第八章浮力 復(fù)習(xí) 知識(shí)梳理 浮力 定義 產(chǎn)生的原因 上下表面的壓力差 F浮 G物 上浮 液 物 F浮 G物 下沉 液 物 F浮 G物 浸沒時(shí)懸浮 液 物 浮力的大小 等于排開液體所受的重力 浮力的方向 豎直向上 公式 F浮 G排 液gV排 稱量法 F浮 G F示 平衡法 F浮 G物 懸浮或漂浮 壓力差法 F浮 F向上 F向下 原理法 F浮 液gV排 方向 豎直向上 F浮 G物 露出液面一部分時(shí)漂浮 液 物 浮力的利用 輪船潛艇氣球飛艇 浮力的概念 物體的浮沉條件 阿基米德原理 浮力的計(jì)算方法 計(jì)算浮力大小的方法 1 壓力差法 浮力產(chǎn)生原因法 F浮 F向上 F向下 2 稱量法 示重差法或彈簧測(cè)力計(jì)法 F浮 G F示 3 平衡法 懸浮或漂浮時(shí) F浮 G物 4 阿基米德原理法 F浮 G排 m排g 液gV排 1 如圖所示是 探究浮力大小與哪些因素有關(guān) 的實(shí)驗(yàn)裝置 請(qǐng)根據(jù)圖示回答問題 1 分析 可以說明 2 分析 說明當(dāng)物體排開液體的體積一定時(shí) 液體的密度越大 物體所受浮力越大 3 物體完全浸沒在酒精中所受的浮力是N 2 4 當(dāng)液體的密度一定時(shí) 物體排開液體的體積越大 物體所受浮力越大 這套裝置探究的是公式 F浮 液gV排 1 如圖1所示 小明做了這樣一個(gè)小實(shí)驗(yàn) 在水桶中裝多半桶水 用手把空的飲料罐按入水中 體會(huì)飲料罐所受浮力及其變化 同時(shí)觀察水面高度的變化 依據(jù)這個(gè)小實(shí)驗(yàn) 對(duì) 浮力的大小與什么因素有關(guān) 這一問題 你做出的猜想是 2 為驗(yàn)證阿基米德原理 實(shí)驗(yàn)需要比較的物理量是 3 如圖是驗(yàn)證阿基米德原理的一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程圖 通過圖中兩個(gè)步驟測(cè)出了浮力 選填代號(hào)即可 4 在進(jìn)行步驟C時(shí)看到的現(xiàn)象是 5 DE兩步可以算出小桶中水的重力 這個(gè)重力跟相等 6 小明同學(xué)利用上面實(shí)驗(yàn)中的器材和木塊 進(jìn)一步探究了漂浮在水面上的物體所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理 但實(shí)驗(yàn)過程中有一個(gè)步驟與如圖不同 這個(gè)步驟是 選填代號(hào)即可 7 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意溢水杯要裝滿水 石塊在稱量時(shí)不要碰到容器底或容器壁 實(shí)驗(yàn)探究 有溢水杯一般是探究F浮 G排 點(diǎn)撥升華 1 由公式F浮 G排 m排g 液gV排可知 液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān) 而與物體的質(zhì)量 體積 重力 形狀 浸沒的深度等均無關(guān) 與剩下液體的多少也無關(guān) 理論上可以說1g水能浮起1t的輪船 盆水舉缸的道理 2 關(guān)于公式的應(yīng)用要根據(jù)已知條件來選擇 3 公式中V排的確定是個(gè)關(guān)鍵 一般有三種情況 第一 已知容器是裝滿液體的 直接告訴我們排出液體的體積 第二 容器中的液體沒有提到 我們可以知道物體浸在液體中的體積 就等于物體排開的液體體積 第三 已知容器中所裝液體的體積V1和放入物體后液面以下的體積V2 則液面上升的體積就是物體排開液體的體積V排 V2 V1 S h 習(xí)題1 一個(gè)籃球放入一個(gè)盛滿水的木盆中 溢出水重5N 求籃球受到的浮力 習(xí)題2 一個(gè)籃球放入一個(gè)盛滿水的木盆中 溢出0 5kg的水 求籃球受到的浮力 習(xí)題3 一個(gè)籃球放入一個(gè)盛滿水的木盆中 溢出體積為0 5升的水 求籃球受到的浮力 習(xí)題4 一個(gè)籃球放入一個(gè)盛有水的木盆中 籃球在水面下的體積為0 5dm3 求籃球受到的浮力 g 10N kg 習(xí)題5 一個(gè)籃球放入一個(gè)盛有水的圓柱形木桶中 水面升高了0 1m 木桶的內(nèi)底面積為5x10 3m3 求籃球受到的浮力 g 10N kg 利用阿基米德原理計(jì)算浮力 壓力差法求浮力習(xí)題 