(共28张PPT)
第十章 浮力
第1节 浮力
1. 知道什么是浮力,以及浮力产生的原因。
2.知道测量物体所受浮力的方法。
3.知道浮力的大小跟哪些因素有关。
1. 浮力的产生原因及方向。
2.称重法测量浮力大小。
(1)浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)对物体_______的力叫浮力,浮力的施力物体是______________,浮力的方向总是_________的。
(2)用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G,
如图甲所示,把物体浸入液体中时弹簧测
力计的示数F示如图乙所示,则浮力F浮=
____________。
向上
液体(或气体)
竖直向上
G-F示
(2023·清远期末)近年来,我国在科学技术领域取得了辉煌的成就。下列科技成果没有受到浮力的是 ( )
A. 在太空中遨游的“天宫”空间站
B. 在海面上航行的航母“福建舰”
C. 在海水中下潜的“奋斗者号”
D. “极目一号”Ⅲ型浮空艇
A
[方法指导]浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力。
如图所示,小明用弹簧测力计挂着一个金属块分别浸入水和煤油中,金属块浸没在水中时所受的浮力为 _____N,浸没在煤油中所受浮力为____N。
1
0.8
(1)浮力产生的原因:浸在液体中的物体,由于液体在同一深度向各个方向的压强都相等,所以浸没在液体中并静止的立方体侧面每个位置上
受到的液体压力都会有正对的侧面上
同一深度处受到的压力与之抵消。
但是,下表面处的位置____,它所受的压强____,而上表面所处的位置____,所受的压强____,从而在物
体的上下表面产生一个压力差,正是这个压力差把物体托起来,这个托力就是_______。
(2)利用压力差求浮力的方法:F浮=F合=F向上-F向下。
深
浅
小
大
浮力
如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左______(选填“大于”“等于”或“小于”)F向右;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上_____(选填“大于”“等于”或“小于”)F向下;通过以上探究,得出浮力产生的原因。
等于
大于
[方法指导]浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差。
如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10 N,上表面受到水向下的压力为4 N,则物体下表面受到水向上的压力为 ( )
A. 4 N
B. 14 N
C. 6 N
D. 7 N
B
物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的_______有关,跟___________有关。物体浸在液体中的 _______越大、_____________越大,浮力就越大。物体在液体中所受浮力的大小跟物体的密度、物体的体积、物体浸没的深度等因素______。
体积
液体的密度
体积
液体的密度
无关
小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是 ( )
A. 铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1 N
B. 由甲、乙、戊三图实验,可探究浮力大小与液体密度的关系
C. 由甲、乙、丁三图可知,物体浸入
液体的深度越深,所受浮力越大
D. 再增加一个体积和铁圆柱体相等的
铜圆柱体,可探究浮力大小与物体密度的关系
D
[方法指导](1)由称重法测浮力求出铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小;(2)物体受到的浮力大小与液体的密度、排开液体的体积有关,研究浮力大小与其中一个因素的关系时,要控制另一个因素不变;(3)物体受到的浮力大小与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关;(4)探究浮力大小与物体密度的关系,要控制液体的密度、排开液体的体积不变,只改变物体的密度,据此分析。
小明同学在做“探究影响浮力大小的因素”的实验时,用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,使金属块分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。下列说法正确的是
A. 丙图中金属块所受浮力为1 N
B. 乙图中金属块受到的浮力大于丁图
C. 由丙、丁两图知浮力的大小与物体浸没在液体中
的体积有关
D. 比较甲、丙、丁三幅图可得出浮力的大小与浸入
液体的体积有关
答案:A
1.如图所示,鸡蛋在盐水中处于静止状态,则鸡蛋所受浮力的方向应是 ( )
C
A. F1
B. F2
C. F3
D. F4
2.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,且长方体都保持静止。下列说法正确的是 ( )
A. 水对长方体上、下表面的压强差不相等,压力差
