八年级上 生活中的水 浮力和浮力的应用

发布 2023-01-04 05:04:28 阅读 2675

【本讲主要内容】

浮力和浮力的应用。

1、认识浮力,知道浮力的存在。

2、知道浮力大小与哪些因素有关。

3、理解阿基米德原理,并会用其进行简单浮力计算。

4、了解浮力产生的原因。

5、理解物体的浮沉条件。

6、能用物体浮沉条件解释轮船、潜水艇、气球与飞艇等的原理。

知识掌握】知识点精析】

1. 浮力的三要素。

2. 对阿基米德原理的理解(f浮=g排或f浮=ρ液**排)

a. 原理中“浸入液体里的物体”指两种情况。

b. 能区分g物与g排;v物与v排;ρ物与ρ液的意义。

c. 明确此公式的适用条件:既用于液体也适用于气体。

d. 由此式理解决定浮力大小的因素。即:

物体浸在液体中所受浮力的大小跟液体(气体)的密度和物体排开液体(气体)的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、形状以及物体浸没在液体(气体)中的深度等无关。

因此,在用f浮=ρ液**排计算或比较浮力大小时,关键是分析液体的密度ρ液和排开液体的体积v排的大小。

3. 怎样判断物体的浮沉及浮沉的应用。

a. 物体的浮沉条件浸没在液体里的物体若只受重力和浮力的作用,由力运动的关系可知:

当f浮》g物 (ρ液》ρ物)时,物体上浮→漂浮(f'浮=g物)。

当f浮=g物(ρ液=ρ物)时,物体悬浮。

当f浮b. 物体浮沉的调节与应用。

技术上为了实现浮沉总是设法改变重力与浮力的“力量对比”,来达到目的。若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮;若保持重力不变,可改变排开液体(气体)的体积来实现沉浮。

a 轮船采用“空心”办法,使它排开水的体积增大,达到增大浮力。

b 潜水艇浮力不变,是通过改变“自重”来实现上浮、下沉的。

c 气球与飞艇用小于空气密度的氢气或氦气充入气球和飞艇中,通过改变气球和气囊的体积而改变浮力的大小,实现升降。

d 密度计用来测定液体密度的仪器。它利用漂浮原理:g密度计=f浮=ρ液**排,即ρ液大,v排就小,密度计露出部分大而做成的。

4. 关于液面升降的问题。

分析:其实质是比较变化前后的v排。

例:一块冰浮于水面,如图所示。那么当冰熔化前后,其水面将___选填“升高”、“降低”或“不变”)

解:冰熔化前:由于漂浮,f浮=g物。则v排=m冰g/ρ水g=m冰/ρ水。

冰熔化后:由于m水=m冰,由ρ=m/v得 v化水=m水/ρ水=m冰/ρ水。

因v排水=v化水,即冰熔化成水后,刚好填满原来被冰排开的水的体积,因此,水面保持不变。

扩展一 若上题中的冰包含有气泡,则冰熔化后液面将如何变?

若上题中的冰包含有一小木块(ρ物<ρ水),则冰熔化后液面又将如何?

若上题中的冰包含有一小石块(ρ物》ρ水),则冰熔化后又如何?

扩展二如图甲,铁块a叠放在木块b上,然后放在水缸中,当将铁块从木块上拿下,并放在水缸底部时,水面高度将( )

a. 上升 b. 下降 c. 不变 d. 无法确定。

5. 求解浮力问题的一般步骤。

a 明确研究对象。

b 明确研究对象所处的运动状态(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等)

c 对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等)

d 列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等)

e 解方程求出未知量。

解题方法指导】

例1. 如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是( )

a. 甲受到的浮力

b. 乙受到的浮力大。

c. 丙受到的浮力大

d. 甲、乙、丙受到的浮力一样大。

解析:根据阿基米德原理,f浮=g排=[**_',altimg': w':

