学习目标 1.知道什么是浮力和浮力的方向; 2.会用弹簧称测浸入液体中的物体受到的浮力; 3.影响浮力大小的因素; 4.阿基米德原理; 5.会用阿基米德原理计算物体所受到的浮力。
学习重点 阿基米德原理。
学习难点 用阿基米德原理计算物体所受到的浮力。
内容解析 1、浮力 定义:浸在液体(或气体)里的物体受到竖直向上力,这个力就是浮力。 施力物体: 液体或气体 方向:竖直向上
2.影响浮力大小的因素 计算浮力方法:F浮=G-F拉 结论: 浮力大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关,与其他因素无关。 说明:物体浸入液体中的体积就是排开的液体的体积。
3.浮力的大小 阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。 公式: 从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。 适用范围:液体和气体
例题解析 1、弹簧测力计下挂一个铁块,静止时弹簧测力计的示数是4N。将铁块逐渐浸入水中,弹簧测力计的示数将_________,铁块受到的浮力将__________。将铁块的一半浸入水中时,弹簧测力计的示数为3.5N,这时铁块受到的浮力等于________N。 分析与解: 将铁块浸入水中,随着铁块浸入水中体积的增大,铁块受到的浮力也增大,弹簧秤的示数将会减小,直到完全浸入水中。对铁块的一半浸入水中,铁块的受力如图所示。 铁块静止,受到的合力为0。F浮+F拉=G物。 答案:减小,增大,0.5N。
2、如图所示,物体A在水中受到的浮力大小是______N,在盐水中受到的浮力大小是______N。
分析与解: 物体A静止,受到的合力为0。同样的方法进行受力分析可得:F浮+F拉=G物。 答案:1,1.2
3、(多选)根据阿基米德原理,物体受到的浮力大小和下面哪些因素有关( ) A.物体的体积 B.物体的密度 C.液体的密度 D.物体在液体中的深度 E.物体的形状 F.物体排开液体的体积 G.物体的重力
分析与解: 阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。 公式: ,从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。 答案:C、F
4、质量相同的实心铁球和实心铝球分别挂在两个弹簧测力计下,然后将它们没入水中,比较两弹簧测力计的示数 ( ) A.挂铁球示数的比挂铝球的示数大 B.挂铁球的示数比挂铝球的示数小 C.挂铁球的示数和挂铝球的示数相同 D.无法确定
分析与解: 根据,质量相同的实心铁球和实心铝球其体积与密度成反比,密度比较大的铁球的体积小,密度比较小的铝球的体积大。没入水中的体积就是物体的体积,根据阿基米德原理,,液体密度一定时,物体排开的液体的体积越大,受到的浮力越大。因此铁球受到的浮力小于铝球所受到的浮力。 浸没在水中静止的物体,受到的合力为0。所受力的关系为:F浮+F拉=G物。 因此所受浮力大的拉力就相应小,即铁球受到的拉力大于铝球受到的拉力。 答案:A
5、在一个容器中装有体积相等的铁、铜、木三个球,它们静止在水中的位置如图所示,下面说法正确的是 ( ) A.木球受到浮力大的 B.铜球和铁球受到浮力相等 C.铜球受到浮力大 D.铁球不受浮力
分析与解: 阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。公式: ,液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关。在同种液体中,物体排开的液体体积越大,则物体受到的浮力越大。 木块是部分浸入水中,物体进入水中的体积就是排开的水体积最小;铜球和铁球完全进入水中,体积相等,排开的水的体积也相同,因此受到的浮力相同。 答案:B
6、潜水员完全进入水中后,在继续下潜的过程中,他所受到的( ) A.浮力逐渐增大,压强逐渐增大 B.浮力逐渐增大,压强逐渐减小 C.浮力不变,压强逐渐增大 D.浮力不变,压强不变
分析与解: 同种液体,深度越大,压强越大;因此在潜水员继续下潜的过程中,深度增大,则受到水的压强增大。 潜水员完全进入水中后,排开的水的体积始终不变,根据,浮力大小不变。 答案:C
7.某实验小组,在探究物体在液体中受浮力大小跟哪些因素有关的实验中,做了四次实验,如图所示。将一铝块挂在弹簧测力计上,第一次在空气中称铝块重;第二次使铝块的一半体积浸在水中;第三次使铝块没入水中;第四次使铝块没入酒精中。各次的弹簧测力计示数如图左所示。 比较第一次和第二次实验可知,铝块受到的浮力是_______牛; 比较第一次和第三次实验可知,铝块受到的浮力是______牛; 比较第二次和第三次实验可知,当液体一定时,浸在液体里的物体受到的浮力大小,跟_______有关。 比较第三次和第四次实验你得出的结论是:___________________________ 。
分析与解: 答案: 0.5N; 1N; 排开的液体体积; 当物体排开的液体体积一定时,液体的密度越大,浸在液体里的物体受到的浮力越大。
8、如图甲,棱长为L的一个立方体铜块,浸没在密度为的液体内,受到的浮力是多少?
分析与解: 已知:立方体的边长L,液体的密度。 求:F浮。 解:铜块排开液体的体积V排,即铜块的体积V铜 V排= V铜=L3 排开液体的质量m排 排开的液体所受的重力 答:铜块所受的浮力等于。
9、铁块的体积是50cm3,浸没于水中,受到的浮力是多少?
分析与解: 解:V排=50cm3=50×10-6m3=5×10-5m3 答:受到的浮力是0.5N。
10、2000年8月12日,质量m =1.4×107kg 的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难,引起挪威生态保护组织和国际社会普遍关注。经研究,“库尔斯克”号的打捞方案之一,是在潜艇周围缠满可充气的浮力袋。若每只浮力袋充气后的体积V0=10m3,试估算需用这种浮力袋多少只?(海水密度近似取 =1.0×103kg/m3,g=10N/kg ,充气袋重力忽略不计)
分析与解: 当浮力等于重力时,物体恰好能浮起来。 解:每只浮力袋的浮力: 潜艇的重力: G=mg=1.4×107kg×10N/kg=1.4×108N 需要浮力袋个数: n=F浮总/F浮=1.4×108N/(1.0×105N)=1.4×103 答:需用这种浮力袋1.4×103个。
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