相等
B. 水对长方体上、下表面的压强
差不相等,压力差不相等
C. 水对长方体上、下表面的压强
差相等,压力差不相等
D. 水对长方体上、下表面的压强差相等,压力差相等
A
3.如图所示,小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数大小。该实验探究的是下列哪个因素对浮力大小的影响 ( )
A. 液体的密度
B.物体的密度
C. 物体排开液体的体积
D.物体浸入液体的深度
D
4.将木桩打入河底,在木桩逐渐浸入水中的过程中,木桩受到的浮力_______;在木桩全部浸入水中后下降的过程中,木桩受到的浮力______;把木桩的下端打入河底泥土中静止不动时,木桩受到的浮力______。(均选填“增大” “减小” “不变”或 “为零”)
增大
不变
为零
5.【航天主题】2021年12月9日在中国空间站太空授课中,宇航员王亚平做了一个浮力实验:放入水中的乒乓球松手后会上浮吗?浮力产生的原因是液体受重力,所以液体在不同深度的压强_______,当重力消失时,乒乓球各个表面受到水的压强大小______(选填“相等”或“不相等”),浮力也就消失了,这就是浮力和重力伴生的现象。所以我们看到此时乒乓球在水中会_____________。
不相等
相等
停在原来位置
6.如图所示,把实心铁块A吊在弹簧测力计下浸入水中,物体A静止时画出A所受力的示意图。
7.小婷经常给爷爷泡茶,细心的她发现:茶叶刚放下时,有的漂在水面上,有的沉在水底,泡一段时间后会全部沉入水底,如图甲所示。她想:“浮力大小与什么因素有关呢?”小婷猜想:浮力大小可能与液体密度、物体浸在液体中的体积和浸在液体中的深度有关。为了验证以上猜想,小婷同学进行了如图乙所示的一系列实验:
(1)比较①、④、⑤的实验数据可知:物体浸没在水中所受的浮力____(选填“>”“<”或“=”)浸没在盐水中所受的浮力,两者对比可说明浮力与_________有关。
(2)由①、②、③可以看出:物体浸入越深,所受的浮力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。小婷立即得出:物体所受浮力大小与浸在液体中的深度有关。你认为她的判断是_______(选填“正确”或“错误”)的,理由是 _________________________________。
<
液体密度
变大
错误
没有控制物体浸在液体中的体积相同
(3)如图所示,能正确反映弹簧测力计示数F和图①中的圆柱体浸水后下表面到水面距离h关系的图象是____(选填字母)。
B(共19张PPT)
第十章 浮力
第3节 物体的浮沉条件及应用
(第1课时)
1. 理解物体的浮沉条件。
2.知道物体的浮沉条件,会判断物体的浮沉。
1. 从受力分析的角度判断物体的浮沉状况。
2.不同浮沉状态下物体密度和液体密度的关系。
(2022·惠州期末)一小球所受的重力为5 N,体积为6×10-4 m3,用手将它完全放入水中后,它所受的浮力为_____N,放手后小球将________(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待小球静止时所受水的浮力为________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg)
6
上浮
5
[方法指导]本题考查了学生对阿基米德公式和物体浮沉条件的理解应用。用手将小球完全放入水中后,根据它所受浮力跟重力的比较就得出物体的浮沉,由二力平衡得漂浮和悬浮时受到的浮力都等于重力。
D
周末小明帮妈妈做饭时,发现放入油锅中的油条都会先沉底,然后上浮至油面,如图所示。油条所受浮力为F浮,油条自身的重力为G,下列说法正确的是 ( )
A. 油条在下沉过程中,F浮>G
B.油条浮在油面上时,F浮>G
C.油条浸没在油中时,受热体
积膨胀,F浮不变
D.油条在上浮过程中,F浮等于
它排开油受到的重力
从密度的角度分析,物体的浮沉条件为:
①当ρ液>ρ物时,物体上浮或漂浮。
②当ρ液=ρ物时,物体悬浮。
③当ρ液<ρ物时,物体下沉。
将一枚鲜鸡蛋放入水中,鸡蛋沉入杯底,如图所示,下列操作可以让鸡蛋浮上来的是 ( )
A. 向杯子中加适量水
B. 向杯子中加盐并搅拌
C. 从杯中倒出少量水
D. 向杯子中加食用油
B
[方法指导]物体在液体中的浮沉条件:浸没在液体中的物体,F浮>G,则上浮;F浮=G,则悬浮;F浮<G,则下沉;当物体漂浮或悬浮时,浮力与重力相等。
放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中盛有不同的液体,现将两个完全相同的物块分别放入两容器中,当两个物块静止时,两个容器中液面恰好相平,两个物块所处的位置如图所示,完成下列问题。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(1)物体在甲容器中所受浮力______
在乙容器中所受浮力。
(2)甲容器中液体的密度_____乙容器中液体的密度。
等于
小于
1.木头漂浮在水面上,下列说法正确的是 ( )
A. 木头的密度大于水的密度
B. 木头所受的重力小于浮力
C. 木头的质量等于排开水的质量
D. 条件不足,无法判断木头密度与水密度的关系
C
2.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉,如图所示。对此现象,下列说法正确的是 ( )
