课件30张PPT。科学第15讲 浮力一、知道浮力的定义及产生原因
二、验证阿基米德原理
三、直接运用阿基米德原理进行简单计算(计算对象最多受
到三个力的作用)
四、知道物体的浮沉条件，并能进行简单的运用理解浮力及产生原因1．定义：浸在_________(或_________)里的物体受到液体____________的________，这个托力叫做浮力。
2．方向：___________。
3．施力物体：_________(或_________)。
4．单位：________。
5．产生原因：物体上下表面受到液体的__________。液体气体竖直向上托力竖直向上液体气体牛(N)压力差1．以下情景中没有受到浮力的物体是( )A【解析】此题关键是明确浮力的定义，难度不大。根据浮力的产生需要施力物体，太空中没有空气，故太空中遨游的“天宫一号”不受到浮力。故选A。A．遨游太空的“天宫一号” B．空中上升的热气球C．海中航行的“辽宁号” D．海中下潜的“蛟龙”号2．一轻质弹簧的下端固定在容器底部，上端放一实心小铁球(不连接)，如图所示，向容器中缓慢倒入水，使小球完全浸没且静止在水中，此时小球受到的力有( )A．重力、浮力、弹力和压力
B．重力和浮力
C．重力、浮力和拉力
D．重力、浮力和弹力D【解析】解答此题的难点在于能否正确分析出小球所受到的弹力情况。小铁球浸没在水中静止，受到的力是平衡力，由此进行受力分析即可得到答案。实心小铁球完全浸没且静止在水中，此时小球受到的浮力小于重力，则小球除受到浮力和重力的作用外，还受到弹簧对它弹力的作用。D选项正确。阿基米德原理1．阿基米德原理的内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它__排开的液体__受到的重力。
2．表达式：F浮＝________＝____________。
【注意】浮力的大小决定于液体的密度和排开液体的体积，与物体的密度、物体的体积、液体的体积无直接关系。
3．适用范围：浮力的计算公式也适用于_________。G排液ρ液gV排气体3．用弹簧测力计在空气中称得一石块重为1 N，将石块完全浸入水中，弹簧测力计的示数为0.6 N，则石块在水中受到的浮力为_______N，此后，当石块在水中的深度增大时，浮力________(填“不变”“变大”或“变小”)。【解析】根据称重法求出浮力大小。根据阿基米德原理可知，浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关。所以浸没在水中的石块深度增大时浮力不变。0.4不变4．将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中，鸡蛋漂浮，然后逐渐向杯中加入清水，当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水，下图中能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是( )【解析】漂浮时，鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力，当给浓盐水中加入水时，混合液的密度开始减小，当混合液的密度比鸡蛋密度小的时候，鸡蛋受到的浮力就会小于重力，鸡蛋出现下沉直至沉到杯子的底部。由此可知，鸡蛋受到的浮力是先不变，然后减小，所以选项B符合。B5．在“浮力的研究”实验中。(1)取一铁块，把它挂在弹簧测力计的挂钩上，如图甲所示。当铁块浸入水中的体积缓慢增大时，铁块受到浮力大小的变化是________。
(2)探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程：
①如图乙，用弹簧测力计测出石块的重力为F1；
②如图丙，用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2；
③如图丁，把石块浸入盛满水的溢杯中，用该空烧杯承接从溢杯里被排出的水，当石块全部浸入水中时，读出弹簧测力计的示数为F3；增大④如图戊，用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。
用F1、F2、F3、F4表示，实验中测得石块所受的浮力为___________，排出水的重力为__________。根据该实验的测量数据，可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是_________________。F1－F3F4－F2F1－F3＝F4－F2【解析】用弹簧测力计测量重力和物体浸入水中的拉力大小，进行阿基米德原理的探究。浮力大小等于物体排开液体的重力，即F1－F3＝ F4－F2。了解物体的浮沉条件及应用1．物体的浮沉条件
(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受_________和__________。
(2)物体的浮沉条件
①当F浮>G物(或ρ液>ρ物)时，物体________。
在物体未露出液面以前，由于排开液体的体积没有变化，所以受到的浮力不变。当物体露出液面处于静止状态时，物体________，此时F浮＝G物。
②当F浮＝G物(或ρ液＝ρ物)时，物体________。
③当F浮【注意】在比较F浮和G物关系判断物体浮沉时，F浮指的是该物体浸没在液体中的浮力。重力浮力上浮漂浮悬浮下沉2．浮沉条件的应用
(1)密度计：根据漂浮时____________的原理制成的。密度计在各种液体中受到的浮力相等。
