浮力[上学期]

课件28张PPT。水的浮力深圳 北京师范大学南山附属中学 张铁一、浮力的存在和测量思考：
1、船、木块为什么能浮在水面上？
2、浸没在水中的皮球、乒乓球为什么能浮上来？
3、在死海，人为什么可以悠然自得的躺在水面
上看报？试一试：
在水中上浮的物体是否受到水的浮力？
在水中下沉的物体是否受到水的浮力？
气体会产生浮力吗？实验表明：
所有的液体都会对浸入其中的物体产生
一个向上的浮力。
气体也会产生浮力。
h1F1 =F2 大小相等，方向相反，相互平衡
由于h 2>h1,得P2>P1，所以F/>F,
因此，可得F浮= F/ -F，浮力的方向总是竖直向上的。
二、阿基米德原理想一想：
人躺在浴缸的水中时，人会有什么感觉？水发生了什么变化？人为什么变轻？水面为什么会上升？对此，你认为浮力的大小与什么有关？实验：（1）在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下；
（2）将物块悬挂在测力计上，用测力计测出物块的重G；
（3）将物块浸没在溢杯中，读出测力计的读数F；
（4）将溢杯溢出的水注入量筒中，测出他的体积V排水；
（5）将上述数据填入下表。——F浮=G排液=ρ液gV排液
此公式也可用于气体浮力的计算
即：浸没在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开的液体（或气体）受到的重力。
F浮=G排液=ρ液gV排液单位：
ρ液 ：千克/米3 g ：牛/千克 V排液：米3 F浮 ：牛
注：ρ液为排开液体的密度，非浸入物体的密度
V排液为物体浸入液体时，排开液体的体积，不是 液体的总体积，不一定是浸入物体的体积。（当物体完全浸入液体时,V排液=V物，当物体部分浸入液体时,V排液 浮力只跟物体排开液体受到的重力有关,而与其他因素无直接关系
例：如甲图，一个50米3的铜块沉入水中，它受到的浮力是多少？（g=10牛/千克）如果处于乙图的位置，浮力如何？如将这个铜块压扁再让它浸没在液体中，所受的浮力如何？已知：ρ水=1.0×103千克/米3 V铜=50米3 g=10牛/千克
求： F浮乙甲解：根据题意得， V排水= V铜=50米3
F浮=G排= ρ水g V排水
=1.0×103千克/米3×10牛/千克×50米3
=500000牛
答：石块受到的浮力是500000牛。
当铜块处于乙图位置时，由于排开液体的体积不变，所以它受
到的浮力仍为500000牛。
如将铜块压扁，其体积不变，因此排开液体的体积不变，所以
它受到的浮力不会发生变化。
1、一个物体在空气中用弹簧秤称时为1.96N，将它浸没在水中称时，弹簧称的示数为0.98N， 这个物体所受浮力是 N。2、如图所示，弹簧秤下吊一金属球，弹簧秤的示数是10N，当金属球徐徐浸入水中时，弹簧称的示数将 ，金属球受到的浮力将 。若金属球有一半浸入水中时，弹簧秤的示数是9N。这时金属球受到的浮力是 N。如把它全部浸入水中，弹簧秤的示数将变为 N。
3、如图所示将正方体金属块从液面下1米降到液面下1.5米处，它受到的浮力将 。4、铁块的体积是100cm3，全部浸入水中，排开水的体积是 cm3,排开水重是 N，受到的浮力是 N，当它一半浸入水中时，受到的浮力是 N， 如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力是 N。练习0.98减小增大18不变1000.980.980.7840.495、完全浸入水中的物体受到的浮力是（ ） A、水越深受到的浮力越大 B、物体在深处和浅处受到的浮力一样C、在水中溶解一些盐，物体受到的浮力增大。 