一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體浸沒在水中 下表面距水面20cm 物體上 下表面所受的壓強(qiáng)差是Pa 物體受到的壓力差是N 物體受到的浮力為N 此題還可以用阿基米德原理法計(jì)算浮力 示重差法 稱量法 求浮力習(xí)題 小明將重為3N的石塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端 先后浸沒在水和鹽水中 石塊靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖甲 乙所示 則石塊在水中所受到的浮力為N 從圖中還可看出石塊所受的浮力大小與液體的有關(guān) 若剪斷圖中的細(xì)線 石塊將 選填 上浮 懸浮 或 下沉 試通過計(jì)算得出鹽水密度為kg m3 平衡法求浮力習(xí)題 用豎直向下的力F 5N把重為8N的木塊壓入水中 如圖所示 木塊恰好處于平衡狀態(tài) 此時(shí)木塊受到的浮力是N 撤去壓力 當(dāng)木塊靜止后受到的浮力是N 木塊的體積是m3 木塊的密度是 比較浮力大小的方法 1 相同 液 比較V排 2 相同V排 比較 液 3 液 V排都不同 就利用物體浮沉條件 當(dāng)質(zhì)量相同時(shí)常用 習(xí)題 1 質(zhì)量相同的兩個(gè)實(shí)心鐵球和鋁球 浸沒在水中 球受到的浮力大 2 體積相同的兩個(gè)鐵球分別浸沒在水中和酒精中 浸在中的浮力大 3 同一個(gè)雞蛋 在水中下沉 在鹽水中漂浮 浸在中時(shí)的浮力大 典例 1 一個(gè)物體重5N 體積是0 6dm3 把它扔如水中 靜止時(shí)的浮力是N 先求浸沒時(shí)的浮力 再與重力比較 哪個(gè)小 靜止時(shí)的浮力就是誰 典例 2 一塊冰放入一裝有液體的容器中 當(dāng)冰融化后液面如何變化 液體是水時(shí) 液面不變 液體是鹽水時(shí) 液面升高 液體是酒精時(shí) 液面降低 推導(dǎo)過程主要是比較融化前的V排和融化后的V化 規(guī)律 大升小降原則 當(dāng)液體的密度比水大的時(shí)候 冰融化后液面上升 當(dāng)液體的密度比水小的時(shí)候 冰融化后液面下降 當(dāng)液體就是水時(shí) 冰融化后液面不變 以上兩個(gè)題屬于同種類型 都需要比較前后兩種狀態(tài)下的總浮力如何變化 再根據(jù)阿基米德原理F浮 液gV排 判斷V排的變化 從而得出液面的變化 典例 4 一個(gè)小船下面用繩子掛了一塊石頭 漂浮在池塘中 當(dāng)把石頭拖入船中時(shí) 池中液面不變 當(dāng)把繩子剪斷后 池中液面降低 典例 3 冰中含有木塊 蠟塊等密度小于水的物體 冰融化后液面不變 冰中含有鐵塊 石塊等密大于水的物體 冰化為水后液面下降 典例 5 一個(gè)正方體木塊 邊長(zhǎng)10cm 放入水中 靜止時(shí)有3 5體積浸入水中 求 木塊的密度 還需要多大的壓力才能將木塊全部按入水中 規(guī)律 1 漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾 物體密度就是液體密度的幾分之幾 所以密度均勻的物體懸浮 或漂浮 在某液體中 若把物體切成大小不等的幾塊 則它們還會(huì)懸浮 或漂浮 2 要把露在液面上面的體積按入液面以下 需要的壓力大小等于 液gV露 3 很多計(jì)算題都要根據(jù)物體在液體中所處的狀態(tài) 分析物體受力情況 列出受力平衡方程 典例 6 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算題 利用彈簧測(cè)力計(jì) 水 細(xì)線 燒杯 測(cè)密度比水大的物體的密度 物 水G G F 典例 7 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算題 利用量筒和水 測(cè)密度比水小的物體的密度 也就是在水中能夠漂浮或著懸浮的物體 物 水 V2 V1 V3 V1 1 輪船 工作原理 要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的 使它能夠增大排開水的體積 從而增大浮力 排水量 m排 輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量 在數(shù)值上等于船和貨物的總質(zhì)量 單位t 由排水量m排可計(jì)算出 輪船和貨物總質(zhì)量m總 m排 輪船和貨物總重力G總 m排g 排開液體的重力G排 m排g 