(2)轮船：轮船在不同的水中处于漂浮状态，但排开液体的体积不同。
(3)潜水艇：靠___________________达到上浮和下沉的目的。
(4)热气球：使气球内的气体体积(即排开空气的体积)变化从而改变浮力大小达到上升和下降的目的。F浮＝G物改变自身重力6．如图所示，同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯处于漂浮状态，所受浮力为F甲，在乙杯处于悬浮状态，所受浮力为F乙。以下判断正确的是( )
A．F甲＜F乙
B．F甲＞F乙
C．向甲杯中加入盐，鸡蛋所受浮力会增大
D．向乙杯中加入水，鸡蛋所受浮力会减小D【解析】鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，所受浮力均等于重力，所以甲、乙杯中鸡蛋所受浮力相等，即F1＝F2，故A、B错误；鸡蛋在甲杯中漂浮，表明甲盐水的密度大于鸡蛋的密度，向甲杯中加入盐，则甲盐水的密度变大，仍大于鸡蛋的密度，所以在甲杯中鸡蛋仍处于漂浮状态，所受浮力等于重力，即浮力不变，故C错误；鸡蛋在乙杯中悬浮，表明乙盐水的密度等于鸡蛋的密度，向乙杯中加入水，则乙盐水的密度变小，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，鸡蛋所受浮力减小，则鸡蛋会下沉，故D正确。7．如图所示，海监部门在某海域放置浮标以监测水文变化。监测发现，从春季至夏季，海水温度升高、体积膨胀导致海水密度变小。此过程中，若浮标体积保持不变，则( )
A．浮标所受浮力变大，露出海面体积变小
B．浮标所受浮力变小，露出海面体积变大
C．浮标所受浮力不变，露出海面体积变大
D．浮标所受浮力不变，露出海面体积变小D【解析】本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理。因为浮标始终漂浮，并且浮标重力不变，故浮力等于重力，并且浮力不变；又因为海水密度减小，由F浮＝ρ液gV排可知，浮标排开海水的体积变大，则露出海面体积变小。有关浮力的分析与计算1．计算浮力方法：(公式表示)
(1)称量法：______________(用弹簧测力计测浮力)。
(2)压力差法：______________(用浮力产生的原因求浮力)。
(3)公式法：______________________(用阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用，是求解浮力问题的基本方法)。
(4)平衡法(漂浮、悬浮时)：______________(用二力平衡求浮力)。F浮＝G－FF浮＝F下－F上F浮＝G排液＝ρ液gV排F浮＝G物8．小云同学在学习了“阿基米德原理”后，发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度。下面是他设计测量盐水密度的实验步骤：(1)如图甲，把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上，测出合金块的重力G＝4.0 N；
(2)如图乙，将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没在盐水中，记下弹簧测力计的示数F＝________N；3.4(3)计算合金块浸没在盐水中所受到的浮力F浮＝______N；
(4)根据阿基米德原理计算该盐水的密度ρ＝________kg/m3(ρ合金＝8.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)；
(5)实验完成后，小云同学继续思考：如果在步骤(2)中合金块只有部分浸入盐水中(如图丙)，则按上述步骤测出的盐水密度比真实值要________(填“偏大”或“偏小”)。0.61.2×103偏小【解析】根据弹簧测力计的分度值读出合金块浸没在盐水中弹簧测力计的示数，利用称重法求出该物体所受的浮力；根据合金块的重力求出合金块的质量，已知合金的密度，求出合金块的体积；再利用阿基米德原理求盐水的密度；根据阿基米德原理分析当合金块只有部分浸入盐水中时(如图丙)浮力的测量值变化，进而判断测出的盐水密度比真实值是偏大还是偏小。1．如图，鱼缸中小金鱼吐出的气泡，在水中上升的过程体积逐渐变大，则气泡所受压强和浮力的变化情况是( )BA．压强变小，浮力变小
B．压强变小，浮力变大
C．压强变大，浮力不变
D．压强不变，浮力不变2．质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球，分别静止在水中的不同深度处，如图所示，则这4个小球在水中所受浮力最小的是( )DA．甲 B．乙
C．丙 D．丁3．物块在空气中和浸没在水中时，弹簧测力计示数如图。下列判断正确的是( )
A．物块受到的浮力是1 N
B．物块的体积是2×10－4 m3
C．物块的密度是3×103 kg/m3
D．物块浸没在水中时，所受浮力随深度增加而增大B4．(2017，预测)弹簧测力计下挂一长方物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图甲，图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法中正确的是( )
A．物体的体积是500 cm3
B．物体受到的最大浮力是5 N
C．物体的密度是2.25×103 kg/m3
