《浮力概念及计算方法：初中物理课件复习》

浮力概念及计算方法初中物理课件复习本课件旨在全面复习初中物理中关于浮力的概念、产生原因、计算方法以及在实际生活中的应用通过本课件的学习，同学们将能够深刻理解浮力的本质，熟练掌握阿基米德原理，并能运用所学知识解决相关的物理问题让我们一起探索浮力的奥秘吧！课程目标理解浮力概念，掌握计算方法理解浮力本质掌握计算方法实际应用明确浮力的定义、产生原因和方向深熟练运用称重法、公式法和平衡法计算了解浮力在轮船、潜水艇、气球等生活刻认识浮力是液体（或气体）对浸在其浮力的大小能够灵活选择合适的计算中的应用理解这些应用背后的物理原中的物体的一种托举力，来源于液体对方法，解决实际问题理，培养科学探究精神物体上下表面的压力差什么是浮力？力的定义与方向力的定义浮力的定义12力是物体对物体的作用，使物浸在液体或气体中的物体，受体发生形变或改变运动状态到液体或气体向上托的力，叫力是改变物体运动状态的原因，做浮力浮力的本质是液体或也是产生加速度的原因气体对物体上下表面的压力差浮力的方向3浮力的方向总是竖直向上，与重力方向相反无论物体在液体或气体中处于什么位置，浮力的方向始终保持不变浮力产生的原因液体对物体的压力差液体压强液体内部存在压强，且压强随深度增加而增大同一深度，液体向各个方向的压强相等压力差浸在液体中的物体，下表面受到的液体压力大于上表面受到的液体压力，产生一个向上的压力差浮力这个向上的压力差就是液体对物体的浮力浮力的大小等于液体对物体上下表面的压力差浸在液体中的物体受到的力重力（）浮力（浮）G F由于地球的吸引而使物体受到的液体对物体向上托的力，方向竖力，方向竖直向下，作用点在物直向上，作用点可以认为在物体体的重心排开液体的重心拉力（拉）F绳子或弹簧对物体的拉力，方向沿绳子或弹簧的方向浮力的单位牛顿（）N力的单位测量工具力的种类力的国际单位制单位是实验室中，我们通常使浮力是力的一种，与其牛顿（），简称牛用弹簧测力计来测量力他力一样，都遵循力的N的力大约相当于拿的大小，包括浮力单位和测量方法认识1N起一个苹果所用的力浮力是理解其他力的基础实验探究浮力的大小与哪些因素有关？提出问题浮力的大小可能与哪些因素有关？例如，液体的密度、物体排开液体的体积等设计实验通过控制变量法，分别探究浮力与液体密度和物体排开液体体积的关系保证其他因素不变，只改变一个因素进行实验使用弹簧测力计、不同密度的液体、不同体积的物体进行实验，记录数据分析结论分析实验数据，得出浮力与液体密度和物体排开液体体积的关系验证或修正之前的假设影响浮力大小的因素一液体的密度实验观察2观察弹簧测力计的示数变化示数越小，说明物体受到的浮力越大实验设计1保持物体排开液体的体积不变，改变液体的密度例如，分别将同一物体浸入水中和盐水中实验结论液体的密度越大，物体受到的浮力越大3密度大的液体更容易托起物体液体密度越大，浮力越大理论解释1密度大的液体，相同体积的液体质量更大，对物体产生的压力更大，因此浮力更大生活实例2在盐水中更容易漂浮海水比淡水密度大，所以在海里游泳更容易实际应用3利用不同液体的密度差异，可以进行密度测量和分离操作例如，盐水选种影响浮力大小的因素二物体排开液体的体积实验设计保持液体的密度不变，改变物体排开液体的体积例如，将同一物体逐渐浸入水中1实验观察2观察弹簧测力计的示数变化示数越小，说明物体受到的浮力越大实验结论3物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大排开的液体越多，受到的托举力越大物体排开液体的体积越大，浮力越大12原理实例排开的液体越多，产生的压力差越大，浮船体越大，排开的水越多，受到的浮力越力越大浮力与排开液体的体积成正比大，能承载