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浮力 第十章 1 知道浮力產(chǎn)生的原因 能對探究 阿基米德原理 實驗的過程作出正確的說明 以及得出正確的結論等 能準確表述阿基米德原理的內容 能運用其關系式F 液gV排進行簡單的計算 2 能通過簡單的受力分析以及二力平衡條件等知識判斷具體情況下物體的浮沉 3 知道輪船 潛水艇 氣球和飛艇以及密度計的應用原理 一 浮力1 定義 浸在液體中的物體 受到液體對它向 的力 2 浮力產(chǎn)生的原因 浸在液體中的物體上下表面存在著 浮力的方向是 可以用彈簧測力計測出物體在液體中所受到的浮力 F浮 G F示數(shù) 3 阿基米德原理 1 內容 浸在液體中的物體受到液體 的浮力 浮力的大小等于它排開液體所受的 2 公式 由公式可知 浮力只與 和 有關 而與放入液體中的物體的重力 密度 體積 形狀 所處位置和全部浸沒時的深度均無關 3 阿基米德原理不僅適用于液體 還適用于 上 壓力差 豎直向上 向上 重力 F浮 G排 液gV排 液體密度 排開液體的體積 氣體 阿基米德原理包含兩種狀態(tài) 一是物體全部浸入液體中 即V排 V物 二是物體一部分浸入液體中 即V排 V物 規(guī)則物體 如正方體 長方體 柱體 圓錐等 的底面與容器底緊密接觸時 物體不受浮力作用 二 浮力的應用4 物體的浮沉條件物體在液體中處于什么狀態(tài) 主要取決于物體所受的浮力和重力的大小關系 也可由物體的密度 物體為實心 和液體的密度的大小關系來判斷 具體情況如下 若F浮 G物 物 液 則物體上浮 最后漂浮在液面上 若F浮 G物 物 液 則物體懸浮 若F浮 G物 物 液 則物體下沉 最后靜止在容器底部 5 浮力的應用 1 輪船 輪船的大小用 表示 它表示輪船 時排開水的 2 潛水艇 靠 實現(xiàn)上浮與下沉的 3 氣球 飛艇 靠 實現(xiàn)上升與下降的 4 密度計 在任何液體中都處于 狀態(tài) 越靠上示數(shù)越 排水量 滿載 質量 改變自身重力 改變浮力 漂浮 小 1 浮力計算方法 稱量法 F浮 G G示 原因法 F浮 F上 F下 原理法 F浮 G排 液gV排 平衡法 漂浮或懸浮時F浮 G物 2 漂浮問題 五規(guī)律 1 物體漂浮時 所受浮力等于它受到的重力 2 同一物體漂浮在不同液體里 所受浮力相同 3 同一物體在不同液體里漂浮 在密度大的液體里浸入的體積小 4 漂浮物體浸入液體體積是它體積的幾分之幾 物體密度就是液體密度的幾分之幾 5 將漂浮物體全部浸入液體里 需加豎直向下的外力等于液體對物體增大的浮力 1 2012 上海 體積為2 10 3m3的金屬塊浸沒在水中 受到的浮力大小為 N 方向豎直向 2 2013 齊齊哈爾 一艘排水量為3000噸的輪船在河水中航行 滿載時船及所裝的貨物共重 N 當這艘輪船從河里駛入海里時 它排開水的體積 選填 變大 變小 或 不變 3 2013 漳州 風暴來臨前 海邊的漁民會發(fā)現(xiàn) 原來還在海邊悠閑自得地懸浮的水母 紛紛遠離海岸 潛入較深的海水中 當水母懸浮在水中時 它受到的浮力 重力 水母下潛的過程中 受到的液體壓強將 20 上 3 107 變小 等于 變大 4 2014 宜昌 同一支密度計先后放在甲 乙兩杯液體中 靜止時所處位置如圖所示 以下說法正確的是 A 甲液體的密度較小B 乙液體的密度較小C 密度計在甲液體中受到的浮力小D 密度計在乙液體中受到的浮力小 A 5 2014 長春 如圖所示 三個完全相同的容器內裝有適量的水后 在乙容器內放入木塊漂浮在水面上 丙容器內放一個小球懸浮在水中 此時 甲 乙 丙三個容器內水面高度相同 下列說法正確的是 A 三個容器中 水對容器底的壓強相等B 三個容器中 水對容器底的壓力不相等C 如果向乙容器中加入鹽水 木塊受到的浮力變大D 如果向丙容器中加入酒精 小球將上浮 A 例1 用彈簧測力計懸掛實心圓柱體 圓柱體的底面剛好與水面接觸 未浸入水中 如圖甲所示 然后將其逐漸浸入水中 圖乙所示是彈簧測力計示數(shù)隨圓柱體逐漸浸入水中深度的變化情況示意圖 則圓柱體受到的最大浮力是 解析 由圖乙可知彈簧測力計的示數(shù)先變小后不變 是因為圓柱體在浸入水中的過程中 受到水對它的浮力變大 當物體完全浸沒時 它排開水的體積不變 此時所受到的浮力最大 由測量法可得F浮 2 0N 1 4N 0 6N 答案 浮力的計算 0 6N 例2 2013 涼山 