第3讲 浮力学生版.docx

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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=ρ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.阿基米德原理：

F浮=G排液

题常用的方

3.公式法：

F浮=ρ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ρ0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;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）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,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（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ρ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

根据F浮

（2）若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ρ物ρ液.

（3）若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ρ物ρ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浮乙B.F浮甲=F浮乙C.F浮甲

【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:

ρ=0.6⨯103kg/m3,

ρ=0.8⨯103kg/m3

ρ=7.9⨯103kg/m3,

水银

ρ=13.6⨯103kg/m3）

①将一木块投入到一装满水的容器中,溢出10g水;若将此木块投入到装满酒精的容器中,溢出g酒精.

②将一铁块投入到一装满水的容器中,溢出10g水;若将此铁块投入到装满酒精的容器中,溢出g酒精.

③将一铁块投入到一装满水的容器中,溢出10g水;若将此铁块投入到装满水银的容器中,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（）

A0.8g/cm3B0.85g/cm3C0.9g/cm3D0.95g/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,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

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体积是物体B体积的2倍,物体A、B的密度之比是（）A2:

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8.0cm,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.（π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5NB．一定等于5NC．一定不大于5ND．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,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（ρ＝0.8⨯103kg/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23％～25％.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！