(共17张PPT)
第1课时 物体的浮沉条件
物体的浮沉条件
1.如图所示,A、B、C三物体均浸没于水中,A上浮,B悬浮,C下沉。 由受力分析可知, > GA, = GB, < GC。再根据阿基米原理F浮=ρ液V排g以及重力G=mg=ρ物V物g,我们就可以推导出物体浮沉的条件:ρA < ρ水,上浮;ρB = ρ水,悬浮;ρC > ρ水,下沉。(均选填“>”“<”或“=”)
第1题图
>
=
<
<
=
>
2.小球的质量为200 g,体积为300 cm3。把它浸没在水中,放开手后,小球将 ( B )
A.沉入水底
B.上浮直至漂浮在水面上
C.悬浮水中
D.无法确定如何运动
B
3.小明将同一个鸡蛋先后放入如图所示的甲、乙两杯盐水中,盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙,鸡蛋所受的浮力分别为F甲、F乙。下列关系中正确的是 ( D )
甲 乙
第3题图
A.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙 B.ρ甲<ρ乙 ,F甲
C.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙 D.ρ甲<ρ乙 ,F甲=F乙
D
生活中的浮沉
4.农民用盐水选种,要把盐水的密度从1.05×103 kg/m3 调成1.1×103 kg/m3,应向盐水中加 盐 (选填“盐”或“水”)。将谷种放入配制好的盐水中,密度小于1.1×103 kg/m3的谷种将 漂浮 在液面上。
盐
漂浮
5.俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。关于此现象,下列说法中正确的是 ( A )
A.西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力
B.李子下沉的过程中所受的浮力在逐渐变小
C.西瓜漂浮时所受的浮力大于自身的重力
D.李子下沉的过程中受到的浮力大于重力
A
6.把一个密度为0.7×103 kg/m3的小球先后放入足够多的酒精和水中,若小球排开酒精的质量为8 g,则小球排开水的质量为 8 g。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
8
7.把一个密度为0.9×103 kg/m3的小球先后放入足够多的酒精和水中,若小球排开酒精的质量为8 g,则小球排开水的质量为 9 g。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
9
8.把一个密度为1.1×103 kg/m3的小球先后放入足够多的酒精和水中,若小球排开酒精的质量为8 g,则小球排开水的质量为 10 g。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
10
9.小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮。下列说法中正确的是 ( A )
A.番茄密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
A
10.三个完全相同的烧杯中分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同的液体,将烧杯放在同一个水槽中,静止时如图所示。下列说法中正确的是 ( B )
第10题图
A.三个烧杯所受的浮力相等 B.乙液体的密度最大
C.丙液体的密度比水的密度大 D.三种液体的密度相等
B
11.如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体。现将密度为0.6×103 kg/m3的正方体木块A放入容器中,木块A静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1∶3。在木块A上表面轻放一个物块B(VA=2VB),此时木块A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中,则它静止时将 ( B )
第11题图
A.悬浮 B.漂浮 C.沉底 D.无法判断
B
12.某中学实验小组的同学在做“探究物体的浮沉条件”实验时,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯、铜块、蜡块、细线、水及其他简单辅助器材。
第12题图
(1)在探究铜块的下沉条件的实验中,他们用两种方法测量了铜块受到的浮力。
方法1:测量过程及示数如图甲所示,可得铜块所受的浮力为 0.2 N。
0.2
方法2:测量过程及示数如图乙所示,可得铜块排开水的体积为 20 mL。
通过以上实验可得出铜块浸没在水中并下沉的条件是 G>F 。
(2)探究蜡块上浮的条件,要测量蜡块浸没时的浮力,应选用 方法(选填“方法1”或“方法2”)。
20
G>F浮
方法2
13.科技小组的同学对物体的浮沉条件进行探究。在一个空的圆柱形容器底部放一个棱长为10 cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块受到的浮力F浮,并绘制了如图所示的图像。ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)水的深度到达5 cm时,水对容器底部的压强。
(2)水的深度到达12 cm时,物块浸在水中的体积。
(3)物块的密度。
第13题图
解:(1)水的深度到达5 cm时,水对容器底部的压强
p=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m=500 Pa。
(2)水的深度到达12 cm时,物块所受的浮力F浮=8 N,则物块浸在水中的体积
V浸=V排===8×10-4 m3。
(3)由图中信息知,水的深度到达8 cm以后浮力不再增大,此时物块并未完全浸在水中,有部分体积露出水面,所以物块处于漂浮状态,则G物=F浮=8 N,
物块的质量m物===0.8 kg,
