(gè)面分別受到液體的壓強(qiáng)（p=pgh）和壓力（ F=pS ），我們來對比一下。（如圖所示）
總結(jié)歸納：浮力是因液體對浸在其中的物體有壓力差而產(chǎn)生的。大?。篎浮=F2-F1
F前、F后是一對平衡力，合力為0
F左、F右是一對平衡力，合力為0
F向下?F向上，F(xiàn)差=F向上-F向下
2. 兩種特殊情況 （1）當(dāng)物體部分浸入液體中時(shí)，如圖所示，上表面不受液體壓力，則浮力的大小F浮=F向上 （2）若浸沒在液體中的物體下表面和容器底緊密接觸，如圖所示，則液體對物體向上的壓力F為零，物體將不受浮力的作用，只受向下的壓力。如在水中的橋墩、攔河壩等。
視頻講解——《浮力產(chǎn)生的原因》
【例題3】物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用一只可樂瓶與一只乒乓球做“研究浮力產(chǎn)生原因”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，將一只塑料可樂瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶內(nèi)，從上面倒入水，觀察到有少量水從乒乓球與瓶頸縫隙中流出（圖甲），但乒乓球并不上浮，這是因?yàn)椋?br/>____________________________________；若用手堵住瓶口（圖乙），可觀察到乒乓球浮起，這是因?yàn)開_________________________________________；此實(shí)驗(yàn)說明浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體上、下表面產(chǎn)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壓力
甲圖中，乒乓球下部沒有水，它的底部不受水的向上的壓力，而浮力是由于浸沒在液體中的物體上、下表面受到液體的壓力差，所以，乒乓球不受浮力。乙圖中，用手堵住瓶口，乒乓球的上部和下部分別受到向下和向上的壓力，從而產(chǎn)生浮力，當(dāng)浮力大于乒乓球的重力時(shí)，乒乓球上浮。綜上分析可知，此實(shí)驗(yàn)說明浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體上、下表面產(chǎn)生壓力差。
【例題4】如圖所示，將兩端扎有繃緊程度相同的橡皮膜的玻璃圓筒浸沒在水中，當(dāng)玻璃圓筒沿水平方向放置時(shí)，水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的壓力F向左 F向右；當(dāng)玻璃圓筒沿豎直方向放置時(shí)，水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的壓力F向上 F向下（前兩空選填“大于”“等于”或“小于”）。通過以上實(shí)驗(yàn)可知，浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體的上下兩個(gè)表面有 ，若玻璃圓筒沿豎直方向放置時(shí)，上端的橡皮膜受到的壓力為6N，下端的橡皮膜受到的壓力為18N，則玻璃圓筒受到的浮力為 N。
玻璃圓筒沿水平方向放置時(shí)，水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的深度相同，液體壓強(qiáng)相同，受力面積相同，故水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的壓力相同。當(dāng)玻璃圓筒沿豎直方向放置時(shí)，水對玻璃圓筒兩端橡皮膜的向上的壓力大于向下的壓力，因?yàn)橄鹌つは卤砻娴纳疃缺容^深，受到的液體壓強(qiáng)比較大，受到的向上的力比較大。通過以上實(shí)驗(yàn)可知，浮力產(chǎn)生的原因是液體對物體的上下兩個(gè)表面有壓力差，且向上的壓力大于向下的壓力，故產(chǎn)生向上的浮力。玻璃圓筒受到的浮力為
①浮力：液體或氣體，對浸入其中的物體都有豎直向上的作用力，這個(gè)作用力叫做浮力，常用字母F浮表示。②方向：豎直向上。③稱重法測浮力：彈簧測力計(jì)在液體中減小的示數(shù)就是物體受到的浮力 F浮=F1-F2 ①產(chǎn)生原因：浮力是因液體對浸在其中的物體有壓力差而產(chǎn)生的。②大?。杭碏浮=F2-F1
