10.4浮力(第一课时) 姓名:
【学习目标】
1.通过观察认识生活中的浮力现象,了解浮力是怎样产生的;
2.通过实验探究,认识到浸在液体或气体中的物体都受到浮力的作用,学会用弹簧测力计测量物体的浮力;
3.经过探究过程,知道浮力大小与哪些因素有关;
4.知道阿基米德原理的内容, 会利用阿基米德原理解释简单的现象。
【自学指导及练习】
【问题1】观察图10—27并思考
(1)浸在液体内部和浮在液体表面的物体都受到 力;
(2)浸在气体中的物体也受到 力;
(3)浮力的方向都是 的。
[小结]浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对它 的力叫做浮力。
浮力的方向是: 。
【问题2】下沉的物体是否受到浮力的作用?
(1)[猜测] 下沉的物体是否受到浮力的作用? ;
(2)你有什么经验支持你的猜测? ;
(3)如果给你一个弹簧测力计和一杯水,你能通过实验判断浸入水中石块是否受到浮力的作用吗?
a. 采取的实验方法: ;
b.你观察到的现象是: ;
c.你观察到的现象能说明: 。
【问题3】如何利用弹簧测力计测量浮力大小?(称重法测浮力)
通过上面的实验,我们可以找到一种用弹簧测力 ( http: / / www.21cnjy.com )计测量浮力大小的方法。在这种方法中,浮力的大小等于 。
【问题4】物体所受浮力的大小与哪些因素有关系?
[猜想]浮力的大小可能与那些因素有关?你是根据什么经验提出猜想的?
(1)生活经验:人掉入河里会下沉,但在死海 ( http: / / www.21cnjy.com )里却不会下沉;把空的饮料瓶缓缓按入水中的过程中,体会到饮料瓶所受浮力越来越_____,同时水桶中水面高度___ _。
(2)物理猜想: 。
[实验]按照课本图10-29所示的步骤进行实验。
(1)从图(b)所示的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验步骤得到的数据可以发现,物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积 (有或无)关;物排开液体的体积越 ,受到的浮力越 。
(2)从图(c)所示的实验步骤得到的数据可以看出,物体浸没在液体中时,所受浮力的大小与其在液体中浸没的深度 (有或无)关;
(3)从图(d)所示的实验得到的数据可以看出物体所受到的浮力的大小与液体的 有关。
[小结]浸在液体中的物体受到的浮力的大小与 和 有关。
【问题5】物体所受浮力的大小与它排开液体的重力有什么关系呢?
浸在液体中的物体所受浮力,大小等于被物体排开的液体 ,即 。这就是著名的阿基米德原理。
根据所学过的知识可以推导:F浮=G排液= = ,
这说明物体所受的浮力大小与 和 有关。
阿基米德原理 同样适用于气体.(注意:运用阿基米德原理时,各量单位要配套)
【典型例题】
例1.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋,容器放在斜面上,如右图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
例2.热气球飞行作为一个体育项目正趋普及.如右图所示,现有一个体积为l00 m3的热气球静止在空中,若已知空气的密度为1.29 kg/m3,此时它所受的浮力多少?(g取10 N/kg)
例3.一个体积为100cm3的铁块,将它挂在弹簧测力计下并完全浸入水中,
铁块所受到的浮力为多少N?(ρ铁=7.9 g/cm3,g取10 N/kg)
根据已知的条件,你还能求出哪些物理量 把它们一一求出来。
【巩固训练】
1.浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对它 的力叫做浮力。
2.阿基米德原理:浸在液体中的物体 ( http: / / www.21cnjy.com )所受浮力,大小等于被物体排开的液体受的 ,公式为:F浮=G排液= ,浮力的方向总是 。
3.把一块铁块先后分别浸没在水中和煤油中,则浸没在 中受到的浮力大。
4.一个重1N的物体,挂在弹簧测力 ( http: / / www.21cnjy.com )计上,当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是0.8N,这个物体受到的浮力是 N,排开的水所受的重力为 N。
5.将一块金属块慢慢放入盛有水的水槽中,该金属块受到的浮力 ( )
A.随着金属块浸入水的深度的增加而不断增大
B.与水槽中的水多少有关 C.与金属块的重有关
D.在未浸没前,随着入水中的体积越多,浮力越大,浸没后,浮力保持不变
6.下列关于浮力的说法正确的是 ( )
A.物体浸没在水中越深,所受到的浮力越大
B.浸在液体里的物体受到的浮力总等于物体排开水的重力
C.铁块在水中下沉,表明铁块在水中不受到浮力的作用
D.地面上的铅球也受到浮力的作用
7.将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中,它们受的浮力 ( )
A.相等 B.铜球最大 C.铝球最大 D.铁球最大
8.把一重是10N的木块浸没在水中,排开的水所受重力为12N,此时木块受到的浮力( )
A.大于12N B.等于12N C.等于12N D.无法判断
9.乒乓球从水中上浮到水面的过程中,所受浮力大小如何变化?
