八年级科学上册 第5节 水的浮力（一）学案（教师用）

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1、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＝测小木块的密度应用助沉法，具体方法是:先用

2、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＝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

3、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

4、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?(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

5、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，

6、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

7、。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＝＝＝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

8、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V排水＝＝＝6.3×10—5米3ρ球＝＝＝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