
初中物理|滬科版(2024)|八年級全冊整理與復(fù)習(xí)第九章 浮力本章學(xué)業(yè)要求1.能認(rèn)識浮力,知道影響浮力大小的因素,知道阿基米德原理;能用浮力知識解釋相關(guān)的自然現(xiàn)象,解決生活中的有關(guān)問題。 2. 能運(yùn)用浮力知識對物體受力情況進(jìn)行分析和推理,獲得結(jié)論;能使用證據(jù)判斷物體的浮沉,知道質(zhì)疑與創(chuàng)新的重要性。 學(xué)習(xí)要點(diǎn)本章學(xué)業(yè)要求3.能完成“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn);能發(fā)現(xiàn)并提出與浮力有關(guān)的問題;能根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案收集和分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論;能反思與評估。 4.能體會浮力知識對人類生活和社會發(fā)展的影響;能主動關(guān)心我國古代和現(xiàn)代在應(yīng)用浮力知識方面的成就。學(xué)習(xí)要點(diǎn) 學(xué)列思維導(dǎo)圖快速翻看本章,回憶每節(jié)內(nèi)容,列出思維導(dǎo)圖。 導(dǎo)入新課考點(diǎn)一 認(rèn)識浮力 1.浮力的定義: 浸在液體(氣體)中的物體,會受到液體(氣體)豎直向上的托力,這個托力就叫做浮力。 施力物體:液體(氣體);受力物體:浸在其中的物體新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)一 認(rèn)識浮力 2.浮力的方向: 浮力的方向總是豎直向上,與重力的方向相反。 新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)一 認(rèn)識浮力 3.浮力的產(chǎn)生原因: 下表面受到水向上的壓力F1大于上表面受到水向下的壓力F2,向上和向下這兩個壓力之差就等于水對立方體的浮力。 分析可知,浮力是因液體對浸在其中的物體有壓力差而產(chǎn)生的。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)一 認(rèn)識浮力 4.浮力的計(jì)算公式: (1)稱重法測浮力:F浮=G-F示 (G表示物體在空氣中的重力;F示表示物體浸在液體中時(shí)的彈簧測力計(jì)示數(shù)。)新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)一 認(rèn)識浮力 4.浮力的計(jì)算公式: (2)根據(jù)浮力產(chǎn)生原因計(jì)算浮力:F浮=F1-F2 F1表示液體對物體下表面的壓力;F2表示液體對物體上表面的壓力。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)一 認(rèn)識浮力 新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)小練 【例題1】 1.小王在河邊玩耍時(shí),發(fā)現(xiàn)水中有一塊奇特的石頭。在打撈過程中,小王覺得石頭在水中比在水面上 (填“輕”或“重”),這是因?yàn)樵谒袝r(shí),石頭受到一個方向向 的浮力。 【解析】[1][2]石頭在水中時(shí),小王用的力F=G﹣F浮浮力的方向是豎直向上的;石頭在水面上時(shí),小王用的力F′=G可見F′>F所以小王會覺得石頭在水中比在水面上輕。課堂練習(xí)考點(diǎn)小練 【例題2】如圖,取一只去底的礦泉水瓶,瓶口朝下,瓶口直徑略小于乒乓球的直徑,放入乒乓球。(1)如圖甲所示,往瓶中注水,可觀察到的現(xiàn)象:乒乓球被水壓在瓶底,同時(shí)有少量水從瓶口流出。這說明乒乓球 (選填“受”或“不受”)浮力;(2)如圖乙,用瓶蓋(或手)堵住漏水的瓶口,當(dāng)乒乓球下面積滿水時(shí),乒乓球會上?。唬?)上述實(shí)驗(yàn)說明:①浸在液體中的物體 (選填“一定”或“不一定”)受到浮力;②浮力產(chǎn)生的根本原因是 。 【解析】(1)[1]乒乓球的密度小于水的密度,受到浮力作用時(shí),乒乓球最終漂浮在水面上。如圖甲所示,往瓶中注水,可觀察到的現(xiàn)象:乒乓球被水壓在瓶底,說明乒乓球不浮力。(3)[2][3]由上述實(shí)驗(yàn)說明,當(dāng)物體下表面不受液體壓力作用時(shí),物體不受到浮力作用,物體下表面受液體壓力作用時(shí),物體受到浮力作用,則說明浸在液體中的物體不一定受到浮力;浮力產(chǎn)生的根本原因是上下表面存在壓力差。課堂練習(xí)考點(diǎn)小練 【例題3】如圖甲和乙,彈簧測力計(jì)甲示數(shù)為8N,當(dāng)A浸在水中靜止時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為7N??芍矬wA的質(zhì)量為 kg,乙圖所示物體A浸入水中所受的浮力為 N,(g=10N/kg)。 【解析】[1]由圖甲可知,物體A的重力為8N,則物體A的質(zhì)量為[2]由稱量法可知,乙圖中物體A受到的浮力大小為課堂練習(xí)考點(diǎn)小練 【例題4】 洗手盆底部的出水口塞著由橡膠制成的水堵頭,洗手盆中裝著一定質(zhì)量的水,洗手盆側(cè)壁A點(diǎn)在水面下,柱狀物體M被完全壓入水中,如圖所示,關(guān)于上述情景,下列說法正確的是(???)A.水堵頭可能由于受到水的浮力而上浮B.柱狀物體M受到水施加的力的方向是豎直向上的C.物體M受到重力、水向上的壓力、水向下的壓力、浮力而靜止D.洗手池側(cè)壁A點(diǎn)受到水的壓力方向是豎直向下的【解析】A.洗手盆底部的出水口塞著橡膠制成的水堵頭,受到水向下的壓力,但水堵頭的下表面沒有水,沒有受到水向上的壓力,所以水堵頭不受浮力,故A錯誤;B.柱狀物體M在水中受到浮力作用,方向是豎直向上的,故B正確;C.