物块的体积V物=1×10-3 m3,
物块的密度ρ物===0.8×103 kg/m3。
答:(1)水的深度到达5 cm时,水对容器底部的压强是500 Pa。
(2)水的深度到达12 cm时,物块浸在水中的体积是8×10-4 m3。
(3)物块的密度是0.8×103 kg/m3。(共16张PPT)
第十章浮 力
第1节 浮 力
浮力
1.用弹簧测力计悬挂一个铁球使其浸没在水中但不与容器底部接触,则铁球受到的浮力的方向 竖直向上 ,施力物体是 。
竖直向上
水
2.用弹簧测力计在空气中测得一个物体的重力为3 N,将它浸在水中时(未接触容器底),弹簧测力计的示数为1 N,则该物体在水中受到的浮力是 N。
2
3.如图所示,请画出小球静止时所受重力和浮力的示意图。
第3题图
决定浮力大小的因素
4.把鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋沉入水底。当向水中加盐时,发现鸡蛋上浮到水面,由此我们猜想物体所受浮力的大小可能与液体的 密度 有关。
密度
5.在如图所示的大鱼和小鱼的争论中, 大 (选填“大”或“小”)鱼的说法正确。这是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受浮力的大小与 浸入液体中的体积 有关,而与 浸入的深度 无关。
第5题图
大
浸入液体中的体积
浸入的深度
浮力产生的原因
6.老师做了如图所示的实验,取一个去底的透明矿泉水塑料瓶,瓶口朝下,瓶口略小于乒乓球。放入乒乓球,往塑料瓶里面注水,发现有水从塑料瓶口漏出,乒乓球没有浮起,出现这一现象的原因是 乒乓球只有上部受到水的压力 ;用瓶塞(或手)堵住漏水的瓶口,一段时间后你能观察的现象是 乒乓球上浮 。
第6题图
乒乓球只有上部受到水的压力
乒乓球上浮
7.如图所示,一个半球形物体浸没在水中,受到水向下的压力为40 N,半球受到水施加的浮力为80 N,则半球受到水向上的压力为 120 N。
第7题图
120
8.浸没在水中的物体,受到水对它向上、向下的压力分别为18 N、6 N,其受到的浮力为 12 N。增加物体在水中的深度,水对物体向上的压力将 变大 ,物体受到向上和向下的压力差将 不变 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
12
变大
不变
9.关于水中物体受到的浮力,下列说法中错误的是 (B)
A.浸入水中的物体受到的浮力的施力物体是水
B.重力为1 N的水所产生的浮力不能超过1 N
C.浮力的方向与物体的重力方向相反
D.浮力是由物体上、下表面所受水的压力差而产生的
B
10.如图所示,重为5 N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3 N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( B )
第10题图
A.5 N,竖直向下 B.3 N,竖直向上
C.2 N,竖直向上 D.8 N,竖直向下
B
11.小谦用如图甲所示的实验装置测量金属块受到的浮力。他将金属块浸没在某种液体中,再将金属块缓缓从液体中竖直提出来,并画出了弹簧测力计的拉力F随提起高度h变化的图像,如图乙所示。该金属块全部浸没在液体中时受到的浮力为 ( D )
第11题图
A.2.5 N B.3.5 N C.2.5~3.5 N D.1 N
D
12.如图所示的是金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。关于该过程中气泡的密度和其受到的浮力的变化情况,下列说法中正确的是 ( D )
第12题图
A.密度和浮力都不变 B.密度和浮力都变大
C.密度变小,浮力不变 D.密度变小,浮力变大
D
13.小丽利用弹簧测力计、实心铝块,以及水、盐水和酒精,探究“浮力大小与哪些因素有关”,实验过程如图所示。
第13题图
(1)步骤①中,弹簧测力计的示数为 2.7 N。
(2)分析实验中①②③④步骤,可以说明浮力大小跟物体排开液体体积 有关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)步骤⑥中物体所受浮力是 0.4 N。
2.7
有关
0.4
(4)分析实验步骤①⑤⑥⑦,可以得出结论:物体排开液体的体积相同, 液体的密度 越大,浮力越大。
液体的密度
14.如图所示,一木块在水中静止,木块的下表面到水面的距离是10 cm,木块的下表面的面积是0.04 m2。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
第14题图
(1)木块下表面受到的压强。
(2)木块下表面受到的压力。
(3)木块受到的浮力。
解: (1)木块下表面受到的压强
p下=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
(2)由p=得,木块下表面受到的压力
F下=p下S=1 000 Pa×0.04 m2=40 N。
(3)因为木块漂浮在水面上,则上表面受到水的压力为0 N,
所以木块受到的浮力F浮=F下-F上=40 N-0 N=40 N。
答:(1)木块下表面受到的压强为1 000 Pa。
(2)木块下表面受到的压力为40 N。
(3)木块受到的浮力为40 N。(共14张PPT)
滚动训练 (第1节~第2节)
(时间:45分钟 满分:100分) 得分:
一、填空题(每空5分,共40分)
1.如图所示,a、b是自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则a、b、c、d四个物体中受到浮力作用的是 a、b、d 。
第1题图
a、b、d
2.阿基米德受洗澡时水从澡盆溢出现象的启发,解决了鉴定纯金王冠真伪的问题。他将质量相等的王冠和纯金分别浸没在盛满水的容器中,王冠掺入银后密度改变,导致体积 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”),王冠溢出的水会 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)纯金溢出的水,此时王冠受到的浮力 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)纯金受到的浮力。(ρ金>ρ银)
