滬科版（2024）八年級全冊（2024）第二節(jié) 探究：浮力大小與哪些因素有關(guān)教課課件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

歷史典故——“死海不死”相傳大約兩千年前，羅馬統(tǒng)帥狄杜進兵耶路撒冷，攻到死海岸邊，擊潰了這里的土著人，并下令將俘虜來的奴隸投入死海。但奇怪的是奴隸并沒有沉到水里淹死，卻被波浪送回岸邊。狄杜大驚失色，以為奴隸們受神靈保佑，屢淹不死，只好下令將他們?nèi)酷尫拧Ｅ`為什么沒有沉到水里淹死呢？
第二節(jié) 探究：浮力大小與哪些因素有關(guān)
探究：浮力大小與哪些因素有關(guān)
一、探究：浮力大小與哪些因素有關(guān)
木塊在水中漂浮，鐵塊在水中下沉。那么，是不是浮力的大小跟固體的密度有關(guān)？人在水中會下沉，在死海中卻能漂浮于水面。那么，是不是浮力的大小跟液體的密度有關(guān)？把一個空的易拉罐慢慢壓入水中，隨著深度的增加，易拉罐浸入水中的體積越來越多，感受到浮力越來越大。那么，是不是浮力的大小跟物體浸入水中的深度有關(guān)？或跟物體浸在水中的體積有關(guān)？
浮力產(chǎn)生的原因我們知道了，那么浮力的大小跟哪些因素有關(guān)？日常的生活經(jīng)驗?zāi)苁刮覀儗Ω×Υ笮〉囊蛩禺a(chǎn)生很多猜想……
【實驗?zāi)康摹?. 探究浮力大小與哪些因素有關(guān)。2. 學(xué)習(xí)制訂實驗步驟進行實驗?！緦嶒炂鞑摹胯F架臺、彈簧測力計、金屬塊、小石塊、燒杯、細(xì)繩、水、鹽水。
【實驗設(shè)計】用彈簧測力計測量物體（金屬塊或小石塊）所受重力，將懸掛在彈簧測力計下的物體浸入液體中，測出物體所受的拉力，物體所受浮力等于重力與拉力的差值。采用控制變量法分別探究浮力大小與物體排開液體的體積、浸沒深度和液體密度的關(guān)系。
1. 探究浮力大小與物體浸沒的深度的關(guān)系
【實驗步驟】①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；②將物體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)（如圖B所示）；③改變物體在水中浸沒的深度，讀出彈簧測力計的示數(shù)（如圖C與D）。
④記錄數(shù)據(jù)，計算浮力:
實驗結(jié)論：浮力的大小跟物體浸沒液體中的深度無關(guān).
演示實驗——《探究浮力的大小與物體浸沒的深度的關(guān)系》
2. 探究浮力大小與物體排開液體的體積的關(guān)系
【實驗步驟】①如圖A所示，用彈簧測力計測量出物體的重力；②如圖B所示，把物體小部分體積浸入水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)； ③如圖CD所示，增加物體浸在水中的體積，讀出彈簧測力計的示數(shù)；④如圖E所示，把物體浸沒水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。
⑤記錄數(shù)據(jù)，計算浮力:
實驗結(jié)論：浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)，同種液體，物體排開液體的體積越大，浮力越大.
演示實驗——《探究浮力的大小與排開液體的體積的關(guān)系》
3. 探究浮力大小與液體密度的關(guān)系
【實驗步驟】①用彈簧測力計測量出物體A的重力G；②將物體A分別浸沒在水、酒精和鹽水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。
③記錄數(shù)據(jù)，計算浮力:
實驗結(jié)論：浮力的大小跟液體的密度有關(guān)，在排開液體的體積相同時，液體的密度越大，浮力越大.
演示實驗——《探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系》
4. 探究浮力大小與物體密度的關(guān)系
①用彈簧測力計分別測出體積相等的銅塊、鋁塊的重力；②把銅塊、鋁塊分別懸掛在彈簧測力計下端浸沒在水中，觀察并記錄彈簧測力計的示數(shù)。
實驗結(jié)論：浮力的大小跟物體的密度無關(guān)，在排開同種液體的體積相同時，所受浮力相等.