D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 NC5．篆刻社团的小柯，对篆刻印章的石头的密度进行测量，相关过程及数据如图，则石头的密度为______g/cm3。再将它浸没在烧杯中的水里，石头受到的浮力为_______N。26．一艘游船自重为8×103 N，当空船漂浮在水面上时，船受到的浮力为_________N；该船满载游客时受到的浮力为2×104 N，则此时船排开水的体积为____m3。(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)2.50.28×1037．某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中：(1)如图甲、乙，先用弹簧测力计吊着石块，弹簧测力计的示数为1.6 N，然后让石块完全浸没在水中，弹簧测力计的示数变为1 N，则石块受到水的浮力为______N。
(2)如图丙，用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面，随着石块露出水面的体积越来越大，观察到弹簧测力计的示数也越来越大，则石块受到的水的浮力越来越______(填“大”或“小”)。说明浮力的大小与石块浸入水中的体积有关。
(3)通过比较图乙和图______，可以探究浮力大小跟液体密度是否有关。0.6小丁1．阿基米德原理告诉我们：“浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。”小刚在学习了该原理后思考：物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗？于是他猜想：物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关。为了验证猜想，他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验：(1)如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，小刚应该选取图中的________________等步骤进行对比。小刚已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力________(填“大于”“等于”或“小于”)铁块所受到的浮力。由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度________(填“有关”或“无关”)。
(2)小刚根据图中B、C、D三步进行对比分析，发现随着物体浸入液体中深度的增加，物体所受到的浮力在变大，于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论。你认为小刚的结论是________(填“正确”或“错误”)的，原因是_______________________________________________________________。A、B、D、E等于无关错误关键是没有控制变量，必须在排开液体体积相同的情况下进行实验2．如图甲所示，一个边长为1 m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)求：(1)物体在露出水面前受到水的浮力是多少牛？
(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少牛？
(3)物体的密度是多少千克/米3?解：(1)F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m3＝1×104 N；
(2)由图像可知，重力G＝3×104N，当物体未露出水面时，拉力F1＝G－F浮＝3×104 N－1×104 N＝2×104 N；
(3)m物＝G/g＝3×103 kg，ρ物＝m物/V＝3×103 kg/m3。备考集训15 浮力
1.两手分别拿着一个小木块和一个大石块(体积比木块大)浸没在水中，同时松手，小木块上浮，大石块下沉。比较松手时两者所受的浮力( B )
A．木块受的浮力大
B．石块受的浮力大
C．两者受的浮力一样大
D．条件不足，无法比较
2．如图，将均匀细木杆的一端缠绕一些铜丝，铜丝端浸没入液体中后，木杆就可以竖直漂浮，从而制成一支简易密度计，把它放在水中，液面到木杆下端的距离为l1；把它放到盐水中，液面到木杆下端的距离为l2，以下说法正确的有(C)
A．密度计在盐水中浸入的体积较大
B．密度计在盐水中所受的浮力大一些
C．l1＞l2
D．l1＜l2
3．(2016，泰安)如图所示，烧杯的底面积是200 cm2，里面装有一定量的水(图甲)。用弹簧测力计吊着未知物体，先将物体浸没在水中(图乙)，水位升高到B处，示数是18 N；再将物体缓慢提出，使水位下降到AB的中点C处，示数是23 N(不计物体带出的水)。g取10 N/kg，下列判断中正确的是(C)
①物体的质量是2.8 kg ②物体的体积是1×10－3 m3 ③物体浸没时受到的浮力是15 N ④从乙到丙，水对烧杯底面的压强减小了260 Pa
A．只有①、②、④正确 B．只有①、②、③正确
C．只有①、②正确 D．只有③、④正确
4．某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时，做了如图所示的四次测量，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4，则(C)
A．F浮＝F3－F1 B．F浮＝F2－F1
C．F浮＝F2－F3 D．F浮＝F2－F4