变大
大于
大于
3.用弹簧测力计在空气中测量一正方体物体的重力,测得其重力为8.4 N。当把该物体的一半浸在水中时,弹簧测力计的示数为4.8 N,这时物体受到的浮力是 3.6 N;若使该物体浸没在水中静止,则此时弹簧测力计的示数为 1.2 N。
3.6
1.2
4.鸡西是石墨之都,研学小组为了测量石墨的密度,用弹簧测力计测得石墨样品的重力是4.8 N,然后将其缓慢浸入水中。浸没后弹簧测力计的示数是2.8 N,则样品的质量是 0.48 kg,样品的密度为 2.4×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
0.48
2.4×103
二、选择题(每小题6分,共24分)
5.如图所示,把饮料瓶剪掉瓶底和去掉瓶盖,倒放后把一乒乓球放入,堵住瓶口,往瓶内倒水,会发现乒乓球不会浮上来,此时乒乓球受到的力有
( C )
第5题图
A.重力、浮力、压力
B.浮力、压力、支持力
C.重力、压力、支持力
D.重力、支持力、浮力
C
6.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图所示的是打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在甲、乙、丙三个位置所受的浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断中正确的是
( B )
第6题图
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙>F丙 D.F甲B
7.潜水艇从海水高密度区驶入低密度区会急剧下降,该过程称为“掉深”。如图所示,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与在a处相比,潜水艇在b处 ( A )
第7题图
A.受到浮力大小变小
B.受到浮力大小变大
C.排开液体的重力不变
D.排开液体的重力变大
A
8.小李想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(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)。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
三、实验题(每空3分,共18分)
9.某小组在做“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器的底面积是50 cm2,均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
第9题图
(1)测量前,需沿 竖直 方向将弹簧测力计校零。
竖直
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是 2 N。
(3)如果对比乙、戊两次实验,得出“浮力的大小与液体的密度有关”的结论,那么这种做法 不正确 (选填“正确”或“不正确”)的,理由是 未控制物体排开液体的体积相同 。
(4)由 丙、丁 两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)完成戊实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计的示数变为2.8 N,此操作会使容器中的液面下降 1 cm。
2
不正确
未控制物体排开液体的体积相同
丙、丁
1
四、计算题(共18分)
10.某中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降的高度h的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,p大气=1.013×105 Pa,g取10 N/kg,求:
(1)砖块浸没在水中时所受浮力的大小。
(2)砖块的密度。
(3)砖块刚好浸没在水中时,其下底面所受的压强。
第10题图
解:(1)由图像可知,砖块的重力G=F拉1=54 N,
砖块浸没时受到的浮力F浮=G-F拉2=54 N-24 N=30 N。(5分)
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,砖块的体积
V=V排===3×10-3 m3,
砖块的质量m===5.4 kg,
砖块的密度ρ===1.8×103 kg/m3。(6分)
(3)由图像可知,砖块刚浸没在水中时,砖块下底面所处的深度h=70 cm-40 cm=30 cm=0.3 m,
砖块下底面受到的水的压强
p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3 000 Pa,
砖块下底面受到的压强
p=p水+p大气=3 000 Pa+1.013×105 Pa=1.043×105 Pa。(7分)
答:(1)砖块浸没在水中时所受浮力的大小是30 N。
(2)砖块的密度是1.8×103 kg/m3。
(3)砖块刚好浸没在水中时,其下底面所受的压强是1.043×105 Pa。(共6张PPT)
第4节 跨学科实践:制作微型密度计
1.物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,先后放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平,如图所示。密度计在液体中受到的浮力F甲 = F乙,液体对杯底的压强p甲 < p乙。(均选填“>”“<” 或“=”)
第1题图
=
<
2.将同一支密度计先后放入三个盛有不同液体的容器中,密度计静止后的情形如图所示。关于三种液体的密度和密度计受到的浮力,下列说法中正确的是 ( D )