6、细绳上挂着体积为5dm3的铁块，另一细绳挂着体积也为5dm3的铝块，那么（ ） A、挂铁块的绳子的拉力比挂铝块的绳子的拉力大 B、把两金属块同浸入水中，两绳的受到的拉力一样大 C、把两金属块同浸入水中，两块所受到的浮力一样大 D、两细绳所受到的拉力一样大 7、把一块金属放入盛满酒精（ ρ=0.8克/厘米3 ）的杯中时，从杯中溢出8克酒精，若将该金属放入盛满水的杯中，从杯中溢出的水的质量是（ ） A、大于8克 B、等于8克 C、小于8克 D、无法确定 8、潜水艇由海面下10米处下潜潜至20米处的过程中（ ） A、它受到的压强增大，浮力不变 B、它受到的压强、浮力都不变C、它受到的压强增大，浮力增大 D、它受到压强增大，浮力减小。BCACAA9、一块石头重19 .8N ，把它放入水中后称得其“重” 11.76N，求这块石头的体积和密度。已知：G石=19 .8N F / = 11.76N g= 9 .8N/kg ρ水=1.0×103kg/m3 求：V石 ， ρ石解：由题意得：
石块受到的浮力F浮= G石-F / = 19 .8N -11.76N= 8 .04N
V石= V排
由F浮= G排= ρ水g V排得：
V石= V排= F浮/ ρ水g = 8 .04N/（ 1.0×103kg/m3 × 9 .8N/kg ）
= 8 ×10-4m3
由G石= ρ石g V石得：
ρ石= G石/ V石g = 19 .8N / （8 ×10-4m3 × 9 .8N/kg ）
= 2.5×103kg/m3
答：石块的体积是8 ×10-4m3 ，密度是2.5×103kg/m3 10、一个体积为2m3的气球，内装氢气，球皮重10N，在地面附近空气对它的浮力是多大？它最多能吊起多重的物体？ （ ρ空气=1.29kg/m3 ρ氢气=0.09kg/m3 ）已知：V球 = 2m3 ρ空气=1.29kg/m3 ρ氢气=0.09kg/m3 G皮=10N
g= 9 .8N/kg
求：F浮， G吊
解：据题意得： V排 = V球 = 2m3
F浮= ρ空气g V排= 1.29kg/m3 × 9 .8N/kg × 2m3 =25 .3N
G氢气= ρ氢气g V球= 0.09kg/m3 × 9 .8N/kg × 2m3 ≈1 .8N
G吊= F浮- G皮-G氢气= 25 .3N -10N -1 .8N= 13 .5N
答：空气对它的浮力是 25 .3N ，它最多可吊起的物体重为13 .5N
物体浸没在液体中，受到两个力的作用。一是重力G，方向竖直向下，二是浮力F浮，方向竖直向上三、物体浮沉的条件下沉：F浮V排液=V物上浮：F >G漂浮：F浮=G
V排液物体上浮的最终状态： F浮=G 即物体漂浮在液面上。由于F浮=ρ液gV排液 G= ρ物gV物
物体完全浸没在液体中，V排液 = V物得：

当ρ物>ρ液时,G>F,物体下沉

当ρ物<ρ液时,G
当ρ物=ρ液时,G=F,物体悬浮
物体浮沉条件的应用
（1）密度计：
密度计漂浮在液面上，F'浮=G
即ρ液gV'排液 = G 所以ρ液和V'排液 成反比。
（2）轮船：
增大V排液，从而增大F浮，使F浮=G
（3）潜水艇：
改变潜水艇的G ，当F浮> G，潜水艇就上浮；
当F浮< G，潜水艇就下沉。
已知：m=50克=0.05千克 g=10牛/千克
求： F浮
例、一个50克的木块漂在水面上，它受到的浮力是多少？（g=10牛/千克）
解：木块漂浮在水面上，
F浮=G=mg=0.05千克×10牛/千克=0.5牛
答:木块受到的浮力是0.5牛。
1、浸入液体中的物体，同时受到重力和浮力的作用，当浮力大于重力，物体 ，当浮力小于重力，物体 ，当浮力等于重力，物体 或 。 2、塑料块的2/3部分浸入酒精中，塑料块排开酒精的重力是0.8N，那么塑料块受到的浮力是 N，塑料块受到的重力是 N，塑料块浸入酒精中的体积为 cm3( g=10N/kg） 3、浸没在液体中的物体，如果密度 液体的密度，物体就上浮；如果密度 液体的密度，物体就下沉；如果密度 液体的密度，物体就悬浮。 4、一木块体积为0.1dm3，受到的重力是0.588N，当它浮在水面上，受到的浮力是 N， 如果想让它全部浸没在水中，需加一个 N的力，方向是 。 