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[!--downpath--]《浮力》的學習是以密度、力、二力平衡等知識為基礎的，有較強的綜合性。從日常生活中，中學生早已積累了有關壓強的體驗，如鐵塊能懸浮在海面是因為遭到水的壓強，氧氣球在空中能上升是遭到空氣的壓強，不同物體在水底的沉浮是不同的等，這種體驗都沒有經過科學的剖析、抽象與概括，只憑中學生淺薄的觀察剖析，產生了一些模糊甚至是錯誤的觀念，這種錯誤觀念的產生又會成為中學生學習壓強知識的思維障礙。
基于上述緣由，在《浮力》教學中，可以讓中學生通過系列探究活動，從活動中獲取信息，進而具象出概念和規律，清除中學生模糊甚至是錯誤觀念。
為完成探究活動，將中學生分為若干小組，要求每實驗小組打算如下器材：豬肉一個、大小不同的小鐵塊各一個、細線若干、清水、杯子、水桶、空的啤酒瓶、橡皮泥等。班主任打算彈簧測力計、玻璃棒、密度計、量筒、圓柱體組（容積為10cmcm3的銅塊、鐵塊、鋁塊各一個）、潛水艇模型、酒精、鹽水等。
探究一：在水底下沉的物體遭到壓強嗎？
設疑：將兵乓球和小鐵塊同時倒入盛有水的燒瓶中，發覺兵乓球會下浮到海面，小鐵塊則墜入水中。
兵乓球會下浮到海面是因為水的壓強的作用。生活中遇見的這樣的事例好多，如客輪在水面上航行，甲烷球脫手后會騰空而起等，這么在水底下沉的物體是否遭到壓強呢？
推測：（1）水底下沉的物體不會到壓強，由于遭到水的壓強的作用的客輪是漂在海面的。（2）水底下沉的物感受遭到壓強，由于將水底的石頭搬上岸時，會感覺在水底很輕而搬進海面后認為石頭變重了。
設計實驗：朋友們經過討論，產生一致的實驗方案。將小鐵塊用線系住，掛在彈簧測力計下，溶入水底，觀察彈簧測力計的示數是否會發生變化，倘若不變，說明在水底下沉的物體不受壓強的作用，假如變小，說明在水底下沉的物體是遭到壓強的。朋友們用自己打算器材進行實驗，獲取有關信息。
推論：在實驗過程朋友們發覺，當鐵塊溶入水底，測力計的示數變小。這說明在水底下沉的物體也遭到壓強，但是壓強的大小就等于測力計兩次的示數差。
疑惑：為何鐵塊在水底會下浮，鐵塊在水底會下沉？壓強的大小跟什么誘因有關？
探究二：壓強的大小跟什么誘因有關？
設疑：重做里面的實驗，將小鐵塊用線系住，掛在彈簧測力計下，漸漸溶入水底，觀察到小鐵塊在逐步溶入水底過程中，測力計的示數會逐步變小，但在小鐵塊全部墜入后，測力計的示數不再變化，這說明同一物體在不同的情況下所受壓強大小不同的。壓強的大小跟什么誘因有關？
推測：壓強大小到底和什么誘因有關，你們可以依據生活經驗進行推測，發表自己的看法，并說出自己的理由。
1、浮力大小和物體的輕重有關節。理由是輕的鐵塊在水底會浮上去，而重的金屬塊則沉下去，說明鐵塊所受壓強比金屬塊大。
2、浮力大小和物體容積有關。理由是：“你看！客輪容積大，在海上載如此多的貨物，說明它所受的壓強大。”
3、浮力大小和物體溶入液體的深度有關。后面的實驗說明了這一點。
4、浮力大小和液體密度有關。理由是鹽水密度大，不圓潤的種子的鹽水里懸浮而在清水中會墜入水中。
對于第一種猜測，應幫助中學生糾正關于物體輕重的說法，輕重必須用同容積的物體來進行比較，所以這個中學生關于鐵塊的說法應改成壓強大小與物體密度有關，至于鐵塊下浮就說它所受壓強大的錯誤看法，在下一步實驗探究時，由中學生自己來糾正。第二種推測引導中學生注意的客輪容積大實質是浸沒水底的容積大。