第2题图
A.ρA>ρB>ρC ,FA>FB>FC
B.ρA>ρB>ρC,FA=FB=FC
C.ρA<ρB<ρC,FAD.ρA<ρB<ρC,FA=FB=FC
D
3.密度计构造简单,使用方便,直接从密度计上所标的刻度就可以读出被测液体的密度。如图甲所示,在一根粗细均匀的圆柱形玻璃管内放一些小铅粒,使它能竖直漂浮在水中不动,吃水深度(浸入水中的深度)用h水表示,在玻璃管与水面交接处标记上水的密度值“1.0”(×103 kg/m3)。如图乙所示,把玻璃管放入不同密度的液体中,静止时,浸入液体的中的深度用h液表示,同样可以在玻璃管与液面交接处标上对应液体的密度值。玻璃管的横截面积S、玻璃管的总质量m、水的密度ρ水、g均为已知量。
(1)求图甲中玻璃管所受浮力的大小。
(2)求图甲中吃水深度h水(用题中已知物理量m、S、ρ水表示)。
(3)根据图甲、图乙推导h液与液体密度的关系式h液=成立。如图丙所示,“0.9”(×103 kg/m3)应标在a处还是b处
第3题图
解:(1)密度计漂浮,浮力等于重力,浮力F浮=mg。
(2)由阿基米德原理F浮=ρ水gV排和G=mg得,ρ水gSh水=mg,解得
h水=。
(3)根据密度计在水中和液体中都漂浮,浮力都等于重力,结合阿基米德原理,
ρ水gSh水=ρ液gSh液,解得h液=,
在图丙中标注“0.9”(×103 kg/m3)的位置,由于密度比水小,因而浸入的深度比水大,则应标在1.0上方的a处。
答:(1)图甲中玻璃管所受浮力的大小为mg。
(2)图甲中吃水深度h水=。
(3)“0.9”(×103 kg/m3)应标在a处。(共15张PPT)
第2节 阿基米德原理
阿基米德原理
1.阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于 它排开的液体所受的重力 。用公式表示就是F 浮=
G = ρ g 。物理公式兼具计算功能与关系表达功能,通过阿基米德原理的公式我们也可以看出:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的 密度 有关,还与物体排开液体的 体积 有关,而与浸没在液体中的深度无关。物体排开液体的体积越 大 、液体的密度越 大 ,浮力就越大。
它排开的液体所受的重力
G排
ρ液V排g
密度
体积
大
大
2.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称时重为5 N,浸没在水中称时重为4.7 N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为 0.3 N,它排开的水的体积为 3×10-5 m3,重为 0.3 N。
0.3
3×10-5
0.3
3.如图所示的是用溢水杯、弹簧测力计、烧杯、水、重物及细线做“验证阿基米德原理”实验时的情形。下列说法中正确的是 (D)
第3题图
A.实验最合理的顺序是甲、乙、丙、丁
B.重物受到的浮力可表示为F2-F1
D
C.溢水杯中装满水的目的是使重物排开
的水多于排出到烧杯中的水
D.若F1-F2=F3-F4,则可验证阿基米德原理
阿基米德原理的应用
4.某物体的质量为2 kg,将该物体放入水中,物体排开液体的体积为1×10-3 m3,则它受到的浮力为 10 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
10
5.将一匀质铁球的一半浸入水中,排开水的重力为 0.8 N,铁球受到的浮力的大小为 0.8 N;将铁球浸没在水中,铁球受到的浮力的大小为 1.6 N;当铁球在水中下沉时,铁球受到的浮力的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
0.8
1.6
不变
6.如图所示,四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁,分别静止在不同深度的水里。下列说法中正确的是 ( A )
第6题图
A.甲球所受的浮力最小
B.乙球所受的浮力最小
C.丙球所受的浮力最小
D.丁球所受的浮力最小
A
7.小彤想测量校园里一小石块的密度,她利用弹簧测力计、烧杯及足量的水完成了测量,步骤如图所示。小石块所受的浮力F浮= 1 N,小石块的密度为 2.5×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,
g取10 N/kg)
第7题图
1
2.5×103
8.如图所示,用一细绳拴住体积为0.6 dm3、重为4 N的物体,使它浸没在水中,此时物体受到水的浮力是 6 N,浮力方向 竖直 向 上 ,绳的拉力为 2 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第8题图
6
竖直向上
2
9.完全相同的甲、乙圆柱形容器放在水平桌面上,分别盛有质量相等的两种液体,相同的小球A、B分别放入两容器中,静止后如图所示,则两小球所受浮力大小关系为FA = FB,甲、乙容器中液体的密度关系为ρ甲 > ρ乙,甲、乙两容器对桌面的压强的关系为p压甲 = p压乙。(均选填“>”“<”或“=”)
第9题图
=
>
=
10.小俊用弹簧测力计吊着质量为1.35 kg的圆柱体,从如图所示的位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体的底面积为100 cm2,高为5 cm。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。则圆柱体下降的过程中 ( C )
第10题图
A.浸没前弹簧测力计的示数逐渐变大
C
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为11 N
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为8.5 N
11.福建舰是我国第三艘航母,其满载排水量为8.8×104 t。一架舰载机起飞后,福建舰排开水的体积减小了30 m3。海水的密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)福建舰满载时排开水的体积和浮力。