A. 李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小
B. 西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力
C. 西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力
D. 李子下沉过程中受到的浮力大于自身重力
B
3.如图所示,把体积相等的a、b、c三个实心小球放入水中后,a球漂浮,b球悬浮,c球沉底,则下列判断正确的是 ( )
D
A. 三个小球的密度大小关系是ρa>ρb>ρc
B. 三个小球所受液体的压强大小关系是pa>pb>pc
C. 三个小球所受重力大小关系是
Ga=Gb<Gc
D. 三个小球所受的浮力大小关系是
Fa<Fb=Fc
4.将重为3 N的小球放入装有水的容器中,静止时的状态如图所示,则小球所受浮力的大小为____N。小球的体积为________m3;若向水中加入足量的盐,小球将______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
3
3×10-4
上浮
5.一物体的质量为90 g,体积为100 cm3,现将它浸没在水中,物体所受的浮力为____N,松手后,物体将会_______(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),最终静止时物体排开水的质量为____g。
(g取 10N/kg,ρ水=1.0 g/cm3)
1
上浮
90
6.体积为50 cm3、质量为40 g的物块,将其缓缓放入装满水的溢水杯中,物块静止后,溢出水的质量是____g,将其缓缓放入装满酒精的溢水杯中,溢出酒精的质量是____g,物块在酒精中静止时的运动状态是_______(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。
(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取 10N/kg)
40
40
悬浮
7.现有边长为2 cm,密度为2×103 kg/m3的一个立方体橡皮泥块,试问:(g取 10N/kg)
(1)若橡皮泥完全浸没在水中,则其受到的浮力是多少?
解:(1)立方体橡皮泥块的体积
V=L3=(2 cm)3=8 cm3=8×10-6 m3
橡皮泥浸没在水中,V排=V,
受到的浮力是
F浮1=ρ水gV排
=1×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-6 m3=0.08 N
(2)如果把这块橡皮泥捏成一只小船,浮在水面,
则根据漂浮的条件所受的浮力
F浮2=G=mg=ρVg
=2×103 kg/m3×8×10-6 m3×10 N/kg=0.16 N
答:略
(2)若把这块橡皮泥捏成一只小船,如图浮在水面上,小船所受浮力是多少?(共26张PPT)
第十章 浮力
第3节 物体的浮沉条件及应用
(第2课时)
1. 知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。
2.通过浮沉条件的实际应用,了解物理知识在生产、
生活和社会中的应用。
解释潜水艇和密度计的工作原理。
(1)原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积_____,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。
(2)排水量:轮船满载时排开的水的______。
增大
质量
一轮船在河水中航行,船的排水量为1.0×103 t,满载时受到的浮力为_________N,满载时船及所装货物的总重是_________N,若此时船底最深处离水面的距离为4 m,则最深处受到水的压强为________Pa。当它从河水驶向海水,受到的浮力_______(选填“变大”“不变”或“变小”)(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
1×107
1×107
4×104
不变
[方法指导]因轮船漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,据此可知满载时船及货物总重;根据p=ρgh得出最深处受到水的压强;当它从河水驶向海水,仍处于漂浮状态,所受的重力不变,根据F浮=G可知受到的浮力的变化情况。
我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练,如图所示是中国航母“辽宁号”训练时的图片,当飞机飞回航母后 ( )
A. 航母将沉下一些,排水量增大,所受浮力增大
B. 航母将浮起一些,排水量减小,所受浮力减小
C. 航母将沉下一些,排水量减小,
所受浮力减小
D. 航母始终漂浮,排水量不变,
所受浮力不变
A
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变自身 _______,使______小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮。
重力
重力