將朋友們的推測歸納為四個：壓強的大小可能與物體密度大小有關；壓強大小可能與溶入容積大小有關；壓強大小可能與溶入液體深度有關；壓強大小可能與液體密度大小有關。
設計實驗：引導運用“控制變量法”進行實驗。壓強大小可能和上述誘因都有關系，但當我們研究壓強大小和其中一個誘因的關系時，必須控制其它誘因，使其保持不變，以排除其它誘因的影響和干擾。
朋友們設計并進行實驗驗證自己所提出的推測。對驗證第一個推測的小組班主任要打算容積相同的不同物體（圓錐體組）。對驗證第四個猜測的小組班主任要打算鹽水、酒精。
對朋友們在實驗中獲取的信息的剖析處理中，引導中學生注意實驗中物體溶入液體的深度的改變實質是物體溶入液體中的容積的改變。
推論：朋友們在用“控制變量法”進行實驗后發覺，當其它條件都一樣，只有物體密度或浸沒液體深度不一樣時，測得壓強大小相等，說明壓強大小與它們無關；而當其它條件都一樣，只有液體密度或物體溶入液體容積不一樣時，測得壓強大小不等，說明壓強大小和它們有關。對數據的進行剖析比較，得出了推論，即“浸在液體里的物體所受壓強的大小與液體密度和排開液體的容積有關”。
探究三：壓強的大小等于哪些？
設疑：我們早已探究出壓強大小與液體密度和排開液體的容積有關，這么，它們之間有沒有確定的數目關系呢？引導朋友們由定性到定量、由淺入深地進行探究。
在桶中盛大半桶水，用手將空的啤酒瓶按入水底，感受啤酒瓶所受壓強及其變化，同時觀察海面高度的變化，通過剖析比較同事們發覺，啤酒瓶溶入越多，壓強越大，排沸水也多。引導中學生思維產生“浮力大，排開的水多；壓強小，排開的水少”的定性的認識。
提出問題：壓強的大小和排沸水的多少是否有著必然的聯系呢？引導探究“浮力大小與排開液體所受的重力”究竟是哪些關系？
推測：溶入水底的物體所受壓強的大小可能與物體排沸水所受的重力相等。
設計實驗：引導朋友們思索；怎么檢測物體在水底所受壓強的大小？怎么檢測物體溶入水后座沸水所受的重力？
對于壓強的檢測，朋友們很容易想到，在這兒重點引導中學生討論檢測物體溶入水底后座沸水所受的重力。
第一種方式：即為教材（人教版義務教育課程標準實驗教材《物理》九年級P83中）所示方式，這些方式關鍵在怎么在溢杯子中裝滿水，使溶入物體排開的水能全部流入大桶中。
第二種方式：在燒杯中盛適量的水，將物體溶入水底，讀出上升的刻度，即為物體排沸水的容積，再依照m＝ρV和G＝mg估算出物體所排沸水的重力。
第三種方式：在吃飯的瓶子里裝滿水，測出瓶子和水的總重量，之后將物體溶入水底，當杯中水不再溢出里，取出物體，檢測瓶子和剩下的水的總重量，減少的重量即為物體排沸水的重力。
第四種方式：……
推論：朋友們通過實驗驚奇的發覺，物體所受的壓強誰發現了大氣壓強的存在，竟和它所排沸水所受的重力恰好相等。因而得出阿基米德原理：“浸在液體里的物體遭到向下的壓強，壓強的大小等于物體排開液體所受的重力。”
壓強的借助
設疑：通過上面的探究，朋友們早已曉得在水底下沉的物體也會遭到壓強的作用，同時也曉得在水底下浮的物體遭到的壓強不一定比下沉的物體所遭到的壓強大。為何兵乓球會浮在海面，而小鐵塊會墜入水中。即物體的沉浮由哪些決定？
推測：物體的沉浮由物體自身的重力與所受的壓強的大小關系來決定的。