在一支鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥 把它分別置于甲 乙 丙三種不同的液體中 鉛筆靜止時的情形如圖所示 則鉛筆分別在三種液體中受到浮力F的大小和三種液體密度 之間的關系正確的是 A F甲 F乙 F丙 甲 乙 丙B F甲 F乙 F丙 甲 乙 丙C F甲 F乙 F丙 甲 乙 丙D F甲 F乙 F丙 甲 乙 丙 C 浮力的應用 浮力的大小等于什么1 用稱量法測出物塊在水中受到的浮力 同時測出物塊排開水的重力 比較二者的數(shù)量關系 2 若實驗用到溢水杯 注意溢水杯中一定要裝滿水 例3 2013 威海 小明同學在探究影響浮力大小的因素時 做了如圖所示的實驗 請你根據(jù)小明的實驗探究回答下列問題 1 在C與E兩圖中 保持了排開液體的體積不變 研究浮力與 的關系 根據(jù)A與E兩圖所示的實驗數(shù)據(jù) 可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為 N 2 小明對ABCD四個步驟進行了觀察研究 發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時與深度有關 有時與深度又無關 對此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而 當物體浸沒在水中后排開水的體積相同 浮力的大小與深度 3 在小明實驗的基礎上 根據(jù)有關實驗數(shù)據(jù) 可以計算出鹽水的密度為 kg m3 解析 1 觀察C與E兩圖可以看出 液體的密度不同 而物體A排開液體的體積相同 彈簧測力計的示數(shù)不同 因此可以探究浮力與液體密度的關系 由圖A知物重G 8N 由圖E知浸沒在鹽水中G0 5 6N 則浮力F浮 G G0 8N 5 6N 2 4N 2 觀察B C兩圖發(fā)現(xiàn) 物體浸入水中的深度增大 其實質是物體排開水的體積增大 而彈簧測力計的示數(shù)減小 說明物體受到的浮力增大 于是得出結論 浮力的大小隨著物體排開水的體積的增大而增大 觀察C D兩圖發(fā)現(xiàn) 當A全部浸入水中時 深度增加 彈簧測力計的示數(shù)不變 即所受浮力的大小不變 于是得出結論 浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關 3 利用稱重法 F浮 G G0 可分別求出物體A浸沒在鹽水中和水中的浮力為2 4N和2N 根據(jù)阿基米德原理則有下列兩個等式成立 鹽水gV排 2 4N 水gV 排 2N 因為是同一物體浸沒在鹽水中和水中 所以V排 V 排 由 式得 鹽水 1 2 103kg m3 答案 1 液體密度2 4 2 增大無關 3 1 2 103 一 方法技巧三種方法比較浮力大小1 比V排法 即不同物體浸在同一液體中 根據(jù)F浮 G排 液gV排知 液相等 V排越大 受到的浮力越大 2 比 液法 即同體積的不同物體浸沒在不同液體中 根據(jù)F浮 G排 液gV排知 V排相等 液越大 受到的浮力越大 3 比重法 即同一物體浸在不同液體中靜止 針對物體不同狀態(tài)進行受力分析 以重力為中間不變量 對比出浮力大小 二 常見易錯現(xiàn)象 認為一切浸在液體中的物體都受到浮力的作用 沒有深刻理解物體所受上下表面的壓力差而產(chǎn)生的浮力 認為物體浸沒液體越深 所受浮力越大 物體浸沒在液體中排開液體體積不變 所受浮力不變 應用浮力公式計算時 不注意前提條件而出錯 如利用F浮 G物求浮力的前提條件是物體在液體中漂浮或懸浮 應用物體的浮沉條件解題時易錯 a 輪船漂浮所受浮力一定 吃水深度的變化由阿基米德原理分析 b 潛水艇潛入水中排開水的體積一定 所受浮力一定 靠改變自身重力實現(xiàn)下潛和上浮的 例4 質量相等的三個實心小球 放入某液體中靜止后處于如圖所示狀態(tài) C球沉底 比較它們物理量的關系 正確的是 A 浮力關系 FA FB FCB 浮力關系 FA FB FCC 重力關系 GA GB GCD 體積關系 VA VB VC 解析 由題中條件 質量相等的三個小球 可知GA GB GC 由浮沉條件可知 它們浮力大小關系是FA FB FC 密度關系是 A B 水 C 所以它們的體積關系是VA VB VC 答案 D 課堂小結 本節(jié)課的收獲 教師引導學生自己總結 作業(yè) 1 中考新突破 2 學習之友