(共20张PPT)
第三节 浮力的利用
轮船
1.某油轮的排水量为5×106 kg,其自身质量为6×105 kg,最多可装载原油 kg,当它满载时所受的浮力为 N。
2.把橡皮泥投入水中会下沉,把它捏成盆的形状就能浮在水面,并能装载一些小“货物”,这是采用了 的方法增大了可以利用的 。
4.4×106
4.9×107
空心
浮力
潜水艇
3.(2023碑林区模拟)如图所示,小李利用体积为170 cm3的潜水艇模型(忽略进气排气管的体积),探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉。下列说法正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)( )
A.模型浸没在水中时受到的浮力为170 N
B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力变大
C.若要让悬浮的模型上浮应从模型向外排水
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变浮力实现的
C
4.如图所示,潜水艇在水下从甲位置下潜到乙位置的过程中,潜水艇自身的重力 ,受到的浮力 ,潜水艇底部受到水的压强 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
增大
不变
增大
气球和飞艇
5.如图所示,为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程的描述正确的是( )
A.“零重力”是指维修工人所受重力消失
B.“零重力”时浮力与总重力大小相等
C.“零重力”时反射面板对维修工人仍有支持力
D.氦气球在空气中所受浮力不可以用阿基米德原理来进行计算
B
6.气球或飞艇能升上高空,是由于受到 浮力的作用,上升过程中,气球所受浮力会逐渐减小(气球的体积不随高度的升高而变化),这是因为越往高空,空气密度越 。当气球或飞艇需要降落时,应该放出一部分气体,减小气球的体积,从而使气球受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”),达到下降的目的。
空气
小
减小
综合
7.如图所示是关于浮力知识的应用实例,下列说法错误的是( )
A
甲 乙 丙 丁
A.图甲,浸没在水中的潜水艇下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.图乙,巨轮能浮在水面上是用空心的办法增大了排开液体的体积
C.图丙,飞艇用不会爆炸的氦气代替氢气做成的飞艇造价低廉、安全
D.图丁,气球是利用填充气体的密度小于空气密度的方法来实现上浮
8.潜水艇是通过改变 来实现在海中上浮和下潜的。一艘潜水艇从水面下 110 m 深处上浮到10 m深处的过程中,浮力 ,受到的压强 ;如果同一艘船从大海驶入长江时,受到的浮力 ,而浸入水中部分的体积将 (后四空均选填“变大”“不变”或“变小”)。
自身重力
不变
变小
不变
变大
C
9.(2023陕西改编)如图所示,是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时,排水量约12 000 t,吃水深度6.6 m。下列说法正确的是 ( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.“延安”号漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.“延安”号漂浮在海面上,所受浮力方向竖直向上
D.“延安”号从长江驶入东海后,舰体会下沉一些
10.(原创题)2023年1月22日,“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器,在位于东南印度洋蒂阿蔓蒂那海沟最深点完成深潜作业后,成功回收。这是人类历史上首次抵达该海沟的最深点,由此拉开了对该海沟系统科学考察的序幕,对全球深渊科学的发展具有十分重要的意义。设海水密度不变,下列分析正确的是( )
A.释放潜水器前后,科考船一直漂浮在海面上,所受浮力大小不变
B.潜水器在下潜过程中受到的浮力等于自身重力
C.潜水器在下潜过程中受到的浮力减小
D.释放潜水器后,科考船会浮起一些
D
11.关于浮力的应用,下列说法错误的是( )
A.轮船采用“空心”的办法,能够排开更多的水,增大了浮力,从而能够漂在水面上
B.轮船的“排水量”表示的是按设计的要求装满货物时排开水受到的重力
C.潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式来实现浮沉的
D.气球和飞艇里面充入比空气密度小的气体才可能自动升上高空
B
12.2022年5月21日凌晨,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇(如图所示)从海拔4 300 m的珠峰科考营地顺利升至9 050 m高空,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录,内部充有氦气的浮空艇体积达 9 060 m3。若科考营地空气密度为1.2 kg/m3,g取10 N/kg,下列判断正确的是( )