5．如图所示，烧杯中装有某种液体，A为正方体木块，用外力F缓慢将A压入其中，h表示木块的下表面到液面的距离，下列关于所受浮力F浮和h的关系图像正确的是(C)
A B C D
6．关于物体沉浮条件及应用实例，下列分析合理的是(A)
A．同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同
B．轮船从长江驶入东海，吃水深度变大
C．橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是通过改变自身重力实现的
D．潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力，从而实现上浮和下沉21世纪教育网
7．半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面(如图甲)；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙)；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载(如图丙)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3，则以下判断正确的是(B)
A．F1＞F3＞F2 B．F2＞F3＞F1
C．F3＞F1＞F2 D．F3＞F2＞F1
8．将重10牛的长方体木块A放入水平放置的盛水容器中静止时，有的体积露出水面，木块受到的浮力是__10__牛，若在木块上放另一物块B，使木块刚好全部压入水中，如图，若所加物块B的体积是木块的，则物块B密度与木块A密度之比是__3∶2__。
9．三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与三个体积相同的实心球相连，向容器内倒入某种液体，待液体和球都稳定后，观察到如图所示的情况，乙球下方弹簧长度等于原长。
这三个球受到浮力的大小关系是__C__(填字母)；
A．F甲＜F乙＜F丙 B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＝F乙＝F丙
这三个球的密度大小关系是__A__(填字母)。
A．ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 B．ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
C．ρ甲＝ρ乙＝ρ丙
其中__乙__(填“甲”“乙”或“丙”)球的密度与液体的密度相同。
10．取一只空牙膏袋，一次将它挤瘪，另一次将它撑开，两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中，如图所示。两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲__＝__m乙；两次排开水的体积 V甲和V乙的大小关系是V甲__＜__V乙；两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲__＜__F乙；两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲__＜__p乙。
11．某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度，已知木块的重力为3 N，体积为500 cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2.5 N，g取10 N/kg，盐水密度是__1.1×103__kg/m3；若剪断细绳，木块最终静止时所受浮力是__3__N。(一切摩擦与阻力均忽略不计)
12．潜水艇对保卫我国辽阔的南海起着越来越重要的作用，如图所示，潜水艇在水下的甲位置下潜到乙位置的过程中，潜水艇自身的重力增大，受到的浮力__不变__，潜水艇底部受到水的压强__增大__。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
13．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，如图甲实验所示，物重G＝__5__ N。
(2)当用手向上托物体时，如图乙实验所示，手对物体向上的托力F＝__3__ N。
(3)当物体浸入水后，如图丙实验所示。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＝__2__ N。
(4)该实验是通过__等效替代__物理方法，建立起浮力概念的。
14．(2016，镇江)在综合实践活动中，小明利用图示装置来测量烧杯中液体的密度，已知物块的体积是50cm3，图甲、乙中物块均处于静止状态，弹簧测力计示数如图所示，g取10 N/kg。
(1)图乙中，物块受到的浮力为__0.5__N，烧杯中液体的密度为__1__g/cm3。
(2)小明对本实验原理进行了进一步分析，从而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系，则符合此关系的应是图丙中的图线__③__(选填“①”“②”或“③”)。
(3)根据上述结论，小明对弹簧测力计刻度进行重新标度，将图乙装置改装成一个密度秤，它的零刻度应标在__1.5__N处，用它测量时，待测液体密度ρ液应不超过__3__g/cm3。
(4)用此密度秤测量时，若物块未完全浸没，则测得液体密度值将偏__小__。