實驗探究：將豬肉裝入盛有水的瓶子中，豬肉是沉在水中的，向杯中漸漸加水，邊加邊攪拌，引導中學生觀察豬肉沉在杯底、懸浮在鹽水中、在鹽水中下浮最后懸浮在鹽水表面等不同現象，讓朋友們曉得下沉、懸浮、上浮、漂浮。朋友們經過剖析豬肉受力情況，借助二力平衡的知識，討論物體的沉浮條件。
推論：當物體所受的壓強小于物體重力（F浮>G物）時，物感受下浮；當物體所受的壓強大于物體重力（F浮
怎么調節物體的沉浮：壓強在我們的生活中有著廣泛的應用，如你們熟悉的客輪、氫氣球等，人們借助壓強就是要改變壓強與物體重力的大小關系。
將一塊橡皮泥倒入盛有水的本子中，橡皮泥會下沉到水中，朋友們想辦法讓橡皮泥浮在海面，并用橡皮泥承載物體，比較誰想的方式能讓橡皮泥所能承載的物體最多，朋友們通過實驗能找出“空心法”讓在水底下沉的物體懸浮。朋友們還討論出改變物體重力的這些技巧。
壓強的應用實例：潛水艇、密度計、氣球與飛艇的原理。向潛水艇模型里吹氣或從上面吸氣觀察潛水艇的沉浮，直觀了解潛水艇是怎樣實現下浮與下潛的；用密度計檢測鹽水、酒精的密度，通過剖析密度計在不同液體中所受壓強的大小關系，了解密度計的刻度及檢測原理。介紹熱氣球、氫汽球、飛艇，曉得這種物體是通過改變自身重力來實現下浮的，并思索如何能夠使升入空中的熱氣球、氫氣或飛艇安全返回。
課外調查與制做：通過查找有關熱氣球的有關知識并整理交流。自己找器材制做一個“孔明燈”并放飛。
探究教學感受：通過系列探究活動的設置，迸發中學生的求知欲，增強了中學生的學習興趣，使中學生情緒細膩，課堂氛圍活躍，中學生的積極性、主動性得以充分發揮。
在探究活動中，通過提問、實驗等方式設疑，引導中學生發覺并提出問題，并對中學生所提問題進行剖析引導，讓她們所提問題具有探究價值，培養了中學生發覺問題、提出問題的能力。
在提出問題的基礎上，引導中學生根據已有的知識和以前獲得的經驗，對問題的作出猜測和假定，讓中學生學會推測，學會預測，培養了中學生猜測和假定的能力。
在設計實驗的環節中，打破了傳統教學中的“照單配藥”，不再是書上如何說我就如何做，書上如何安排我怎樣做，不再出現實驗中沒有這樣的器材，老師沒有打算這樣的器材我就不能進行實驗的現象。中學生能自主設計實驗，對同一個探究問題，能闡述出多種實驗方案。實驗器材也不再完全靠老師打算，而是能自主選擇器材，中學生自己能從身邊找一些代用具來完成實驗，在實驗中甩掉了對老師的依賴，培養了中學生自主選擇器材設計實驗的能力。
信息時代，讓中學生在課外通過查找熱氣球的有關知識，有力拓展了中學生的視野。在自己找器材制做一個“孔明燈”并放飛的活動中，好多中學生做了一次沒有放飛，便積極思索失敗的緣由，應用所學的知識，對制做的“孔明燈”進行多次改進，直至能放飛為止。這種活動，將探究活動不僅僅局限于課堂，更延展至課外，對“孔明燈”的改進，使得了所學知識的應用，培養了中學生的動手能力及應用所學知識解決實際的能力。
大氣浮力
目標要求：
理解大氣浮力現象；曉得大氣浮力隨高度的降低而降低；常識性了解大氣浮力現象重要應用中活塞式抽水機和離心式油泵的工作原理，了解在水溫不變的情況下，一定質量的二氧化碳浮力跟容積的關系。
重點內容：
大氣浮力是一個重要的化學現象，它跟生產、生活有密切的關系，是本節的重點。
難點內容：
