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第10课时 浮 力
一、课标要求
1、通过实验探究,认识浮力。
2、知道物体浮沉的条件。
3、经历探究浮力大小的过程,知道阿基米德原理F浮=G排,了解浮力的简单应用。
4、通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。
二、考点热点
1、浮力的方向及浮力产生的原因;
2、物体的浮沉条件及其应用;
3、阿基米德原理及相关计算,公式F浮=G排=ρ液gV排的应用;
4、用浮力知识解释轮船、潜水艇、密度计等有关问题;
5、比较浮力大小和沉浮条件是本章的考试热点;
6、流体的压强与流速的关系。
三、归纳结构
定义: .
产生的原因: .
漂浮:F浮 G,部分体积露出液面
物体浮沉的条件 上浮:F浮 G,向上运动
浮力 悬浮:F浮 G,在液体内部的任意位置
下沉:F浮 G,向下运动
阿基米德原理:F浮= = .
浮力的应用:轮船、潜水艇、密度计、气球和飞艇
液体压强与流速的关系: 流速 的地方压强 .
流体压强
应用:升力的产生(飞机等)
四、典例示范
类型一 浮力
例1 (07福州)如图甲所示,物体重 N.把物体浸没在水中,弹簧测力示数为3N,如图乙所示,则物体受到浮力为 N.还可利用此实验器材探究浮力大小与 的关系.
思路分析:物体在空气中时弹簧测力计的示数就等于物体的重力.物体浸没在水中时,弹簧测力计示数的减小量就是物体在水中受到的浮力.
答案:4 1 物体浸没在液体中的深度
类型二 物体的浮沉条件及应用
例2 (07桂林)把橡皮泥、蜡烛、木块、加盖的小玻璃瓶、鸡蛋和若干大头针浸沒在水中.松手后,上浮的物体有:加盖的小玻璃瓶、 :若要使小玻璃瓶沉到水底,你的做法是 ;着要使沉在水底的鸡蛋上浮,你的做法是 .通过探究可以知道:要控制物体的浮与沉,可以通过改变物体所受的重力和 来实现.
思路分析:物体的密度小于液体的密度时:在液体中将上浮;若大于液体的密度将下沉.若液体的密度一定时,物体要想下沉可以增大自身的重力;若物体一定时,可以增大液体的密度.
答案:蜡烛、木块;往小瓶里装满水;往水里加盐(其他方合理均可);浮力(液体的密度或排开液体的体积)
五、总结规律
1、物体在空气中时弹簧测力计的示数就等于物体的重力.物体浸没在水中时,弹簧测力计示数的减小量就是物体在水中受到的浮力.
2、物体的密度小于液体的密度时:在液体中将上浮;若大于液体的密度将下沉.若液体的密度一定时,物体要想下沉可以增大自身的重力;若物体一定时,可以增大液体的密度.
六、变式训练
1、弹簧测力计下吊一个金属球,弹簧秤的示数为10N,当金属球缓缓浸入水中的时候,弹簧测力计的示数将 ,金属球受到的浮力将 ,(填“增大”、“减小”或“不变”),若将金属球的一半浸入水中,弹簧测力计示数为9N,这时金属球受到的浮力是 N。如果把它全部浸入水中,弹簧测力计的示数将变为 N。
2、1783年,法国物理学家查理做成的世界上第一个可载人气球,体积为620m3.设地面附近空气的密度为1.3 kg/m3,则这个气球在地面附近受到空气的浮力为
N。
3、将一个重为 2 N的玩具投入水中,静止后球漂浮在水面上,在这种状态下水对玩具球的浮力是 N.
4、将两个体积相等的木块和铁块没入水中一定深度,然后松手,发现木块上浮,铁块下沉,则松开手的瞬间,木块所受浮力 铁块所受浮力;若木块的质量为0.5 kg,当木块稳定后所受浮力为 N.
