(共15张PPT)
学案
第九章 浮力
第二节 探究:浮力大小与哪些因素有关
小明假期随父母到河边游玩时,从水的较深处走向
越来越浅的岸边,由于岸边都是尖硬的鹅卵石,小明感
觉河底越来越“扎脚”,请用学过的物理知识解释这个
现象。
1. 探究浮力大小与哪些因素有关。
(1)浮力的测量:用称重法计算浮力,即
。
(2)实验方法: 法。
F浮=G物-
F拉
控制变量
②探究F浮与ρ液 的关系:将同一物体分别浸没在
液体中;
③探究F浮与浸没深度的关系:将同一物体分别浸没在同
种液体 深度处。
不同
不同
(3)探究内容。
①探究F浮与V排的关系:控制 不变,改变排
开液体的体积,即让同一物体的 体积浸入
液体中;
液体密度
不同
同
种
(4)结论:浮力大小只与 和排开液体
的 有关,而与物体浸没在液体中的 、
物体本身的密度、体积和形状等无关。
液体密度
体积
深度
知识点:探究浮力大小与哪些因素有关
如图所示是小组合作探究“影响浮力大小的因素”
的实验,根据实验数据,请回答下列问题。
(1)由图可知,物体浸没在水中受到的浮力
是 N。
(2)分析图甲、乙、丙、丁实验可得出结论:物体受到
的浮力大小与 有关。
(3)分析图 实验,说明浮力大小跟液体
的密度有关。
(4)小丽同学通过分析图甲、乙、丁实验,发现浮力的
大小还与物体在液体中的深度有关,于是她得出结论:
在其他条件相同时,物体在液体中的深度越深,浮力越
大。她的结论是 (选填“正确”或“错
误”)的,理由是 。
答案:(1)0.5 (2)物体排开液体的体积 (3)
甲、丙、戊 (4)错误 没有控制排开液体体积不变
探究浮力大小与某因素是否有关时,必须控制其他
影响因素相同,本实验采用的物理方法是控制变量法。
在弹簧测力计下挂一个圆柱(如图甲所示),从
盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱浸没后继续下
降,直到圆柱底面与烧杯底部接触为止。图乙是圆柱下
降过程中弹簧测力计读数F随圆柱下降高度h变化的图
像。(g取10 N/kg,不考虑水位变化)求:
甲 乙
(1)分析图像可知,圆柱受到的重力是 N。
(2)圆柱浸没在水中时,受到的浮力是 N。
12
8
甲 乙
(3)分析图像CD段,可得出的结论:
。
物体浸没到液体
中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关
1. 某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实
验,下图是其中的一次实验情景。根据图示可知,该同
学这次操作的目的是( C )
A. 探究物体所受浮力大小与其浸入深度
的关系
B. 探究物体所受浮力的大小跟排开液体
体积的关系
C. 探究物体所受浮力大小与液体密度的
关系
D. 探究阿基米德原理F浮=G排
C
2. 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( D )
A. 液体的密度
B. 物体排开液体的体积
C. 物体的密度
D. 物体浸入液体的深度
D
3. 如图所示,某同学正在探究影响浮力大小的因素。
(1)为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,接
下来的操作是 ,并观
察弹簧测力计示数的变化。
减小物体排开水的体积
(2)将水换成酒精,比较物体浸没时,弹簧测力计的
示数,可探究物体所受浮力大小与 的
关系。
液体的密度(共16张PPT)
学案
第九章 浮力
第四节 物体的浮与沉
相传公元70年罗马军东征统帅荻杜要处决几个被俘
的奴隶,命令将不会游泳的奴隶投入死海,但这些被投
到死海的人并不下沉。如此反复数次,以为有神灵保
佑,故赦免之。为何人在死海中即使不会游泳也沉不下
去呢?