如图所示是潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是 ( )
A. 上浮过程中所受浮力逐渐变大
B. 悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C. 漂浮时排开的海水所受的重力最小
D. 悬浮时排开的海水所受的重力最小
C
[方法指导]本题考查了阿基米德原理和潜水艇是靠改变自身重力实现上浮或下潜的,潜水艇悬浮和漂浮时排开液体的体积不同,所受到浮力也不同。
某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中,要使潜水艇下潜,应对其进行_______(选填“注水”或“排水”);在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
注水
不变
原理:气球和飞艇体内充有密度______空气的气体(氢气、氦气、热空气),靠改变自身的体积来改变______的大小,实现升降。
小于
浮力
如图所示的热气球,其下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球开始离地,徐徐升空,则气球内的气体密度______,气球所受浮力______(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。体积为620 m3的热气球悬浮在空中时,气球吊篮和乘客的总重是______N。(空气密度保持1.3 kg/m3不变,
g取10 N/kg)
变小
不变
8 060
[方法指导]根据阿基米德原理可以判断浮力的变化。
以下有关热气球的说法正确的是 ( )
A. 为使静止的热气球下降,必须继续给热气球中的空
气加热
B. 为使静止的热气球下降,只需把热气球上的物体抛
掉一部分
C. 正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上
掉下,热气球将立即上升
D. 正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上
掉下,热气球将先下降后上升
D
密度计是根据物体漂浮时受力平衡和阿基米德原理制成的,同一支密度计漂浮在不同液体中,它受到的浮力都等于其重力,但排开液体的体积不同,从而可以测量液体的密度。
密度计是测量_________的仪器,在下图中,同一支密度计分别放在甲、乙两种液体中静止不动,则密度计在这两种液体中受到的浮力F甲____F乙,两种液体密度ρ甲____ρ乙。(后两空均选填“>”“=”或“<”)
液体密度
=
<
[方法指导]同一个密度计放在两液体中都漂浮,则密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,据此可知密度计所受浮力的大小关系;由图知密度计排开液体的体积,再根据F浮=ρ液V排g可知两液体的密度的大小关系。
如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些钢丝做成的。用它来测量液体的密度时,该密度计________(选填“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中。将其分别放入装有密度为ρ1和ρ2的液体的两个烧杯中,可以判断:ρ1____ρ2;若该密度计两次测量中排开液体的重力分别为G1、G2,则G1____G2。(后两空均选填“<”“=”或“>”)
漂浮
<
=
1.下列四个情景中,受到的浮力不变的物体是 ( )
A. 从大梅沙沙滩走入深水处的游泳者
B. 从长江驶入大海的轮船
C. 飞机飞离后的航母
D. 正在码头卸载货物的货轮
B
2.2019年12月17日,我国第一艘国产航空母舰“山东号”正式交付中国人民解放军海军。如图所示,一舰载飞机正从“山东号”航母上起飞,下列说法中正确的是
( )
A.航母静止在水面上,说明航母所受的重力和水对航母的浮力是一对相互作用力
B.飞机飞离航母后,航母实际排水量变小
C.飞机飞离航母后,由于航母始终漂浮,
航母所受浮力将不变
D.战斗机的轮胎较宽,停放时可以减小
飞机对地面的压力
B
3.如图所示,某些鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现,下列说法正确的是 ( )
A. 当鳔膨胀时,鱼会上浮
B.当鳔收缩时,鱼的浮力不变
C. 鱼的浮沉与轮船的原理相似
D.当鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小
A
4.【科技成果】2023年1月12日,全球首艘智能型无人系统科考母船“珠海云”第一次海试。该船设计的满载排水量为2 100 t,则其满载航行时受到的浮力为 _________N;水面以下6 m处的船底受到的压强为 ________Pa;在同一海域,船上
无人艇被释放后,船身受到的浮
力_____(选填“变大”“变小”或
“不变”)(g取10 N/kg,ρ海水取1.0×103 kg/m3)。
2.1×107
6×104
变小
5.如图所示是“孔明灯”升空的情景。点燃托盘中的松脂,灯笼内部的空气受热后密度变小,重力G_____(选填“变大”“不变”或“变小”),浮力F浮_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。当F浮______(选填“大于”“等于”或“小于”)G时,