(2)该舰载机受到的重力。
福建舰受到的浮力
F浮=G排=m排g=8.8×107 kg×10 N/kg=8.8×108 N。
(2)舰载机起飞后,航母减少的浮力等于舰载机的重力,即舰载机的重力G机=ΔF浮=ρ海水ΔV排g=1.0×103 kg/m3×30 m3×10 N/kg=
3×105 N。
答:(1)福建舰满载时排开水的体积为8.8×104 m3,浮力为8.8×105 N。
(2)该舰载机受到的重力为3×105 N。
解:(1)由题可知,福建舰满载时排开水的质量
m排=8.8×104 t=8.8×107 kg,
由ρ=可得,福建舰满载时排开海水的体积
V排===8.8×104 m3,
12.如图所示,小强利用弹簧测力计、铁块、溢水杯等器材做“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验。
第12题图
(1)以上探究步骤中,最合理的操作顺序是 DBCA(或BDCA) (填字母)。
DBCA(或BDCA)
(2)铁块浸没于水后受到的浮力F浮为 1.4 N。测出铁块排开水所受的重力G排,可发现F浮 = (选填“>”“<”或“=”)G排,由此得出阿基米德原理。
(3)按最合理的实验步骤进行操作,下列因素中会影响实验结果的是 A 。
A.溢水杯内未盛满水
B.小桶内原来有少量水
C.铁块未浸没在水中
1.4
=
A (共13张PPT)
第2课时 浮力的应用
浮力在技术上的应用
1.某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中。要使潜水艇下潜,应对水舱进行 注水 (选填“注水”或“排水”);在下潜的过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
注水
不变
2.如图所示,一艘航母停在海面上,当航母上的一架舰载机飞离航母后,航母将 上浮一些 (选填“上浮一些”或“下沉一些”),其所受浮力 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
第2题图
上浮一些
变小
3.如图所示的是我国新型万吨级055型导弹驱逐舰,其排水量可达12 500 t。该型驱逐舰在海上航行过程中,下列说法中正确的是 (A)
第3题图
A.发射导弹后,驱逐舰所受的浮力变小
B.排水量指的是驱逐舰所受的重力
C.驱逐舰直线行驶时,运动状态不变
D.发射导弹后,驱逐舰会下沉一些
A
浮力在生活中的应用
4.小胡同学在水槽中洗碗,一个大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把瓷碗装满,瓷碗就会沉入水槽底部,此时瓷碗受到的浮力比漂浮时瓷碗受到的浮力 小 (选填“大”或“小”),水槽中的水面将会 下降 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
小
下降
5.夏天人们常会把西瓜放在冷水中降温。西瓜浸没在水中后松手,西瓜会上浮,是由于 西瓜受到的浮力大于重力 。用手捞出西瓜的过程中,人感觉越来越费力,由此可以猜想浮力的大小与 物体排开液体的体积 有关。
西瓜受到的浮力大于重力
物体排开液体的体积
6.将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两种液体的质量相等,两容器的底面积相等但形状不同,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平。下列说法中正确的是 ( A )
第6题图
A.A物体的体积大于B物体的体积
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.A物体所受的浮力小于B物体所受的浮力
D.甲、乙两液体对容器底部的压强相等
A
7.小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将吸管的一端封闭,制成了一支简易密度计。将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,密度计在甲杯液体中受到的浮力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)其在乙杯液体中受到的浮力。密度计放入后, 乙 (选填“甲”或“乙”)杯中液体对容器底的压强更大。
第7题图
等于
乙
8.在妈妈的生日那天,小梦给妈妈煮饺子时发现,当把饺子放入沸腾的水中后,饺子先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。下列说法中正确的是(不考虑饺子的吸水性) ( C )
A.饺子在下沉的过程中,受到水的压强不变
B.饺子在上浮的过程中,受到的浮力小于它所受的重力
C.饺子在上浮的过程中,受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.饺子在水面漂浮时,受到的浮力大于它所受的重力
C
9.《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高,二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的浮沉情况如图所示,下列选项中正确的是 ( C )
第9题图
C
A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
10.小栋了解到伽利略温度计的测温原理后,想自己动手设计一个粗略测温的装置,他的设计思路如下:在密闭的玻璃容器中装上一种密度会随温度升高而减小的特殊液体,液体中有5个体积相等、密度不同且标有温度示数的小球,小球不吸收液体且热胀冷缩可以忽略不计,当有小球悬浮时,悬浮小球上标有的温度值就是当前环境的温度。如图所示的是这个测温装置的示意图。其中小球3上所标温度值为25 ℃,相邻标号的小球上所标的温度值间隔为2 ℃,则下列说法中正确的是 ( C )