1. 物体的浮沉条件。
浮沉
情况 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
受力
分析
F浮与
G物 的关系 F浮 G物 F浮 G物 F浮 G物 F浮 G物 F浮+F支
G物
>
<
=
=
=
ρ液与 ρ物 的关系 ρ液
ρ物 ρ液
ρ物 ρ液
ρ物 ρ液
ρ物 ρ液
ρ物
运动
状态 受到非平衡力作
用,运动状态不断
发生改变 可以停
留在液 体中任
何深度 是“上
浮”过
程的最终状态 是“下
沉”过
程的最终状态
物体处于静止状态,受到平
衡力作用 >
<
=
>
<
2. 物体的浮沉条件的理解。
(1)物体的浮沉取决于浮力和 的大小关系。
(2)悬浮状态:物体浸没在液体中,只受到浮力和重
力,可以在液体内部任意位置静止。
(3)漂浮状态:物体的一部分浸入液体中,只受浮力和
重力,可以在液面任意位置静止。
重力
三、浮沉条件的应用
轮船 把密度大于水的物体做成“空心”的,使它排开
液体的 增大,从而增大浮力使其漂浮;
轮船的大小通常用排水量表示,排水量是指轮船
满载时排开的水的
潜水
艇 通过向水舱中充水或排水来改变 ,
从而实现上浮、下沉和悬浮
气
球、
飞艇 气囊内充入密度 空气密度的气体,利用
空气的浮力升空
体积
质量
自身重力
小于
盐水
选种 把种子放入浓度适宜的盐水中,干瘪、虫蛀的种
子会 ,饱满的种子会
密度
计 测定液体密度的仪器,同一密度计漂浮在不同的
液体中,受到的 相同,密度计浸入液体
的体积越大,该液体的密度越 ,因而密度
计刻度值是自上而下增加的
上浮
下沉
浮力
小
知识点:浮力与重力的关系
(2024 巴中)一个体积为100 cm3、质量为90 g的
球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力大小为
( )
A. 漂浮,0.9 N B. 漂浮,1 N
C. 沉底,0.9 N D. 沉底,1 N
答案:A
此类题目应先判断物体的浮沉情况,若下沉则可依
据F浮=G排=ρ水gV排解题,若上浮则最后漂浮,所受浮力
与物体所受重力相同。
(2024 南通)将新鲜度不同的甲、乙两个鸡蛋
放入水中,静止时情况如图所示,下列说法中正确的是
( B )
B
A. 若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小
B. 若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C. 向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大
D. 向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
1. 如图所示,关于浮力知识的应用实例,下列说法中错误的是
( A )
甲 乙 丙 丁
A
A. 图甲中,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B. 图乙中,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. 图丙中,飞艇里充的是密度小于空气的某种气体
D. 图丁中,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
2. 海军 057 隐形驱逐舰是我国未来海军的中坚力量,驱
逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化
是(ρ海水>ρ江水,忽略自重的变化) ( B )
A. 浮力变大 B. 浮力不变
C. 吃水深度变小 D. 吃水深度不变
B
3. 2022年5月,全球首艘智能型无人系统航母船“珠海
云”号在广州下水。“珠海云”号排水量为2 000吨,满
载时受到的浮力为 N;船上的无人机起飞后,
船身受到的浮力 (选填“变大”“变小”或
“不变”),无人机受到重力的方向 。(g
取10 N/kg)
2×107
变小
竖直向下
4. 从高处掉入水里的苹果最终会漂浮在水面上。若苹
果的质量m=150 g,苹果密度均匀,其密度ρ苹=
0.6×103 kg/m3,水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g
取10 N/kg。求:
(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小。
解:(1)苹果漂浮时受到的浮力F浮=G=mg=
150×10-3 kg×10 N/kg=1.5 N。
(2)苹果浸没在水中时受到的浮力大小。
解:(2)由ρ=可知,苹果体积V===
2.5×10-4 m3,苹果浸没在水中时,排开水的体积V排=
V=2.5×10-4 m3;苹果浸没在水中时受到的浮力的大小
F浮′=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.5×10-4 m3=2.5 N。(共14张PPT)