輪船滿載時(shí)受到的浮力F浮 m排g 排開液體的體積V排 m排 水 2 潛水艇的工作原理 潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實(shí)現(xiàn)的 3 氣球和飛艇的工作原理 主要靠改變自身體積來實(shí)現(xiàn)上升和下降典例 一艘輪船從海里駛進(jìn)河里 它的質(zhì)量 重力 浮力 填 不變 變大 變小 上浮一些還是下沉一些 規(guī)律 密度計(jì)和輪船屬于一個(gè)題型 都是利用漂浮是的狀態(tài)解決問題 浮力不改變 變化的是 液和V排 也就是露在外面的越大 說明液體的密度越大 所以密度計(jì)上的刻度線從上到下 對(duì)應(yīng)的刻度值越來越大 1 物體浸沒在水中 受到水的浮力的方向如圖中所示 正確的是 2 一個(gè)鐵球 在空氣中測(cè)得它的重力是9 8N 把它浸沒在水中時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2 5N 這個(gè)鐵球受到的浮力是N 2 7 3 練習(xí)1 3 關(guān)于物體的浮力 下列說法中正確的是 A 物體只有液體里才會(huì)受到浮力B 浸沒在液體里的物體 隨著深度增加 浮力將會(huì)變大C 浸沒在液體中的物體一定受到浮力作用 浮力大小等于被物體排開的液體所受的重力D 浸沒在液體中的物體受到的浮力與物體的形狀無關(guān) 與液體的密度和物體的體積有關(guān) D 如下圖 大魚和小魚的討論 其中正確的是魚 因?yàn)?5 A B C三個(gè)物體體積相同 在水中的情況如圖所示 則三個(gè)物體受到的浮力大小情況是 A FA FB FC B FC FB FA C FB FA FC D FA FB FC 練習(xí)4 大 浮力的大小與排開液體體積大小有關(guān) 與深度無關(guān) B 我體積大 受到的浮力大 我在深處 受到的浮力大 6 三個(gè)質(zhì)量相同的實(shí)心物體靜止在水中 如圖 可判定 1 浮力大小 A 甲受到的浮力最小 B 乙受到的浮力最小 C 丙受到的浮力最小 D 一樣大 2 三個(gè)物體的密度 A 甲最大 B 乙最大 C 丙最大 D 一樣大 C C 7 用如圖5 4 5所示的密度計(jì)去測(cè)量某一池鹽水的密度 結(jié)果是準(zhǔn)確的 如果不慎在它頂端粘了一橡皮泥 再去測(cè)同一池鹽水 則此時(shí)測(cè)得的密度值 A 仍是準(zhǔn)確的B 不準(zhǔn)確 比原來偏小C 不準(zhǔn)確 比原來偏大D 不準(zhǔn)確 但無法判定比原來偏大還是偏小 圖5 4 5 B 8 我國(guó) 遠(yuǎn)望號(hào) 測(cè)控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù) 由長(zhǎng)江進(jìn)入海洋 下列有關(guān)測(cè)控船所受浮力的說法中正確是是 A 由于船始終漂浮在水面上 所以它受到的浮力不變 B 由于海水的密度大 所以船在海洋里的浮力大 C 由于船排開海水的體積小 所以它在海水里受到的浮力小 D 由于船排開海水的體積大 所以它在海洋里受到的浮力大 A 9 小紅在家中做實(shí)驗(yàn) 將一玩具分別放入水 鹽水中 玩具靜止時(shí)位置如圖所示 則玩具所受浮力的關(guān)系是FaFb 填 或 容器中裝的是水 a b 10 有一小木塊 把它盛在裝滿水的溢水杯中靜止時(shí) 從杯中溢出2N的水 若把它浸在盛滿酒精的溢水杯中靜止時(shí) 木塊處于狀態(tài) 選填 懸浮 漂浮 或 沉底 會(huì)從杯中溢出N的酒精 木 酒精 水 水與酒精足夠多 a 漂浮 2 10 為防止燃?xì)庑孤┰斐晌ｋU(xiǎn) 可在家中安裝報(bào)警器 當(dāng)報(bào)警器接觸到一定量的泄漏氣體時(shí) 會(huì)發(fā)出響聲 有位同學(xué)家中所用的燃料是天然氣 請(qǐng)判斷報(bào)警器安裝的位置應(yīng)如圖中 填 A 或 B 所示 簡(jiǎn)述你判斷的理由 A B B 天然氣密度比空氣小 在空氣中受到的浮力大于其所受的重力 資料 煤氣和天然氣 其密度比空氣小 如果使用液化石油氣 其密度比空氣大 A 12 如圖7 甲所示 將一掛在彈簧秤下的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中 水足夠深 在圓柱體接觸容器底之前 圖7一乙中能正確反映彈簧秤示數(shù)F和圓柱體下表面到水面距離h關(guān)系的圖像是