10.1 浮力 同步练习
1.乒乓球漂于水面上,乒乓球所受浮力的施力物体是 ( )
A.空气 B.乒乓球 C.水 D.盛水容器
【解析】选C。本题考查浮力的产生。浸在液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力,乒乓球漂于水面上,所以乒乓球所受浮力的施力物体是水。
2.一个鸡蛋静止在一个盛有盐水的容器中,容器放在斜面上,如图所示。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
【解析】选C。本题考查浮力的方向。鸡蛋静止在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同,这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F3正确,故选C。
3.如图所示,金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡,在升至水面的过程中体积逐渐变大,这个过程中气泡所受浮力将 ( )
A.不变 B.变大
C.变小 D.无法确定
【解析】选B。本题考查浮力的计算。在水中,吐出小气泡的体积在上升过程中变大,排开水的体积变大,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可得:气泡受到的浮力变大。故选B。
4.下列有关浮力的说法,正确的是 ( )
A.物体的密度越大,受到的浮力越大
B.物体的体积越大,受到的浮力越大
C.物体没入水中越深,受到的浮力越大
D.浸没在水中的物体,可能不受浮力
【解析】选D。此题考查的是影响浮力大小的因素。浮力的大小与浸入的液体的密度和排开液体的体积有关,与物体的体积、密度和浸没在液体中的深度无关,所以A、B、C项错误。浸没在水中的物体,如果没有受到竖直向上的压力,则不受到浮力,如与水池底完全接触的木桩不受浮力,故D项正确。
5.小明将重为3N的石块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中,石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示,则石块在水中所受浮力为 N;从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的 有关。
【解析】本题考查有关浮力的大小及影响因素。利用称重法求石块受到的浮力,石块所受浮力等于石块的重力减去石块在液体中弹簧测力计的示数;由甲图可知弹簧测力计的示数F=2N,则所受浮力F浮=G-F=3N-2 N=1 N;石块静止在盐水中时受到的浮力F浮'=G-F'=3N-1.8N=1.2N,石块在水中和盐水中的体积和没入的深度相同,故可得出石块所受浮力的大小与液体的密度有关。
答案:1 密度
6.一个正方体铁块,在水下某深度时,上底面受到15 N压力,下底面受到20 N压力,则此时铁块受到的浮力是 N;当铁块下沉到某位置时,上底面受到的压力增大至20 N时,下底面受到的压力是 N。
【解析】本题考查利用压力差等于浮力的知识计算压力。浮力产生的原因是物体上下底面受到液体的压力差。随着物体下沉,每个底面受到压力都要变大,但压力差不变,即F浮=F下-F上=20 N-15 N=5 N,F'下=F'上+F浮=20 N+5 N=25 N。
答案:5 25
7.在图中画出木块受到的浮力的示意图。
【解析】本题考查浮力的方向。当正方体木块漂浮在水中时,木块受到的浮力方向是竖直向上的,作用点在木块重心上。过木块重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用符号F浮表示。
答案:如图所示
8.如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端,如甲实验所示,物重G= N。
(2)当用手向上托物体时,如乙实验所示,手对物体向上的托力F= N。
(3)当物体浸入水后,如丙实验所示。将丙实验与甲、乙实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮= N。
(4)该实验是通过 的物理方法,建立起浮力概念的。
【解析】本题主要考查浮力产生的原因。(1)图甲中,物重即为弹簧测力计的示数,即G=5 N;(2)图乙中,手对物体一个向上的托力使弹簧测力计的示数减小为
2 N,即G-F=2 N,得F=3 N;(3)对照实验甲、乙、丙,说明水对重物产生了一定的托力,即浮力;在丙中,测力计的示数为3 N,即G-F浮=3 N,得F浮=2 N;(4)此实验是通过对比甲、乙、丙的实验结果,得到液体对物体有向上的托力,即浮力;即通过对比法来建立起浮力概念的。
答案:(1)5 (2)3 (3)2 (4)对比法
【试题备选】1.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,(g取10 N/kg)求:
(1)圆柱体受到的最大浮力;
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。
【解析】本题考查浮力、压强的简单计算。(1)由图乙可知,圆柱体的重力为
2.0 N,圆柱体完全浸没时,弹簧测力计的示数为1.4 N,则圆柱体受到的最大浮力为:
F浮=G-F'=2.0 N-1.4 N=0.6 N。
(2)由图可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为:
h=12 cm=0.12 m。
由公式p=ρgh可得,此时下表面受到水的压强为:
p=1×103kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103Pa。
答案:(1)0.6 N (2)1.2×103Pa
2.有一质地均匀的实心圆柱体,重5 N,高10 cm。将它挂在弹簧测力计下,然后竖直浸入到装有足够多水的容器中,当它刚好完全浸没时,弹簧测力计示数为3 N,如图所示。g取10 N/kg,求此时:
(1)圆柱体所受到的浮力大小;
(2)圆柱体下表面所受到水的压强。
【解析】本题考查浮力及压强和密度的计算。
(1)G圆柱体=F浮+F拉,F浮=5 N-3 N=2 N;
(2)由图知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度:h=10 cm=0.1 m,圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
答案:(1)2 N (2)1 000 Pa
【一点通】找找你容易错在哪里
一桶水在从水中提出水面的过程中,手所用的力越来越大,这是什么原因?