第10题图
C
A.27 ℃时,小球2处于漂浮状态
B.小球2在27 ℃时所受的浮力小于25 ℃时所受的浮力
C.若有3个小球漂浮,2个小球沉底,则环境温度在23 ℃至25 ℃之间
D.若要增大该装置能测得的最高温度,可增加一个与小球5体积相等但质量更大的小球
11.将一个棱长为10 cm、重力为8 N的正方体木块轻轻放入水中,木块处于漂浮状态时有 露出水面,如图甲所示。ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg。
(1)求木块所受的浮力。
(2)求木块底部受到的液体压强。
(3)若在木块上放一砝码使得木块刚好浸没在水中,如图乙所示,求砝码的重力。
第11题图
解:(1)重力为8 N的木块轻轻放入水中,处于漂浮状态,处于平衡状态,重力和浮力是平衡力,木块所受的浮力F浮=G=8 N。
(2)木块底部受到的液体压力
F下表面=F浮+F上=8 N+0 N=8 N,
木块底部受到的液体压强
p===800 Pa。
(3)当木块浸没时,木块受到的浮力
F浮'=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(10×10-2 m)3=10 N,
将砝码和木块当成一个整体,这个整体受到了向下的总重力和向上的浮力,故砝码的重力
G砝码=G总-G=F浮'-G=10 N-8 N=2 N。
答:(1)木块所受的浮力是8 N。
(2)木块底部受到的液体压强是800 Pa。
(3)砝码的重力是2 N。(共9张PPT)
章末复习
1.物体的浮沉条件
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮>G F浮ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力的作用 可以停留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,受平衡力的作用 2.计算物体所受浮力常用的方法比较
压力 差法 浮力等于物体受到的液体对它向上和向下的压力差:
F浮=F向上-F向下
称重法 用弹簧测力计测出物体在空气中的示数G物和物体浸入液体后弹簧测力计的示数F拉,两者之差即为物体所受的浮力:F=G物-F拉
公式法 F浮=G排=ρ液V排g,这是根据阿基米德原理得出的,适用于所有浮力问题,既适用于液体,又适用于气体
平衡法 F浮=G物,只适用于漂浮或悬浮。需要注意的是,虽然在漂浮和悬浮时,F浮都等于G物,但是物体在漂浮时,物体排开液体的体积小于物体的体积,而悬浮时,物体排开液体的体积等于物体的体积
不能理解浮力
1.关于浮力,下列说法中正确的是 (A)
A.轮船从长江驶入大海,所受的浮力不变
B.浮力的大小与物体的体积有关
C.均匀竖直的桥墩在水中受到浮力
D.物体所受的浮力一定等于物体受到的重力
A
混淆轮船和潜艇的浮沉原理
2.一艘轮船从长江驶入大海,它受到的浮力将 不变 (选填 “变大”“变小” 或 “不变”),船体会 上浮 (选填 “上浮” 或 “下沉”)一些。一艘潜艇从长江潜入大海,它受到的浮力将 变大 (选填 “变大”“变小” 或 “不变”),为保持潜艇的潜行状态,潜艇的水仓应 流入 (选填 “流入” 或 “排出”)一些水。
不变
上浮
变大
流入
不会用受力分析判断浮力大小
3.两个底面积不同的容器分别盛有甲、乙两种液体,其密度分别为ρ甲、ρ乙。将两个完全相同的小球分别浸入这两种液体中,小球静止时的位置如图所示,此时两液面刚好相平。若两个小球所受的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲、p乙,则下列关系中正确的是 ( B )
第3题图
A.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙,p甲=p乙 B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙,p甲>p乙
C.ρ甲>ρ乙,F甲p乙 D.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙,p甲B
不知道空气密度随高度的增加而减小
4.三国时期的诸葛亮娴熟韬略,多谋善断,长于巧思。他发明创造的孔明灯是我国古代除风筝以外另一种能飞上天空的人造物体。关于孔明灯,下列说法中错误的是 ( B )
A.孔明灯在上升过程中受到浮力、重力和空气阻力的作用
B.孔明灯匀速上升时,其浮力逐渐变大
C.孔明灯加速上升,说明其受到的不是平衡力
D.重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上
B
不会用等体积法计算液面上升高度
5.如图所示的柱形容器底面积为S容,盛有一定量的水,圆柱体的底面积为S物,下底面刚好和水面接触;若圆柱体向下运动的距离为
h向下,则水面上升的深度Δh= 。
第5题图
·h向下 (共14张PPT)
回归教材(四) 教材素材与变式4
来源于教材的图片
1.如图所示,物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15 N、5 N,则物块受到浮力的大小为 10 N。
第1题图
10
2.甲、乙两个完全相同的杯子分别盛有淡盐水和浓盐水,将同一个鸡蛋先后放入两杯盐水中,鸡蛋静止时两液面相平,如图所示。鸡蛋在甲中沉底,在乙中悬浮,则鸡蛋在盐水中所受的浮力F甲 < (选填“<”“>”或“=”)F乙。
第2题图
<
3.如图所示的是学校物理兴趣小组制作的演示潜艇原理的模型,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮。当从烧瓶中吸气使其下沉时,烧瓶受到的浮力将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
第3题图
不变
4.如图所示,能说明浮力与液体的密度有关的一组实验是 ( C )
第4题图
A.甲、乙、丙 B.甲、丙、丁