的货物也越多3应用设计船只时，需要考虑船体的体积，以保证足够的浮力气球的大小也决定了其能上升的高度阿基米德原理浮力等于物体排开的液体所受的重力内容意义重要性浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，揭示了浮力大小的本质，将浮力与物体是解决浮力问题的核心原理，广泛应用浮力的大小等于被该物体排开的液体所排开液体的重力联系起来，为计算浮力于浮力计算、物体浮沉状态判断等问题受的重力提供了重要依据阿基米德原理公式浮排F=G=液排ρgV浮F表示物体受到的浮力，单位是牛顿（）N排G表示物体排开的液体所受的重力，单位是牛顿（）N液ρ表示液体的密度，单位是千克米（）/³kg/m³g表示重力加速度，通常取牛顿千克（）

9.8/N/kg公式中各符号的含义及单位符号含义单位浮浮力牛顿（）F N排排开液体的重力牛顿（）G N液液体密度千克米（）ρ/³kg/m³排排开液体的体积米（）V³m³重力加速度牛顿千克（）g/N/kg阿基米德原理的应用计算浮力确定液体密度首先需要知道液体的密度，可以通过查表或实验测量得到计算排开体积确定物体排开液体的体积如果物体全部浸没，则排开体积等于物体的体积；如果物体部分浸没，需要测量浸没部分的体积代入公式将液体密度、排开体积和重力加速度代入阿基米德原理公式，计算浮力的大小浮力计算方法一称重法原理适用范围12物体在空气中受到的重力与浸适用于固体物体浸在液体中时在液体中时弹簧测力计的示数浮力的计算操作简单，易于之差，就是物体受到的浮力理解注意事项3确保弹簧测力计的准确性，以及物体完全浸没在液体中，但不能接触容器底部称重法公式浮示F=G-F示浮G FF表示物体在空气中受到表示物体浸在液体中时表示物体受到的浮力，的重力，单位是牛顿弹簧测力计的示数，单单位是牛顿（）通N（）需要使用弹簧位是牛顿（）也需过公式计算得到N N测力计测量要使用弹簧测力计测量示物体在液体中的示数F测量步骤1将物体浸入液体中，注意不要让物体接触容器底部读取弹簧测力计的示数，即为示F注意事项2确保物体完全浸没，并且弹簧测力计保持稳定避免液体晃动影响测量结果影响因素3示的大小受到浮力、重力以及液体密度的影响浮力越大，F示越小F浮力计算方法二公式法适用范围核心公式计算步骤适用于已知液体密度和物体排开液体体浮液排，其中液是液体密度，确定液体密度和物体排开液体的体积，F=ρgVρ积的情况下，计算物体受到的浮力是重力加速度，排是物体排开液体的代入公式计算即可得到浮力的大小g V体积直接使用阿基米德原理公式计算计算排开体积计算物体排开液体的体积如果物体完2全浸没，则排开体积等于物体的体积；如果物体部分浸没，需要测量浸没部分确定液体密度的体积1通过查阅资料或者实验测量，获得液体的密度值注意单位要统一，通常使用千克米（）代入计算/³kg/m³将液体密度、排开体积和重力加速度代3入阿基米德原理公式，计算浮力的大小注意单位统一浮力计算方法三平衡法条件1物体处于静止或匀速直线运动状态，即物体处于平衡状态受力分析2分析物体受到的所有力，包括重力、浮力、拉力等确定各个力的方向和大小关系平衡方程3根据平衡条件，列出力的平衡方程例如，竖直方向上，向上的力等于向下的力当物体静止或匀速运动时，浮力等于物体的重力123静止状态匀速运动应用当物体静止时，合力为零如果只受到重当物体匀速运动时，合力也为零同样，通过测量物体的重力，可以直接得到物体力和浮力，则浮力等于重力如果只受到重力和浮力，则浮力等于重力受到的浮力，无需其他计算物体的浮沉条件沉底受力分析运动状态结论物体受到重力和浮力作用，重力大于浮物体在合力作用下加速下沉，直到接触当物体所受重力大于浮力时，物体下沉力，合力方向向下容器底部物液，物体下