10.2认识浮力
一、知识梳理
(一)什么是浮力
1.感受浮力
(1)将木块、乒乓球按入水中,有______的感觉,原因是木块、乒乓球在水中受到______力的作用,该力的施力物体是______;
(2)将铁球、石块从水中托出,有______的感觉,原因是铁球、石块在水中受到______力的作用,该力的施力物体是______;
(3)用线把木块系好,拉入水中,观察到线的方向是______.
2.浮力的定义:一切浸入液体或气体中的物体,都受到液体或气体对它______的力,这个力叫做浮力.
3.浮力的施力物体是____________,受力物体是__________________.
4.浮力的方向是____________.
(二)浮力产生的原因
1.浮力产生的原因是液体对浸入其中的物体的四周都有______,且______随______的增加而增大,因此物体受到的向上的压力______其受到的向下的压力.液体对它向上和向下的____________即为浮力.
2.压力差法计算浮力:F浮=____________;
3.讨论交流:沉入水底的铁球有没有受到浮力
(1)浸入液体或气体中物体只要存在上下表面的______,物体就会受到浮力,与它的沉浮______;
(2)浸入液体的物体若其下表面不受压力,则该物体______浮力.例如深入泥底的柱状桥墩或水里打的木桩等,由于物体下表面没有液体,不受液体向上的压力,故不受浮力;
(3)物体漂浮在水面上时,F向下为______,故F浮=______;
4.液体对浸入其中的物体有浮力,物体对液体有______,这两个力作用在______的物体上、大小______、方向______、作用在__________,这两个力是一对__________.
(三)测量浮力
1.物体在液体中漂浮和悬浮时,由____________原理可知:浮力的大小F浮=______.测量物体的______即为物体所受的浮力;
2.在液体中下沉的物体,浮力的大小可以利用________进行测量.
(1)用弹簧测力计测出物体的重力为G;
(2)用弹簧测力计吊着物体浸没在液体中,读出弹簧测力计示数为F;
(3)物体受到的浮力为:F浮=____________;
二、易错分析
1.浸入液体中的物体若不受液体对其向上的压力,则不受浮力.
2.浮力的相互作用力:液体对物体的浮力与物体对液体的压力是一对相互作用力.
3.解决力学计算问题的步骤:①画出受力示意图;②根据力的平衡列出力的关系式;③计算相应的力.
三、达标训练
1.下列关于浮力的说法中正确的是( )
A.空气中的物体不受浮力作用 B.只有固体才能受到浮力的作用
487680022479000C.浮力方向与重力方向相反 D.在不同液体中浮力方向会不同
2.如图所示,甲、乙是自由移动的物体,丙、丁是紧紧粘在容器内壁的物体,现在容器内注入些水,则下列说法错误的是( )
A.甲物体一定受浮力的作用 B.乙物体一定受浮力的作用
C.丙物体一定受浮力的作用 D.丁物体一定受浮力的作用
48806102419353.如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球( )
A.不受水的浮力,也不受水对它的压力
B.仍受水的浮力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.无法判断
4.将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受浮力 B.木块和石块都不受浮力
C.木块不受到浮力,石块受到浮力 D.木块和石块都受到浮力
5.浸在水中的物体受到浮力的根本原因是( )
A.在水中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大
B.在水中,压强随深度的增大而增大
C.在水中,物体与水的相互作用的结果
D.在水中,温度随水的深度增加而降低
51244502584456.如图所示,一个重为G的锥形物体P浸没在水中,它受到竖直向下的水的压力为F1,受到竖直向上的水的压力为F2,则( )
A.F1<F2 B.F1>F2
C.F1=F2 D.无法确定F1和F2的大小
7.质量为80g的木块静止在水面上,下列说法正确的是( )
50018958509000A.木块所受浮力方向为F1所示
B.木块所受浮力方向为F2所示
C.木块所受浮力大小为8N
D.木块所受的浮力大于重力
8.一个正方体物块受到的重力为10N,讲它浸没在水中,物块的上表面受到竖直向下的压力为4N,下表面受到竖直向上的压力为10N,那么它受到的浮力为( )
A.4N B.6N C.8N D.2N
9.一长方体铝块,在水里慢慢下沉,下沉过程铝块上表面总保持水平.当铝块上表面没入水面下沉到某位置时,上表面受到水的压力为14N,下表面受到水的压力为19N;当铝块再下沉到另一更深位置时,上表面受到的压力增大为21N时,下表面受到的压力是( )
A.21N B.26N C.35N D.40N
10.如图所示的圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互______,其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力______,这就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因.因此,浮力的方向总是______.
11.一位物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验,如图所示,将一只塑料可乐瓶剪去底部,把一只乒乓球放在瓶内,从上面倒入水,观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出(图甲),但乒乓球并不上浮,这是因为______________.若用手堵住瓶口(图乙),可观察到乒乓球浮起,这是因为__________________.
第10题图
第11题图
第12题图
第13题图
12.一均匀的正方体浸没在液体中,如图所示,已知它的棱长为a,上表面所处的深度为h,则正方形下表面所受到液体的压力表达式为______,正方体所受浮力表达式为______(液体密度ρ和g为已知量)
13.“蛟龙”号载人潜水器(如图)于2016年5月18日在西北太平洋完全该海域的第三次科学应用下潜.“蛟龙”号潜水器漂浮在海面上时,其受到的重力______(填“大于”、“等于”或“小于”)浮力;当“蛟龙”号下潜至5000m深处时,受到海水的压强是______Pa.(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
14.我国最新研发63—A型水陆两栖坦克的质量为22t,坦克与地面接触的总面积为8m2,它对地面的压强是______;若坦克漂浮在水面上时,受到的浮力是______.(g取10N/kg)
15.如图所示,是物体浸入水中前后弹簧弹力计示数的示意图.由此可知,物体的质量______kg,物体受到的浮力为______N.(g=10N/kg)
16.如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为______N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为______N.
17.如图所示是小明测量边长为5cm的正方体在水中所受浮力的情景,则此时该物体所受的浮力是______N,物体下表面受到的压力是______N,物体下表面受到的水的压强是______Pa,物体在水中浸入的深度是______m.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
18.如图所示是小明在做测量小石块在水中所受浮力时的实验情景,则小石块受到的浮力大小为______N。若烧杯的底面积为25cm2,则小石块全部浸入烧杯后,水面升高了______cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
19.请在图中,用力的示意图画出该球所受的浮力F浮.
四、能力提升
20.有一长方体木块,分别以图甲和乙两种方式漂浮在水面上,若木块底部受到水的压力分别为F甲和F乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙
C.F甲<F乙 D.条件不足,无法比较
21.一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示.已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,则长方体下表面所受到液体的压力表达式为____________、浮力表达式为____________.(液体密度ρ液和g为已知量)
10.2
1.C2.C3.C4.D5.B6.A7.A8.B9.B
10.抵消、大、竖直向上;
11.乒乓球不受浮力、乒乓球受到的浮力大于其重力;
12.ρg(h+a)a2、ρga3;
13.等于、5×107;
14.2.75×104Pa、2.2×105N;
15.0.4kg、1N;
16.1.2N、1.2N;
17.0.5N、0.5N、200Pa、0.02m;
18.0.2N、0.8cm;
19.略;
20.B
21.ρgh2 S、ρg(h2-h1)S;