学案
第九章 浮力
实践 调研我国造船和航海方面的成就
一、轮船的浮力原理
1. 轮船虽然是钢铁制造,但它的空心结构使整体平均密
度小于水,当排开足够水量时,物体在液体中受到的浮
力可以 船所受的重力。
等于
2. 重要概念。
(1)排水量:轮船满载时排开水的质量。
(2)吃水线:船身浸入水中的深度,货物越重,吃水越
深。轮船从海水进入淡水时,吃水线会 。
变深
3. 拓展小实验:用铝箔纸设计“小船”。
将铝箔捏成实心球,放入水中,此时铝箔所受重力
大于浮力,铝箔在水中下沉。展开铝箔折成船形,放入
水中,由于形状改变, 改变,从而增
大铝箔受到的浮力,使得浮力可以等于重力,使铝箔漂
浮于水面上。
排开水的体积
二、我国在造船和航海方面历史和成就
4. 阅读《从福船到深潜器》回答问题。
福船的出现为中国乃至世界航海史写下了璀璨的
一页。与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船
制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响
的另一项伟大发明。2010年11月15日,《中国水密隔
舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保
护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就
是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水
的一个个舱区。在航行过程中,如果有个别舱意外破
损,海水进不到其他舱中。从船整体看,仍然保持有
足够的浮力,不至沉没。
“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、自主
集成研制的作业型深海载人潜水器。它设计的最大下潜
深度为10 500米级,是目前世界上下潜能力最深的作业
型载人深潜器。艇体由双层船壳构成,外层与海水接
触,外壳选择了钛合金做主材。深潜器在上浮和下潜
时,其体积是一定的,其中艇体在深海中的上浮要靠压
载铁来实现。所谓压载铁,顾名思义,就是给“蛟龙
号”增加重量的铁块。压载铁分为两种,一种为整体铸
造的,质量为123 kg;另一种为砝码形式,可以依靠调
整砝码数量来确定重量。
如今我国自行研制的“嫦娥四号”实现了世界首
次成功软着陆于月球背面,而“蛟龙号”可作业型载
人深潜器也成功下潜到海下10 062米的深度,真正实
现了伟人诗句里“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的
伟大梦想。
(1)福船采用了 制造技艺大大提高了船舶
的整体抗沉性。
(2)关于潜水艇,下列说法中正确的是 。
A. 潜水艇下潜时有惯性,悬停时没有惯性
B. 在下潜过程中,水对潜水艇底部的压强不变
C. 悬停时,潜水艇受到的重力与它所受的浮力是一对平
衡力
D. 在上浮过程中,潜水艇受到的浮力逐渐变大
水密隔舱
C
(3)(多选)“蛟龙号”每次下潜携带质量很大的压载
铁,这样做的原因有 。
A. 有利于深潜器下沉,丢弃后可实现迅速上浮
B. 深海处液体压强很大,艇内水不易排出
C. 悬停时较平稳,不易受深海暗流的影响
D. 便于在深海作业时灵活移动
ABC
三、拓展研究
5. 阅读材料,回答问题。
福建舰首次海试
2024年5月8日下午,中国第三艘航母——福建舰完
成为期8天的首次试航,顺利返回码头,福建舰是由我国
完全自主设计、建造的首艘电磁弹射型航母,其满载时
的排水量为8×105 t。
福建舰配置的电磁弹射装置与传统的蒸汽弹射器不同,传统的蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块,把与之相连的舰载机弹射出去,福建舰的电磁弹射装置所施加的牵引力始终为1×105 N,其简易结构如图甲所示,空载的舰载机质量为10 t,舰载机起飞需要达到一定的速度(相对于空气),因此需要建造较长的起飞跑道,电磁弹射轨道上舰载机的速度v与路程s的关系如图乙所示,为了使福建舰海试成功,技术人员还在风洞中模拟了舰载机的升力F与速度v的关系,如图丙所示。(g取10 N/kg)
(1)舰载机满载时起飞的最低速度 (选填
“大于”“小于”或“等于”)舰载机空载时起飞的
最低速度。
(2)福建舰满载时受到的浮力是 N,舰载机
离开航母后,航母所受到的浮力将 (选填“增
大”“减小”或“不变”)。
大于
8×109
减小
(3)若航母静止在水面上,则空载的舰载机起飞需要至
少 m的电磁弹射轨道。
(4)若航母以54 km/h的速度航行,为使空载的舰载机
能够起飞,需要至少 m的电磁弹射轨道。
125
61.25(共25张PPT)
学案
第九章 浮力
单元复习
【单元知识建构】
【重点问题辨析】
1. 液体压强和浮力公式辨析
如图所示,一个底面积为800 cm2的薄壁圆柱容器
中装有某种液体,将一个棱长为10 cm的正方体木块轻放