5、一个重5N的木块漂浮在水面上,它受到的浮力为 N,它排开水的体积为 m3。(g取10N/kg)
6、(05河南)认真观察和实验是学好物理的关键,用图所示的实验来探究流体压强与流速的关系时,对着两纸片中间吹气是为了 ,你是通过观察 来判断纸片间压强大小变化的.
7、体积为200cm3的铁块,重15.2N,当它全部浸没在水中时,受到 牛的浮力,这时把铁块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为 牛.
8、大军把一个密度计分别放在两种不 同的液体中,如图所示,若两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,静止时密度计所受浮力分别为
F甲、F乙,则( )
A、ρ甲>ρ乙, F甲=F乙
B、ρ甲<ρ乙,F甲>F乙;
C、ρ乙>ρ甲,F甲<F乙;
D、ρ乙>ρ甲,F甲=F乙。
9、如图所示,甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图,它们中所受浮力最小的是( )
A、甲 B、乙
C、丙 D、丁
10、下列应用实例中,不是利用浮力的是( ).
A、热气球 B、远洋货轮
C、潜水艇 D、大型客机
11、在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图所示,其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线.当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力变化情况以及北大西洋与印度洋的海水密度ρl和ρ2的关系为( )
A.浮力增大,ρl=ρ2
B.浮力减小,ρl=ρ2
C.浮力不变,ρl>ρ2
D.浮力不变,ρl<ρ2
12、如图是飞机机翼的截面图,当飞机水平飞行时 ( )
A、机翼下方空气速度大,压强小
B、机翼下方空气速度大,压强大
C、机翼上方空气速度大,压强大
D、机翼上方空气速度大,压强小
反馈测试
一、填空
1、如图所示,盛热水的茶怀中有一片茶叶。茶叶上附有两个球形气泡,此时它恰好处于悬浮状态,茶叶与两气泡的总体积为1×lo-8m3,则这片茶叶的重力为 N.若在茶杯上盖紧盖子,会发现这片茶叶将 (填“上浮”、”下沉”或“悬浮”).(g=10 N/Kg)
2、取一只小塑料袋(重力忽略不计),袋内装满水,用细线把袋口扎紧(要求袋内不留空气),然后用弹簧测力计将它吊起,称出水所受的重力.将这袋水逐渐浸入水中,弹簧测力计读数逐渐变小,表明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而 .当水袋全部浸没水中时,弹簧测力计的读数为零,说明这时水袋所受浮力等于 .
3、在探究浮力的活动中,为了使橡皮泥团能浮在水面上,应将橡皮泥团做成 ;为了使放在适量盐水中悬浮的鸡蛋下沉,应向盐水中加 ;为了使载人的带吊篮的气球(气球里充的是氢气)降回地面,应将 .
4、如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力 乙杯中橡皮泥所受的浮力(填“大于”、“小于”或“等于”), 杯中水面升高得多。
5、三个半径相同的木球、铁球、铜球放入水中,静止后如图所示则受到浮力最小的是 球,可以肯定 球是空心的。
6、跳水运动员离开跳台后,从接触水面到全部浸入水中,他受到的浮力将 ;当他全部浸入水中下沉的过程中,受到的浮力将 。
7、将挂在弹簧测力计上的石块浸没在水中,弹簧测力计的示数会变小,是由于石块受到一个向 的浮力;若将石块浸没水中更深处,浮力的大小将 (填“变大”、“变小”或“不变”)
8、一艘远洋货轮在武汉装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 (填“变大”、“变小”或“不变”)。当船由长江驶入大海后,船受到的浮力 ,船身相对于水面将 (填“上浮”、“下沉”或“不变”)船闸是根据 原理建造的.
