(共42张PPT)
一、本节综合知识体系
1、浮力的概念
2、浮力产生的原因
3、物体的浮沉条件
4、阿基米德原理
5、计算浮力的几种方法
6、浮力的应用
浮力
.
1.什么是浮力(F浮)
浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上的托力称为浮力。
3.浮力的方向
浮力的方向竖直向上
理解浮力
2、浮力的施力物体是什么?
液体或气体
F浮
物体上下表面受到的压力差
压强大
压强小
压力大
压力小
F浮=F下表面-F上表面
例:如右图,A上表面受到液体压力为2N,下表面受到压力为2.2N,则A受到液体的浮力是 N。
0.2
二、浮力产生的原因及其实质:
图1
1.如图1所示,小球浸没在水中,它受到水的浮力是 。
F2
F3
F1
F2
图2
2.图2中,双拱桥中间的桥墩浸没在水中的体积10m3,它受到的浮力是 N。
0
3.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是
A.A物体一定受浮力作用
B.B物体一定受浮力作用
C.C部分一定受浮力作用
D.D部分一定受浮力作用
C
如何探究浮力与排出液体的重力的关系?
F浮
G排
(1)需要测量
F浮
(2)需要测量
G排
浮力的大小
(一)如何测量浮力?
G=3.2N
F=1.4N
F浮=G-F=3.2N-1.4N=1.8N
1.用弹簧秤称得铁块重力为20N,当把这个铁块的一部分浸在水中时,弹簧秤的读数为16N,这时铁块受到的浮力是 牛;若将铁块浸没在水中,铁块受到的浮力是10N,这时弹簧秤的读数为 N。
4
10
(二)如何测量排出液体的重力?
溢水杯
F2
F1
G排=F1-F2
溢水杯
(2) 和 两步可测出物体排出液体的重力为 N
(1) 和 两步可测出物体受到浮力为 N
A
C
8.8N-3.9N=4.9
B
E
9.8N-4.9N=4.9
本实验的最节省时间的顺序是:
B
D
A
C
E
阿基米德的原理
浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开液体的重力。(适用气体)
F浮=G排
如何理解“F浮= G排”?
1.一个物体浸入水中排出100N的水,则物体受到浮力 N
100
2.一个物体浸入水中排出100N的盐水,则物体受到浮力 N
100
3.一个物体浸入水中排出1kg的水,则物体受到浮力 N
10000
4.一小船漂浮水中排开1t的水,则小船受到浮力 N
10
5.一个20g的氢气球在空气中排开25g的空气,则氢气球受到浮力 N
0.25
利用阿基米德原理来推导计算
浮力公式:
F浮=G排
F浮= ρ 液 gV排
该公式适用于所有浮力的计算
=m排g
=ρ 液 gV排
如何理解浸入液体的体积
(排开液体的体积)?
浸没
V物 V浸 V排
V浸(V排)
V物 V浸
=
=
>
1.一个物体的体积是6×10-3m3,若物体有1/3的体积浸入水中,则物体受到浮力 N
F浮= ρ水 gV排=
1×103kg/m3
×
10N/kg
×
6×10-3m3
×
(1/3)
=20N
2.A、B、C三个物体体积相同,在水中的情况如图所示,则三个物体受到的浮力大小情况是( )
FA > FB > FC
FC > FB > FA
C.FB > FA > FC
D.FA = FB = FC
B
A
B
C
3.体积相等的实心铁块和木块,都浸没在水中时所受的浮力( )
A铁块大 B木块大
C一样大 D无法确定
4.质量相等的实心铁块和木块,都浸没在水中时所受的浮力( )
A、铁块大 B、木块大
C、一样大 D、无法确定
C
B
浮力的影响因素:
F浮=ρ液gV排
①液体密度。
②排开液体体积
(1)研究浮力与排开液体体积的关系
同一液体,改变V排
(2)研究浮力与液体密度的关系
不同液体,V排相同
(3)研究浮力与深度的关系
无关
结论:液体密度相同,排开液体体积越大,浮力越大。
=浸在液体的体积
结论:排开液体体积相同,液体密度越大,浮力越大。
(4)将物体放入水中:
①浮力与浸入深度关系的图像:
②拉力与浸入深度关系的图像:
D
B
(1)物体完全浸没在煤油中时所受的浮力是 N.
(2)分析图A、B、C、D、E,说明浮力的大小跟 有关.
(3)分析图E和图F,说明浮力的大小跟液体 有关.
4.6
排开液体的体积
密度
实验突破
例小华同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究.图中表示的是他的实验探究过程及有关数据.
