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人教版第十章第1节
浮 力
浮 力
物理
游船、鸭子能在水面游弋,海洋中巨大的冰山能在水面漂浮,是什么力量把它们托起来的呢
G
游船、鸭子、冰山都受到重力的作用
水对它们有一个向上托起的力
F
F
F
G
G
,但却没有因此而沉入水底
一、浮力
浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力。
漂浮在水面的物体受到浮力,浸没在水中的物体也受到浮力吗?
怎样测量浮力的大小呢?
实验演示
测量浸没在水中的铝块所受的浮力
1.如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个铝块,铝块静止时,读出弹簧测力计的示数,这就是铝块所受重力的大小。
2.把铝块浸没在水中(图乙),铝块静止时,看看弹簧测力计的示数有什么变化。
想一想,为什么示数会有变化,它说明了什么问题 算一算,弹簧测力计的示数变化了多少
甲
乙
测量浸没在水中的铝块所受的浮力
比较铝块浸没在水中前后弹簧测力计示数的变化
空气中弹簧测力计示数
浸没水中弹簧测力计示数
弹簧测力计示数减小的值就是浮力的大小
F拉
G
二力平衡
G=1N
因受到浮力示数减小
静止
F拉
F浮
G
受到三个力
静止
F拉+F浮=G
F浮=G - F拉
=1N - 0.6N=0.4N
实验演示
测量浸没在水中的铝块所受的浮力
3.改变铝块在水中浸没的深度(图丙),看看示数是否有变化。
乙
丙
实验演示
测量浸没在水中的铝块所受的浮力
3.改变铝块在水中浸没的深度(图丙),看看示数是否有变化。
乙
丙
弹簧测力计的示数没有变化,说明浸没在水中的铝块所受浮力的大小,跟铝块所到达的深度没有关系。
浮力的方向:竖直向上
F浮
小球静止于水面上,试分析小球的受力情况, 并画图说明。
G
F浮
G
一、浮力
浸在液体中的物体受到向上的力
(1)定义:
(2)测量浮力大小:
物体受到的浮力与浸没的深度无关
F拉
F浮
G
竖直向上
(3)浮力方向:
F浮=G-F拉
称重法:
浮力的大小与哪些因素有关呢
二、决定浮力大小的因素
用手把一个饮料瓶压入水中,饮料瓶浸入的体积越大越费力。
浮力的大小与哪些因素有关呢
那么,是不是浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关?
二、决定浮力大小的因素
人在水中会下沉,但是在死海中却能漂浮于水面。
那么,浮力的大小与液体的密度有关?
浮力的大小与哪些因素有关呢
二、决定浮力大小的因素
提出猜想
1.浮力的大小跟物体浸入在液体中的体积有关。
2.浮力的大小跟液体的密度有关。
你还有哪些猜想?请说出猜想的根据。
二、决定浮力大小的因素
实验思路
由以上猜想,浮力的大小可能与浸在液体中物体的体积、液体的密度等因素有关。要探究浮力的大小是否与这些量有关,需要逐次探究,每次探究浮力的大小与其中一个量的关系,其他的量要保持不变。
实验方法:
控制变量法
二、决定浮力大小的因素
实验过程
2.为探究浮力的大小是否与液体的密度有关,可以把同一个物体浸没在不同的液体中,测量并记录浮力的大小。
1.为探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关,可以逐渐增大物体浸在液体中的体积,观察和记录浮力大小的变化,如图所示。
探究浮力的大小与浸在液体中的体积有关
物体重力G 浸入体积 测力计示数F拉 物体浮力F浮
1.85N
1.85N
1.85N
1/3
2/3
3/3
1.6N
1.35N
1.1N
0.25N
0.5N
0.75N
实验数据
实验结论
其他条件不变时,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大。
探究浮力的大小与液体密度有关
物体重力G 液体种类 测力计示数F拉 物体浮力F浮
1.85N
1.85N
1.85N
纯净水
淡盐水
浓盐水
1.1N
1N
0.9N
0.75N
0.85N
0.95N
实验数据
实验结论
物体浸在液体中的体积相同时,液体密度越大,浮力就越大。
二、决定浮力大小的因素
实验结果表明:物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关、与液体的密度有关。
物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
只要浸在水中的物体就会受到浮力吗?
