实验演示一:今天的新课由余老师给同学们上。今天老师给大家带了一些好玩的。同学们注意看,老师手里是一个乒乓球,现在老师把乒乓球压在水槽的底部,注意看乒乓球的运动情况。
实验演示二:这是一个普通的鸡蛋,现在老师给你们变一个魔术,鸡蛋放在盛有清水的
玻璃杯中,鸡蛋下沉;将鸡蛋取出,放入另一杯“水”(实际是盐水)中,鸡蛋却悬浮(或漂浮)。很神奇的现象。
实验演示二:孔明灯,点燃后徐徐上升。 这些都是我们平常见到的事物,但我们都习以为常了,现在我们要换一个思维来看这个事,我们用物理的思想来看这个问题。来对物体进行受力分析。这里面的物体除了受重力以外,还受什么力?
那么浮力的施力物体和受力物体分别是什么? (施力物体是:液体,受力物体是:乒乓球) 浮力定义
浮力:液体和气体对浸在其中的物体产生向上的力,我们把这个力叫做浮力。一般用F表示。 “浸在”注意浸在其中,包括全部浸入和部分浸入。 浮力的现象在我们的生活中很普遍,能否列举几个事例呢?学生尽可能列举一些常见的事例
浮力既然是个力,我们来研究它就要从三要素入手,力的三要素分别是:大小,方向,作用点 (1)一般而言,浮力的作用点就在物体的重心。(作用点肯定就在受力物体上,这个就不用深究)
(2)下面我们看一下它的方向:实验演示,绳子的拉力是竖直向下,重力也是竖直向下的,由于力的平衡那么浮力的方向就也应该是竖直的,那么是竖直向上还是向下呢?
结论:浮力的方向竖直向上
(3)前面第一次,我们的乒乓球在水面上是静止的,那么它就处于平衡状态,它的浮力和重力应该是一对平衡力,那么现在它的浮力的大小就应该等于重力的大小
这就是浮力的一种求法,注意这种求法的前提是物体在水面上是静止的 称重法:
在前面,上浮的物体受到浮力了,那同学们有没有想过石块、金属块等在水中下沉的物体是否也受到浮力呢?同学们有没有什么方法来探究下沉的物体在液体中也受到浮力呢?(同学们如果没思路的话可以看看书上的图片。)物体在液体里对容器底部的压力或者对绳子的拉力小于自己的重力的话,就说明它受到浮力的作用
老师演示实验
在做这个实验时我们先要回忆弹簧测力计的使用规范,在使用弹簧测力计之前要看它的量程是否合适,看了量程之后我们要看弹簧测力计是否已经被调零了,没调零要调零。使用时要使弹簧伸长的方向和力的方向相同。不要使弹簧和刻度盘接触。
这是一个重物,我放在水里,它沉下去了。现在老师在空气里测得它的重力是 老师手给它一个托力,发现弹簧测力计的示数变小了。现在老师把这个重物放在水中,同学们注意观察弹簧测力计的示数,我们看见弹簧测力计的示数也变小了,那同学们想想这是为什么呢?这说明了什么?
刚才的实验说明沉在水中的物体也受到浮力,我们在这里也用了等效的思想。手给重物一个托力,弹簧测力计的示数变小了,重物在水里弹簧测力计示数变小了。两种情况都是弹簧测力计的示数变小,效果相同,所以我们认为产生的原因也是一样的,是由于重物受到了力的作用。所以下沉的物体也受到力的作用。侵在气体的情况和液体是一样的,也要受到浮力的作用。既然受到浮力的作用,你能通过实验进一步知道石块受到的浮力是多大吗?
同学分组讨论,请学生回答问题
我们来对这个物体进行受力分析,记住一句话,重力一定有,弹摩看四周。那浮力肯定也要看四周。
弹簧测力计的示数减小是由于金属块受到浮力造成的,所以弹簧测力计减小的示数等于浮力。
总结学生的回答,并讲解一遍,介绍这就是称重法
我们知道了什么是浮力,不禁想到浸在液体中物体一定受到浮力吗?(有各种意见)
演示实验:
①取一只去底的矿泉水透明塑料瓶,瓶口朝下,瓶口略小于乒乓球。放入乒乓球。
问:如果我往里面注水,乒乓球会浮起吗?(会。因为要受到水的浮力) ②往塑料瓶里面注水。现象:乒乓球被水压在瓶底,同时有水从塑料瓶口漏出。
(说明浸在水中的物体不一定受到浮力。为什么呢?) 板书:二、浮力产生的原因
③用瓶塞(或手)堵住漏水的瓶口,注意观察乒乓球下面积满水时有何现象发生?
(现象:乒乓球下积满水时乒乓球会上浮。) ④将水倒回烧杯,分析原因。
第一次乒乓球只受到水给它向下的压力。
第二次乒乓球下积满了水,即受到水对它向下的压力,而且受到水对它向上的压力。乒乓球上浮说明向上的压力大于向下的压力。这就是浮力产生的原因。F↑>F↓
我们举特例来分析:立方体浸没在液体中的受力情况
立方体浸没在水中,其左右两个侧面和前后两个侧面和面积相等,并且对应部位距水面的深度相同。
问:水给它们对应部位距水面的深度的压强是否相等?(相等) 问:水给它们的压力是否相等?(让学生讨论)(压力相等并且方向相反)
分析:(p=ρghp=F/S S一定,F=p·S)但是,上下两表面处的深度不同,下表面处的深度更深,压强更大,而上下两表面的表面积相同,据,所以下表面受到向上的压力比上表面受到的压力更大。即F↑>F↓这就是浮力产生的原因。
我们刚才是以立方体为研究对象来研究的,这个对于不规则的物体也是适合的。虽然对于我们现在的知识储备不能求出来,但是我们以后可以求出来。 板书 认识浮力
1. 浮力:液体和气体对浸入其中的物体产生向上的力,我们把这个力叫做浮力。
浸入:部分浸入,全部浸入 2. 方向:竖直向上
3.浮力产生的原因:上下压力差
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