A.待放飞的浮空艇受到的浮力为108 720 N
B.浮空艇内氦气的密度一定大于1.2 kg/m3
C.浮空艇的升空利用了流体压强的特点
D.正在升空的浮空艇所受大气压强不变
A
13.已知某航母满载时的排水量(排水量指航母排开水的质量)约为 6.5万吨,它满载时受到的浮力约为 N;当航母从海水密度较小的港口驶达密度较大的远海时,若不计航母质量的变化,其浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”)。(g取10 N/kg)
6.5×108
不变
14.如图所示,小华制作了一个简易的密度计:她选择一根长16 cm的饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口。密度计在液体中漂浮时,受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)密度计的重力;将密度计放入水中,露出水面的长度是8.8 cm,将密度计放入某液体中,露出液面的长度是8 cm,则此液体的密度为 kg/m3;将密度计从液体中取出后,烧杯底部受到液体的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
等于
0.9×103
变小
15.如图所示,一艘轮船正在长江重庆段航行,船体和货物总重为 8 600 t,江水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)轮船所受的浮力。
答案:(1)8.6×107 N
(2)船体浸在水面下的体积。
(3)请运用有关公式推导说明:这艘轮船从长江驶入大海时,船体是上浮还是下沉一些。
答案:(2)8.6×103 m3 (3)轮船从长江驶入大海始终是漂浮的,F浮= G船=ρ液gV排,
则有ρ江水gV排=ρ海水gV排′,
因为ρ江水<ρ海水,
所以V排>V排′,则船体会上浮一些。
16.饺子刚下锅时为什么会沉入水底 快煮熟时为什么又会浮到水面 上来
(1)比较受力法
饺子刚下锅时,由于受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)重力,所以会沉入水底;快煮熟时由于饺子内的少量气体受热膨 胀,体积变大,根据公式 ,饺子受到的 (选填“重力”或“浮力”) (选填“变大”“变小”或“不变”),当 时,饺子会浮到水面上来。
小于
F浮=ρ液gV排
浮力
变大
浮力大于重力
(2)比较密度法
饺子刚下锅时,由于饺子的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度,所以会沉入水底;快煮熟时由于饺子内的少量气体受热膨胀,体积变大,根据公式 ,饺子的 不变,饺子的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”),当 _
时,饺子会浮到水面上来。
大于
质量
变小
饺子的密度
小于水的密度
17.半潜船通过压水舱的吸水和排水,实现其上浮和半潜(甲板潜入水 中)。现有一艘半潜船,前去执行运输一艘受损船舶的任务。(ρ海水= 1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)如图甲所示,当该半潜船不装货物时排开水的体积为4×104 m3,求该半潜船的质量。
解析:(1)当该半潜船不装货物时排开水的体积V排=4×104 m3,根据阿基米德原理可得,它的质量等于此时排开水的质量
m半潜船=m排=ρ海水V排=1.0×103 kg/m3×4×104 m3=4×107 kg。
答案:(1)4×107 kg
(2)如图乙所示,当压水舱吸水时实现半潜。如图丙所示,将质量为4.7×104 t的受损船舶移动到半潜船甲板上方后,半潜船通过排水上 浮,当半潜船浸入海水中的体积为9×104 m3时,甲板完全露出水面,求此时半潜船中剩余水的体积。
答案:(2)3 000 m3(共20张PPT)
微专题二 压强与浮力的综合判断与计算
浮力与压强的综合判断
1.(2023泗阳县模拟)如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器内水面高度相同。若甲容器内只有水;乙容器中放入木块,木块静止时漂浮在水面上;丙容器中有一个空心小球,小球静止时悬浮在水中。则下列说法正确的是( )
A.如果向乙容器中加盐水,木块静止时受到的浮力变大
B.三个容器对桌面压强一样大
C.如果将小球分成大小两块,小球仍悬浮在水中
D.丙容器中的水对容器底部压强最大
B
2.(2023临沂)水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲容器中的物体所受浮力大
B.甲容器中的液体的密度大
C.乙容器对水平桌面的压强大
D.乙容器底部所受液体的压力大
C
3.体积均为200 cm3的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所 示,则木块受到的浮力 (选填“大于”或“小于”)合金块受到的浮力;若在木块上放置一小石块后仍然能漂浮在水面,则木块下表面受到水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