沉ρρ物体所受重力大于浮力力的关系密度关系重力（）浮力（浮），即物体的密度（物）液体的密GFρ浮物体受到的合力度（液）密度大的物体更容G-F0ρ方向向下易下沉实例铁块放入水中会下沉石头放入水中也会下沉这些物体的密度都大于水的密度物体的浮沉条件悬浮受力分析物体受到重力和浮力作用，重力等于浮力，合力为零运动状态物体在液体中静止不动，既不下沉也不上浮物体可以停留在液体的任何位置结论当物体所受重力等于浮力时，物体悬浮物液，物体悬ρ=ρ浮物体所受重力等于浮力密度相等物体的密度（物）液体的密度（ρ=ρ2液）物体的密度与液体密度相等时，力的平衡物体悬浮1重力（）浮力（浮），即G=F G-F浮物体受到的合力为零，处于=0实例平衡状态经过特殊处理的鸡蛋可以在盐水中悬浮潜水艇在水中也可以实现悬浮状态3物体的浮沉条件漂浮受力分析1物体受到重力和浮力作用，重力等于浮力，合力为零但物体部分浸入液体运动状态2物体静止在液面上，部分露出水面物体不再下沉，达到平衡状态结论3当物体所受重力等于浮力，且物体部分浸入液体时，物体漂浮物液，物体漂浮ρρ物体所受重力等于浮力，且物体部分浸入液体力的平衡1重力（）浮力（浮），即浮物体受到的合力为零，处于平衡状态G=F G-F=0密度关系2物体的密度（物）液体的密度（液）物体的密度小于液体密度时，ρρ物体漂浮实例3木块放入水中会漂浮泡沫板放入水中也会漂浮这些物体的密度都小于水的密度浮沉条件总结重力与浮力的大小关系下沉悬浮漂浮重力浮力（重力浮力（重力浮力（GF=G=F=G=F浮）物体密度大于液浮）物体密度等于液浮），且物体部分浸入体密度（物液）体密度（物液）液体物体密度小于液ρρρ=ρ体密度（物液）ρρ密度与浮沉物体密度与液体密度的关系关系结果备注物液下沉物体在液体中下沉，ρρ直到接触容器底部物液悬浮物体在液体中悬浮，ρ=ρ停留在任何位置物液漂浮物体漂浮在液面上，ρρ部分露出水面物体密度大于液体密度下沉受力情况运动状态实际例子物体受到的重力大于浮力，合力向下，物体不断下沉，直到接触到容器的底部铁块放入水中，由于铁的密度大于水的导致物体加速下沉下沉过程中，速度逐渐增大密度，铁块会下沉到水底物体密度等于液体密度悬浮力的平衡位置状态12物体所受的重力与浮力大小相物体在液体中的任何位置都能等，方向相反，合力为零，物保持静止，既不下沉也不上浮体处于平衡状态常见现象3潜水艇通过调节自身重力来实现悬浮经过处理的鸡蛋在盐水中也能悬浮物体密度小于液体密度漂浮初始状态物体放入液体中，开始时，重力大于浮力，物体下沉随着下沉，排开液体的体积增大，浮力增大平衡状态当下沉到某一深度时，浮力等于重力，物体不再下沉，达到平衡状态，部分露出液面稳定状态物体静止在液面上，部分浸入液体中，部分露出液面，漂浮状态稳定密度与浮沉条件的应用潜水艇潜水艇通过改变自身重力来实现上浮、2下潜和悬浮增加压载水，潜水艇下沉；轮船设计排出压载水，潜水艇上浮轮船利用空心结构增大排开水的体积，1使受到的浮力增大，从而实现漂浮同时，通过改变船舱内的载重来控制船的密度计浮沉状态密度计是一种测量液体密度的仪器根据漂浮时浸入液体的深度，可以读取液3体的密度值典型例题一计算铁块在水中的浮力12已知求解铁块的体积、水的密度、重力加速度铁块在水中受到的浮力3公式浮水铁F=ρgV例题分析已知条件、求解目标已知条件仔细阅读题目，找出所有已知的物理量，例如物体的体积、液体的密度、重力加速度等1注意单位是否统一，如果单位不统一，需要进行单位换算隐含条件2有些题目中可能存在隐含条件，例如物体完全浸没在液体中，则物体排开液体的体积等于物体的体积需要仔细分析题目，挖掘隐含条件求解目标3明确题目要求求解的物理量，例如浮力、物体的密度、物体排开液体的体积等明确求解目标有助于选择合适的公式和方法解题步骤使用阿基米德原理计算步骤内容确定液体密度水和铁块体积铁1ρV将水、铁和代入公式浮水铁2ρV