5. 探究浮力大小與物體的形狀的關(guān)系
①如圖（a），用彈簧測力計測出橡皮泥的重力；②如圖（b），將一塊橡皮泥浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)；
③如圖（c），將同一塊橡皮泥捏成實心五邊體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)；
④如圖（d），將同一塊橡皮泥捏成實心球體浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)。
實驗結(jié)論：浮力的大小跟物體的形狀無關(guān)，在排開同種液體的體積相同時，所受浮力相等。
【例題1】細(xì)心的小明同學(xué)把老師的部分演示實驗記錄在了如圖所示的情境中，根據(jù)圖示可以知道該同學(xué)這次操作的目的是（　?。〢．探究浮力與液體質(zhì)量的關(guān)系B．探究浮力與液體體積的關(guān)系C．探究浮力與液體密度的關(guān)系D．探究浮力與液體深度的關(guān)系
由阿基米德原理可知，物體受到的浮力大小與物體排開液體的密度和排開液體的體積有關(guān)（而與物體的質(zhì)量、物體浸沒在的深度等其它因素?zé)o關(guān)），研究浮力大小與其中一個因素的關(guān)系時，要控制另一個因素不變。本實驗中物體浸沒在水和鹽水兩種不同液體中，排開液體的體積都等于物體的體積，即排開液體的體積不變，因此，這次實驗探究浮力與液體密度的關(guān)系，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。
【例題2】如圖所示，甲、乙、丙、丁是用同一金屬塊探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)的實驗。下列分析不正確的是（　　）A．圖乙中金屬塊受到的浮力大小為0.6NB．利用甲、乙、丙，可以探究浮力的大小與物體浸在液體中的體積的關(guān)系
C．利用甲、乙、丙，可以探究浮力的大小與物體浸沒在液體中深度的關(guān)系D．利用甲、丙、丁，可以探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系
A．乙圖金屬塊浸在水中時，根據(jù)稱重法測浮力可知，受到浮力的大小為故A正確，不符合題意；BC．根據(jù)甲、乙、丙可知，物體浸在液體的體積不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，故所受浮力不同，所以可以探究浮力的大小與物體浸在液體中的體積的關(guān)系；若要探究浮力的大小與物體浸沒在液體中深度的關(guān)系，應(yīng)再設(shè)置一組實驗，讓物體浸沒但處在不同深度，觀察彈簧測力計示數(shù)，比較浮力大小，故B正確，不符合題意，C錯誤，符合題意；D．根據(jù)甲、丙、丁可知，同一個物體浸沒在不同液體中，排開的液體的體積相同，液體的密度不同，彈簧測力計示數(shù)不同，故浮力不同，所以可以探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，故D正確，不符合題意。故選C。
【例題3】在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”實驗中，小明同學(xué)用調(diào)好的彈簧測力計測出金屬塊的重，再將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度，實驗步驟如圖所示，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。（1）由實驗步驟_________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)”）。（2）分析實驗步驟A、E、F可知，浮力的大小與__________有關(guān)，步驟F中液體密度_____（選填“大于”、“小于”或“等于）水的密度。
（1）研究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度的關(guān)系，要控制排開液體的體積和密度相同，所以，分析比較實驗步驟A和D、E知道，因D、E中測力計示數(shù)相同，由稱重法可知，受到的浮力相同，故浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。（2）分析實驗步驟A、E、F知道，E、F排開液體的體積相同，但液體的密度不同，由稱重法可知，E、F中物體受到的浮力不同，浮力的大小與排開液體的密度有關(guān)。分析實驗數(shù)據(jù)知道，因F中測力計示數(shù)較大，由稱重法知，F(xiàn)圖中受到的浮力較小，所以液體密度小于水的密度。