灯笼就开始上升了。(注:此活动只能在符
合消防安全区域进行)
变小
不变
大于
6.如图所示,小华制作了一个简易的密度计:他选择一根较长的塑料吸管,将碎石塞入管中下端并用石蜡封口,使吸管在液体中时能在竖直方向上保持_______(选填“上浮”“漂浮”或“下沉”)状态,此时密度计受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力。把密度计放入水中,露出水面的长度
是8 cm,再将密度计放入某液体中,
露出液面的长度是7 cm,则此液体
的密度______(选填“大于”“小于”
或“等于”)水的密度。
漂浮
等于
小于(共32张PPT)
第十章 单元复习
一、单元知识网络
1.(RJ八下P51图10.1-4改编)小柯和家人一起去死海旅游,小柯为躺在水面上的爸爸拍了一张照片,如图所示。下列对爸爸受到的浮力分析,正确的是 ( )
A.排开海水的体积越大,受到的浮力越大
B.爸爸受到的浮力大于他的重力
C.海水的密度等于小柯爸爸身体的密度
D.浮力的方向是垂直向上
二、回归教材
A
2.(RJ八下P53图10.2-1改编)如图所示,将装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里。再把空饮料罐缓慢压入水中(饮料罐未与烧杯接触),溢出的水全部留在盘子里,在这个过程中 ( )
A. 饮料罐受到的浮力保持不变
B.托盘秤的示数保持不变
C. 水对饮料罐底部的压力保持不变
D.烧杯内的水对烧杯底部的压力保持不变
D
3.(RJ八下P57“想想做做”改编)如图,甲、乙两个相同的杯子盛有不同浓度的盐水,放在同一水平面上,将两个质量、体积均相同的鸡蛋放入两个杯子中,当鸡蛋静止时,两个杯子中的液面恰好相平,则下列说法正确的是 ( )
A.甲杯中的鸡蛋排开盐水的质量较大
B.乙杯中的鸡蛋受到的浮力较大
C.甲杯的盐水密度比乙杯的盐水密度小
D.甲杯的盐水密度比乙杯的盐水密度大
C
4.(RJ八下P59图10.3-6改编)如图所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变_________来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 _______(选填“变大”“变小”或“不变”);受到水的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
不变
变小
自身重力
5.(RJ八下P59图10.3-7改编)如图所示,热气球下方开口处燃烧着液化气,气球鼓起。加大火力气球开始升空,此过程气球内的气体密度 ____ ,忽略气球外部空气密度的变化,气球升空过程中所受空气的浮力 ____ (以上均选填“变大”“变小”或“不变”);体积为
2 000 m3的热气球悬浮在空中时,气球及其运载物的总重为 _______ N。
(g取10 N/kg,ρ空气取1.3 kg/m3)
变小
不变
2.6×104
易错点1:不能正确判断物体是否都受到浮力
1.如图所示,洗手盆底部的下水口处装置由塞子和水堵头组成,当水堵头处于图示位置时,关于水堵头受力的说法中,正确的是 ( )
A.只受到水的压力,没有受到水的浮力
B.只受到水的浮力,没有受到水的压力
C.既受到水的压力,也受到水的浮力水堵头
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
三、易错易混归纳
A
2.浮力产生的原因是液体受重力且具有流动性,液体在不同深度的压强________(选填“相等”或“不相等”),当重力消失时,浮力_____(选填“会”或“不会”)消失,这就是浮力和重力伴生的现象。
不相等
会
易错点2:漂浮物体的浮力问题
3.在两个完全相同的烧杯中分别装有两种密度不同的液
体,将一只简易密度计分别放入其中,如图甲和乙所
示,此时两液面相平,则____(选填“甲”或“乙”)
烧杯中的液体密度较小;密度计所受浮力F甲____(选
填“>”“=”或“<”)F乙。
=
甲
D
易错点3:“一体多液”问题与“多体一液”问题
4. 水平桌面上甲、乙两个完全相同的烧杯中分别盛有密
度为ρ甲和ρ乙的两种液体,将同一个鸡蛋先后放入其中,
静止时,鸡蛋所处的位置如图所示,鸡蛋在两液体中
所受浮力为F甲和F乙,则 ( )
A. ρ甲=ρ乙 F甲>F乙
B.ρ甲<ρ乙 F甲<F乙
C. ρ甲>ρ乙 F甲=F乙
D.ρ甲<ρ乙 F甲=F乙
5.将三个由不同材料制成的体积相同的小球放入水中,静止后位置如图所示。则乙球在水中的状态称为_____,乙球受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)丙球受到的浮力。三个小球中密度最小的是______。
悬浮
等于
甲球
四、重点实验
1.(2023·深圳期末)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
A.与物体浸入液体中的深度有关;
B.与物体排开液体的体积有关;
C.与液体的密度有关。
(1)在图甲中,小明应分析_________三次实验来探究猜想B是否正确。