9、有一小木块,把它盛在装满水的溢水杯中静止时,从杯中溢出2 N的水;若把它浸在盛满酒精的溢水杯中静止时,木块处于 状态(选填“悬浮”、“漂浮”或“沉底”),会从杯中溢出 N的酒精.(ρ木<ρ酒精<ρ水,水与酒精足够多)。
二、选择
1、在图甲中,一块石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中.图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像.若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为 ( )
A.1.8×103千克/米3 B.2.3×103千克/米3
C.2.8×103千克/米3 D.3.2×103千克/米3
2、三个体积相同而材料不同的球A、B、C分别静止在不同深度的水里如图,以下说法正确的是( )
A.A球所受的浮力最小 B.B球所受的浮力最大
C.C球所受的浮力最大 D.A球所受的浮力最大
3、2005年4月2日,我国大型科学考查船—一“大洋一号”启航,前往太平洋、大西洋、印度洋进行为期300天的环球科学考查.科考队员到达深度约2 000米的某海域后,将一只装有—些铁砂的普通玻璃瓶密封后,投人大海(设海水的密度是均匀的,海水对瓶的阻力不计),以下现象可能出现的是 ( )
①玻璃瓶漂浮于海面 ②玻璃瓶下沉到某一深度后破碎 ③玻璃瓶完好无损的沉人海底
A. ③ B.①② C.①③ D.①②③
4、质量为2 kg物体,放人盛满水的容器中,溢出了1.5 kg的水,该物体( )
A、密度比水大,沉入水底 B.密度与水相等,悬浮在水中
C.密度比水小,浮在水面 D、一定是空心的
5、把质量相等的实心木球和铁球浸没于水中放手后;木球上浮而铁球下沉,静止后它们所受到浮力的大小关系是( ).
A.F木浮>F铁浮 B.F木浮6、一只鸡蛋沉没在杯中水底,添加下列哪种物质,能使鸡蛋浮起来( ).
A.食盐 B.水 C.酒精 D.食用油
7、鱼膘是鱼体内可以涨缩的气囊,是鱼类的沉浮器官。鱼膘主要是通过改变下列哪一个因素来实现鱼的沉浮的( ).
A.鱼的重力 B.鱼的质量 C.鱼的体积 D.鱼受到的压强
8、设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,下列说法中正确的是( ).
A. 船受到的重力将不变,船的吃水深度也不变
B. 船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小
C. 船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变
D.船受到的重力将不变,船的吃水深度将减小
9、将完全相同的三个小球放入三种液体中,它们静止的情况如图所示,则三个小球所受浮力的大小关系是( )
A、Fa>Fb>Fc B、Fa=Fb=Fc
C、Fb>Fc>Fa D、Fc>Fa>Fb
三、实验题
1、某同学用弹簧测力计、量筒、水、物块做测定浮力的实验,如图所示。
空桶的重力/N 物体重力/N 物体在水中测力计的示数/N 物体受到的浮力/N 物体排开水重/N
1.5
(1)请你根据示数,填写表格中各项内容。
(2)分析这些数据,你可以得出什么结论?
2、小芳要探究金属圆柱体受到水的浮力与浸在水中深度的关系,实验装置如图所示,将高为9cm的金属圆柱缓慢浸入水中(水足够深),在金属圆柱接触容器底之前,记下金属圆柱下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,数据如下表。
次数 1 2 3 4 5 6 7 8
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
F/N 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.5 4.5 4.5
(1)第3次实验时,金属圆柱受到的浮力大小为 。
(2)根据实验数据,分析金属圆柱浸在水中受到的浮力大小与浸入水中深度的关系是 。
(3)图中能正确反映弹簧测力计示数和圆柱体下表面到水面h的关系的图象是( )
四、计算
有一重为1.5 N,底面积为20 cm2的溢水杯放在水平桌面上,杯内盛有重2.5N的水,水面恰好到达溢水口,将一物块轻轻放人杯内,静止时如图所示,溢出40 cm3的水,当用一细铁丝将物块完全压入水中时,又排出10 cm3的水.
求:(1)物块放人前杯对桌面的压强;
(2)物块重力;
(3)物块密度.
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