二、用力傳感器探究影響浮力大小的因素
【實驗步驟】（1）用力傳感器代替彈簧測力計懸掛物體，調(diào)整升降臺高度，讓物體逐漸浸入水中。觀察物體浸沒前和浸沒后浮力的變化，看看能得出什么結(jié)論。（2）將水換成鹽水，比較物體浸沒在這兩種液體中的浮力，又能得到什么結(jié)論？
【實驗現(xiàn)象】（1）隨著圓柱體逐漸浸入水中，進入水中的體積增大，傳感器的示數(shù)逐漸變小，但是物體浸沒后，傳感器的示數(shù)不變。（2）將水換成鹽水，圓柱體浸沒后，發(fā)現(xiàn)傳感器的示數(shù)變小。
【分析并歸納結(jié)論】（1）根據(jù)F浮=G-F示數(shù)可知，隨著圓柱體逐漸浸入水中，圓柱體A受到的浮力增大，說明圓柱體受到的浮力大小與排開液體的體積有關(guān)；當(dāng)圓柱體浸沒后，傳感器的示數(shù)不變，說明圓柱體所受的浮力大小與圓柱體浸入液體的深度無關(guān)。實驗結(jié)論：圓柱體受到的浮力大小與排開液體的體積有關(guān)；與圓柱體浸入液體深度無關(guān)。（2）將水換成鹽水，圓柱體浸沒后，發(fā)現(xiàn)傳感器的示數(shù)變小，說明圓柱體在鹽水中受到的浮力大于在水中的浮力。實驗結(jié)論：圓柱體所受的浮力大小與液體的密度有關(guān)。
（2）裝滿水的薄壁柱形容器B置于升降臺上（容器足夠高），讓升降臺逐漸升高，隨著圓柱體A逐漸浸入水中，傳感器的示數(shù)逐漸變小，當(dāng)圓柱體A剛好浸沒時，傳感器的示數(shù)減小了8N，繼續(xù)浸入后發(fā)現(xiàn)傳感器的示數(shù)穩(wěn)定為4N不變，這一過程說明物體所受的浮力大小與物體_______________有關(guān)，而與_____________無關(guān)。（均選填“浸入液體深度”或“排開液體體積”）。
【例題4】信息科技小組的同學(xué)利用力傳感器力傳感器可感知并測出拉力或壓力的大小對“浮力大小的影響因素”進行探究。操作如下：（1）如圖所示，將力傳感器固定在鐵架臺上，圓柱體A通過輕質(zhì)細(xì)線與力傳感器相連。
排開液體體積
（3）為探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，小組同學(xué)將容器內(nèi)裝滿密度為1.2×103kg/m3 的液體，再次使升降臺逐漸升高，直到圓柱體A剛好浸沒，傳感器的示數(shù)一直減小了9.6N 。對比（2）、（3）可以得出：物體所受浮力的大小與液體的_______有關(guān)。
（2）由題知，隨著圓柱體A逐漸浸入水中，進入水中的體積增大，傳感器的示數(shù)逐漸變小，根據(jù)F浮=G-F 知，圓柱體A受到的浮力增大，說明物體受到的浮力大小與排開液體的體積有關(guān)；當(dāng)圓柱體A剛好浸沒時，傳感器的示數(shù)減小了8N，說明此時，繼續(xù)浸入后發(fā)現(xiàn)傳感器的示數(shù)穩(wěn)定為4N不變，說明物體所受的浮力大小與物體浸入液體深度無關(guān)。（3）對比（2）（3），其它條件不變，物體所受浮力的變化是由液體密度引起的，可得出的結(jié)論是：物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
【實驗?zāi)康摹刻骄扛×Υ笮∨c哪些因素有關(guān)?！緦嶒炂鞑摹胯F架臺、測力計、金屬塊、小石塊、燒杯、細(xì)繩、水、鹽水。【實驗設(shè)計】稱重法測浮力；控制變量法探究影響浮力大小的因素?！緦嶒灢襟E】①探究浮力大小與物體浸沒的深度的關(guān)系；②探究浮力大小與物體排開液體的體積的關(guān)系；③探究浮力大小與液體密度的關(guān)系；④探究浮力大小與物體密度的關(guān)系；⑤探究浮力大小與物體的形狀的關(guān)系⑥用力傳感器探究影響浮力大小的因素?！緦嶒灲Y(jié)論】物體在液體中所受浮力的大小與液體的密度、物體排開液體的體積有關(guān)；與浸沒在液體中的深度無關(guān)。物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。
探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
1．請完成“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗報告，在實驗報告中說明你的主要實驗步驟，及從這些步驟中分別能得出的結(jié)論等。
