浙教版科学八年级上册第一章第9课时1-5水的浮力(一)

浙教版科学七年级上册第一章生活中的水(23课时)同步练习1第9课时1.5水的浮力(一)学习目标1.认识水及其他液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用，确认空气也有浮力。2.能通过实验的方法，探究浮力大小跟哪些因素有关，并概括出阿基米德原理。3.能用测力计测量浮力，能用阿基米德原理计算浮力。课堂学习设计[课前准备]1.形状不规则的小石块和小木块的密度应如何测定?[答]测小石块的密度可用排液法，具体方法是:先用天平称出小石块的质量m，然后用量筒装适量水，水的体积为V1，再将小石块用细线扎住浸在量筒中的水中，读出水和石块总体积V2，根据密度公式得ρ石＝12VVm测小木块的密度应用助沉法，具体方法是:先用天平称出小木块质量m，然后用量筒装适量水，测出水和助沉的石块或铁块的体积V1，再将木块和铁块或石块完全浸没在水中，测出总体积V2，则有ρ木＝12VVm2.测小石块和小木块密度的方法为什么不同?是由于什么原因造成的?[答]是由于它的密度与水的密度相比较有所不同造成的。石块密度比水大，自己能沉在水中，而木块密度比水小，必须用石块或铁块等来帮助它浸没在水中，所以具体测定方法有所不同。[科学探究]一、浮力的存在1.实验:将旋紧瓶盖的空矿泉水瓶压入水中时，手会感觉到有一个力将手往上推，将瓶释放后，瓶将上浮最后浮在水面上。[结论]在水中会上浮的物体受到向上的浮力。2.实验:将一个钩码挂在弹簧秤下，记下弹簧秤读数，再将钩码浸入水中，记下弹簧秤的读数，会发现钩码浸入水中后，弹簧秤读数变小了。[结论]在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。不仅是水，所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。3.实验证明:气体也会产生浮力。二、浮力的测量——阿基米德原理1.浮力的感觉。[提问]当你躺在浴缸的水中时，你会有什么感觉?水发生了什么变化?这说明了什么问题?当我们躺在浴缸的水中时，会有一种变轻的感觉，好像有一种力将人托起，同时我们还可以发现浴缸中的水面比原来升高了。这说明人受到了浮力的作用，并且受到的浮力可能跟物体排开水的多少存在着一定的联系。2.探究:浮力与物体排开水的关系。(1)提出问题:浮力与物体排开水的多少有关系吗?有什么关系?浙教版科学七年级上册第一章生活中的水(23课时)同步练习2(2)建立假设:浮力大小与物体排开水的多少成正比。(3)设计实验:①实验器材:弹簧秤、烧杯、水、量筒、溢杯、物块。②实验步骤:a.在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下；b.将物块悬挂在弹簧秤上，用弹簧秤测出物块的重G；c.将物块浸没在溢杯的水中，读出弹簧秤的读数F；d.将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水；e.将上述数据填入下面的实验记录表中:物块的重G物块浸入水中后弹簧秤的读数F物块排开水的体积V排水物块受到水的浮力F浮＝G-F物块排开的水受到的重力G排水=ρ水gV排水(4)分析实验数据，得出结论F浮＝G排水=ρ水gV排水(关系式)。3.上述关系就是著名的阿基米德原理，它也适用于其他的液体。(1)阿基米德原理的文字表达:浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力；(2)数字表达式:F浮=G排液＝ρ液gV排液；(3)阿基米德原理也适用于气体。4.对阿基米德原理理解的几个注意问题:(1)公式中的ρ液是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。(2)公式中的V排液是物体浸入液体时，排开液体的体积，而不是液体的总体积，也不是物体的体积。当物体完全浸入(即浸没)液体中时，V排液恰好等于物体本身的体积V物；当物体只部分浸入液体中时，V排液V物。(3)浮力大小只跟物体排开的液体受到的重力有关，而与其他因素无直接关系。(4)ρ液的单位只能是千克／米3，V排液的单位只能是米3。[典型例题解析][例1]将质量是2.34千克的钢块浸没在水中，受到的浮力是多大?(钢块的密度为7.8×103千克／米3)[解析]由于钢块浸没在水中，故V排水＝V钢。因此可以先根据钢块质量，计算出钢块的体积，即算出钢块浸没在水中时排开水的体积，然后再根据阿基米德原理求解。V排水＝V钢＝钢钢m＝33/108.734.2米千克千克＝3×10—4米3F浮＝G排水＝ρ水gV排水＝1.0×103千克／米3×9.8牛／千克×3.0×10—4米3=2.94牛[答]钢块受到的浮力为2.94牛。