C.甲、丁、戊 D.甲、乙、戊
C
来源于教材的变式
5.把体积相同的木块和石块放入水中,木块漂浮在水面上,石块沉入水底。关于石块和木块受到的浮力大小,下列说法中正确的是 ( A )
A.石块大 B.木块大
C.一样大 D.无法比较
A
6.如图所示的是一位同学巧用物理知识将帽子交给楼上同学的情境。此过程中应用的关键物理知识是 ( D )
第6题图
A.气球受到重力
B.帽子的质量大于气球的质量
C.帽子的密度大于气球的密度
D.空气对帽子和气球有浮力作用
D
7.关于浮力大小,下列说法中正确的是 ( D )
A.浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关,物体浸得越深,物体受到的浮力越大
B.浮力的大小与物体的重力有关,物体的重力越大,物体受到的浮力越小
C.浮力的大小与物体的体积有关,物体的体积越大,物体受到的浮力越大
D.浮力的大小与物体排开液体的重力有关,物体排开的液体的重力越大,物体受到的浮力越大
D
8.相传三国时期,诸葛亮用很轻的竹篾扎成框架,把周围用纸糊起来,并在下端开口处放置一个小碟,点燃小碟内松脂,就做成了“会飞的灯笼”,后人称其为“孔明灯”,如图所示。关于孔明灯,下列说法中错误的是 ( B )
第8题图
A.孔明灯在上升过程中受到浮力与重力的作用
B.孔明灯匀速上升时,其浮力逐渐变大
C.孔明灯加速上升,说明其受到的不是平衡力
D.重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上
B
9.一个小球,在水中能漂浮。如果把它放入酒精中,小球 ( D )
A.一定会上浮
B.一定会悬浮
C.一定会下沉
D.条件不足,无法判断
D
来源于教材的实验探究
10.如图所示,小皖在做“探究浮力大小与哪些因素有关”实验。
第10题图
(1)比较图甲、图乙,图乙中弹簧测力计的示数较小,说明 物体受到浮 力作用 , 两图中弹簧测力计的示数差等于 浮力大。
物体受到浮力作用
浮力大小
(2)图乙、图丙中弹簧测力计的示数不同,说明浸在同一种液体中的物体所受浮力的大小跟 物体排开水(液体)的体积 有关。
(3)图丙、图丁中弹簧测力计的示数不同,说明物体排开液体的体积相同时,所受浮力大小跟 液体的密度 有关。
(4)图丁、图戊中弹簧测力计的示数相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟 浸入液体的深度 无关。
物体排开水(液体)的体积
液体的密度
浸入液体的深度
来源于教材的计算
11.在一次抗洪救灾行动中,一名质量为60 kg 的武警战士登上一艘质量为320 kg 的冲锋舟准备抢险救灾。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积。
(2)若冲锋舟满载时排开水的体积为1.2 m3,它最多还能装载的人和物资的质量。
根据阿基米德原理可知,此时冲锋舟排开水的体积
V排===0.38 m3。
(2)冲锋舟满载时受到的浮力
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2 m3=1.2×104 N,
还能装载的人和物资的重力
G'=F浮'-G=1.2×104 N-3.8×103 N=8.2×103 N,
还能装载的人和物资的质量m===820 kg。
答:(1)此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积是0.38 m3。
(2)它最多还能装载的人和物资的质量是820 kg。
解:(1)由题意可知,武警战士和冲锋舟的总质量
m=m1+m2=60 kg+320 kg=380 kg,
冲锋舟受到的浮力F浮=G=mg=380 kg×10 N/kg=3.8×103 N,(共23张PPT)
滚动训练 (第1节~第4节)
(时间:45分钟 满分:100分) 得分:
一、填空题(每空2分,共34分)
1.一块橡皮掉入盛有水的杯中,它受到的浮力的施力物体是 ,
浮力的方向总是 竖直向上 的。
水
竖直向上
2.浸没在液体中的物体,其下表面受到的液体压强 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)上表面受到的液体压强,物体受到的浮力就是液体对物体向上和向下的 压力差 。
大于
压力差
3.有两个质量相同的实心铁球和铝球,把它们放入装有足量水的足够大的烧杯中,则它们受到的浮力F铁 小于 F铝。如果把它们放入装有适量水银的足够大的水银槽中,那么铁球排开水银的体积 等于 铝球排开水银的体积。(均选填“大于”“小于”或“等于”)(已知ρ水银>ρ铁>ρ铝>ρ水)
小于
等于
4.如图所示,用一根细绳拴住体积为0.6 dm3、重力为4 N的木块,使它浸没在水中,此时细绳的拉力为 2 N;剪断细绳,当木块静止时,水面将 下降 (选填“上升”“下降”或“不变”)。(ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)
第4题图
2
下降
5.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的玻璃缸中均装满了水。甲中只有水,乙的水中漂浮着一只小鸭子,丙的水中漂浮着一只大鸭子。若把三个玻璃缸放到台秤上称量,则它们的质量 一样大 (选填“一样大”或“不一样大”)。
第5题图
一样大
6.2024年12月,我国自主研制建造的076型两栖攻击舰首舰——“四川舰”正式下水,该舰满载排水量(排开水的质量)4万余吨。若以满载排水量4万吨来计算,该舰满载时所受浮力大小为 4×108 N。不考虑燃料质量变化,该舰由海水密度较小的近海驶向海水密度较大的远海区域时,排开海水的体积将 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
4×108
变小
7.我国现在服役的096型核潜艇,可以下潜到600 m的深度,此时它受到水的压强是 6×106 Pa;它的最大排水量是16 000 t,它受到的最大浮力是 1.6×108 N。核潜艇的外壳是用世界上顶级的特种钢材制造的,其硬度非常 大 (选填“大”或“小”)。(ρ海水=