入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2 cm,液体
对容器底部的压强变化了80 Pa。则该木块底部受到的液
体压强为 Pa,木块受到的浮力为 N。
(g取10 N/kg)
答案:640 6.4
(2024 凉山州)如图甲所示,不吸水的石块m叠
放在浸在水中的木块M上保持静止,石块受到的重力为4
N、体积为200 cm3,木块受到的重力为8 N、底面积为
200 cm2,此时木块M排开液体的体积为 cm3;
当按图乙方式连接静止时,木块M底部受到水的压强
为 Pa。(g取10 N/kg)
1 200
500
2. 应用称重法求固体或液体密度
(2024 西藏)在“探究浮力大小与哪些因素有
关”的实验中,操作步骤如图所示。
(1)步骤乙中,物体受到的浮力为 N。
(2)分析比较步骤甲、乙、丙可初步得出结论:当液体的密度相同时, 越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)已知水的密度是1.0×103 kg/m3,实验所用物体的
密度为 kg/m3。(g取10 N/kg)
(4)根据图中给出的信息,还可以分析得出的结论
是 。(写出一条即可)
答案:(1)0.2 (2)排开的液体的体积 (3)8×103
(4)浮力的大小与排开的液体的密度有关
(2023 吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有
关”的实验中,用密封透明的瓶子(质量和厚度不计,
装有适量酸奶)替代原实验中的物体,如图甲所示。
(1)将瓶子浸没在水中,如图乙所示,此时瓶子受到的
浮力为 N。
(2)继续向上提升弹簧测力计,当酸
奶液面与水面相平时,弹簧测力计的示
数如丙图所示。由以上数据可以得
出:在液体密度一定时,浮力大小
与 有关。
4.5
物体排开液体的体积
(3)通过这个实验还可以计算出酸奶的密度ρ =
kg/m3。
1.2×103
3. 应用平衡法求固体或液体密度
(2024 绥化)如图所示,一个长方体物块漂浮在
水面上时,物块露出水面的体积是总体积的;当它漂浮
在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的。水和液
体对物块下表面的压强分别为p1和p2,则p1 p2
(选填“>”“<”或“=”),杯中液体的密度
是 kg/m3。(物块质量分布均匀,且不吸水和
另一液体)
答案:(1)= (2)1.2×103
(2023 福建)用透明圆筒制作测量液体密度的密
度计。
(1)获取相关数据。
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左
侧,此时应将平衡螺母向 移;
③如图甲所示,用调好的天平测得空圆筒质量m=
g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4 g,计算得到圆
筒内水的体积 cm3。
右
31.4
50
(2)制作液体密度计。 在圆筒上体积为V0的水面处做
标记,如图乙所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至
标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中,圆筒
处于漂浮状态,如图丙所示。测量圆筒浸入水中的深度
h,则待测液体密度ρ液 = (用m、S、h、V0
和ρ水表示)。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密
度值。
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底
无法漂浮,请提出一条改进建议:
。
向容器中加足够多
的水(或减小待测液体体积V0并重新标刻度)
【中考范题追踪】
1. (2024 福建)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲所示;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙所示;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙所示;水均未溢出,电子秤示数依次为m1、m2、m3,不计细针体积。下列判断中正确的是( C )
C
A. 图甲中,水对杯底的压力为(m1-m0)g
B. 图乙中,草莓的质量为m2-m1-m0
C. 图丙中,草莓排开水的体积为
D. 图丙中,细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
2. 如图所示,体积相同的A、B两个物体用不可伸长的细
线系住,放入水中后,A有四分之一体积露出水面,细线
被拉直。已知A重为4 N,B受到的浮力为8 N,A、B密度
之比为2∶5,则( D )
A. A、B所受的重力之比为5∶2
B. A、B所受的浮力之比为1∶2
C. 细线对A的拉力大小为1 N