63', h': 28'}]在出水面前,甲、乙、丙三个物体的v排相同,所以所受浮力大小也一样,故选d。

例2. 一艘轮船从东海驶入长江后,它所受到的浮力( )

a. 变小 b. 不变 c. 变大 d. 不能确定。

解析:轮船在海上漂浮,f浮=g物,在长江上还是漂浮,[^g_',altimg': w':

68', h': 32'}]所以f浮=[^altimg': w':

27', h': 32'}]受到的浮力大小不变,故选b。

例3. 一个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则图(乙)中能正确反映铁块所受水的浮力的大小f和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是( )

甲乙。解析:根据f浮=g排=[**_',altimg':

w': 63', h': 28'}]随着v排的增加,所受浮力逐渐增加。

当完全浸入水中以后v排不变,所以所受浮力也就不变。故选a。

例4. 悬浮在水中的潜水艇排出水舱中的一部分水后,受到的浮力大于自身受到的重力,潜水艇将( )

a. 下沉 b. 上浮 c. 悬浮在水中 d. 先下降后上升。

解析:当物体所受浮力大于自身所受重力,物体将上浮,故选b。

例5. 如图所示,边长为10 cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求:

1)木块的质量;

2)木块在水中所受浮力的大小;

3)木块浸在水中的体积;

4)水对木块下底面的压强。(取g=10 n/kg)

解析:(1)[=v_=0.6×10^kg/m^×(0.1)^m^=0.6kg', altimg': w': 411', h': 34'}]

2)∵木块漂浮在水中,[=g_=m_g=0.6kg×10n/kg=6n', altimg': w': 329', h': 24'}]

3)根据阿基米德原理,[=g_=ρ**_',altimg': w': 140', h': 28'}]得。

木块浸在水中的体积:

[=\frac}g}=\frackg/m^×10n/kg}=0.6×10^m^',altimg': w': 456', h': 54'}]

4)木块下底面距水面的深度:

[}=fracm^}m^}=6×10^m', altimg': w': 295', h': 53'}]

则水对木块下底面的压强:

gh=1.0×10^kg/m^×10n/kg×6×10^m=600pa', altimg': w': 492', h': 33'}]

考点突破】考点指要】

本节的主要考点考查浮力的计算,运用阿基米德原理解决有关问题,理解物体的浮沉条件及应用,中考常以选择、填空、计算形式出现,有一定难度。

典型例题分析】

例6. 如图所示,质量相等的a.b.c三个小球,放在同一液体中,结果a球漂浮,b球悬浮,c球下沉到容器底部,下列说法中正确的是( )

a. 如果三个小球都是空心的,则它们的体积可能相等。

b. 如果三个小球的材料相同,则a.b两球一定是空心的。

c. 如果三个小球都是空心的,则它们所受浮力的大小关系为fa>fb>fc

d. 如果三个小球都是实心的,则它们密度的大小关系为ρa>ρb>ρc

解析:a、b所受浮力相等,都等于自身重力,c所受浮力小于c球重力,所以f浮a=f浮b>f浮c由此可判断b正确。

例7. 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(选填“大于”、“小于”或“等于杯中水面升高得多。

解析:甲图中,f浮甲 又因为f浮=[**_',altimg': w': 63', h': 28'}]

所以v乙排》v甲排。

乙杯中水面升高得多,故答案为:小于;乙。

例8. 一艘轮船满载时的排水量是7500t,轮船受到的浮力是 n;满载时轮船排开水的体积是 m3。在水面下3m深处,水对船体的压强是 pa(轮船的排水量是指轮船排开水的质量)(g=10n/kg)

解析:排开水的质量为m排=7500t 轮船漂浮。

f浮=g排=[g', altimg': w': 42', h':

24'}]7.5[kg×10n/kg=7.5×10^n', altimg':

w': 267', h': 25'}]

又因为f浮=[**_',altimg': w': 63', h':

28'}]所以v排=[}g}=\fracn}kg/m^×10n/kg}=7.5×10^m^',altimg': w':

406', h': 56'}]

p=[gh=1.0×10^kg/m^×10n/kg×3m=3×10^pa', altimg': w': 431', h': 33'}]

