第3讲 浮力学生版.docx

1、第3讲 浮力 学生版浮力的应用 轮船 潜水艇 热气球 孔明灯浮在液体(或气体)中的物体, 受到液体(或气体)对它向上托的力, 这个力叫 做浮力浮力方向总是竖直向上浮力的产生原因进入水之前两边橡皮膜一样平 水平进入水中, F向左 = F向右 竖直浸入水中, F向上 F向下浮力产生的原因：液体(或气体)对物体向上或向下的压力不同, 浮力的实质是液体(或气体)对物体向上和向下的压力之差 F浮 = F向上 - F向下阿基米德原理： F浮 = G排液阿基米德原 理由上式可以推出： F浮 = 液 gV排(补充说明：阿基米德原理同样适用于气体)1. 产生原因法： F浮 = F向上 - F向下解决浮力问2.

2、阿基米德原理： F浮 = G排液题常用的方3. 公式法： F浮 = 液 gV排法3. 受力平衡法：受力分析, 列力的平衡方程浸在液体中物体的沉浮, 决定于它浸没在液体中所受的浮力 F浮 和它自身重力G 的大小关系物体的沉浮条件【例1】 一个正方体金属块用细线拴着浸没在密度为 0 的液体中, 已知 正方体边长为 a, 此时上表面距液面的距离为 h1, 下表面距容 器底的距离为 h2. 求液体对它向上的压力大小为 ; 液体对它向下的压力大小为 ; 液体对金属块的合力 大小为 , 方向向 .【例2】 关于浮力下列说法中正确的是( )A. 浮力就是浸在液体中的物体受力的合力, 合力的方向就是浮力的方向

3、; B. 浸在液体和气体中的物体都要受浮力;C. 水中的桥墩同样受水的浮力;D. 浸在液体中的物体不仅受到液体对其上、下表面压力的作用, 同时受到液体对它的浮 力作用.【例3】如图所示是认识浮力的探究实验(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端, 如(a)实验所示, 物重 G= N (2)当用手向上托物体时, 如(b)实验所示, 手对物体向上的托力 F= N (3)当物体浸入水后, 如(c)实验所示将(c)实验与(a)、(b)实验对照, 说明水对物体也有 向上的托力, 即浮力水对物体的浮力 F 浮= N(4)该实验是通过 的物理方法, 建立起浮力概念的A图(a)和图(b)B图(a)和图(c)C图(b)

4、和图(c) D图(a)、(b)和图(c)【例5】 某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验, 如图是其中的一次实验情景根 据图示可以知道, 该同学这次操作的目的是( )A探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关 C探究物体所受浮力大小与液体密度的关系 D探究物体所受浮力大小与物体密度的关系【例6】 为在海洋中开采石油而建造钻井平台时, 必须向海底打入 铁桩铁桩垂直从水面上逐渐下水直至全部进入水下紧密的 泥土中, 在整个过程中铁桩所受的浮力( )A逐渐增大 B先逐渐增大, 后保持不变C保持不变 D先逐渐增大, 后减小到零【例7】 研究发现,

5、 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 大一艘军舰从我国青岛港出发, 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【例8】 如图, 气球 A 下吊着一个金属球 B, 恰好悬浮于水中现沿杯壁往容器中 加入一定质量的水, 结果金属球 B( )A上浮 B下沉 C悬浮 D以上均不对【例9】 小笛同学只有弹簧测力计和装有水的杯子以及细线, 想测定一个金属块的体积, 她设计 了如下实验

6、(A)(B). 请根据两次实验的数据计算：(g 取 10N/kg)(1) 金属块完全浸没水中时所受到的浮力为 N ;(2) 金属块的体积为 cm3.(3) 小笛又思考了一下, 这个实验还可以测出此金属块的密度, 请你帮她计算出此金属 块的密度为 kg/m3.【例10】受到小笛的启发, 小婧怡同学为了测定某种液体密度, 在只有弹簧测力计、烧杯、水的情况下, 设计了以下实验. 请你根据三次弹簧测力计的示数及已知的水的密度 水 , 计 算出这种液体的密度为 【例11】请你根据浸没在液体中的物体受到的浮力与重力的大小关系, 推导物体漂浮、悬浮、沉 底的条件.(1) 若 F 浮G, 则松手后物块将 ,