小于
变大
4.在水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液 体,现将重为G的圆柱体分别放入三个容器的液体中,静止时如图所示。在三个容器中,液体密度最小的是 (选填“甲”“乙”或“丙”);丙液体对圆柱体的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)G;圆柱体在三个容器中受到的浮力的大小关系是
。
甲
等于
F甲=F乙=F丙
浮力与压强的综合计算
5.(2023西城区模拟)盛有水的圆柱形容器竖直放置在水平桌面上,如图甲所示,容器对桌面的压力为10 N;用细线拴一实心小球,将小球浸没在水中,如图乙所示,容器对桌面的压力为12 N;将细线剪断,小球沉到容器底部静止,如图丙所示,容器对桌面的压力为14 N,水始终未滥出,g取10 N/kg,水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,则下列说法错误的是( )
A.小球所受重力为4 N
B.小球的密度为2×103 kg/m3
C.图丙中小球对容器底的压力为2 N
D.图丙中水对容器底部的压力比图乙中水对容器底部的压力大2 N
D
6.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中(如图甲所示),图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,忽略液面的变化,求:
甲 乙
(1)物体受到的最大浮力。
(2)物体刚浸没时下表面受到水的压力。
解析:(1)由图象可知,当h<4 cm时,弹簧测力计示数为9 N不变,此时物体在空气中,由二力平衡条件可知,物体重力G=F=9 N,
当h>8 cm时,弹簧测力计示数为5 N不变,此时物体浸没在水中受到的浮力最大,则物体受到的最大浮力F浮=G-F′=9 N-5 N=4 N。
(2)物体刚浸没时上表面受到水的压力为零,由浮力产生的原因F浮= F向上-F向下可得,下表面受到水的压力F向上=F浮+F向下=F浮=4 N。
答案:(1)4 N (2)4 N
(3)物体的密度。
答案:(3)2.25×103 kg/m3
(4)物体刚浸没时下表面受到水的压强。
解析:(4)由图乙可知,物体从h=4 cm时下表面与水面接触,到h=8 cm时刚好浸没,忽略水面的变化,则物体的高度H=4 cm=0.04 m,物体刚浸没时下表面受到水的压强p=ρ水gH=1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 0.04 m=400 Pa。
答案:(4)400 Pa
7.如图所示,用细线将物体A和物体B相连后放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的距离为0.12 m。已知A的体积为1.0×10-3 m3,重力为8 N;B的体积为 0.5×10-3 m3。(水的密度ρ水= 1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg)求:
(1)物体A上表面所受水的压强。
解析:(1)物体A上表面所受水的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa。
答案:(1)1 200 Pa
(2)物体B的重力。
解析:(2)把物体A和B看成一个整体,A、B受到的总浮力F浮=ρ水gV排= ρ水g(VA+VB)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(1.0×10-3 m3+0.5×
10-3 m3)=15 N,
因为A、B恰好悬浮,所以F浮=GA+GB,所以物体B的重力
GB=F浮-GA=15 N-8 N=7 N。
答案:(2)7 N
(3)细线对物体B的拉力。
答案:(3)2 N
8.如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是8×10-3 m2,装满水后水深 0.1 m,总质量是0.95 kg。把一个木块(不吸水)轻轻放入水中,待木块静止时,从杯中溢出水的质量是0.1 kg。(水的密度 ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求木块在水中静止时:
(1)水对溢水杯底的压力。
答案:(1)8 N
(2)木块受到的浮力。
(3)溢水杯对桌面的压力。
解析:(2)由阿基米德原理可得,木块所受的浮力
F浮=G排=m排g=m溢g=0.1 kg×10 N/kg=1 N。
(3)因为木块漂浮在水面上,
所以F浮=G排=G木,
所以此时溢水杯对桌面的压力
F桌面=G+G木-G排=G=mg=0.95 kg×10 N/kg=9.5 N。
答案:(2)1 N (3)9.5 N
9.(2023南京模拟)在底面积为200 cm2圆柱形底部O点处固定一个轻质连杆,连杆的长度为12 cm,将体积为1×10-3 m3的圆柱体物块A固定在连杆的顶端,如图甲所示。O点受物块A的压(拉)力F与容器中注入水的质量m的关系如图乙所示,已知a点注水的质量为2.4 kg,c点注水质量为5.4 kg,A恰好浸没时,受到轻杆的拉力为5 N,(轻质连杆的质量、体积忽略不计,水的密度为1.0×103 kg/m3)求:
(1)物块A浸没在水中时受到的浮力。
甲 乙
解析:(1)物块A浸没在水中时受到的浮力为F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N。
答案:(1)10 N
(2)物块A的密度。
答案:(2)0.5×103 kg/m3
(3)当注水至b点时,容器底部受到水的压强。
答案:(3)2 200 Pa
谢谢观赏！(共29张PPT)
第八章 浮 力 章末复习
竖直向上
压力差
G排
上浮
悬浮
F浮=G-F拉
空心
上小下大
自身重力
<
=
【典题1】 小冬在做验证“阿基米德原理”的实验。
(1)按照如图甲所示的顺序进行实验操作,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮=
,测得铁球排开水所受的重力表达式为G排= (用图中所给字母表示)。
F1-F2
F3-F4
(2)小冬预期要获得的结论是 (用图中所给字母表示)。
(3)在读数正确的情况下,小冬由实验数据发现:铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排,而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是 。
(4)小冬分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考:如果实验中物体没有完全浸入在水中,对实验结论 影响。
F1-F2=F3-F4
小桶中的水未倒干净
没有
[考点拓展] (5)他又进行了如下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图丙所示,其示数为m2,则m1 m2。
=
【典题2】 在“探究影响浮力大小的因素”实验中,实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
(1)实验时,序号b中物体P所受的浮力大小为 N。
1.4
(2)分析a、b、c三次实验可知,物体所受的浮力大小与 _
;分析a、c、d三次实验可知,物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。分析a、d、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”)。
[考点拓展] (3)若先完成实验b、c,再完成实验a,则测得物体P受到的浮力将
(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体P的密度为 kg/m3。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
物体排开液体的体
积有关
无关
越大
偏大
2.4×103
计算浮力的四种方法
1.如图所示,重7 N的石块浸没在水中时弹簧测力计示数减小5 N,则石块受到的浮力为( )
A.3 N B.5 N
C.2 N D.7 N
B
2.将重为7 N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出3 N的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于3 N B.一定等于7 N
C.可能等于3 N D.可能等于4 N
B
3.(多选题)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实验甲、乙和丙中弹簧测力计的示数分别为2.8 N、2.7 N和1.2 N,实验中盐水的密度为1.1×103 kg/m3,则下列结论正确的是 ( )
A.物体A的密度为3.8×103 kg/m3
B.物体A的质量为0.35 kg
C.图乙中,物体A受到的浮力为1.0 N
D.图丙中,容器底部受到物体的压力为1.5 N
AD
4.如图所示,一个棱长为10 cm的正方体浸没在水中,下表面距水面 30 cm,(g取10 N/kg)则:
(1)物体上表面受到水的压强是 Pa,物体下表面受到水的压强是 Pa。
(2)物体上表面受到水的压力是 N,物体下表面受到水的压力是 N。
(3)物体受到的浮力是 N。
2 000
3 000
20
30
10
求浮力的方法
(1)解浮力问题的一般方法
①称重法:F浮=G-F拉(用弹簧测力计测浮力);
②平衡法:F浮=G(物体处于漂浮或悬浮状态时用二力平衡求浮力);
③公式法:F浮=G排或F浮=ρ液gV排(知道物体排开液体的体积或质 量时);
④压力差法:F浮=F向上-F向下。
(2)四步法解浮力题
①确定研究物体,并对物体进行受力分析;
②在受力分析的基础上,列出力的关系式;
③把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式;
④根据已知条件解出所求量。
物体的浮沉条件及其应用
5.如图所示,将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,它们所受到的( )
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