浮力
F浮
G
F浮
G
F浮
G
>
=
<
不平衡
平衡
不平衡
漂浮
F浮=G物
沉底
F浮=G物+F支
物体的浮沉条件(力的条件)
漂浮
平衡
=
变小
变小
平衡
3
重力、浮力、支持力
不变
上浮和下沉是不平衡状态
漂浮
沉底
F浮=G物
F浮=G物+F支
物体的浮沉(密度的条件)
(1) ρ物<ρ液 上浮
(2) ρ物> ρ液 物体下沉
(3) ρ物=ρ液 悬浮
最终漂浮(F浮= G物 )
最终沉底
如图,同一物体浸在甲液体中悬浮,浸在乙液体中漂浮。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小及两种液体密度ρ 甲、 ρ乙的大小,可以确定正确的是( )
A、 F甲=F乙 , ρ 甲= ρ乙
B、 F甲=F乙 , ρ 甲< ρ乙
C、 F甲<F乙 , ρ 甲= ρ乙
D、 F甲>F乙 , ρ 甲> ρ乙
甲
乙
牛刀小试
B
一个重9N的实心物体,用手拿着使它刚好浸没在水中,此时物体排开的水重是10N,则该物体受到的浮力大小为_________N,当松手后物体会_________(上浮,下沉或漂浮),最后它受到的浮力为_______ N。
10
上浮
9
上浮的物体最终是漂浮!
把质量为400g、体积为500cm3的实心物体投入水中.当物体静止时,物体处于 状态(填“ 漂浮"、“悬浮”或“沉在水底"),物体所受的浮力是 N,物体排开的水重是 N。
比较浮与沉则要比较重力与浮力关系!
G=mg=0.4kgX10N/kg=4N
F浮= ρ水 gV排=1X103kg/m3X10N/kg
X500X10-6m3=5N
F浮>G
上浮
漂浮
漂浮
4
4
把重6N、体积为8×10﹣4m3的物体投入足够多的水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=8N
B.物体悬浮,F浮=6N
C.物体漂浮,F浮=6N
D.物体沉在水底,F浮=8N
C
四、计算浮力的方法
(1)称重法: F 浮= G – G ’
(3) 原理法: F浮= G 排液 =ρ液 g v排
(4)状态法:
F浮 = G物 悬浮 ρ液 =ρ物
F浮 = G物 漂浮 ρ液 > ρ物
(2)压力差法: F 浮= F 2 – F1
1.如右图可知:物体在水中全部浸没时受到的浮力为 N。
3
2.一个正方体物体全部浸没在水中下表面受到的压力为0.5N,上表面受到的压力为0.3N,则该正方体受到水的浮力为 N 。
0.2
3.把一个石块放入到装满水的溢水杯中溢出了150g水,则石块受到的浮力为 N 。
4.一个石块体积为50cm3全部浸没在水中,则石块受到的浮力为 N 。
1.5
0.5
考点冲关
如图所示一边长为10cm的立方体木块,密度是ρ木=0.5×103kg/m3在液体中静止时,刚好有二分之一露出液面.(g取10N/kg),求:木块漂浮时的浮力?
浮力的利用
轮船
潜水艇
密度计
气球和飞艇
浮力的利用
(一)轮船
工作原理:做成空心的,使它能够排开更多的水,即排开水的重力增大了,受到的浮力增大了。
工作条件:漂浮在液面 F浮=G物
排水量:①船满载时排开水的质量。
②m排=m船+m货(满载)
1、一艘轮船从海里驶入河里,它受到的重力 。它受到浮力 。它排开水的体积 。(填“变大”“变小”或不变)它是上浮还是下沉些 。
不变
不变
变大
下沉些
(二)潜水艇
通过改变自身重力的大小来实现上浮,下沉。
特点:浮力大小不变。
完全潜入水中的潜水艇,再继续下潜这时它受到的浮力和压强将( )
A、压强变小,浮力变小。
B、压强变大,浮力变小。
C、压强变大,浮力变大。
D、压强变大,浮力不变。
D
(三)气球和飞艇
原 理
利用里面充的气体的密度小于空气的密度,空气产生的浮力大于自身的重力来升空的。
(四) 、密 度 计
作用:用来测液体密度的仪器
工作条件:密度计漂浮在液面。此时浮力等于重力。
由F浮= G排=ρ液gV排,得:液体的密度越大,排开液体的体积越小,密度计露出液面部分越多。
分析密度计刻度的特点:
上面的刻度小,下面的刻度大。
刻度线的间隔是不均匀的。
B
A
有一支密度计,先后放入A;B两种液体中,静止时,如图所示,由此可判断A 的密度 B的密度。此密度计在液体A中受到的浮力 在液体B中受到的浮力。(填等于;大于;小于)
大于
等于
能力提升
例、弹簧秤下挂一个物体,在空气中读数是1.65 N,当物体全部浸入水中时,弹簧秤示数是0.9 N.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体的密度.(g =10 N/kg)
浮力与压强的综合问题
如图所示,一边长为10cm的立方体木块,密度是ρ木=0.5×103kg/m3在液体中静止时,刚好有二分之一露出液面.(g取10N/kg),求:
①木块漂浮时的浮力?
②液体的密度是多大?
③如图,此时容器底受到液体的压强是多大?
④用手将木块缓慢压入液体中,当木块刚好全部没入液体中时,手对木块的压力是多大?