剖析相關大氣壓現象形成的緣由及一些大氣壓應用的原理是本節難點。
知識點精析
1、大氣的浮力
（1）大氣浮力的存在
月球周圍被厚厚的空氣層包圍著，包圍月球的空氣層又叫大氣層，我們就生活在大氣海洋的底層。空氣其實我們看不見，摸不著，但空氣也像液體那樣，遭到重力的作用，并且能流動，因此空氣向各個方向都有浮力。
①大氣浮力定義：大氣對浸在它上面的物體的浮力稱作大氣浮力。簡稱大氣壓或氣壓。
②大氣浮力形成的緣由：空氣因受重力作用而形成浮力。對此，我們可以對比理解：固體浮力是因為壓力作用而形成的，液體浮力是因為液體受重力作用而形成的，空氣也受重力作用，同樣形成浮力。
③大氣浮力存在例子：
實驗一：模擬馬德堡半球實驗。
如圖3-58所示，兩個皮碗口對口擠壓，之后雙手使勁往外拉，發覺要用較大的力能夠拉開。
馬德堡半球實驗和模擬實驗的共同點是：將金屬球內和皮碗內的空氣抽出或擠出，使金屬球內和皮碗內空氣的浮力減少，而外界的大氣浮力就把它們緊緊地壓在一起，要用較大的力能夠拉開，這就有力證明了大氣浮力的存在。
實驗二：“瓶吞蛋”實驗。
如圖3-59所示，用剝了殼的熟鴨蛋擋住廣口瓶口，實驗前用手輕輕使勁，不能將豬肉完整地壓入瓶內。再將燃起的棉簽扔入裝有細沙（避免燒裂瓶底）的瓶中，迅速將該熟鴨蛋堵住瓶口，待火熄滅后，觀察到豬肉“嘣”的一聲掉進瓶內。
上述實驗，因為棉花燃燒使瓶內氣壓增加，當瓶內浮力大于瓶外大氣浮力時，豬肉在大氣浮力的作用下，被壓入瓶內。
實驗三：“覆杯實驗”
如圖3-60，玻璃杯內裝滿水，用硬紙片遮住玻璃杯口，用手按住，并倒置過來，放手后，整杯水被紙片托住，紙片不掉出來。
該實驗玻璃杯內裝滿水，排出了空氣，杯內的水對紙片向上的浮力大于大氣對紙片向下的浮力，因此紙片不掉出來。
④大氣浮力的特征：
剖析上述三個實驗，我們不難理解大氣浮力存在問題。更深入研究：“瓶吞蛋”表明大氣豎直向上有浮力，“覆杯實驗”表明大氣向下有浮力。再觀察如圖3-61所示，漸漸向各個方向轉動，硬紙片仍不掉出來，表明大氣向各個方向都有浮力。從而顯示出大氣浮力的特征：大氣向各個方向都有浮力。
2、大氣浮力的大小
①實驗啟示：
由圖3-62（1），大氣壓托起杯內的火柱，若求出了火柱的浮力即知大氣壓的大小。如圖3-62（2）除去硬紙片，把盛滿水的瓶子倒扣在水槽中發覺杯中的水仍不下落，換成3-62（3）更長一些試管綠色水仍不下落。關鍵：找尋能托起最高火柱形成的浮力，即等于大氣浮力的大小。
因為p氣=p水=ρ水gh水，而ρ水太小，需h水很大，玻璃管的寬度有限，改用減小ρ液，減少h液的方式，取ρ液很大的液體——水銀來測大氣壓的大小。
②托里拆利實驗：
方式：先在長約1米，一端封閉的玻璃管中裝滿水銀誰發現了大氣壓強的存在，用手掌按住管口；將玻璃管倒立在水銀槽中；玻璃管倒立在水銀槽內后，水銀柱的變化是：先增長，達到一定的高度后停止增長，由管側的刻度尺讀出管內外水銀而的高度差約760mm。如圖3-63。當玻璃管傾斜時，水銀柱的寬度其實減小，但豎直高度不變。
剖析：甲。此時管內水銀柱上方沒有空氣，是真空，對管內水銀柱沒有浮力。乙。管內水銀柱不再下落是靠槽內水銀面遭到的大氣浮力托住了。丙。760mm水銀柱的浮力與大氣浮力大小應相等，也就是大氣浮力跟760mm高水銀柱形成的浮力相等。
估算：p大氣=p水銀=ρ水銀gh水銀
=13.6×103千克/米×9.8×0.76米