C.长方体水平放置时,若深度增加则压力差增加
D.向左、向右压强差相等,向左、向右压力差不等
B
6.将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中,如图所示,鸡蛋沉入水底,鸡蛋重为G,然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解,在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中,鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是( )
A
7.炎热夏天,人们通常会在装有水的玻璃杯中放入冰块,如图所示是小明将一块冰放入水中后静止时的情景,下列说法正确的是( )
A.冰块受到的浮力大于重力
B.冰块的密度大于水的密度
C.向杯中加盐可以使冰块下沉
D.冰块熔化后,水对玻璃杯底的压强不变
D
8.两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时两液面等高,如图所示,则( )
A.A的重力小于B的重力
B.A受的浮力等于B受到的浮力
C.两容器底部所受液体压强相等
D.甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力
D
9.(2023荆州)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计。其底部是边长为5 cm的正方形,容器中装有高度为8 cm的水,此时水对容器底的压强为 Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为2 cm,该容器的质量为 g。(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
800
50
10.如图1所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计 (选填“悬浮” “漂浮”或“沉底”)在被测液体中。如图2所示,将其分别放入装有液体密度为ρ甲和ρ乙的两个烧杯中,可以判断,浮力F甲 (选填“大于”“小于”或“等于”)F乙,液体密度ρ甲 (选填“大于”“小于”或“等于”)ρ乙。若密度计上标有刻度,且从下到上刻度值逐渐 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
漂浮
等于
小于
变小
物体在液体中处于什么状态,主要取决于物体所受的浮力和重力的大小关系,也可由物体的密度和液体的密度大小关系来判断。
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮>G F浮
实心体 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 V排=V物 ρ液>ρ物 V排V排=V物
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
11.如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p3和p4。两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为( )
A.p1=p2,p3>p4,F1>F2
B.p1=p2,p3>p4,F1=F2
C.p1>p2,p3=p4,F1>F2
D.p1=p2,p3=p4,F1>F2
D
压力、压强与浮力的大小比较
12.水平桌面上三个完全相同的容器内盛有适量的水,将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内,小球静止后如图所示,此时三个容器内水面高度相同,下列说法不正确的是( )
A.小球受到的浮力大小FAB.容器对桌面的压力大小FA=FB=FC
C.小球的质量大小mAD.容器底部受到的压强大小pA>pB>pC
D
13.(2023东营)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,h1B
14.(原创题)如图所示,水平桌面上的三个完全相同的容器内盛有适量的液体,将A、B、C三个小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮, B悬浮,C沉底,此时三个容器内液面高度相同。
(1)若三个体积相同的小球分别放在盛有相同液体的三个容器内,则:
①小球的密度大小关系是 。
②小球的质量大小关系是 。
③小球受到的浮力大小关系是 。
ρA<ρB<ρC
mAFA④液体对容器底的压强大小关系是 。
⑤液体对容器底的压力大小关系是 。
⑥容器对桌面的压力大小关系是 。
⑦容器对桌面的压强大小关系是 。
(2)若三个质量相同的小球分别放在盛有相同液体的三个容器内,则:
①小球的密度大小关系是 。
②小球的体积大小关系是 。
③小球受到的浮力大小关系是 。
p甲=p乙=p丙
F甲=F乙=F丙
F甲′=F乙′p甲′=p乙′ρA<ρB<ρC
VA>VB>VC
F浮A=F浮B>F浮C