1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
6×106
1.6×108
大
8.在研究物体浮沉条件的实验中,小明将一个鸡蛋浸没在水中(如图甲所示),向水中缓慢加盐,直至盐不能再溶解为止,鸡蛋受到的浮力F随盐水密度ρ变化的图像如图乙所示(ρA=1.0×)。
甲 乙
第8题图
(1)当盐水的密度小于ρB时,鸡蛋处于 沉底 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态。
沉底
(2)盐水的密度由ρB增大到ρC的过程中,鸡蛋受到的浮力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)整个过程中鸡蛋受到的最小浮力为 。(用图乙中已知的物理量表示)
不变
F0
二、选择题(每小题4分,共28分)
9.关于浮力,下列说法中正确的是 ( C )
A.浮力都是由水产生的
B.只有固体才能受到浮力的作用
C.浮力的方向与重力的方向相反
D.在不同液体中浮力的方向不同
C
10.在弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,圆柱体在水中静止时如图所示。已知弹簧测力计的示数为2.0 N,圆柱体上表面受到的水的压力为5.0 N,其下表面受到的水的压力为13.0 N,则 (D)
第10题图
A.圆柱体的重力为2.0 N B.圆柱体的重力为15.0 N
C.圆柱体所受的浮力为2.0 N D.圆柱体所受的浮力为8.0 N
D
11.在“天宫课堂”第一课上,航天员王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如图所示。关于该现象,下列说法中正确的是 (C)
第11题图
A.乒乓球受到的浮力方向向下
B.乒乓球受到的浮力小于重力
C.在太空中重力消失时,浮力也就消失了
D.浮力是由重力产生的
C
12.一个棱长为l的实心正方体铁块挂在弹簧测力计下端,在空气中测量时,弹簧测力计的示数为G;浸没在水中测量时,弹簧测力计的示数为F,此时铁块上表面距离液面的深度为h。下列说法中错误的是 (D)
A.该铁块所受的浮力为G-F
B.该铁块所受的浮力为ρ水gl3
C.该铁块上下表面所受的压力差为G-F
D.随着浸没深度h的增加,铁块上下表面所受水的压力差增大
D
13.如图所示,将同一个鸡蛋先后放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。则三种液体的密度关系为 ( C )
第13题图
A.ρ甲=ρ乙﹥ρ丙 B.ρ甲﹥ρ乙﹥ρ丙
C.ρ甲﹤ρ乙﹤ρ丙 D.ρ甲﹥ρ乙=ρ丙
C
14.如图所示,乒乓球从水里上浮到水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底的压强为pA,在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是 ( C )
第14题图
A.FA=FB , pA=pB B.FAC.FA>FB , pA>pB D.FA>FB , pA=pB
C
15.如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是 ( D )
第15题图
A B C D
D
三、实验题(每空3分,共21分)
16.小军同学在做“探究影响浮力大小的因素”实验时,用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止,如图所示。
第16题图
(1)图乙中金属块所受的浮力为 0.4 N。
0.4
(2)比较甲、丙、丁三幅图可得出结论:浮力的大小与 液体的密度 有关。
(3)比较 甲、乙、丙 三幅图可得出结论:浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。
液体的密度
甲、乙、丙
17.用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。
第17题图
(1)实验前溢水杯未装满水,对实验结果 有 (选填“有”或“没有”)影响。
(2)物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)通过计算可知,实验中物块所受的浮力是 0.8 N,排开水的重力是 0.8 N。
有
不变
0.8
0.8
四、计算题(共17分)
18.如图甲所示,棱长为10 cm的正方体漂浮在密度为1.2×103 kg/m3的盐水液面上,下表面所受液体压强为960 Pa,g取10 N/kg。
(1)求物体下表面距离液面的深度h。
(2)求物体所受浮力F浮。
(3)若用力F将该物体向下压,使之刚好浸没在该盐水中(如图乙所示),求所需施加的压力F。
第18题图
解:(1)根据p=ρ液gh可得,下表面距离液面的深度
h===0.08 m。(4分)
(2)物体的底面积S=L2=(0.1 m)2=0.01 m2,
由于物体漂浮在盐水液面上,盐水对上表面没有产生压力,则物体受到的浮力
F浮=F向上=pS=960 Pa×0.01 m2=9.6 N。(4分)
(3)图甲中,物体漂浮在盐水液面上,
则G物=F浮=9.6 N,(2分)
图乙中,物体排开液体的体积等于物体的体积,
V排=L3=(0.1 m)3=1×10-3 m3,(2分)
则物体浸没时受到的浮力
F浮'=ρ液V排g=1.2×103 kg/m3×1×10-3m3×10 N/kg=12 N,(3分)
因为此时物体受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和手对物体上表面的压力F,且物体处于平衡状态,所以,需要施加的压力
F=F浮'-G物=12 N-9.6 N=2.4 N。(2分)
答:(1)物体下表面距离液面的深度h=0.08 m。
(2)物体所受浮力F浮=9.6 N。
(3)所需施加的压力F=2.4 N。
