第五节浮力。
一、什么是浮力。
1)现象**:什么是浮力。
**归纳:(1)浸在液体中或气体中的固体受到液体或气体向上托的力的作用。
2)浮力:浸在液体或气体里的物体,受到液体或气体向上托的力叫做浮力。
3)浮力是怎样产生的?下面我们以浸在水中的正方体为例进行研究,浸在水中的正方体的六个面分别受到水的压强和压力。
总结归纳:①浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。
浮力的方向总是竖直向上的,与重力方向相反。
4)根据浮力产生的原因,我们应了解两种特殊情况。
当物体部分浸入液体中时,如图1所示,上表面受到的向下的液体压强为零,即得f浮=f向上。
若浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触,如图2所示,液体对物体向上的压力f向上为零,物体将不受浮力的作用,只有向下的压力,反而被紧紧地压在容器底部。
5)关于浮力的三个问题:①浮力的方向总是竖直向上的。②一切浸入液体中的物体,都受到液体对它竖直向上的浮力,特别注意无论物体的形状如何,怎样运动,只要是浸入液体或气体中(除物体下表面与容器底部紧密接触外),都会受到液体或气体竖直向上的浮力。
③称重法测浮力。先用弹簧测力计在空气中测出物体重力g,再用弹簧测力计测出物体浸在液体中的示数g’,弹簧测力计两次示数的差就是浸在液体中的物体所受的浮力大小,即f浮=g-g’。
例题1 一个重为1n的钩码,挂在弹簧测力计挂钩上,当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是0.87n,这个钩码受到水的浮力是多大?
例题2 一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示,图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
a、f1b、f2
c、f3d、f4
二、浮力的大小。
1)实验**:浮力的大小与哪些因素有关。
**归纳:浮力的大小只跟液体的密度和物体排开的液体的体积有关,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,排开液体的体积越小,物体受到的浮力越小。
特别说明:①由于影响浮力大小的可能因素不止一个,**过程中要注意控制变量。②所谓“物体排开的液体的体积”是指物体侵入液体的部分的体积,这部分体积排开了本来处于这一位置的液体。
与浮力大小无关的两个因素:也可猜想浮力的大小与液体的深度、液体的多少有关。我们可以用控制变量法来研究它,用实验证明浮力的大小与以上两因素均无关系。
例题3 2024年12月22日在海底沉睡了800多年的“南海一号”被成功打捞出水。在打捞过程中潜水员多次下潜勘查,当潜水员浸没海水后继续下潜的过程中,其所受浮力的大小___压强的大小___填“增大”“减小”或“不变”)
1)阿基米德原理。
原理:浸在液体里的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。
公式:。式中表示液体的密度,v排是物体排开的液体的体积,g取9.8n/kg
使用阿基米德原理时,应注意一下六点:
阿基米德原理阐明了浮力的三要素:浮力作用在浸在液体(或气体)里的物体上,其方向是竖直向上的,其大小等于物体排开的液体(或气体)受到的重力的大小,即f浮=g排。
原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分浸入物体里,另一部分露在液面以上。
g排是指被物体排开的液体所受的重力,f浮=g排表示物体受到的浮力的大小等于物体排开液体的重力。
v排是表示物体排开的液体的体积,当物体浸没在液体里时,v排=v物;当物体只有一部分浸入液体里时,则v排⑤由可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开的液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的材料、体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动,液体的多少等因素无关。
阿基米德原理也适用于气体,但公式中的要改为。
5)计算浮力大小的四种方法。
6)浮力与升力辨析:飞机在空中飞行靠的是升力而不是浮力,飞机的升力是飞机机翼上、下表面空气流速不同,而造成的机翼上、下表面所受压强不同形成的;而飞机在空中受到的浮力是由飞机上、下表面所处大气层的位置不同,而造成上、下表面压强不同而形成的,故飞机受到的升力和浮力成因不同,不是同一个力。
例题4 浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体所受到的这就是著名的阿基米德原理。用弹簧测力计在空气中称得物体a重4 n,将物体a浸没水中后,弹簧测力计示数如图5所示,物体a受到的浮力为n。