只要浸在水中的物体就会受到浮力吗?
乒乓球静止不动,是因为乒乓球受到水给它向下的压力。
乒乓球向上运动是因为乒乓球下面积满了水,受到水向上的压力。
F向下
F向下
F向上
液体压强的特点
三、浮力产生的原因
液体内部同一深度,液体向各个方向的压强______;同一液体,深度越深,压强_______。
相同
越大
分析浸没在液体中的长方体的受力情况
同一深度,前后左右的压力大小总是相等。
下表面所处深度更深,受到的压力比上表面大。
浮力的产生原因:上、下表面受到液体的压力不同。
三、浮力产生的原因
浮力的产生原因:上、下表面受到液体的压力不同。
F浮= F向上- F向下
浮力是上下压力差(合力):
F向上
F向下
浮力的产生原因
当浸入液体中的物体下表面和容器底部紧密接触(密合)时,其下表面不受液体的压力,即
F向上=0,此时物体不受浮力作用。如水中的桥墩、陷在淤泥中的物体等都不受浮力的作用。
物体下方有无液体是判断是否产生浮力的决定性条件。
珠港澳大桥是世界上最长的跨海大桥,它的桥墩在水中受浮力吗?
小申用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为 3.0 N.他将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数变为2.0 N,则浮力的大小是______N,方向为__________。若将物体继续向下移动,则弹簧测力计示数大小_____ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
1.0
竖直向上
不变
将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是( )
A.矿泉水瓶受到水对它的浮力
B.浮力的方向竖直向上
C.排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.浸没后,压入越深,受到的浮力越大
D
2020年10月,“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜到10058m,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中,受到的压强和浮力的变化情况正确的是( )
C
A.压强变小,浮力不变 B.压强不变,浮力变小
C.压强变大,浮力不变 D.压强不变,浮力变大
解析:P=ρgh,h增大,P增大;物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度无关,因此下潜过程中浮力不变。
弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数如图甲所示,把重物没在水中时的示数如图乙所示。重物浸在水中时所受的浮力是多少?
解:由图甲可知,重物的重力 G=3.2 N,由图乙可知,重物浸在水中时弹簧测力计的示数F拉=2.2N,则重物浸在水中时所受的浮力:
F浮=G-F拉=3.2 N-2.2 N=1 N。
一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为13N。你认为这个物体受到水的浮力是多少?
解:由浮力产生的原因知,物体浸入液体中所受的浮力是由液体对物体下表面的向上的压力F向上与对上表面的向下的压力F向下之差产生的,即
F浮= F向上- F向下=13 N-5 N=8 N。
有同学根据石块在水中是下沉的,木块在水中是漂浮的,猜想浮力的大小可能与物体的密度有关。你能判断他的猜想是否正确吗?若能,请说出你的办法。
取体积相等的铝块和铁块,先用弹簧测力计测出各自的重力;然后将它们浸没于水中,读出对应的弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F拉求出各自受到的浮力。如果它们受到的浮力相等,说明浮力大小与物体的密度无关;如果它们受到的浮力不相等,说明浮力大小与物体的密度有关。
如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
C
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,没有受到水的浮力
D.受到水的压力,也受到水的浮力
1.浮力
概念:浸在液体中的物体受到向上的力
3.浮力产生的原因:
2.决定浮力大小的因素
物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的______、______的密度有关
体积
液体
方向:
竖直向上
称重法测浮力:
上、下表面压力差:
F浮=F向上-F向下
F浮=G-F拉
作业
学习辅导相应部分
浮力的产生原因:上、下表面受到液体的压力不同。
(不想自己讲解的老师可以播放视频)