D. B对容器底部的压力为零
D
3. 如图所示是一款能自动浮沉的潜水玩具,正方体潜水器内装有智能电磁铁,将它放入装有水的圆柱薄壁容器中,容器放置在水平铁板上,不计容器所受的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l,自动调节电磁铁电流大小,改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前,潜水器处于漂浮状态。闭合开关,潜水器启动后先匀速下沉,完全浸入水中后,变为加速下沉直至容器底部,下沉全过程F随l变化的关系保持
不变,水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的棱长为10 cm、重为5 N,容器的底面积为1 000 cm2,水深为25 cm,g取
10 N/kg。求:
(1)潜水器漂浮时受到的浮力。
解:(1)潜水器处于漂浮状态时,
潜水器受到的浮力F浮=G潜水器=5N。
(2)潜水器漂浮时,容器底部受到水的压强。
解:(2)潜水器漂浮时,容器底部受到的水的压强p=
ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×25×10-2m=
2 500 Pa。
(3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
解:(3)潜水器漂浮时,潜水器受到的重力等于它排开水所受的重力,因此潜水器和水的总重G总等于容器中只装25 cm深的水重G水,容器的底面积S容=1 000 cm2=0.1 m2,潜水器和水的总重G总=G水=ρ水gS2h=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m2×0.25 m=250 N,潜水器的底面积S潜=10 cm×10 cm=100 cm2=0.01 m2,潜水器启动,匀速下沉时,对潜水器受力分析可得,潜水器与铁板间的吸引力F=F浮-G潜=
ρ水gS潜(h-l)-G潜=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×
(0.25 m-l)-5 N=(20-100l) N,当潜水器沉底静止时,l=0,可得此时F=20 N,则容器对铁板的压力F压=F+G总=20 N+250 N=270 N,由p=可得,容器对铁板的压强p===2 700 Pa。
4. (2024 福建) “漏刻”是古代一种滴水计时
的工具。项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图甲
所示,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的
浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取
时间。
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴
水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中
的 (填字母);测得1 min滴水的质量为80 g,则1
刻钟(15 min)滴水的体积为 cm3。
A. 先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量
B. 先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量
A
1 200
(2)分析测算:圆柱受水壶内部底面积为600 cm2,浮
箭总重为6 N,长方体浮块的底面积为300 cm2、高为3
cm。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←
开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受到的浮力
为 N,此时受水壶内的水面高度为 cm。(g取
10 N/kg)
6
2
(3)标尺定标:图乙的标尺上每一格表示1 cm,请在标
尺上对应位置标出“←3刻钟”。
(4)成品测试:经检测,漏刻每1刻钟的实际时间均超
出15 min,发现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间
越来越长。为使滴水间隔时间相同,小组讨论后,将滴
水壶装置改进成如图丙所示,依据的物理知识是
。
根据
p =ρgh,水的深度保持不变,出水口的液体压强不变(共15张PPT)
学案
第九章 浮力
第一节 认识浮力
1874年8月的一天,在大西洋亚速尔群岛的西南方,
有一艘深海考察潜艇,为研究海底矿产资源的分布,正
在向深处下潜。舱内的考察人员被海底的景色所吸引,
致使下潜速度过大,潜艇猛然撞到海底,陷入海底的沉
积物中。船员把潜水艇中的水全部排出,企图上浮。奇
怪的是,潜艇丝毫不动,像是被海底吸住了一样。这是
为什么呢?