物體M受到重力、壓力、浮力而靜止,故C錯誤;D.洗手池側(cè)壁A點(diǎn)受到水的壓力方向是與側(cè)面垂直,指向側(cè)面,故D錯誤。故選B。課堂練習(xí)考點(diǎn)小練 【例題5】一個氣球被細(xì)繩牽引著處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示,已知?dú)馇蛟诳諝庵惺艿?.06牛大小的浮力,請用力的圖示法作出該浮力F浮。 【解析】氣球受的浮力豎直向上,作用點(diǎn)在氣球的重心,大小為0.06N,選取標(biāo)度為0.02N,過浮力的作用點(diǎn),沿豎直向上的方向畫一條有向線段,使線段長度為標(biāo)度的3倍,如圖所示:課堂練習(xí)考點(diǎn)二 浮力大小的影響因素 【實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?!緦?shí)驗(yàn)器材】鐵架臺、彈簧測力計(jì)、金屬塊、小石塊、燒杯、細(xì)繩、水、鹽水。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)二 浮力大小的影響因素關(guān) 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】1. 用彈簧測力計(jì)測量物體(金屬塊或小石塊)所受重力,將懸掛在彈簧測力計(jì)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。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)二 浮力大小的影響因素 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】2. 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排開液體的體積關(guān)系:控制液體密度不變。 (2)探究浮力大小與液體的密度關(guān)系:控制物體浸入液體中的體積不變。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)二 浮力大小的影響因素 【實(shí)驗(yàn)步驟】1. 用彈簧測力計(jì)測量出物體的重力。(圖A)2. 將物體分別浸在水中不同深度處,讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)。(圖BCD)3.將物體浸沒在鹽水中,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)。(圖E) 4. 記錄每次數(shù)據(jù),計(jì)算對應(yīng)的浮力。 新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)二 浮力大小的影響因素 【實(shí)驗(yàn)表格】 新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)二 浮力大小的影響因素 【分析論證】1. 圖A、B、C比較發(fā)現(xiàn):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.2. 圖A、C、E比較發(fā)現(xiàn):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(shí),液體的密度越大,浮力越大。 3. 圖A、C、D比較發(fā)現(xiàn): 浮力的大小跟物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)二 浮力大小的影響因素 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 大量實(shí)驗(yàn)表明: 物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的密度有關(guān),還與物體排開液體的體積有關(guān),而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。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)二 浮力大小的影響因素新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)小練 【例題1】如圖所示,在探究浮力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,比較甲和乙可知,物體受到的浮力 (用圖中的物理量符號表示);分析乙和丙可知,物體受到的浮力大小關(guān)系為: (選填“大于”、“等于”或“小于”),可知物體受到的浮力大小與物體 有關(guān)系。 【解析】[1]由甲圖可知物體的重力為G;乙圖中物體受到重力、拉力和浮力的作用,根據(jù)力的平衡條件可得G=F1+F浮;所以物體受到的浮力F浮=G?F1[2][3]比較乙和丙兩圖可知,乙中彈簧測力計(jì)的示數(shù)大于丙的示數(shù),由稱重法可知,即F浮1<F浮2;在圖乙、丙中,液體的密度不變,而排開液體的體積不同,浮力不同,由此說明:當(dāng)液體密度相同時(shí),受到的浮力與物體排開的液體體積有關(guān)。課堂練習(xí)考點(diǎn)小練 【例題2】 小虹確定了測量浮力的方法,做了如下嘗試。該物體浸沒在水中受到的浮力為 。由 三圖可得到結(jié)論:浸在液體中的物體所受浮力大小與液體密度有關(guān)。 【答案】 [1]由A知,物體的重力G=2.4N;由D知,圓柱體浸沒在水中后,彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=1.4N,圓柱體所受浮力F浮=G﹣F=2.4N﹣1.4N=1N[2]要探究浸在液體中的物體所受浮力大小與液體密度的關(guān)系,需要控制液體密度不同,浸入液體的深度和物體相同,故選ADE三圖,由F浮=G﹣F可知,重力一定時(shí),當(dāng)物體浸沒在液體中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同,所以浮力不同,進(jìn)而得出結(jié)論:浸在液體中的物體所受浮力大小與液體密度有關(guān)。