5、质量相同的木块和冰块都浮在水面上，木块受到的浮力 冰块受到的浮力，木块排开水的体积 冰块排开水的体积。 （ ρ木<ρ冰, 填“大于” 、“小于” 或“等于）练习上浮下沉悬浮0.80.8100小于大于等于0.5880.382竖直向下等于等于漂浮6、将一个封闭的盛满水的透明薄膜袋挂在弹簧秤上，弹簧秤的示数为GN，如果薄膜的重力可以忽略，当把这个挂在弹簧秤上的水袋完全浸没在水中时，弹簧秤的示数是 N，说明此薄膜袋受的的浮力是 N。 7、一个物体的体积是0.5dm3，完全浸没在水中， 它受到的浮力是 N；如果这个物体重4N，它在水中将 。（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”） 8、在空气中称量重力相同的铝块和铁块，浸没在水中称量时，铝块比铁块 ；放在真空中称量时，则铁块比铝块 。 9、体积相同的木块和冰块，已知ρ木= 0.6×103kg/m3 ρ冰= 0.9×103kg/m3 ，它们都浮在水面上，则它们浸没在水中的体积之比是 ，受到的浮力之比是 。10、如图，漂浮在湖面的小船下，悬吊着重物P。若把悬吊重物的绳剪断，重物P将沉入水底，这时湖水的水面 （填上升、下降或不变）。若把重物从水中拉上，放到船舱内，这时湖水的水面与重物吊在船下时相比 。P0G4.9上浮轻轻2：32：3下降不变11、甲乙两物体密度之比为1：2，体积之比为2：1，把甲物体放在酒精中，乙物体放在水中，它们都浮在液面上，比较甲乙两物体受到的浮力大小（　　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ａ、甲物体受到的浮力大　　　　Ｂ、乙物体受到的浮力大　　　Ｃ、甲乙两物体受到的浮力一样在　　Ｄ、无法判定　　　　　　 12、船从河里开到海里时，是沉下去一些还是浮上来一些？ A、沉下去一些 B、浮上来一些 C、不变 D、无法确定 13、把密度为0.8×103kg/m3的物质制成实心小球，轻轻放入密度为0.8×103kg/m3的液体中，则小球将在液体中（　　）　　　　　　Ａ、下沉　　　Ｂ、静止不动 C、向上浮起 D、不能确定 14、密度均匀的实心物体悬浮在水中，将该物体截成大小不等的两块后，仍放入水中则（ ） A、大块的物体下沉，小块物体悬浮 B、大小两块物体都上浮 C、大块的物体下沉，小块的物体上浮 D、大小两块都悬浮 15、一空心铁球恰能悬浮在盛有0℃水的烧杯中，现将水加热至4 ℃，空心铁球将（ ） A、静止不动 B、下沉 C、上浮 D、先下沉后上浮CBBDC16、粗细均匀的蜡烛竖直浸在液体中，其上端恰与液面相平，现将蜡烛从中间截成体积相等的上下两部分，当把上部分轻轻从液体中拿出来，则（ ） A、因浮力减小，下半部分将下沉 B、下半部分仍停留在原位置C、因重力减小，下半部分要上浮到一半露出液面为止 17、有一空心金属球，重2.5N，体积为300cm3，把它浸没在水中，则它最后所处的状态及此时所受的浮力是（ ） A、漂浮在水面上，所受浮力是2.5N B、漂浮在水面上，所受浮力为2.94N C、停留在水中，所受浮力为2.5N D、沉在水底，所受的浮力为 2.94N 18、漂浮在水池中的一木盆，里面有一块石头，如果将石头从木盆中取出扔进水池里，则池内水面高度将（ ） A、升高 B、降低 C、不变 D、无法确定 19、两个浮在水面的物体，体积之比是2：1，浸入水中部分体积之比是1：2，那么这两物体的密度之比是（ 　）　　　　　Ａ、２：1 B、1：2 C、4：1 D、1：4BABD20、如图，物体A、B处于静止状态，它们的质量相等，A的密度小于B的密度，比较物体A、B所受浮力和所排开液体体积大小的关系是（ ）AB水ABAB水盐水甲丙乙丁A、图甲中物体A、B受到的浮力相等，排开水的体积也相等 B、图乙中物体A、B受到的浮力相等，排开液体的体积也相等 C、图丙、丁中物体A、B受到的浮力相等，A排开水的体积比B排 开盐水的体积大 D、图丁中物体B受到的浮力比图丙中A大，B排开盐水的体积比A排开水的体积大AC21、如图所示为一个自制密度计，分别三次放入不同的液体，那么容器内液体密度最大的是（ ）ABC22、如图所示，甲、乙两只完全相同的烧杯，都盛满密度相同的盐水，甲杯水面上漂浮着一个鸡蛋，乙杯中没有鸡蛋，把两杯分别入在天平的两盘上，则天平（ ）乙甲A、甲杯那边下沉 B、乙杯那边下沉