1. 浮力:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或
气体)对它 的托力,叫浮力。浮力的施力
物体是液体(或 ),其方向总是
。
竖直向上
气体
竖直向
上
2. 称重法测量浮力。
(1)用弹簧测力计测量物体所受的重力G。
(2)将悬挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中,读出弹
簧测力计的读数F拉。
(3)则物体受到的浮力F浮= 。
G-F拉
3. 浮力产生原因:物体受到液体对它上、下表面的
。
压
力差
知识点:浮力的实质
中国桥梁建设水平居于世界领先地位,下列和桥有
关的表述中不正确的是( )
A. 行人对桥的压力是由鞋的形变产生的
B. 浸在水中的桥墩受到水的浮力作用
C. 行驶在大桥上的汽车以桥为参照物是运动的
D. 行驶到桥上的汽车,如果所有力消失,车将做匀速直
线运动
答案:B
浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。桥
墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合,故不受浮力
作用。
关于如图所示的液体和气体压强,下列说法中( B )
① 图甲中,在同一地点做托里拆利实验,玻璃管稍倾斜一些时,汞柱的高度不变
B
② 图乙中,洗手盆底部的出水口塞着的橡胶水堵头受到水的压力,没有受到水的浮力
③ 图丙中,医生给人们接种疫苗时,用注射器把药液注射进肌肉,利用了大气压
④ 图丁是个连通器,当连通器中液体静止时,液面是相平的
A. 只有①②③正确 B. 只有①②④正确
C. 只有①③④正确 D. 只有②③④正确
1. 下列物体中没有受到浮力的是( A )
A. 太空中的“天和”核心舱
B. 航行中的“辽宁号”航母
C. 飞行中的“歼-20”战斗机
D. 下潜的“蛟龙号”潜水器
A
2. 如图所示,冰块浮于饮料上,冰块所受浮力的施力物
体是( C )
A. 空气
B. 柠檬
C. 饮料
D. 玻璃杯
C
3. 下列关于浮力的说法中错误的是( C )
A. 在海中游泳的人受到海水对他的浮力
B. 飘在空中的氢气球受到空气对它的浮力
C. 将一块石块扔到水中,石块在下沉的过程中不受浮力
D. 在水中升起的木块受到浮力
C
4. 如图所示,用弹簧测力计悬挂重为10 N的金属块浸入
水中,弹簧测力计的示数为7 N。此时金属块所受浮力的
大小和方向是( D )
A. 7 N,竖直向上
B. 10 N,竖直向下
C. 3 N,竖直向下
D. 3 N,竖直向上
D
5. 将一个气球用细线系在容器底部,然后向容器中倒入
适量的水,容器起初放在水平木板上,发现细线沿竖直
方向,缓慢抬起木板一端,随着∠α的改变,悬线与水平
面的夹角将 (选填“改变”或“不变”),这
说明浮力的方向是 的。
不变
竖直向上
6. 一个正方体铝块在水下12 cm深度时(完全浸没),
其上表面受到水的压力为15 N,下表面受到水的压力为
20 N,则此时铝块受到的浮力大小为 N。
5(共17张PPT)
学案
第九章 浮力
第三节 阿基米德原理
两千多年前,叙拉古的国王命令一个工匠替他打造
一顶皇冠。工匠的手艺非常高明,制作的皇冠精巧别
致,而且质量跟当初国王所给的黄金一样大。可是,有
人向国王报告说:“工匠制造皇冠时,私下吞没了一部
分黄金,把同样重的银子掺了进去。”国王听后,也怀
疑起来,就把阿基米德找来,让他想法判定一下。阿基
米德对国王说:“请允许我先做一个实验,才能把结果
报告给你。”国王同意了。阿基米德是如何鉴别的呢?