【学生自答】
桶在水中受到的重力会减小,当桶提出水面的过程中,桶的重力逐渐恢复,所以手所用的力越来越大。
【教师点评】
①没有理解重力的意义,重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,与是否在水中无关。
②首先要知道桶在水中受到浮力,然后知道浮力的大小与桶浸入水中的体积有关,最后根据桶的受力情况分析手所用力的大小变化。
【正确答案】
桶在水中受到了浮力,当桶提出水面的过程中受到的浮力逐渐减小,则手所用的力就越来越大。
10.1 浮力
（一）学习目标
1、知识与技能目标
（1）了解浮力是怎样产生的；
（2）理解浮力的大小等于什么；
2、过程与方法目标
（1）通过观察，了解浮力是怎样产生的
（2）通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。具有初步的收集信息的能力和初步的分析概括能力。
3、情感、态度价值观目标
（1）初步认识科学技术对社会发展的影响
（2）初步建立应用科学知识的意识
(二)教学重难点
1、重点：浮力的概念及决定浮力大小的因素。
2、难点：探究决定浮力大小的因素。
(三)教学准备
烧杯、水、酒精、木块、乒乓球、小石块、细线、弹簧测力计、溢水杯、小桶
(四)教学过程
一、设置情景，引入新课
叙述日常生活中常见到的现象：鸭子、轮船漂在水面上；潜水艇在水中自由地上升和下潜；热气球载着重物飞上高空等）
同学们猜想这里面可能蕴含着什么知识呢？
猜想包含的知识（液体或气体对物体有一个向上的力或提到“浮力”）。
二、探求新知
针对浮力这种常见现象，你想知道哪些有关浮力知识呢？
学生活动：展开想象，分组交流、讨论，各抒己见。提出一系列问题：1．什么是浮力？它有方向吗？2．漂浮的物体受到浮力，那么下沉物体是否受浮力？3．浮力大小等于什么？4．浮力大小与什么有关？5．物体的浮沉有条件吗？等。
教师鼓励学生提出问题，并板书。下面我们先探究：什么是浮力，有无方向，方向向哪？
探究一：什么是浮力，它有方向吗？
教师演示：
①出示一个很深的量筒，将一个乒乓球放进去。
问：谁有办法不把量筒倒过来，就能把乒乓球取出来？你为什么能想到这个办法呢？
②左手拿一个乒乓球，松手，让学生注意观察它的运动状态；再把乒乓球放在右手手心上，松开左手时乒乓球还会下落吗？为什么？
③展示加水后量筒中的乒乓球和手中的乒乓球，让学生进行对比。
鼓励学生观察、对比、思考回答。
学生体验：将木块放入水中并逐渐压入水底，然后放手。一是体会：手的感觉；二是观察：木块塞最终的情况。尝试得出结论。
1．定义：浸在液体中的物体受到液体向上的托力，这个向上的托力叫浮力。
探究二：下沉的物体是否也受到浮力
大家知道皮球漂在水面上受浮力，那么在水中下沉物体是否也受浮力呢？讨论一下看如何用简单实验来说明这一个问题？
学生探究：分组讨论，利用学具探讨：下沉的物体也受到浮力作用。
到讲台展示：用弹簧秤测小石块在空气中重力，再将小石块浸入水中，发现弹簧秤示数变小，说明小石块受一个向上的力，即浮力，所以在液体中下沉的物体也受浮力。
教师活动：巡回指导，发现做实验好的学生典型。并引导学生归纳出测浮力的方法：用称重法测浮力。
得出结论：一切浸在液体中的物体都会受到液体对它向上的浮力。(F浮＝G－F）
探究三：探究浮力的大小与什么有关
下面我们来进行一个造船比赛：用大小相同的橡皮泥做船，用砂石作货物，看一看，谁做的船载的货物多？并思考：浮力的大小可能跟什么因素有关？
造“船”比赛。学生每组一块大小相同的橡皮泥设计造船。并观察交流船只的差异，讨论，大胆猜测，交流讨论：浮力的大小可能跟什么因素有关？
将饮料瓶慢慢压入水桶，体会浮力的变化，观察水位变化情况，物体浸入液体中的体积变化情况。从中获得启示，进一步想象：浮力的大小可能跟什么因素有关。
教师板书学生的猜测，并引导学生合并归类，引导各小组认领实验课题。
探究：
根据课本探究，如果其它猜想要求学生回家探究。第二天交出探究报告。
分析实验数据得出结论。即：浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体浸没在液体中的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关。
教师活动：总结学生的结论：浸入液体中的物体所受到的浮力只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关。进一步引导学生思考、分析，得出浮力与物体排开液体的质量有关，最终推出浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力，即阿基米德原理。
然后说明阿基米德原理不仅适用于液体也适用于各种气体。(F浮＝G排)
三、智力快车道：
1．小发明：将弹簧测力计改装成一个能直接测浮力的测力计。
2．智多星：完成课本上的例题。
(五)小结
(六)作业
动手动脑学物理