(2)图甲的e实验中,弹簧测力计示数如图乙所示,则弹簧测力计的示数为_____N,分析a、b、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力______(选填“越大”或“越小”)。
(3)在图甲中,物体P的密度为ρ物=__________kg/m3。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
a、b、c
2.4
越大
2.4×103
(4)小明用如图丙所示实验装置验证阿基米德原理。当物块浸入装满水的溢水杯中时,水会流入空桶,回答下列问题:
①根据图中数据可知,实验中物块浮力是____N;
②如果实验前溢水杯未装满水,实验测得的排开水的重力将会______(选填“偏大”或“偏小”);
③若换用酒精代替水进行实验,则F3的大小将变为 _____N。(ρ水=1×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
0.5
偏小
1.6
2.某实验小组利用弹簧测力计、小挂件、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)图中有①、②、③、④四个实验步骤,合理的实验顺序是____________(填写实验序号)。
④②①③
(2)把小挂件浸没在盛满水的溢水杯中,小挂件受到的浮力大小为_____N,小挂件排开水所受的重力可由 ______两个步骤测出(填写实验序号)。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它________________。
(4)根据实验数据还可得出小挂件的密度为________kg/m3
(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
(5)实验小组在步骤①的操作中,只将小挂件的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则____(填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论;
2.0
③④
排开液体的重力
1.7×103
能
(6)另一实验小组在实验中发现物体排开水的重力小于其所受的浮力,可能是什么原因造成的?____(选填字母)。
A. 步骤④有水滴挂在桶壁
B. 弹簧测力计使用前没有调零
C. 溢水杯在使用前没有盛满水
C
(7)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯中的水中(如图⑤),在铝块浸入水的过程中(始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压力_______,电子秤的读数_______(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
不变
不变
五、中考链接
1.(2020·广东)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法。质量为50 kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,如图所示。游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是 ( )
A. 5 000 N
B. 500 N
C. 50 N
D. 5 N
C
2.(2021·广东)小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将 ( )
A. 下降
B. 上升
C. 不变
D. 无法判断
B
3.(2019·广东)如图甲所示,弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图乙所示。则物块受到的重力为
____N,物块刚好浸没在液体
中时,其下表面浸入的深度为
____ cm,未知液体的密度为
_________kg/m3。(g取10 N/kg)
15
10
0.9×103
4.(2020·广东)重为G的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部,向水中加入食盐并使其溶解,鸡蛋渐渐浮起,最终漂浮在水面,如图甲所示,请在图乙中画出上述过程中鸡蛋所受的浮力F浮随时间t变化的大致图象。
5.(2022·广东)我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破10 000 m,在载人深潜领域达到世界领先水平。
(ρ海水取1.03×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取
10 N/kg)
(1)潜水艇活动的海水深度一般为300 m至600 m。它可以通过水舱排水或充水来改变__________,从而实现浮沉。
(2)深潜器可进入更深的水域,在10 000 m的深处,海水产生的压强为__________Pa。由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。
自身重力
1.03×108