1. 阿基米德原理。
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的
大小等于 。
(2)①表达式: F浮=G排 ;
②推导式:F浮=G排=ρ液gV排 ,其中ρ液为
,单位为kg/m3 ,V排为 ,单位
为m3;
它排开的液体所受的重力
液体的密
度
排开液体的体积
③变形式:物体排开液体的体积V排= ;液体密
度ρ液= 。
(3)对公式的理解。
①V排是物体排开液体的体积,不一定等于物体的体积;
当物体浸没在液体中时,V排=V物;物体仅部分浸入(如
漂浮)液体中时,V排 V物;
②浮力的大小只与 的密度和物体排开液体
的 有关;
③阿基米德原理也适用于气体。
<
液体
体积
知识点: 浮力与排开液体所受重力的关系
将重为5 N的实心金属小球轻轻放入盛有水的溢水
杯中,若溢出的水重为2 N,则小球所受到浮力大小
( )
A. 可能为0 N B. 一定为2 N
C. 可能为3 N D. 一定为5 N
答案:C
物体所受浮力大小与排开液体所受的重力相等,还要注意物体放入前溢水杯是否装满水,若装满水,则F浮=G排=G溢。
(2024 甘南州)学习了浮力的相关内容后,小
杰利用如图所示的实验装置,验证阿基米德原理,溢水
杯已经装满水,当物块浸入水中时,水会流入小空桶
内。
(1)实验前,应将弹簧测力计在 (选填“竖
直”或“水平”)方向进行调零。
(2)如图,由实验中的数据可知,物块浸没在水中时受
到的浮力为 N;观察到两个弹簧测力计示数的变
化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(3)如果实验前溢水杯未装满水就进行实验,则测得的
排开水所受的重力将会 (选填“偏大”或“偏
小”)。
竖直
0.5
相等
偏小
(4)小杰还利用实验中的数据求出了物体的密度,
为 kg/m3(g取10 N/kg)。
(5)小杰用酒精代替水,并且换用体积不同的物块重复
做了实验,其目的是 。
得到普遍规律,避免偶然性
4×103
1. (2024 成都)小李同学想估算空气对自己的浮力大
小,已知人体的密度与水接近,约为1.0×103 kg/m3,
空气的密度约为1.3 kg/m3,则空气对小李的浮力大小约
为( B )
A. 0.006 N B. 0.6 N
C. 60 N D. 600 N
B
2. 小刚在恒温游泳池中潜水时发现自己吐出的一个气泡
在水中上升的过程中不断变大。关于该气泡在水中上升
时的变化情况,下列说法中正确的是( B )
A. 密度不变,浮力变小
B. 密度变小,浮力变大
C. 密度和浮力都变小
D. 密度和浮力都变大
B
3. (2024 西宁)小西和同学们利用弹簧测力计、物
块、溢水杯、小桶和足量的水,做“探究浮力的大小
与排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所
示的操作。
(1)由 两图实验得出物块所受浮力F浮=1 N,再由另外两图实验得出物块排开液体所受重力G排=1 N,可初步得出结论:
。
甲、乙
浸在液体中的物体所受浮力的大
小等于它排开的液体所受的重力
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的G排
偏 。
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的
是 (填字母)。
A. 用原来的方案和器材多次测量求平均值
B. 将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
小
B
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤
的最佳顺序是 。
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ=
kg/m3(g取10 N/kg)。
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进
行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与
(1)相同的结论。
丁、甲、乙、丙
2×103
能
4. (2023 扬州)一个奖牌挂在弹簧测力计下,示数为
1.8 N。当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为
1.6 N。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)奖牌的质量。
解:(1)奖牌的质量m===0.18 kg。
(2)奖牌的体积。
解:(2)奖牌浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F′=
1.8 N-1.6 N=0.2 N,奖牌的体积V=V排==
=2×10-5 m3。(共12张PPT)
学案
第九章 浮力
专题四 浮力计算