7、稳定后的状态为 ;根据 F 浮G, 则松手后物块将 , 稳定后的状态为 ; 根据 F 浮G, 推导出 物 液.【例12】(1)若将甲、乙、丙三个体积相等的球, 投入水中后, 状态如下图所示. 则: 甲、乙、丙三个球密度大小排序 甲、乙、丙三个球质量大小排序 三个球所受浮力大小排序 (2)若将甲、乙、丙三个质量相等的球, 投入水中后, 甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉底. 则: 甲、乙、丙三个球所受浮力大小排序 三个球体积大小排序 【例13】一只小青蛙第一次跳入装有甲液体的杯中, 沉到杯底; 第二次这只小青蛙跳到另一杯乙 液体中, 处于漂浮状态, 则小青蛙两次所受浮力大小关系为( )A. F浮甲 F浮

8、乙 B. F浮甲 = F浮乙 C. F浮甲 F浮乙 D. 都有可能【例14】在弹簧下挂一个小塑料桶, 桶下面吊一个小石块, 石块静止 时弹簧下端的指针指在铁架台立柱上的位置 A, 如图甲所示. 取一个装 满水的溢水杯, 在缓慢地把石块没入 水中的过程中, 从溢水杯中溢出的水 全部流到溢水口旁的小空杯里. 溢水 杯中的水不再溢出时, 弹簧的指针指 在位置 B, 如图乙所示. 在把小杯里 的水缓慢倒入弹簧下的小桶中的过程中, 弹簧又伸长, 如图丙所示. 水全部倒入小桶后, 弹簧的指针所指的位置相对于位 置 A 会(填“偏上”、“偏下”或“重合”).【例15】将质量为 200g 的物体缓缓浸没在盛满

9、水的杯子中后, 溢出160g 水, 放手后物体最终会( )A沉入水底 B漂浮在水面上 C悬浮在水中 D无法判断其沉浮情况【例16】( 已 知 : = 0.6 103 kg/ m3 , = 0.8103 kg/ m3, = 7.9 103 kg/ m3 ,水银 = 13.6 103 kg/ m3 )将一木块投入到一装满水的容器中, 溢出10 g 水; 若将此木块投入 到装满酒精的容器中, 溢出 g 酒精.将一铁块投入到一装满水的容器中, 溢出10 g 水; 若将此铁块投入 到装满酒精的容器中, 溢出 g 酒精.将一铁块投入到一装满水的容器中, 溢出10 g 水; 若将此铁块投入到装满水银的容器

10、中, 溢出 g 水银.【例17】在实施“国家 863”计划中, 某材料科学家研制出一种高分子聚合材料, 它的某些性能优 于制造飞机的铝合金, 应用前景十分广阔. 它的密度介于酒精和水之间, 取一小块这种 材料的样品放入盛满水的烧杯中, 静止后溢出了 90g 水, 将其放入盛满酒精的烧杯中, 静止后溢出了 80g 酒精, 已知酒精的密度为 0.8g/cm3, 则可计算出这种材料的密度是 ( )A 0.8g/cm3 B 0.85g/cm3 C 0.9g/cm3 D 0.95g/cm3【例18】把木块放在水中时, 露出部分为木块体积的 1 , 将物体 A 放在木块上, 木块露出水面的2体积为 1 ,

11、 拿掉物体 A, 把物体 B 放在木块上, 木块露出水面的体积为 1 若物体 A 的3 4体积是物体 B 体积的 2 倍, 物体 A、B 的密度之比是( ) A 2:3【例19】科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤. 他们找来一个瓶身为柱状体 的空饮料瓶, 剪掉瓶底, 旋紧瓶盖, 在瓶盖系上一块质量适当的石块, 然后将其倒置在 水桶里, 如图所示. 使用时, 只要把被测物体投入瓶中, 从水面所 对的刻度就可以直接读出被测物体的质量.1在这里石块的作用是什么?试应用所学物理知识分析其中的道理.2这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗? 为什么?3经测量, 该饮料瓶圆柱状部分的直径为 8.0c