C、保持平衡 D、无法判定CC23、一个物体的体积是0.4dm3，完全浸没在水中，它受到的浮力是多少？如果这个物体重4N，它在水中将是上浮、下沉、还是悬浮？已知：V物= 0.4dm3 =4 × 10-4m3 ρ水= 1.0×103kg/m3
g= 9 .8N/kg G物=4N
求：F浮
解：物体完全浸没在水中得： V排= V物=4 × 10-4m3
F浮= G排= ρ水g V排= 1.0×103kg/m3 × 9 .8N/kg × 4 × 10-4m3
= 3 .92N< 4N
由于F浮< G物
所以物体在水中下沉
答:物体受到的浮力是3 .92N；它将在水中下沉。24、在弹簧秤下端挂一蜡块时，读数为4.9N，将蜡块浸入水中，试求：1）当蜡块浸入水中的体积为100cm3时，弹簧秤的读数是多大？2）当弹簧秤的读数为零时，蜡块浸入水中的体积是多大？已知：F=G= 4.9N V 排1 = 100cm3 =10-4m3 ρ水= 1.0×103kg/m3
g= 9 .8N/kg
求：F1 V排2
解：1）F浮1 = ρ水g V排1= 1.0×103kg/m3 ×9 .8N/kg ×10-4m3 = 0. 9 8N
根据题意得：弹簧秤的读数F1 = F- F浮1 = 4.9N - 0. 9 8=3.92N
2）当弹簧秤的读数为零时，蜡块受到的浮力F浮2 =F= 4.9N
由F浮2 = ρ水g V排2得：
V排2 = F浮2 / ρ水g= 4.9N /（ 1.0×103kg/m3 × 9 .8N/kg）= 5.0×10-4m3
答：25、有一木块，当它浮在煤油中时，露出液面的部分是它的总体积的1/4，当它浮在某种液体中时，露出液面部分是它总体积的1/2，求这种液体的密度。（ ρ煤油= 0.8×103kg/m3 ）已知： V1 =V/4 V2=V/2 ρ煤油= 0.8×103kg/m3 求： ρ液
解：由题意得：木块在两种液体中受到的浮力相等，即F浮=G木
木块排开煤油的体积V排1 = V- V1 =V-V/4 =3V/4
木块排开某液体的体积V排2 = V- V2 =V-V/2 =V/2
由阿基米德原理得：
F浮= ρ煤油g V排1 = ρ液g
ρ液= ρ煤油g V排1 / V排2 g = ρ煤油 V排1 / V排2
=0.8×103kg/m3 × （3V/4）/ （V/2）
=1 .2×103kg/m3
答：这种液体的密度是1 .2×103kg/m3 26、把体积为1dm3的铁球，挂在弹簧秤上，若将铁球浸没在水中，则弹簧秤的示数是它在空气中称时的4/5，求： 1）铁球受到的浮力 2）铁球受到的重力 3）这个铁球是否空心（ρ铁= 7.8×103kg/m3 ）已知：V铁=V排 = 1dm3 =10-3 m3 ρ铁= 7.8×103kg/m3 g= 9 .8N/kg
ρ水= 1.0×103kg/m3 F浮=（1-4/5）G铁= G铁/5
求： F浮 G铁
解： F浮 = ρ水g V排= 1.0×103kg/m3 ×9 .8N/kg ×10-3 m3 =9.8N
由F浮=G铁/5得： G铁=5 F浮=5 ×9 .8N=49N
假设此球为实心，则
G实= ρ铁g V铁= 7.8×103kg/m3 ×9 .8N/kg ×10-3 m3 =76.44N > G铁
所以此球为空心
答：