计算浮力常用的有以下四种方法,具体使用哪种方法,可依据题目给予已知条件,选择合适的方法进行计算。阿基米德原理法是最基本的求解浮力方法,其他三种方法一般要与原理法联合使用,才能顺利圆满地解决浮力问题,解题步骤如下:①明确研究对象;②明确研究对象所处的状态(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等);③对研究对象受力分析并画出受力示意图,除分
析重力、浮力外,还要注意是否有其他相关联的物体对它有拉力、压力等;④列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程,在展开方程时应注意抓住题中的关键字(例如“全部浸没”“部分浸没”“漂浮”“沉底”“露出水面”等);⑤解方程求解未
知量。
方法 表达式 适用条件
称重
法 F浮=G-
F示 适用于已知物体所受的重力及物体浸在
液体中时弹簧测力计的示数
压力
差法 F浮=F向上
-F向下 适用已知物体上、下表面所受的压力
原理
法 F浮=G排
=ρ液gV排 适用于已知物体排开液体的质量或体积
及液体的密度,要分清V排与V物的关系
平衡
法 F浮=G物 适用于漂浮(V排<V物)或悬浮(V排=
V物)的物体
类型一:称重法计算浮力
(2024 枣庄)如图甲所示,使圆柱缓慢下降,直
至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱
下降高度h变化关系的图像如乙所示。
则圆柱受到的重力是 N,
圆柱刚好全部浸没时,下表面受
到水的压强是 Pa,圆柱
受到的最大浮力是 N。
(g取10 N/kg,忽略圆柱下降过程中液面高度的变化)
答案:2.0 1 000 0.5
(2025 连云港模拟)重为10 N的物块用细线挂
在弹簧测力计挂钩上,当物块浸没在水中静止时,弹簧
测力计示数如图所示,则物块所受浮力大小为 N。逐渐增大物块浸没在水中的深度,其上表面受到水的压强
将 ,弹簧测力计示数将 。(后两空均
选填“增大”“减小”或“不变”)。
7.6
增大
不变
类型二:压力差法计算浮力
小明去参加春游的时候,将双脚踩入一条小溪
流,双脚完全陷入泥巴中,溪水的深度约为20 cm,请估
算小明受到的浮力大小为( )
A. 1.2 N B. 12 N
C. 120 N D. 0 N
答案:D
如图所示,两个完全相同的长方体物块甲、乙浸
没在水中并处于悬浮状态。物块甲上、下表面所受水的
压强差为Δp1、压力差为ΔF1;物块乙上、下表面所受水
的压强差为Δp2、压力差为ΔF2。则下列关于甲、乙两个
物块压强差、压力差关系判断中正确的是( D )
D
A. Δp1<Δp2 ΔF1<ΔF2
B. Δp1>Δp2 ΔF1>ΔF2
C. Δp1>Δp2 ΔF1=ΔF2
D. Δp1<Δp2 ΔF1=ΔF2
类型三:阿基米德原理法计算浮力
(2023 陕西)如图所示,用细线将一个质量为
27 g、体积为10 cm3的铝块系在电子测力计的挂钩上,使铝块浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力
为 N,电子测力计的示数为 N。若使铝
块在水中继续下降,它所受的浮力将 (选填
“变大”“变小”或“不变”)。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,细线所受
的重力忽略不计)
0.1
0.17
不变
答案:0.1 0.17 不变
(2024 兰州)一根轻质且不可拉伸的细线将一
个棱长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所
示,当水深为30 cm时,细线刚好伸直;如图乙所示,当
水深为36 cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知ρ水=
1.0×103 kg/m3,则此正方体物块的密度
为 kg/m3,图乙中细线的拉力为 N。
(g取10 N/kg)
0.4×103
6
类型四:平衡法计算浮力
如图所示,有A、B、C三个小球,放在水中,结果A球漂浮,B球悬浮,C球下沉到容器底部,下列说法中正确的是( )
A. 如果三个小球质量相等,则它们所受浮力的大小关系
为FA<FB<FC
B. 如果三个小球的材料相同,则这种材料的密度一定小
于水
C. 如果三个小球的体积相同,则他们受到的浮力大小为
FA<FB=FC
D. 如果三个小球都是实心的,则它们密度的大小关系为
ρA>ρB>ρC
答案:C
(2024 齐齐哈尔)如图所示,有一个内、外壁
皆为圆柱的平底容器,其中装足够深的水。将一个质地
均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图
中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹
簧测力计示数为7 N;当物体的体积浸入水中时,弹簧
测力计示数为4 N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水
中,则该物体静止时,所受到的浮力是 N,该物体
的密度为 kg/m3。(g取10 N/kg)
9
0.9×103