例题5 如图所示,悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中,沉到底部,则从大烧杯溢出流入小桶中的水和金属球的关系是( )
a、两者体积相等,小桶中水的质量较小。
b、两者体积相等,小桶中水的质量较大。
c、金属球受到的浮力等于小桶中水的重力。
d、金属球受到的浮力大于小桶中水的重力。
典型例题剖析。
题型一浮力的产生。
例题1 以下说法错误的是( )
a、在海滨游泳的人受到海水对他的浮力。
b、在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力。
c、将一石块扔到水中,在其下沉过程中不受浮力。
d、在水中升起的木块受到浮力。
例题2 翔翔在家**鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关,如图所示。请仔细观察图示并回答下列问题:
1)从a、b两图可知,鸡蛋在水中受到的浮力大小是___n。
2)根据b、c两实验,他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体的密度有关,你认为对吗理由是___
3)在图实验中,你还可以观察到什么现象?(写出一个。
例题3 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、正在下潜的潜水艇 d、大型客机。
题型。二、浮力的大小。
例题4 质量相等的木球和铁球,放在水中,木球漂浮于水面上,铁球沉入水底,则它们受到的浮力关系为( )
a、f浮木=f浮铁 b、f浮木》f浮铁 c、f浮木例题5 研究发现,同一物体在地球的不同纬度所受的重力不同,物体越靠近赤道,所受重力越小;越靠近地球两极,所受重力越大。一艘**从我国青岛港出发,前往位于赤道附近的亚丁湾执行护航任务,若海水密度及舰艇质量不变,比较两地,则该舰艇( )
a.在亚丁湾所受浮力较小 b.在亚丁湾所受浮力较大。
c.在两处所受浮力相等 d.在亚丁湾所排开海水的重力较大。
题型三浮力的计算。
例题6 一条油轮在长江中航行时,排开水的体积是300m3,油轮受到的浮力为___n。在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为___kg,油轮排开水的体积变为___m3(燃油的密度为,g取10n/kg)
题型四实验**问题。
例题7 某同学在实验时里将体积为的实心正方体木块放入水中,如图所示,静止时,其下表面距水面0.06m。请根据此现象和所学的力学知识,计算出两个与木块有关的物理量。
(不要求些计算过程,g取10n/kg)
例题8 在物理课堂上同学们做了如图所示的小实验,在水桶中装多半桶水,用手把空的饮料逐渐按入水中,在这个过程中同学们都有越来越费劲的感觉,同时观察到水面越来越高。由此同学们猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。
1)同学们为验证猜想做了如图乙所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作是填序号)
2)请在图丙中画出浮力与物体排开液体体积关系的大致图像。
例题9 如图1,超凡同学为了**物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,将一长方体挂在弹簧测力计下,在长方体接触容器底之前,分别记下长方体下表面到水面距离h和弹簧测力计相应的示数f,实验数据如下表。
1)分析表中数据,可以得出物体重___n,第4次实验时,物体受到的浮力为___n
2)分析第1次到第5次实验数据,说明物体浸没于液体之前。
3)分析第5次到第7次实验数据,说明___
4)图2中能正确反映浮力f浮和物体下表面到水面距离h关系的图象为( )
题型五综合创新应用。
例题10 将一个挂在弹簧测力计上的物体完全浸入盛满水的容器中(未碰到容器底及侧壁),溢出了0.24kg的水,弹簧测力计的示数是1.2n,请你尽可能多的求出与该物体有关的物理量。
新人教版八年级物理下浮力教案
物理教案。解愠初级中学王瑞菊。课题第十章浮力第 1节浮力。教学手段利用多 弹簧测力计 大钩码 水 烧杯 酒精教学。教学目标。1 认识一切浸在液体中的物体都要受到浮力的作用,浮力的方向是竖直向上的。能通过实验证明上述结论的正确性。2 能认识浮力产生的原因。会用弹簧测力计测量物体在液体中所受浮力的大小。...
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人教版物理八年级下浮力类比专项训练
人教版物理八年级下浮力类比累专项训练。一 选择题 共30小题 1 2014云南 某核潜艇完全潜入海水中,受到的浮力是f1,上表面受到的压强是p1 排出一部分水后,潜艇缓慢上浮,但未露出水面,受到的浮力是f2,上表面受到的压强是p2,则 2 2014眉山 如图所示,两个完全相同的柱形容器盛有甲 乙两种...