(3)若三个相同小球分别放在盛有不同液体的三个容器内,则:
①液体的密度大小关系是 。
②小球受到的浮力大小关系是 。
③液体对容器底的压强大小关系是 。
④液体对容器底的压力大小关系是 。
⑤容器对桌面的压力大小关系是 。
⑥容器对桌面的压强大小关系是 。
ρ甲>ρ乙>ρ丙
FA=FB>FC
p甲>p乙>p丙
F甲>F乙>F丙
F甲′>F乙′>F丙′
p甲′>p乙′>p丙′
浮力大小的比较
根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,g是常数,F浮的大小取决于ρ液和V排的大小,所以有
(1)ρ液相同看V排,V排大的F浮就大。
(2)V排相同看ρ液,ρ液大的F浮就大。
(3)ρ液、V排都不同的看状态,悬浮、漂浮时F浮=G物,沉底时F浮谢谢观赏！(共19张PPT)
第八章 浮 力
第一节 浮 力
浮力产生的原因
1.轮船漂浮于海面上,轮船所受浮力的施力物体是( )
A.空气 B.轮船
C.海水 D.地球
C
2.如图所示,有一个所受重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为F浮,液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2。下列说法正确的是( )
A.长方体只有上下表面受到液体压力
B.F1和F2的大小关系是F1>F2
C.F1、F2和F浮的大小关系是F浮=F2-F1
D.若与图示位置相比,物体浸没在更深的位置,F1、F2大小均不变
C
浮力的概念
3.如图所示,小朋友牵着气球在公园内游玩,气球所受浮力的方向正确的是( )
A
4.关于浮力,下列说法中,错误的是( )
A.深入河底的柱形桥墩,不受浮力作用
B.浸在液体中的物体受到的浮力就是下表面受到的液体压力
C.浮力的方向与重力方向相反
D.在液体中上升的物体受到浮力,下沉的物体也受到浮力
5.如图所示,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中时弹簧测力计示数是15 N,浸没在水中时弹簧测力计示数为5 N,则物块浸没时受到的浮力为 N。
B
10
物体的浮沉条件
6.2023年11月25日,工程船“奋力”轮装载长江口二号古船开往上海船厂。当“奋力”轮从长江口水域平稳驶入黄浦江时,“奋力”轮受到的浮力( )
A.变大
B.不变
C.先变小后变大
D.先变大后变小
B
7.如图所示,长方体M悬浮在水中。下列说法正确的是( )
A.M上表面受到的压力等于下表面受到的压力
B.M上表面受到的压力大于下表面受到的压力
C.M受到的浮力等于M下表面受到水向上的压力
D.M受到的重力等于M上下表面受到水的压力差
D
C
8.如图所示,下列物体没有受到浮力的是( )
A.沉在水底的铁球
B.水面戏水的鹅
C.打入水底的木桩
D.在水中游动的小鱼
9.关于浮力,下列说法中,正确的是( )
A.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.浮力的施力物体只能是液体
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
A
10.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( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
C
11.人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是( )
A.饺子的重力减小了
B.饺子的重力和浮力都增大了
C.饺子的重力不变,浮力增大
D.饺子的重力和浮力都减小了
C
12.如图所示的甲、乙、丙三个物体,底部均与容器底紧密接触,向容器内逐渐注水,则受到水的浮力的物体是( )
A.甲、乙、丙均没受到浮力
B.甲物体
C.乙物体
D.甲、乙、丙均受到浮力
C
13.如图所示的圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到各个方向的液体的压力相互 ,其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力 ,这就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因。因此,浮力的方向总是 。
平衡
大
竖直向上
14.小云和妈妈一起煮汤圆时发现,生汤圆刚下锅时,会沉在水底,此时汤圆所受浮力 重力;汤圆煮熟后会浮在水面,此时汤圆所受的浮力 重力。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
15.(原创题)某物体质量为2 kg,受到的重力大小为 N,方向
,将该物体放入水中处于悬浮状态,它受到的浮力为 N,方向 。(g取10 N/kg)
小于
等于
20
竖直向下
20
竖直向上
16.如图甲所示是一个上下两端开口的玻璃管,在上、下开口处分别蒙上了绷紧程度相同的橡皮膜,将此装置竖直置于图乙的水中静止。
下
(1)通过观察 (选填“上”或“下”)方橡皮膜的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)此情景中支持浮力产生原因的现象是 _