(3)小明阅读资料后,利用如图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为0.2 kg,体积为25 cm3,则乙所受浮力的大小为_____ N,乙受到细线的拉力为 _____N。若剪断细线,甲将______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),此时甲所受浮力____(选填字母)。
A. 增大,且大于重力
B. 不变,且等于重力
C. 不变,且大于重力
D. 减小,且小于重力
C
0.25
1.75
上浮
6.(2023·广东)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、______和分度值。调零时,弹簧测力计应在______(选填“竖直”或“水平”)方向上调零。
量程
竖直
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6 cm的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B,C、D、E这五个位置时弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图象。
(3)分析图象可知:浸没前,h增加,F浮_____;浸没后,h增加,F浮_______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象______(选填“相同”或“不同”)。
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料:_______________。
变大
不变
不同
不同密度的液体(共32张PPT)
第十章 浮力
第2节 阿基米德原理
1. 知道阿基米德原理。
2.会用溢水法求解物体受到的浮力。
3.通过实验探究认识与浮力有关的因素。
1. 探究阿基米德原理的实验。
2.阿基米德公式的应用。
3.对阿基米德原理的理解。
实验目的:探究浮力的大小与排开液体的重力的关系。
实验器材:溢水杯、弹簧测力计、石块、小桶、水。
实验步骤:
(1)如图甲所示,测出
石块所受的重力G
和小桶所受的重力
G桶。
(2)将溢水杯中注满水,把石块浸入溢水杯中,让排出的水全部流入小桶中,读出此时弹簧测力计的示数F。
(3)用弹簧测力计测出小桶和水的总重力G总,则排开水的重力G排=___________。
(4)根据F浮=G-F,算出浮力,与G排比较大小。
将实验数据记录到下表中
G总-G桶
分析与讨论:通过比较F浮和G排,得出结论。
结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力(F浮),浮力
(F浮)的大小等于______________________________。用公式表示为__________。
它排开的液体所受的重力(G排)
F浮=G排
D
小北进行了验证阿基米德原理的实验,其正确操作过程如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是 ( )
A.物块受到的浮力 F浮=F2
B.F2<F1表明物块受到的重力减小了
C.物块排开的液体受到的重力 G排=F4
D.若F1-F2=F4-F3,则说明本次实验
结果符合阿基米德原理
[方法指导]利用称重法可得出浮力的大小,通过测量排出的水重也能得出浮力的大小,而这正是阿基米德原理的内容,即浸入液体中的物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力。
如图是验证阿基米德原理的实验步骤示意图,依次读出图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数F1、F2、F3、F4。
(1)物体受到浮力的表达式为F浮=________,物体排开液体的重力G排=________;(用F1、F2、F3、F4表示)
(2)根据这个实验,可以初步得出物体所受浮力的大小与物体排开液体的重力大小______;
(3)为了得出更普遍的实验结论,接下来应进行的操作是___________________________。
F1-F2
F4-F3
相等
换用不同的物体多次实验
(1)阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于_________________________。
(2)阿基米德原理对_____同样适用,如空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。
它排开的液体所受的重力
气体
如图所示,体积相等、形状不同的铅球、铁板和铝块浸没在水中不同深度处,则 ( )
A. 铁板受到的浮力大
B. 铝块受到的浮力大
C. 铅球受到的浮力大
D. 它们受到的浮力一样大
D
[方法指导]本题考查了阿基米德原理,要注意物体浸没时排开的液体的体积和自身体积相等,体积相等的铅球、铁板和铝块都完全浸入水中,V排=V物,由公式
F浮=ρ液gV排可得出答案。
将重5 N的物体放入盛满水的容器中,容器溢出
3 N重的水,物体受到的浮力 ( )
A. 可能等于3 N
B.一定等于3 N
C. 可能等于2 N
D.一定等于5 N
B
阿基米德原理用公式表示为_______________________。