1．在游泳時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，只要用腳輕輕蹬泳池底，整個(gè)身體很容易浮起；如果在床上也想這樣做，就非常難了。這是為什么？
因?yàn)槿嗽谠「桌锵丛钑r(shí)，身體會(huì)受到水豎直向上的浮力，所以手不需要很大的力就可以支撐起整個(gè)身體；人在床上時(shí)，幾乎不受浮力，要靠雙手支撐起自己的幾乎全部重力，當(dāng)然就很困難了。
2. 把空易拉罐開口朝上按入裝有水的桶中，在易拉罐浸沒之前，在向下按的過程中，你能感受到浮力的存在嗎？浮力的大小是否有變化呢？
用手把空易拉罐開口朝上按入裝有水的桶中，在易拉罐浸沒之前，在向下按的過程中，要用力，表明受到了浮力，且越往下按，感覺越用力，表明浮力越大。越往下按，它排開水的體積越大，這個(gè)現(xiàn)象告訴我們，浮力的大小可能跟排開液體的多少有關(guān)。
3. 物塊浸沒在液體中，受到液體對它向上、向下的壓力分別為15 N、5N，其受到浮力的大小為（ ）A. 5N B. 10N C. 15N D. 20N
由于物體在液體中受到的浮力實(shí)質(zhì)就是其受到向上和向下的壓力差，所以，物塊受到的浮力大小為 故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。
4. 如圖所示，是一位同學(xué)巧用物理知識(shí)將帽子交給樓上同學(xué)的情境。此過程中應(yīng)用的關(guān)鍵知識(shí)是（ ）A. 氣球受到重力B. 帽子的質(zhì)量大于氣球的質(zhì)量C. 帽子的密度大于氣球的密度D. 空氣對帽子和氣球有浮力作用
空氣對氣球和帽子有浮力作用，當(dāng)空氣和帽子受到的浮力大于自身重力，使帽子上升到樓上。故選D。
5. 下列關(guān)于浮力的說法中正確的是（ ） A. 只有浮在液體表面的物體才受到浮力B. 物體只有浸入液體中，才會(huì)受到浮力的作用C. 下沉的物體不會(huì)受到浮力D. 浮力的方向總是豎直向上的
A．在液體中懸浮和下沉的物體也受到浮力，故A錯(cuò)誤；B．物體在氣體中，也會(huì)受到浮力的作用，故B錯(cuò)誤；C. 下沉的物體也受到浮力，物體之所以下沉，是因?yàn)槭艿降闹亓Υ笥诟×?，故C錯(cuò)誤；D．浮力的方向一定都是豎直向上的，故D正確。故選D。
6. 在 “探究浮力”的實(shí)驗(yàn)中，由圖 （a）可知金屬塊受到的重力是______N ，現(xiàn)將金屬塊浸沒在水中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)變?yōu)槿鐖D（b）所示，則金屬塊受到水的浮力是_____N 。
由圖（a）可知金屬塊受到的重力是1.4N；將金屬塊浸沒在水中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)變?yōu)?.0N，則金屬塊受到水的浮力是F浮=F1-F2 =1.4N-1.0N=0.4N。
1．為什么我們在空氣中感受不到浮力？答：由于空氣的密度小，空氣中的物體如果體積不大，排開空氣的重力很小，受到的重力浮力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于物體的重力，可以忽略不計(jì)。這就是我們感受不到空氣中的浮力的原因。但是像熱氣球這類體積大，重力小的物體在空氣中受到的浮力就很大了。
2．在太空中的宇航員是否受浮力？答：在太空中，物體受到的引力非常小，宇航員因此處于失重狀態(tài)。這種狀態(tài)下，宇航員不會(huì)受到浮力的作用，而是可以自由漂浮在空間站內(nèi)?。浮力通常是由于流體對物體的向上和向下的壓力差產(chǎn)生的，但在太空中沒有這樣的流體環(huán)境，因此不存在浮力。
1. “天宮課堂”第一課上，王亞平做了一個(gè)有關(guān)浮力的實(shí)驗(yàn)。在太空中，乒乓球并沒有像在地面一樣浮在水面，而是停留在了水中，如圖。下列有關(guān)該現(xiàn)象的解釋正確的是（　?。〢．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．太空中重力消失時(shí)，浮力也就消失了D．浮力是由重力產(chǎn)生的