=1.01×105帕≈105帕。
即大氣浮力的值約為105帕。
指責：人的雙手面積約50分米2，由此可估算出作用在手腕上的大氣壓力約500牛，相當于一個質量50千克的人站在手臂上形成的壓力。但為何我們并沒有倍感這么大的大氣壓力呢？我們人體在大氣中承受著強悍的大氣壓力作用，為何沒有被壓癟呢？
我們再做如圖3-64的實驗，取一個帶閥的空涂料桶，讓一個朋友站在桶上壓一壓，不會發生任何形變。將球閥接抽氣機抽出桶內空氣，將發覺涂料桶逐步變癟了。可見，巨大的大氣壓力確實存在。因為我們人體內部有二氧化碳浮力，與外部大氣壓互相抵消。否則，我們的命運將與這個涂料桶一樣。
3、大氣壓的變化
（1）大氣壓隨高度降低。
大氣壓是因為大氣層遭到重力作用而形成的。我們在地理課中已學過，大氣層的結構，越到高空大氣越黏稠，那兒的大氣浮力越小。
課本圖3-65表示出了大氣壓隨高度變化的情況和不同高度處的大氣壓值，反之，若曉得某高度處的氣壓值，也就曉得該處的實際高度。所以客機飛行的高度、登山運動員所處高度就是通過測所在處的氣壓值而確定的。
由圖還可以看出大氣壓隨高度的變化是不均勻的。在海平面至3千米高度之間，每下降1千米，大氣壓值約減少104帕，3千米以上，每下降1千米，大氣壓值減少量逐步變小。
（2）標準大氣壓：
因為大氣壓不但隨高度變化，在同一地點也不是固定不變的，為了研究問題時便捷統一，一般把等于760毫米水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。
1標準大氣壓=1.01325×105帕。
1標準大氣壓的值在通常估算中常取1.01×105帕，簡略估算中還可取105帕。
（3）沸點隨氣壓改變：
停止沸騰的水，氣壓降低時會發生哪些現象
如課本圖3-66所示，燒杯中的水沸騰后移去酒精燈，水停止沸騰，待溫度增加一些后將大注射器接到燒瓶口上，向外拉注射器，可以看見，燒杯內的水又開始沸騰。
這表明：氣壓降低時水的沸點增加。
反之：氣壓下降時水的沸點下降。
典型例題：
例1在托里拆利實驗中，當玻璃管傾斜后，玻璃管內的水銀柱的寬度（）；水銀柱的高度將（）。（填“變大”“變小”或“不變”）
剖析：在做托里拆利里實驗時，當玻璃管內水銀柱靜止時，管內水銀柱形成的浮力等于大氣壓，當玻璃管傾斜后，管內水銀柱的液面與管外水銀槽內的水銀面之間高度差變小，平衡被破壞，為了維持與外界大氣壓平衡，玻璃管內水銀柱厚度要變大，致使水銀柱的豎直高度不變。
變大；不變。
解題思路解讀：解答此題易犯液體深度概念錯誤，把玻璃管內水銀柱長與水銀柱的深度混為一談。因而覺得，大氣壓值不變，所以管中水銀柱寬度不變，深度不變。
例2一個標準大氣壓能支持高的煤油柱。（ρ煤油=0.8×103千克/米3）
剖析：按照托里拆利測定大氣壓值的思想，煤油柱形成的浮力應等于標準大氣壓值，或則煤油柱形成的浮力與76分米水銀柱浮力相等。
解：（1）1標準大氣壓=1.013×105帕。
∴ρ煤油gh煤油=1.013×105帕。
∴。
（2）1標準大氣壓=76分米水銀柱的浮力，
∴ρ煤油gh煤油=ρ水銀gh水銀
∴
解題思路解讀：解答本題易犯三個方面錯誤：
①未理解大氣壓值測定的思維過程，不能完善方程等式。
②未記住標準大氣壓值的兩種敘述方法：1標準大氣壓=1.013×105帕=76分米水銀柱。