課堂練習(xí)考點(diǎn)小練 【例題3】 潛水員在水中潛水,當(dāng)他從淺水區(qū)走向深水區(qū)時(shí),若水底布滿小石頭,下列體驗(yàn)合理的是(????)A.當(dāng)他從淺水區(qū)走向深水區(qū),他腳底的疼痛感會加重,是因?yàn)樗艿降闹亓χ饾u變大B.當(dāng)他從淺水區(qū)走向深水區(qū),他腳底的疼痛感會減弱,是因?yàn)樗艿降母×χ饾u變大C.當(dāng)他浸沒于水中并從水下3m處下潛到水下10m的過程中,他所受到的浮力逐漸變大D.他看到深埋于泥沙中的橋墩能穩(wěn)穩(wěn)地矗立于水中,是因?yàn)闃蚨帐艿降母×εc重力平衡 【解析】AB.當(dāng)他從淺水區(qū)走向深水區(qū),他腳底的疼痛感會減弱,是因?yàn)樗砰_水的體積變大,受到的浮力逐漸變大,他對池底的壓力變小,因此他腳底的疼痛感會減弱,故A不符合題意,B符合題意;C.當(dāng)他浸沒于水中并從水下3m處下潛到水下10m的過程中,他排開水的體積不變,所受到的浮力不變,故C不符合題意;D.他看到深埋于泥沙中的橋墩能穩(wěn)穩(wěn)地矗立于水中,是因?yàn)闃蚨詹皇艿礁×Φ淖饔?,只受重力的作用,故D不符合題意。課堂練習(xí)考點(diǎn)小練 【例題4】圖中的實(shí)驗(yàn)操作中,可探究“浮力的大小與液體深度無關(guān)”的操作是( ?。〢.①②③ B.①③⑤ C.③④⑤ D.①③④ 【解析】由阿基米德原理可知,浮力大小與液體密度和物體排開液體的體積有關(guān),所以在探究浮力的大小與液體深度的關(guān)系時(shí),要控制液體密度和物體排開液體的體積相同,而深度不同,所以應(yīng)選擇圖中①③④進(jìn)行實(shí)驗(yàn),由圖①可知,物體的重力為4.8N,圖中③④測力計(jì)示數(shù)相同,說明拉力相同,均為2.8N,則浮力均為即物體深度不同,但浮力相同,故可得:浮力的大小與液體深度無關(guān)。故選D。課堂練習(xí)考點(diǎn)三 阿基米德原理 1.實(shí)驗(yàn):【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】 稱重法測浮力:用彈簧測力計(jì)測量小石塊所受重力,將懸掛在彈簧測力計(jì)下的石塊浸沒液體中,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。 F浮=G-F示新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)三 阿基米德原理 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】 溢水法測量排開液體所受的重力:把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中,讓排開的水流入小桶中,用彈簧測力計(jì)測出排開液體所受的重力即可。G排=G總-G桶 新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)三 阿基米德原理 【實(shí)驗(yàn)步驟】1. 先用彈簧測力計(jì)分別測出燒杯和石塊所受的重力。 2. 然后把石塊浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中,用燒杯收集從溢水杯里被石塊排開的水,讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)。 3.再用彈簧測力計(jì)測量燒杯和水的總重力。 4.換用不同的物塊和液體,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)三 阿基米德原理 【實(shí)驗(yàn)表格】 新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)三 阿基米德原理 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 大量實(shí)驗(yàn)表明: 浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。(即:F浮= G排) 【反思交流】(1)溢水杯中必須要裝滿水(斜放的燒杯相當(dāng)于溢水杯)。(2)物塊浸入水中時(shí),不能碰到杯底或杯壁。(3)確保物體排開的水全部流入小桶。新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)三 阿基米德原理 新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)三 阿基米德原理 2.阿基米德原理內(nèi)容: 浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。 3.原理表達(dá)式: F浮= G排= m排g= ρ液 gV排(各物理量全部采用國際單位制) ρ液----千克/米3(kg/m3) V排----米3(m3) g----- 9.8牛/千克(N/kg) F浮-----牛(N)新課學(xué)習(xí)考點(diǎn)三 阿基米德原理 4.對原理的理解: (1)浮力大小只與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒的深度等均無關(guān)。(2)“浸在”的幾種情況: A. 浸沒時(shí),V排=V物; B. 部分浸入:V排G,即ρ液gV排>ρ物gV物,得 ρ液>ρ物,物體上?。? 若F浮=G ,即ρ液gV排 = ρ物gV物,得ρ液=ρ物,物體懸??; 若F浮
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