浮力產(chǎn)生的原因：物體受到液體向上的壓力大于向下的壓力，上下表面的壓力差即為浮力，在太空中水和乒乓球處于完全失重狀態(tài)，水不會(huì)對浸入其中的物體產(chǎn)生壓力，所以在太空失重環(huán)境下浮力消失，故C正確，ABD錯(cuò)誤。
2. 物體A浸入水中前后，彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示，物體浸入水后，受到受到重力、_____和_____的作用，其中重力為___N，浮力為____N。
物體浸沒時(shí)，受到重力、浮力及拉力作用；根據(jù)左邊測力計(jì)的示數(shù)可知，物體的重力G=4N；根據(jù)稱重法可得，物體受到的浮力 F浮=G-F=4N-3N=1N
3. 重為5N的木塊A在水中在拉力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)繩子的拉力為3N，此時(shí)木塊A受到的浮力大小為F1，剪斷繩子后，木塊A的運(yùn)動(dòng)情況和F1大小情況是（　?。〢．F1=8N，保持靜止 B．F1=8N，向上運(yùn)動(dòng)C．F1=3N，保持靜止 D．F1=3N，向下運(yùn)動(dòng)
木塊此時(shí)受到豎直向下的重力、繩子豎直向下的拉力和豎直向上的浮力的作用，木塊在這三個(gè)力的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)，則木塊的浮力 F1=G+F拉=5N+3N=8N由于F1>G，所以剪斷繩子后，木塊將向上運(yùn)動(dòng)。
4. 如圖所示，將乒乓球置于去底塑料瓶口處，然后向瓶里注水，當(dāng)有少量水從瓶口流出時(shí)，乒乓球不上??；若用手堵住瓶口，可觀察到乒乓球上浮起來，此實(shí)驗(yàn)說明了（ ）A．液體的壓強(qiáng)與液體的密度有關(guān)B．連通器原理C．大氣存在壓強(qiáng)D．浮力產(chǎn)生的原因
開始時(shí)乒乓球受到液體壓強(qiáng)作用，下部液體較少且隨時(shí)流走，所以受到液體向上的壓強(qiáng)小于向下的壓強(qiáng)，向上的壓力小于向下的壓力，乒乓球不能上浮。當(dāng)用手堵住瓶口，乒乓球下面有水，乒乓球下面也受到液體壓強(qiáng)和大氣壓的作用。向上的液體壓強(qiáng)大于向下的液體壓強(qiáng)，乒乓球上浮，故此實(shí)驗(yàn)說明了浮力產(chǎn)生的原因，故ABC不符合題意，D符合題意。
5. 如圖所示，一金屬塊吊在彈簧測力計(jì)下端，在空氣中彈簧測力計(jì)讀數(shù)是27.5N，現(xiàn)將金屬塊浸入水中后，彈簧測力計(jì)讀數(shù)是21.5N，若金屬塊上表面受到水的壓力為20N，求： （1）金屬塊受到浮力； （2）金屬塊下表面受到水的壓力。
（1）金屬塊浸沒在水中稱量時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)比空氣中的示數(shù)小，是因?yàn)榻饘賶K在水中受到向上的浮力的作用，浮力為F浮=G-F=27.5N-21.5N=6N（2）根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知，物體的浮力等于物體上下表面受到的水的壓力差，故金屬塊下表面受到水的壓力為F下=F上+F浮=20N+6N=26N
6．如圖所示，裝滿水的燒杯放在盤子里，再把空易拉罐按入水中，感受到浮力的同時(shí)，會(huì)看到排開的水溢到盤子中，慢慢將易拉罐壓入水中，體會(huì)浮力的大小并觀察溢出水的多少。根據(jù)活動(dòng)中的感受和觀察，能夠提出的最具探究價(jià)值的科學(xué)問題是（　?。〢．浮力的大小與物體排開液體的密度有什么關(guān)系B．浮力的大小與浸入液體的物體形狀有什么關(guān)系C．浮力的大小與物體排開液體的體積有什么關(guān)系D．浮力的大小與物體浸入液體的深度有什么關(guān)系

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第一節(jié) 認(rèn)識(shí)浮力

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