③液體浮力公式ρ液gh液中h的單位是“米”，而習慣標準大氣壓值水銀柱76“厘米”，忘掉換算，造成結果錯誤。
例3取兩只粗細相差很小的試管，大試管里裝滿水，把小試管的封閉端插入大試管中，之后倒過來，使試管口朝下，你會看見，隨著大試管里的水不斷從試管間的空隙中流出，小試管會漸漸地手動上升，如圖3-72，試解釋上述現象。
解析：這個“腹管上升”實驗，是大氣壓作用的結果，當水在其重力作用下，從兩試管間的空隙中流下來時，小試管下部將出現“真空”，這樣，小試管因為受大氣的壓力小于其重力，便手動上升到大試管里。
例4如圖3-73是一個采用橡皮吸盤的真空吊，拿來提取金屬板，假如要求每位吸盤可以提取半噸的重物，在大氣壓等于1個標準大氣壓的情況下，吸盤的半徑起碼要多大？（吸盤升高時，靠橫梁的重力將吸盤與金屬板之間的空氣打垮，要使吸盤與金屬板分離時，借助一個杠桿操作吸盤的閘閥，讓空氣進入吸盤）
剖析：這是借助大氣壓在工業生產中應用的典型事例。對金屬板而言，當平衡時，豎直向上的重力等于吸盤對金屬板的吸力，而吸盤的吸力等于大氣浮力與吸盤面積之積。
解：設吸盤直徑為r米，則吸盤的面積
S=πr2=3.14r2米2
∴p0S=mg
∴=1.546×10-2米2
∴r=0.124×10-2米=12.4分米。
∴吸盤半徑為2r=24.8。
鞏固練習：
1、下列現象中屬于應用大氣浮力的是（）
A、用吸管吸瓶中啤酒B、捏癟了鉛筆橡皮管可以吸上墨水
C．茶具蓋上留有小孔D．把藥液注射進胸肌里
2．甲烷球飄升到高空之后，忽然斷裂的緣由是()
A．甲烷球內浮力減小B．高空的氣溫下降
C．高空的大氣壓變大D．高空的大氣壓變小
3．借助離心抽水機抽深井中的水，抽水機離地面的距離最大不超過(設大氣壓為1個標準大氣壓)()
A．760毫米B．9．8米C．10．34米D．沒有限制
4．大氣壓及其變化與氣象有密切聯系，如今經常借助大氣壓的變化作為天氣預報的重要資料，中央電視臺所展示的高空等壓線表示的是()
A．天氣情況相同的連線B．離海平面高度相同地方的連線
C．大氣壓相同地方的連線D．溫度相同地方的連線
5．大陸青年應征人伍赴藏后，剛抵達青藏高原經常會頭痛、頭痛、耳鳴，有的甚至難受頭痛，其主要誘因是()
A．高原上溫度過高，常常下雨
B．高原上空氣黏稠，氣壓過低
C．高原上大氣中氧氣濃度較多
D．高原上公路崎嘔，人體能量消耗過多
6．一座樓，每兩層房屋間水龍頭的高度差是2．5米，已知二樓水龍頭的水壓是4個標準大氣壓，這么四樓水龍頭的水壓約是多少標準大氣壓?假如最高層水龍頭的水壓是1．5個標準大氣壓，這么該樓共有多少層?
7．注射器的活塞推到頂端后，用橡皮帽將注射器小管口塞住，再在活塞下邊懸掛砝碼．若活塞截面積為S=10分米2，最高能掛多重的砝碼？(大氣壓為1標準大氣壓)
8．如圖3—74所示，U形管內裝有水銀，一個管口與容器相連，另一管口與大氣相通，水銀面之差A＝10分米，這么容器二氧化碳的浮力是多少分米高水銀柱?(大氣壓為1個標準大氣壓)
答案與提示：
1、ABC
2、D
3、C
4、C
5、B
6、1個標準大氣壓可支持10米左右火柱，每下降10米，水壓升高1個標準大氣壓，每層樓高2.5米，增長個標準大氣壓。四樓水壓約3.5個標準大氣壓，該房屋共有12層。
7、101牛
8、66分米高水銀柱