gF=ρgV计算得到铁块受到的浮力浮3F典型例题二判断木块在水中的浮沉状态已知求解依据木块的密度、水的密度木块在水中的浮沉状态密度与浮沉的关例题分析木块的密度与水的密度比较比较密度查阅资料12比较木块的密度和水的密度的如果题目中没有直接给出木块大小关系如果木块的密度小的密度和水的密度，可以通过于水的密度，则木块会漂浮；查阅资料或者实验测量得到如果木块的密度等于水的密度，水的密度通常取则木块会悬浮；如果木块的密×

1.010³kg/m³度大于水的密度，则木块会下沉单位统一3确保木块的密度和水的密度的单位统一，通常使用千克米/³（）如果单位不统一，需要进行单位换算kg/m³解题步骤根据密度关系判断浮沉比较密度将木块的密度与水的密度进行比较木水，则木块会漂ρρ浮在水面上得出结论由于木块的密度小于水的密度，因此木块会漂浮在水面上木块将部分浸入水中，部分露出水面完整解答完整地写出解题过程和结论明确说明木块会漂浮在水面上，并解释原因典型例题三测量石块的密度测量质量使用天平测量石块的质量注意天平m2的调节和读数方法实验原理1根据密度公式，需要测量石块测量体积ρ=m/V的质量和体积，然后计算石块的密m V使用量筒和水测量石块的体积先在V度量筒中倒入适量的水，记录水的体积，V1然后将石块浸入水中，记录水和石块的3总体积，则石块的体积V2V=V2-V1实验步骤测量石块的质量和体积步骤内容用天平测量石块的质量，记录1m数据在量筒中倒入适量的水，记录水2的体积V1将石块轻轻放入量筒中，完全浸3没，记录水和石块的总体积V2计算石块的体积4V=V2-V1数据处理计算石块的密度记录数据1将测得的石块的质量和体积记录在实验数据表格中注意单位的统一m V代入公式2将质量和体积代入密度公式，计算石块的密度m Vρ=m/Vρ计算结果3计算得到石块的密度，并写出正确的单位密度通常使用千ρ克米（）或克厘米（）作为单位/³kg/m³/³g/cm³浮力在生活中的应用轮船原理设计应用轮船利用空心结构增大排开水的体积，轮船的设计需要考虑船体的形状、大小轮船是重要的交通工具，用于运输货物从而增大受到的浮力，使其能够漂浮在和材料等因素，以确保轮船具有足够的和人员轮船在经济发展和文化交流中水面上，并承载大量的货物浮力，并且能够稳定地航行发挥着重要作用轮船的设计原理增大排开水的体积空心结构增大浮力轮船采用空心结构，使其在相同根据阿基米德原理，浮力等于排质量的情况下，体积更大，从而开水的重力增大排开水的体积，增大排开水的体积就可以增大轮船受到的浮力漂浮条件当轮船受到的浮力等于其重力时，轮船就可以漂浮在水面上通过合理设计，使轮船满足漂浮条件浮力在生活中的应用潜水艇原理压载水舱军事应用潜水艇通过改变自身的重力来实现上浮、潜水艇设有压载水舱，通过向水舱中充水潜水艇在军事上具有重要的应用价值，可下潜和悬浮当潜水艇的重力大于浮力时，或排水，来改变潜水艇的重力充水越多，以执行侦察、攻击等任务潜水艇的隐蔽潜水艇下沉；当潜水艇的重力小于浮力时，潜水艇越重；排水越多，潜水艇越轻性使其难以被发现潜水艇上浮；当潜水艇的重力等于浮力时，潜水艇悬浮潜水艇的原理改变自身的重力上浮2排出压载水舱中的水，减小自身重力，使重力小于浮力，潜水艇上浮下潜1向压载水舱中充水，增大自身重力，使重力大于浮力，潜水艇下沉悬浮调节压载水舱中的水量，使自身重力等3于浮力，潜水艇悬浮在水中浮力在生活中的应用气球和飞艇原理1气球和飞艇利用空气浮力升空当气球或飞艇受到的空气浮力大于其重力时，气球或飞艇就会上升气体选择2气球通常充入密度小于空气的气体，例如氢气或氦气飞艇则通过加热空气来减小密度