10.4浮力(第二课时) 姓名:
【学习目标】
1.会用弹簧测力计测量物体所受浮力的大小;
2.会利用阿基米德原理比较浮力的大小;
3.设计实验探究浮力的大小与哪些因素有关;
4.会用阿基米德原理进行浮力的简单计算。
【自学指导及练习】
【问题1】如何利用阿基米德原理比较浮力的大小?
方法一:当ρ液相同时,通过比较V排的大小来比较浮力的大小
例1把质量相同的铜块和木块分别浸没入水中,则它们所受浮力( )
A.铜块的大 B.木块的大
C.一样大 D.无法判断
方法二:当V排相同时,通过比较ρ液的大小来比较浮力的大小?
例2.一铁块浸没于海水中时受到的浮力是F1,浸没在清水中时受到的浮力是F2 ,则F1与F2的关系是 ( )
A.Fl>F2 B.Fl小结:解题时应注意物体所受的浮力只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关。
【问题2】如何设计实验探究浮力的大小的实验?
例3.小明认为物体所受浮力的大小与物体的密度 ( http: / / www.21cnjy.com )有关。针对这个问题,若提供下列器材由你选择,你将选择哪些器材、怎样进行探究?供选择的器材有:弹簧测力计,三个形状不同的小石块、橡皮泥、烧杯、细线和水、体积相同的铁球和铜球。
(1)你选择的器材:
(2)你的实验步骤:
(3)分析数据得出结论: ( http: / / www.21cnjy.com )
例4.小金同学用弹簧测力计和烧杯等器材 ( http: / / www.21cnjy.com )做探究有关浮力大小的实验,如图所示,请你将测量时的数据填入表中.分析表中的数据,可以得出的结论是
例5、小王为了探究物体在水中不同深度所 ( http: / / www.21cnjy.com )受浮力变化情况,如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表:
次数 1 2 3 4 5 6 7
h(cm) 0 2 4 6 8 10 12
F(N) 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.25 4.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重 N,第4次实验时,物体受到的浮力 N;
(2)分析表中第1列到第5列数据,说明 ;
(3) 分析表中第6列到第7列数据, 说明 ;
(4)下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是: ( )
【问题3】怎样进行有关浮力的计算?
例6.如图所示是利用水和盐水等器材来探究浮力的实验过程,请根据图中提供的信息回答下列问题:(g取10 N/kg)
(1)本实验是探究浮力的大小与 的关系.
(2) 你能算哪些物理量?把它们一一算出来。
【巩固训练】g取10 N/kg
1. 弹簧测力计下悬挂一块石块,下列各种情况中,弹簧测力计示数最小的是 ( )
A.石块在空气中 B.石块浸没在水中 C.石块浸没在酒精中 D.石块浸没在盐水中
2.小杰同学在游玩“海底世界”时, ( http: / / www.21cnjy.com )观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是 ( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小 D.浮力变大,压强变大
3.如图甲所示,弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块浸没在装有水的容器中,容器底部有一个由阀门控制的出水口.打开阀门缓慢放水,此过程中合金块始终不与容器底部接触.弹簧测力计示数随放水时问变化的规律如图乙所示.由图像可知:(1)经过 s,合金块刚好完全离开水面,合金块的重力为 N,此过程中合金块受到的最大浮力为 N,
(2) 合金块的体积是多少 (3) 合金块密度是多少
4.把体积为1.5 dm3的空心铜球挂在 ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧测力计上,浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数是放在空气中称时的5/6,求:(ρ铜=9.0×103 kg/m3)
(1)铜球受到的浮力是多少 (2)铜球的重力是多少 (3)铜球空心部分的体积是多少
h
C
F(N)
0
h(cm)
F(N)
0
h(cm)
F(N)
0
h(cm)
F(N)
0
h(cm)
A
B
D