。
下方橡皮膜的形变程度大
于上方橡皮膜的形变程度
17.(2023海南)如图所示,请画出漂浮在水面上的玩具鸭受到的浮力示意图。
答案:如图所示
18.课堂上老师利用一个可乐瓶与一个乒乓球做“研究浮力产生的原因”的实验,如图甲所示,将一个塑料可乐瓶剪去底部,把一个乒乓球放在瓶内(瓶颈的直径略小于球的直径),从上面倒入水观察到少量水从乒乓球与瓶颈的缝隙中流出后沿瓶口流掉,此时乒乓球上方受到水对它向下的 ,乒乓球下方 (选填“有”或“没有”)受到水向上的压力,不上浮,乒乓球不受浮力作用;若用手堵住瓶口流水处,水蓄满瓶颈时,此时乒乓球下方 (选填“受到”或“不受”)水向上的压力,可观察到乒乓球浮起(如图乙所示),乒乓球受浮力作用。通过该实验可知,浮力是 _
。
压力
没有
受到
物体上下表面受到液体的压力
差产生的
19.某正方体的棱长为20 cm,浸没水中时上表面离水面10 cm。(ρ水= 1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)水对上表面的压力。
答案:(1)40 N
(2)物体受到的浮力。
答案:(2)80 N(共27张PPT)
第二节 阿基米德原理
探究浮力的大小与哪些因素有关
1.在如图所示的“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,可以探究物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关的是( )
A.甲和丙 B.甲和乙
C.乙和丁 D.丙和丁
A
2.如图所示是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计的示数。
0.4
(1)图乙中物体A所受浮力的大小为 N。
(2)分析图甲、丙、丁可以得到的结论是物体所受浮力的大小与
无关。
(3)如果在实验中不小心使物体A碰到容器底,且与容器底有力的作 用,则测出的浮力将偏 。
物体浸没的深度
大
阿基米德原理及其应用
3.(2023松江区模拟)浸没在水中质量相等的实心铝球和铜球(已知 ρ铝<ρ铜),它们所受浮力的大小关系为( )
A.铜球大 B.铝球大
C.大小相等 D.无法确定
B
4.“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,其最大下潜深度为 10 907 m,刷新了我国潜水器最大深潜纪录。假设海水密度保持不 变,“海斗一号”没入水中后,在继续下潜的过程中受到海水的( )
A.压强不变,浮力增大
B.压强增大,浮力不变
C.压强和浮力都增大
D.压强和浮力都不变
B
5.两个相同的容器中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,静止后的情况如图所示,甲、乙两球排开液体的重力相等,则下列说法正确的是( )
A.甲球所受浮力更大
B.乙球所受浮力更大
C.甲、乙两球所受浮力大小相等
D.不知道液体密度,所以无法比较两球所受浮力大小
C
浮力大小的计算
6.在装满水的容器中,放入一质量为30 g的实心物块,从容器中溢出20 g水,则该物块在水中受到的浮力为(g取10 N/kg)( )
A.0.1 N B.0.2 N
C.0.3 N D.0.5 N
7.(2023普陀区模拟)将重为14.7 N、体积为1×10-3 m3的物体挂在弹簧测力计下方,并缓慢浸入水中直至浸没(不触底),此时物体所受浮力大小为
N,弹簧测力计的示数为 N;若增加物体在水中的深度,则物体上、下表面受到的液体压力差 (选填“变小”“不变”或“变大”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
B
10
4.7
不变
C
8.为了验证学过的浮力知识,小清把一个空矿泉水瓶从水面缓慢压入水中,发现越向下压越费力,如图所示。这个过程可以验证物体受到浮力的大小与( )
A.液体密度的关系
B.物体体积的关系
C.排开液体体积的关系
D.物体形状的关系
9.如图所示,草莓、苹果、西瓜都漂浮在水面上,关于三者所受浮力的大小,下列说法正确的是( )
A.草莓受到的浮力最大
B.苹果受到的浮力最大
C.西瓜受到的浮力最大
D.三者受到的浮力相同
C
10.运用如图所示器材进行“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两步实验说明浮力大小与物体浸入液体的深度有关
B.图乙中,物体受到的浮力为 1.5 N
C.图乙中,物体受到的重力与浮力互相平衡
D.图乙中,物体受到的浮力等于图丙中液体的重力
D
11.小雷的爸爸买回一只人参后,把它泡在密度为0.9×103 kg/m3的白酒中,人参在酒瓶中排开了9 g的白酒,若把这只人参浸没在装满水的杯中,不考虑人参与酒、水之间的渗透,(ρ水=1.0×103 kg/m3)则溢出水的质量为( )
A.8 g B.12.5 g
C.10 g D.6.4 g
C
12.甲、乙两物体的质量之比是3∶4,密度之比是1∶3,若把它们浸没在同种液体中,受到的浮力之比是( )
A.9∶4 B.16∶9
C.4∶3 D.3∶4
A