[例2]一只铁球在空气中重3.12牛，全部浸没在水中重为2.5牛，问这个铁球是实心的还是空心的?(ρ铁＝7.8×103千克／米3)[解析]这类题有多种解法。解法一:比较密度。先计算出铁球在水中所受的浮力，再计算出排开水的体积，即为球的体积，从而求出球的密度ρ球，再与铁的密度ρ铁相比较，就可知球是否空心。F浮＝G—G＇＝3.12牛—2.5牛＝0.62牛浙教版科学七年级上册第一章生活中的水(23课时)同步练习3V排水＝gF水浮＝千克牛米千克牛/8.9/100.162.033＝6.3×10—5米3ρ球＝球铁Vm＝35103.6/8.912.3米千克牛牛＝5.05×103千克／米3因为ρ球ρ铁，所以此球是空心铁球。解法二:比较重力。先由浮力知识求出铁球排开水的体积，然后求出具有这样体积的铁球的重力，把这个重力与铁球的实际重力相比，如果大于实际重力则为空心。F浮＝G—G＇＝ρ水gV排水V排水=gGG水=0.63×10—4米3G＝m铁g＝ρ铁gV排水＝4.82牛3.12牛所以是空心的。解法三:比较体积。先根据铁球在空气中的重力和铁的密度，求出有此重力的实心铁球应有的体积V应，然后由浮力求出铁球的实际体积，再比较这两个体积，即能判定铁球是否空心。V应＝gG铁=0.4×10-4米3V实＝V排水＝0.63×10-4米3因为V实V应，所以此铁球是空心的。[答]此球是空心的。[课内练习]1.阿基米德原理可用公式F浮＝ρgV表示，式中ρ是液体的密度，V是物体排开液体的体积，浮力的方向是竖直向上的。2.弹簧秤的下端挂着一只装满水的薄塑料袋(袋本身体积和重力不计)，秤的读数为20牛，若将它完全浸入水中，它受到的浮力F浮＝20牛，此时弹簧秤的读数为0牛。3.如图1一23所示为一平底试管，长为l1，横截面积为S，倒扣并漂浮在水面上，其露出水面的长度为l2，进入管内的水柱长为l3，水的密度为ρ,则试管受到的浮力为.(D)浙教版科学七年级上册第一章生活中的水(23课时)同步练习4A.ρgSl1B.ρgS(l1—l2)C.ρgSl2D.ρgS(l1—l2—l3)4.边长为10厘米的正方体木块，放入水中后，有52的体积露出水面。求该木块受到的浮力。[解]V木＝10-3米3V排水＝6×10-4米3F浮＝ρ水gV排水＝5.88牛[课时小结]重点:1.浮力的存在。2.浮力的概念和公式。3.有关浮力的简单计算。难点:1.对浮力测量的探究。2.对浮力概念和公式的理解。课外同步训练[基础过关]1.水下6米深处有一条体积为300厘米3的鱼，它受到的浮力为2.94牛，这条鱼若再向上游5米，则它受到的浮力将不变。(假设鱼本身体积不变)2.下列有关阿基米德原理的说法中，错误的是(A)A.浸在液体中的物体所受到的浮力，就是物体所排开液体的重力B.物体在液体中所受的浮力，其大小等于物体在液体中所减轻的重C.物体浸没在液体中所受的浮力，其大小等于物体体积和液体密度及常数g的乘积D.浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体所排开的液体受到的重力3.如图1—24所示是探究阿基米德原理的实验装置图，请对实际步骤作出补充说明:(1)甲步骤:向溢杯中注满水。(2)乙步骤:在空气中先称出物体重力G，然后将物体浸没在水中，读出弹簧秤的示数G＇，两次示数之差(G—G＇)是物体在液体中受到的浮力。(3)丙步骤:两次弹簧秤示数之差(F1—F2)测出的是物体排开液体所受的重力。比较(2)(3)两次实验的结果，得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排出的液体的重力。4.质量相同的铝球、铁球和铜球(ρ铜ρ铁ρ铝)分别浸没在水中，三只球受到的浮力(A)A.铝球所受的浮力最大B.铁球所受的浮力最大C.铜球所受的浮力最大D.三只球所受浮力一样大5.有一个边长为L的立方体木块，放入水中时有41L露出水面，求木块的密度ρ木。[答]ρ木＝0.75×103千克／米3浙教版科学七年级上册第一章生活中的水(23课时)同步练习5[深化提高]6.一石块在空气中用弹簧秤称得示数为G，浸没在水中(ρ1)时示数为G1，浸没在密度为ρ2的液体中示数为G2，则ρ2的值为(A)A.112GGGGB.221GGGGC.121GGGGD.112GGGG7.一体积为0.1分米3的金属块挂在弹簧秤下，若将此金属块浸没在水中后，弹簧秤示数为6.8牛，求此金属块所受的浮力和金属块的重力及密度。(取g＝10牛／千克)[解]V排＝V物＝0.1分米3＝1.0×10-4米3F浮＝ρ水gV排＝1.0×103千克／米3×10牛／千克×1.0×10-4米3＝1牛所以G物＝6.8牛+1牛＝7.8牛m物=gG物=千克牛牛/108.7=0.78千克ρ物=物物Vm=341078.0米千克=7.8×103千克/米3