卷寫實驗報告參考以下內(nèi)容進行：實驗?zāi)康?、實驗器材、實驗步驟及數(shù)據(jù)記錄、實驗數(shù)據(jù)及分析、實驗結(jié)論、實驗誤差分析等。
2. 圖是研究浮力大小的實驗裝置圖，請根據(jù)圖示回答下列問題。（1）由圖（a）（b）得，圖（b）中彈簧測力計的示數(shù)較小，說明了________________ ，兩圖中彈簧測力計的示數(shù)差等于________ ；（2）圖（b）（c）中，彈簧測力計的示數(shù)不同，說明浸在同一種液體中的物體所受浮力大小跟__________________ 有關(guān)；
受到豎直向上的浮力
排開液體的體積
（3）圖（c）（d）中，彈簧測力計的示數(shù)不同，說明物體排開液體的體積相同時，所受浮力大小跟______________有關(guān)；（4）圖（d）（e）中，彈簧測力計的示數(shù)相同，說明物體浸沒在同種液體中，所受浮力大小跟_________________________ 無關(guān)。
物體浸沒在液體中的深度
（1）（a）（b）兩圖，（b）圖中測力計的示數(shù)變小，說明了物體受到了豎直向上的浮力；（a）（b）兩圖中彈簧測力計的示數(shù)差等于物體所受浮力的大小。（2）（b）（c）兩圖，液體的密度相同，排開液體的體積不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，說明浸在同一液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)。（3）（c）（d）兩圖中，物體排開液體的體積相等，液體的密度不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，說明物體排開相同的體積液體時，所受浮力大小跟被浸入液體的密度有關(guān)。（4）（d）（e）兩圖中，物體排開液體的體積和液體的密度相同，浸沒的深度相同，彈簧測力計示數(shù)相同，說明物體浸沒在同種液體中，所受浮力大小跟浸入液體的深度無關(guān)。
3. 體積相同的實心銅塊和實心鉛塊，分別浸沒于水中，它們受到的浮力是否相同？如果換成質(zhì)量相同的實心銅塊和實心鉛塊浸沒于水中，它們受到的浮力相同嗎？請解釋。
?（1）相同；（2）不相同。體積相同的實心銅塊和實心鉛塊分別浸沒于水中時，它們排開的水的體積也相同，所以它們受到的浮力是相同的?。質(zhì)量相同的實心銅塊和實心鉛塊，由于銅塊的密度小于鉛塊的密度，所以銅塊的體積大于鉛塊的體積，都完全浸沒在水中，銅塊排開的水的體積大于鉛塊的體積，因此銅塊受到的浮力大于鉛塊受到的浮力。
4. 實心鋼鐵塊放在水里會沉入水底，做成船能浮在水面上。有同學(xué)根據(jù)此現(xiàn)象認(rèn)為“浸在液體里的物體受到的浮力也與其形狀有關(guān)”，這種看法是否正確？請設(shè)計實驗驗證你的觀點。
（1）將一塊橡皮泥捏成正方體，并用細(xì)線拴住掛在彈簧測力計上。將橡皮泥浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F1；將此橡皮泥捏成球狀重復(fù)上述步驟，讀出彈簧測力計的示數(shù)F2；將橡皮泥捏成任意其他形狀，重復(fù)上述步驟，讀出彈簧測力計的示數(shù)F3。（2）比較三次測力計的示數(shù)，發(fā)現(xiàn)F1=F2=F3，說明浸沒在液體中的物體所受的浮力大小與物體的形狀無關(guān)。
1．為什么浸沒在液體中的物體受到的浮力大小與其在液體中的深度無關(guān)呢？答：因為浮力產(chǎn)生的原因是由于物體上下表面的壓強差Δp=ρgΔh造成的，物體浸沒后壓強差的高度△h就是物體的高度不會改變，與浸沒的深度無關(guān)，所以壓強差不變，則物體受到的浮力大小不變。
2. 物體受到的浮力大小與物體在液體中受到的壓強有關(guān)嗎?答：物體在液體中受到的浮力大小與壓強無關(guān)?。浮力的大小主要取決于兩個因素：液體的密度和物體排開液體的體積。具體來說，浮力是物體在液體中所受的向上壓力與向下壓力之差，以正方體浸沒在水中為例，浮力的大小F浮=F向上-F向下=ΔpS==ρgΔhS，所以物體受到的浮力大小與物體在液體中受到的壓強無關(guān)。
1. 如圖所示，將裝滿水的桶放在臉盆里，用手將空飲料罐按入水中，當(dāng)飲料罐浸入水中的體積越大時，排開的水越多，就會越感覺吃力。根據(jù)以上事實，可以猜想浮力大小可能與下列哪個因素的關(guān)系（　?。〢．物體的重力B．物體排開液體的體積C．物體的密度D．物體的質(zhì)量