13.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从烧杯上方缓慢下降,浸没在水中后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计示数F随圆柱体下降高度h变化的图象。(ρ水= 1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)下列关于图象的分析不正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是12 N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是8 N
C.圆柱体的体积是8×10-5 m3
D.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
C
14.弹簧测力计挂着重5 N的金属球,浸没在水中时,排开了 4 N 的水,则金属球受到了 N的浮力,此时弹簧测力计示数为 N,小球的体积为 m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
4
1
4×10-4
9
0.75×103
16.小阳做了一个实验,如图1所示,他将饮料罐按入装满水的烧杯中 时,溢出的水越多,手感受到的浮力越大。“浮力的大小与排开液体的重力之间有什么关系 ”为解决这个疑问,小阳设计了如下实验:
图1 图2 图3
(1)实验前,应在 (选填“竖直”或“水平”)方向对弹簧测力计进行校零。
竖直
(2)根据实验步骤图2甲和 可知,物体受到的浮力F浮= 。
(3)若 (填字母)成立,对比(2)中浮力大小可得,浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.G排=F3-F4
B.G排=F4-F2
C.G排=F1-F4
丁
F1-F3
B
(4)小芯同学对小阳的设计方案提出了改进,如图3所示,利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)。向下调节水平横杆,从重物下表面与水面接触开始,到浸没于盛满水的溢水杯中的过程中,观察到A的示数逐渐 (选填“变大”“不变”或“变小”),说明 _
。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是 _
(写出一条即可)。
变小
液体密度一定时,物体排开液
体的体积越大,受到的浮力越大
能同步观察弹簧测力计A、B
示数的变化(或弹簧测力计固定,示数更稳定)
17.一石块在空气中称时,它受到的重力是10 N,把它浸没在水中称时,弹簧测力计的示数是 6 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)则:
(1)石块受到的浮力是多少
解析:(1)石块受到的浮力
F浮=G-F′=10 N-6 N=4 N。
答案:(1)40 N
(2)这个石块的体积是多少
答案:(2)4×10-4 m3
(3)这个石块的密度是多少
答案:(3)2.5×103 kg/m3
18.小明用如图甲所示的装置探究浮力的大小,步骤B至E用水进行实验,步骤F用盐水。
甲 乙
(1)他用细绳绑住圆柱体后悬挂于弹簧测力计挂钩上,手向上托物体时,弹簧测力计示数减小,将物体浸入水中时弹簧测力计示数也减小,说明水对物体产生了一个类似于手向上托物体的力,这种物理研究方法叫
。
A.控制变量法
B.类比法
C.建立模型法
D.等效法
B
(2)分析步骤B、C、D,说明浮力的大小与 有关。分析步骤D、F,说明浮力的大小与液体的 有关。
(3)由步骤B和 可测出圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮,由步骤 和E可测出圆柱体排开水的重力G排,比较F浮与G排得出两者的关系为 。
(4)将另一底面积为25 cm2的圆柱体竖直缓慢地浸入盐水中,得到弹簧测力计示数F随圆柱体底面在液体中的深度h的变化关系如图乙所示。分析图象可知,盐水密度为 kg/m3。(g取 10 N/kg)
排开液体的体积
密度
D
A
F浮=G排
1.2×103
19.(2023天津节选)在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务:
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如图所示。
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。
请你写出推导过程。提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在图中标出)。
答案:设长方体的底面积为S、高为h,液体密度为ρ,长方体上、下表面所处的深度及受力情况如图所示。
根据液体压强公式p=ρgh可知液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强,
根据F=pS可知液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力,两者之差即为浮力,即F浮=F2-F1=ρgh2S-ρgh1S=ρg(h2-h1)S=ρghS= ρgV排=m排g=G排。