F浮=G排=m排g=ρ液gV排
一边长为10 cm、重力为15 N的正方体物块,用细线悬挂在水中静止时,物块下表面到水面的距离为15 cm,如图所示。g取10 N/kg,求:
(1)物块所受的浮力大小;
解:(1)由图可知,物体浸没在水中,则物体排开水的体积为V排=V物=L3=(10 cm)3=1×103 cm3=1×10-3 m3
则物体受到的浮力为
F浮=ρ水gV排
=1.0×103 kg/m3×10N/kg×10-3 m3=10 N
(2)细线的拉力大小。
(2)对物体受力分析可知,物体受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮及细线对物体竖直向上的拉力F拉,因为物体处于静止状态,即处于平衡状态,所以细线受到的拉力为
F拉=G-F浮=15 N-10 N=5 N
答:略
[方法指导]本题考查了阿基米德原理,要注意物体浸没时排开的液体的体积和自身体积相等,V排=V物,由
F浮=ρ液gV排算出浮力的大小。还考查了二力平衡知识,由称重法求出拉力的大小
把一块质量是200 g的实心铁块放入盛煤油的容器中,并使铁块浸没在煤油中,则煤油对铁块的浮力为多大?(ρ铁=7.9×103 kg/m3,ρ煤油=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
因为铁块浸没在煤油中,所以V排=V,
解:由ρ= 可得铁块的体积
V= ≈25 cm3=2.5×10-5 m3
则铁块浸没在煤油中时受到的浮力
F浮=ρ煤油gV排
=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×2.5×10-5 m3
≈0.2 N
答:略
1.如图,鱼嘴吐出的气泡上升,对气泡上升时受到的浮力和气泡受到水的压强分析正确的是 ( )
A. 浮力不变,压强不变
B. 浮力变小,压强变小
C. 浮力变大,压强变大
D. 浮力变大,压强变小
D
B
2.体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁,静止在装有水的容器中,如图所示。若这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁,则 ( )
A. F甲=F乙
B. F甲C. F乙>F丙
D. F丙>F丁
3.小华用如图甲所示装置探究影响浮力大小的因素,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象(如图乙),从图乙可知 ( )
A. 物体受到的重力为2 N
B.当物体浸没在水中时受
到的浮力为2 N
C. 物体的密度为1 500 kg/m3
D.浸入液体的物体所受的浮
力大小与深度成正比
B
4.用弹簧测力计测得长方体物体的重力为10 N,当该长方体一半浸入水中时,弹簧测力计的示数变为
6 N(如图所示),则此时长方体所受浮力为
____N,若又将该物体浸没在水中,则此时
该物体所受的浮力为____N。
4
8
5.一金属块在空气中称重为15 N,把它全部浸在水中时弹簧测力计的示数为9 N,则该金属块受到水对它的浮力是_____N,物体的体积是__________m3,物体的密度是___________kg/m3。
(g取10 N/kg,ρ=1.0×103 kg/m3)
6
6×10-4
2.5×103
6.如图所示,某组同学利用如下器材和步骤验证阿基米德原理。
(1)实验的过程中步骤最合理、最便于操作的顺序应该是__________________。
(2)图乙中金属块受到的浮
力为____N,金属块排
开液体所受重力可由
________两个步骤测出。
丁、甲、乙、丙
1
丙、丁
(3)通过实验可初步得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它__________________。
(4)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是 _____。(选填字母)
A. 金属块在浸入到水中前,溢水杯内未盛满水
B. 金属块没有全部浸没在水中
C. 开始实验时,小桶内有少量水
排开液体的重力
A
7.如图所示,装有一定量的水的圆柱体容器水平放置,边长为10 cm的正方体木块A在细线的拉力作用下在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为4 N,求:
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg)
(1)此时木块A受到的浮力;
解:(1)木块A的体积
V=L3=(10 cm)3=1 000 cm3=1×10-3 m3
木块A浸没在水中,则其排开水的体积
V排=V=1×10-3 m3
则此时木块A受到的浮力
F浮=ρ水gV排
=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3
=10 N
(2)木块A的重力;
(2)木块A在绳子的拉力作用下,在水中处于静止状态,则此时G木+F拉=F浮,
所以木块A的重力G木=F浮-F拉=10 N-4 N=6 N
(3)木块A密度。
(3)木块的质量
m木= =0.6 kg
则木块A密度
ρ木= =0.6×103 kg/m3
答:略