當(dāng)飲料罐浸入水中的體積越大時，物體的質(zhì)量、密度和重力都沒有發(fā)生變化，而排開的水越來越多，就會越感覺吃力，說明浮力在增大，所以可以猜想浮力大小可能與排開水液體的體積有關(guān)，與物體的重力、密度和質(zhì)量無關(guān)，故ACD不符合題意，B符合題意。
2. 用細(xì)繩拴著一長方體石塊，依次做圖中a、b、c、d四種操作，石塊保持如圖所示的位置靜止不動，則四種情況中細(xì)繩受到石塊的拉力最小的是（　?。〢．（a）B．（b）C．（c）D．（d）
浸在液體中的物體所受到的浮力大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)。上圖a、b、c、d四種操作中，因鹽水的密度大于水的密度，并且石塊排開鹽水的體積最大，故石塊在鹽水中受到的浮力最大，由F浮=G-F拉知，d圖細(xì)繩受到石塊的拉力最小。
3. 小明同學(xué)在做“探究影響浮力大小因素”的實驗時，他用彈簧測力計懸掛一個實心金屬塊，分別在下列四種情況下保持靜止（如圖所示）。下列說法正確的是（　?。〢．丙圖中金屬塊所受浮力為1NB．乙圖中金屬塊受到的浮力大于丁圖
C．由丙、丁兩圖知浮力的大小與物體浸沒在液體中的體積有關(guān)D．比較甲、丙、丁三幅圖可得出浮力的大小與浸入液體的體積有關(guān)
A．金屬塊的重力為G=F1=2.7N，丙圖中金屬塊所受浮力為故A正確；B．根據(jù)稱重法F浮半=G-F示，金屬塊浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù)越大，浮力越小，則乙圖中金屬塊受到的浮力小于丁圖，故B錯誤；C．丙、丁兩圖，排開液體的體積相同，液體的密度不通過，測力計的示數(shù)不同，可知浮力的大小與液體的密度有掛，故C錯誤；D．探究浮力的大小與浸入液體的體積的關(guān)系時，要控制液體的密度相同，丙、丁中液體的密度不同，故D錯誤。故選A。
4. 兩個相同的燒杯中分別裝滿了兩種相同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體，最后甲沉底，乙漂浮，如圖所示，甲、乙所受浮力相比（　?。?A．甲所受浮力更大B．乙所受浮力更大C．甲、乙所受浮力一樣大D．無法比較浮力大小
浸在液體中的物體所受到的浮力大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)。由圖可知V排甲>V排乙，兩個相同的燒杯中分別裝滿了兩種相同的液體，所以甲球所受浮力更大。
5．小明利用如圖所示的裝置探究浮力大小與哪些因素有關(guān)。（1）其中彈簧測力計是測量______（選填“質(zhì)量”或“力”）大小的儀器；如圖所示，彈簧測力計的讀數(shù)是______N；（2）本實驗采用了_______法，其中圖A、B是為了驗證，當(dāng)液體密度相同時，物體排開液體的體積越大，所受浮力_____；圖B、C是為了驗證，浸沒在同種液體中的物體受到浮力大小與浸入液體中的______無關(guān)；圖C、D是為了驗證物體排開液體體積一定時，液體密度越大，浮力_____。
（1）彈簧測力計的分度值為0.2N，讀數(shù)為2.8N。（2）物體在液體中所受浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，在研究與其中某一因素的關(guān)系時，控制另一影響因素不變。實驗中采用了控制變量法。圖A、B兩實驗，液體的密度相同，物體排開液體的體積不同，且物體排開液體的體積越多，受到的浮力越大。圖B、C兩實驗，液體的密度相同，排開液體的體積相同，浸在液體的深度不同，所受的浮力不變。說明浸沒在同種液體中的物體受到浮力大小與浸入液體中的深度無關(guān)。圖C、D兩實驗，物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，且液體的密度越大，物體受到的浮力越大。
6. 如圖所示，小明用彈簧測力計、正方體物塊、兩個相同的圓柱形容器等對浸在液體中的物體所受浮力進行了探究。（1）分析甲、乙、丙圖，說明浮力的大小與______________________有關(guān)；比較甲、丁、戊圖，說明浮力的大小與___________有關(guān)；（2）為了探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度是否有關(guān)，可比較甲、____和丁三圖的實驗，并得出當(dāng)物體完全浸沒于液體中，浮力大小與物體浸入液體的深度______；當(dāng)物塊浸沒在水中時，受到的浮力是_____ N.

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