8年级下册物理 浮力(1) 逐字稿-3,977字
师:同学们,现在有一个量筒,底部有一个乒乓球,给你足量的水,手不能碰量筒,你能拿到乒乓球吗?相信很多同学会这么做。
(同学们操作,乒乓球浮起来)
师:乒乓球被水托了起来,原来我们以前就会利用浮力了。下面请同学们观察思考这几个场景,乒乓球为什么能从水里升起?军舰为什么能浮在海面上?热气球为什么能腾空而起?飞艇为什么能飞在空中?原来它们都受到了浮力。那同学们思考一下,仅仅是液体对物体有浮力吗?浮力的施力物体是什么呢?浮力的方向又是如何的呢?
通过上面这几个场景,我们发现乒乓球从水中浮起,军舰浮在海面上,其实是浸在液体里的物体,受到液体向上的托力;热气球腾空而起,飞艇在空中,说明浸在气体中的物体受到气体向上的托力。原来,不仅仅是液体,气体对浸在其中的物体都有向上的托力。所以浮力的施力物体应该是液体或气体。
那浮力的方向是怎样的呢?同学们还记不记得我们在研究重力方向的时候,用一根细线拴住重物,我们发现这根细线始终竖直,细线对重物的拉力方向是竖直向上。根据二力平衡的条件,重力的方向跟拉力的方向是共线的,所以重力的方向始终是竖直向下。今天我们是不是也可以利用类似的方法来研究浮力的方向呢?下面请同学们看实验,当乒乓球静止的时候,细线对乒乓球的拉力始终竖直。根据平衡力的知识,那么浮力的方向也应该始终竖直向上。所以说,浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对它竖直向上的托力,这个力就叫做浮力。
上浮的物体受到浮力,漂浮的物体也受到浮力,那么下沉的物体它受到浮力吗?你有没有什么经验支持你的猜想?你是否曾经经历过在水里提起重物比在陆地上感到更轻一些呢?你打算用怎样的实验来证明你的猜想?你会用到什么测量工具?
生:可以用弹簧测力计。
师:这个实验怎么设计?用弹簧测力计拎着重物,弹簧测力计的示数就是重力的大小。如果我们用手去托这个重物,弹簧测力计的示数应该会减小。如果物体在水中受到浮力,相当于受到向上的托力,那么弹簧测力计的示数也应该减小。下面我们就用实验来操作一下。
(老师操作实验)
师:我们可以看到物体的重力是0.6牛,然后我们给物体施加一个向上的托力,弹簧测力计的示数减小。撤去这个托力,弹簧测力计的示数又恢复到物体重力的大小。下面我们把物体浸到水中,看一看它在水中是不是受到向上的托力,是不是受到浮力呢?0.6牛的重力,好,开始缓慢地进入水中,请同学们观察弹簧测力计的示数,示数正在越来越小。当物体全部浸入水中时,弹簧测力计的示数达到最小值,看一下,0.2牛。那么我们发现弹簧测力计示数变小了,这说明什么?
生:这说明下沉的物体也受到了浮力。
师:对,所以一切浸在液体中的物体都受到液体对它向上的浮力。不仅仅是液体,在气体中也是一样,不管是上浮的物体还是下沉的物体,都受到竖直向上的浮力。
通过以上的这个实验,同学们你会求出浮力的大小吗?物体在水中静止的时候,它处于平衡状态,你能否通过平衡力的知识来求到浮力的大小呢?
生:浮力的大小应该用重力减去拉力。
师:对,这个方法叫做称重法,我们利用称重法可以测出物体所受的浮力。上面这个情景中,物体所受的浮力应该等于G减去F,等于0.6牛减去0.2牛,等于0.4牛。浮力无处不在,潜艇在水中,天鹅浮在水面上,穿着救生衣浮在水上,巨大的冰山浮在海面上,它们都受到了浮力。同学们再仔细看,水中的天鹅受到的浮力似乎更小一些,潜艇、巨大的冰山受到的浮力似乎更大一些,穿着救生衣好像增大了浮力。那浮力的大小,它跟哪些因素有关呢?接下来我们来探究一个物体所受浮力的大小跟哪些因素有关。同学们,你有什么猜想?看着这幅照片,你受到什么启发吗?我们人在水里面一般会沉,但是这是死海,人却浮在了死海的海面上,浮力似乎更大了。那浮力的大小跟什么有关呢?
生:死海的密度比一般的海水的密度要更大一些,浮力的大小是不是跟液体的密度有关呢?
师:我们再来看这个实验,同学们可以在家自己体验,我们用力把这个塑料瓶往水里压。实验中为了增加可视性,我用塑料尺来压这个塑料瓶。同学们可以看到随着往下压的过程,我们发现塑料尺的形变程度越来越大,也就是说浮力越来越大。那么浮力的大小跟什么因素有关呢?
生:是不是跟进入的深度有关系?
师:好,那么下面我们就来探究一下浮力大小跟液体的密度和物体所处深度的关系。你怎么测浮力?
生:可以用称重法来测量浮力。
师:对,那我在探究浮力大小跟液体密度和深度关系的时候,要注意用到什么方法呢?
生:控制变量法。
师:比如说我要探究浮力大小跟液体密度的关系,我要控制物体所处的深度一样。水和盐水液体密度不同,就可以探究浮力大小跟液体密度的关系。我在探究浮力大小跟深度关系的时候,得用相同的液体,都用水,液体密度一定,改变物体浸入水中的深度,我们就按照这样的思路来进行实验。下面我们看实验操作。