12、m, 当浮力秤中不放 被测物体时, 水面所对位置为零刻度(如图所示). 请根据图中标明 的长度值, 通过计算, 在 1、2、3、4 各刻度线右侧给浮力秤标明对 应的质量值. ( 取 3.1, 最后结果只保留整数)模块五 思考题【例20】下列关于 5N 的水能产生浮力大小的说法正确的是( )A一定小于 5N B一定等于 5N C一定不大于 5N D可以大于 5N【例21】开动脑筋设计实验(1) 请你设计一个实验, 利用一架天平(含砝码)、一个装有适量水的烧杯来测定你整个 食指的体积. (2)请你设计一个实验, 利用一架天平(含砝码)、一个装有适量水的烧杯来测定你食指中 间一节的体积.(3)请你设

13、计一个实验, 利用一架天平(含砝码)和一个量筒、水、细线, 测量一个小石块 的密度.【练1】 下列说法中正确的是( ) A物体浸没在水中越深, 受的浮力越大 B密度较大的物体在水中受的浮力大 C重的物体受的浮力小 D同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大【练2】 通常在煮饺子时, 将包好的饺子放入沸水中：(1)饺子将沉在锅底, 这是为什么? (2)待水 沸腾后, 饺子逐一浮出水面, 这是为什么? (3)煮一会儿后, 往往需要向锅中加入少许凉 水, 这又是为什么?【练3】如图所示为我国古代船工打捞深水中重物(铁牛)的示意图船工先将绳索的 一端捆牢铁牛, 另一端捆在两木船间的大木头上, 使绳索

14、绷紧, 然后将船上的沙土逐渐 抛人水中从船工开始抛沙土到铁牛即将离开河床的过程中(假设水面的升降忽略不 计铁牛位置不变, 绳索不可伸长）以下物理量, 始终不发生变化的是( )A铁牛和船(包括船上的人、木头及剩余的沙土)受到的 总重力B船(包括船上的人、木头及剩余的沙土)受到的浮力 C绳索对铁牛的拉力D铁牛对河床的压强【练4】 某地质勘探队将设备装在木筏上渡河, 若不载货物, 人和木筏共重为 G , 木筏露出水面 的体积是木筏总体积的1 / 3 , 则此木筏的载货重至多为 【练5】将适量的橡皮泥黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中), 这就制成了一 个很有用的土仪器将它分别放在盛有不同液体杯中

15、, 静止时的情景如图所示对于这个土仪器所运用的知识或用途, 下列说法不正确的是( )A运用了二力平衡的知识 B运用了物体的漂浮条件 C用它可以比较不同液体密度的大小 D用它直接可以测出液体密度的大小【练6】欢欢利用小试管、螺母和细线制成了一个“土密度计”, 用图所示的方法测量液体的密度. “土密度计”在酒精( 0.8103 kg/m3 ) 中静止时露出液面的高度是 2cm, “土密度计”在水中静止时露出液面的 高度为 3cm; “土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为 3.8cm. 则此硫酸铜溶液的密度为 kg/m3 .42 初二物理竞赛班第 3 讲学生版死海不死在亚洲西部, 巴勒斯坦

16、和约旦交界处, 有一个“死海”. 远远望去, 死海的波涛此起彼 伏, 无边无际. 但是, 谁能想到, 如此浩荡的海水中竟没有鱼虾、水草, 甚至连海边也寸草 不生？这大概就是“死海”得名的原因吧.然而, 令人惊叹的是, 人们在这无鱼无草的海水里, 竟能自由游弋; 即使是不会游泳 的人, 也总是浮在水面上, 不用担心会被淹死. 真是“死海不死”.传说大约两千年前, 罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷, 攻到死海岸边, 下令处决俘虏来的 奴隶. 奴隶们被投入死海, 并没有沉到水里淹死, 却被波浪送回岸边. 狄杜勃然大怒, 再 次下令将俘虏扔进海里, 但是奴隶们依旧安然无恙. 狄杜大惊失色, 以为奴隶们受神灵保 佑, 屡淹不死, 只好下令将他们全部释放.那么, 死海海水的浮力为什么这样大呢？因为海水的咸度很高. 据统计, 死海水里含 有多种矿物质：135.46 亿吨氯化钠（食盐）; 有 63.7 亿吨氯化钙; 有 20 亿吨氯化钾; 另 外还有溴、锶等. 把各种盐类加在一起, 占死海全部海水的 2325. 这样, 就使海水 的密度大于人体的密度, 无怪乎人一到海里就自然漂起来, 沉不下去.如果向水中逐渐加入盐, 杯中鸡蛋 最终会怎样呢？请你试一试吧！