例9. 如图,水面上漂浮一个木块,在木块上放一个m=4kg的物体,木块正好全部没入水中,若在木块下挂一个密度为5×103kg/m3的合金块m,木块悬浮在水中,求合金块的质量。

解析:[**_mg=',altimg': w': 124', h': 27'}]**_',altimg': w': 63', h': 28'}]

vm=[ρaltimg': w': 71', h':

51'}]所以 m=[v_=ρfracρ_}frac×4kg=5kg', altimg': w': 324', h':

51'}]

综合测试】1. 潜水艇充满水时,可以悬浮在海水中静止不动。此时,它在竖直方向上受到___力和___力的作用,这两个力的合力是。

2. 小明把一块地瓜放进杯中的水里,结果地瓜沉到杯底,如图所示,请参考表中数据判断,下面哪个办法能使地瓜浮出水面。

几种物质密度。

3. 一个物体所受的重力为10n,将其全部浸没在水中时,它所排开的水所受的重力为20n,此时它所受的浮力为n,放手后物体将填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),物体静止时所受浮力为n。

4. “五·一”**周期间,小明与家人到我省大英县的“死海”游玩,这“死海”其实就是咸水湖,当人完全浸没水中时,人受到的浮力人受到的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”),所以人就会自然向上浮起;当人漂浮在水面上静止不动时,人受到的浮力人受到的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

5. 一个空心铜球质量为89g,它能漂浮在水中,且有1/3个球露在水面上,已知铜的密度为8.9×103 kg/m3,则此铜球的体积为___cm3,其空心部分的体积为___cm3。

6. 潜水员从水下15m的地方上浮到距水面lm的地方,则潜水员所受的浮力和压强( )

a. 压强和浮力都将变大 c. 压强和浮力都将变小。

b. 压强减小,浮力不变 d. 压强不变,浮力变小。

7. 如图所示,在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体;将三个完全相同的铜球,分别沉入容器底部,当铜球静止时,容器底部受到铜球的压力大小关系是f甲》f乙》f丙,则液体密度相比较( )

a. 甲的最小 b. 乙的最小c. 丙的最小 d. 一样大。

8. 如图所示,将两只同样盛满水的溢水杯放在天平的两盘时天平平衡。将一木块放在右盘的溢水杯中木块漂浮在水面上,并将溢出的水取走,此时天平( )

a. 右边上移 b. 保持平衡 c. 右边下移 d. 无法确定。

9. 小东同学想测出液体b的密度,他手边只有:一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。

小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤,但不完整。请你将小东的实验步骤补充完整:

1)用细线系住小石块,将适量的水与液体b分别倒入两个烧杯中;

八年级科学水的浮力

1.5 水的浮力。第一课时 一 教学目标。1 确认水及其他的液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用。2 确认空气也有浮力。3 能用测力计测量浮力。二 教学重点与难点 教学重点 了解浮力的方向 施力物体 浮力的单位。教学难点 了解浮力的方向 施力物体 浮力的单位。三 课堂教学设计。一 引入新课。俗话说...

八年级科学水的浮力

第5节水的浮力2学习目标。巩固浮力的概念和阿基米德原理。能用力和运动的关系推导出物体在液体中浮沉的条件。会应用浮沉条件分析一些实例。课堂学习设计 课前练习 浸没在液体中的物体,它在液体中的深度越深,受到的浮力。a.越大b.越小c.不变d.都有可能。两只完全相同的烧杯,一只装满水,另一只也装满水,但水...

八年级科学 水的浮力 说课稿

各位评委老师下午好!我今天说课的题目是 水的浮力 第一课时,下面我将从教材 学情 教法学法以及教学程序四个部分对本节课做如下说明。一 说教材。本节课是初中科学八年级上第1章第 5 节内容,是继水的压强 水的密度之后学生学习的又一个与物理学有关的基本概念。本节课既是对前面压强与密度知识的生化和具体化,...