，从而获得升力应用3气球可用于广告宣传、气象探测等飞艇则可用于空中运输和观光旅游气球和飞艇的原理利用空气浮力12空气浮力气体密度气球和飞艇浸没在空气中，受到空气的浮气球通常充入密度小于空气的气体，例如力作用空气浮力的大小等于气球或飞艇氢气或氦气这样，气球受到的空气浮力排开的空气所受的重力才能大于其重力，从而上升3升力控制飞艇通过加热空气来减小密度，从而获得升力同时，飞艇还可以通过改变气囊的形状和大小来控制升力课堂练习选择题题目类型答题技巧复习重点选择题主要考察对浮力概念、计算方法认真阅读题目，明确题意分析选项，复习浮力的定义、阿基米德原理、浮沉和应用的理解题目难度适中，侧重基排除错误选项选择最符合题意的正确条件等重点知识掌握浮力的计算方法础知识的掌握选项注意单位的统一和应用课堂练习填空题题目特点解题方法填空题主要考察对浮力相关概念回忆相关知识点，准确填写答案的理解和记忆题目简洁明了，注意单位的填写检查答案是否侧重基础知识的巩固符合题意知识梳理通过填空题练习，梳理浮力相关的知识点，加深对概念的理解和记忆课堂练习计算题题目类型计算题主要考察对浮力计算方法的掌握和应用题目难度较高，需要灵活运用所学知识解题步骤明确题意，找出已知条件和求解目标选择合适的公式，进行计算注意单位的统一检查计算结果是否合理能力提升通过计算题练习，提高解决实际问题的能力，培养科学思维习题讲解重点难点分析难点题目针对难度较大的题目，进行详细的分析2和讲解讲解解题思路和技巧，帮助学重点题目生克服学习障碍1选择具有代表性的题目进行讲解，突出重点知识和解题方法强调对核心概念方法总结的理解和应用对不同类型的题目进行归纳总结，提炼解题方法和技巧帮助学生形成系统的3解题思路易错点分析单位换算质量单位1质量单位的换算千克（）克（）注意题目中给出的质量单位，进行正确的换算1kg=1000g体积单位2体积单位的换算立方米（）立方分米（）立方厘米1m³=1000dm³=1000000（）升（）立方分米（）cm³1L=1dm³密度单位3密度单位的换算克厘米（）千克米1/³g/cm³=1000/³（）注意单位的统一，选择合适的密度单位kg/m³易错点分析公式选择12阿基米德原理称重法浮液排，适用于已知液体密浮示，适用于用弹簧测力F=ρgV F=G-F度和物体排开液体体积的情况计测量浮力的情况3平衡法浮，适用于物体处于静止或匀G=F速直线运动状态的情况易错点分析理解题意认真审题建立模型逻辑推理仔细阅读题目，明确题目要求求解的物将实际问题抽象成物理模型例如，将根据已知的物理知识，进行逻辑推理理量分析题目中给出的已知条件和隐物体在液体中的运动状态抽象成受力分得出正确的结论注意检查解题过程是含条件析图否严谨总结浮力概念与计算方法浮力定义阿基米德原理12浸在液体或气体中的物体，受浮液排，浮力等于物F=ρgV到液体或气体向上托的力，叫体排开的液体所受的重力做浮力浮沉条件3浮，下沉；浮，悬浮或漂浮；浮，上浮GF G=F GF浮力的重要性在生产生活中的广泛应用轮船运输轮船利用浮力进行水上运输，是重要的交通工具轮船运输成本低，运量大潜水艇潜水艇利用浮力进行水下航行，用于军事侦察和科学研究潜水艇具有隐蔽性，难以被发现气球飞艇气球和飞艇利用浮力升空，用于广告宣传、气象探测和空中观光气球和飞艇具有独特的优势课后作业巩固练习完成练习题2完成课后练习题，检验学习效果练习题包括选择题、填空题和计算题复习课件1回顾本课件的内容，巩固所学知识重点复习浮力的概念、计算方法和应用查阅资料查阅相关资料，拓展知识视野了解浮3力在生产生活中的更多应用预习下一节课的内容压力1压力是指垂直作用在物体表面上的力压强2压强是指物体单位面积上受到的压力液体压强3液体内部存在压强，且压强随深度增加而增大。