第五节《浮力》师生导学案1docWord格式文档下载.docx

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ρ液=23ρ液

③悬浮与漂浮的比较

相同：

F浮=G

不同：

悬浮ρ液=ρ物；

V排=V物

漂浮ρ液<

ρ物；

V排<

V物

④判断物体浮沉（状态）有两种方法：

比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。

⑤物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中，示数为F则物体密度为：

ρ物=Gρ/（G-F）

⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。

5、阿基米德原理：

（1）、内容：

浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。

（2）、公式表示：

F浮=G排=ρ液V排g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。

（3）、适用条件：

液体（或气体）

6：

漂浮问题“五规律”：

（历年中考频率较高，）

规律一：

物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；

规律二：

同一物体在不同液体里，所受浮力相同；

规律三：

同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；

规律四：

漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；

规律五：

将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。

7、浮力的利用：

（1）、轮船：

工作原理：

要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。

排水量：

轮船满载时排开水的质量。

单位t由排水量m可计算出：

排开液体的体积V排=；

排开液体的重力G排=mg；

轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。

（2）、潜水艇：

潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。

（3）、气球和飞艇：

气球是利用空气的浮力升空的。

气球里充的是密度小于空气的气体如：

氢气、氦气或热空气。

为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。

（4）、密度计：

原理：

利用物体的漂浮条件来进行工作。

构造：

下面的铝粒能使密度计直立在液体中。

刻度：

刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大

8、浮力计算题方法总结：

（1）、确定研究对象，认准要研究的物体。

（2）、分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态（看是否静止或做匀速直线运动）。

（3）、选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。

计算浮力方法:

①称量法：

F浮= 

G－F（用弹簧测力计测浮力）。

②压力差法：

F浮=F向上－F向下（用浮力产生的原因求浮力）

③漂浮、悬浮时，F浮=G（二力平衡求浮力；

）

④F浮=G排或F浮=ρ液V排g（阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）

⑤根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）

【学后消化】

[例1]将质量是2.34千克的钢块浸没在水中，受到的浮力是多大?

（钢块的密度为7.8

×

103千克／米3）

[解析]由于钢块浸没在水中，故V排水＝V钢。

因此可以先根据钢块质量，计算出钢块的体积，即算出钢块浸没在水中时排开水的体积，然后再根据阿基米德原理求解。

V排水＝V钢＝

＝

＝3×

10—4米3

F浮＝G排水＝ρ水gV排水＝1.0×

103千克／米3×

9.8牛／千克×

3.0×

10—4米3=2.94牛

[答]钢块受到的浮力为2.94牛。

[例2]一只铁球在空气中重3.12牛，全部浸没在水中重为2.5牛，问这个铁球是实心的还是空心的?

（ρ铁＝7.8×

[解析]这类题有多种解法。

解法一:

比较密度。

先计算出铁球在水中所受的浮力，再计算出排开水的体积，即为球的体积，从而求出球的密度ρ球，再与铁的密度ρ铁相比较，就可知球是否空心。

F浮＝G—G＇＝3.12牛—2.5牛＝0.62牛

V排水＝

＝6.3×

10—5米3

ρ球＝

5.05×

103千克／米3

因为ρ球<

ρ铁，所以此球是空心铁球。

解法二:

比较重力。

先由浮力知识求出铁球排开水

的体

积，然后求出具有这样体积的铁球的

重力，把这个重力与铁球的实际重力相比，如果大于实际重力则为空心。

[来源:

学,科,网]

F浮＝G—G＇＝ρ水gV排水

V排水=

=0.63×

G＝m铁g＝ρ铁gV排水＝4.82牛>

3.12牛

所以是空心的。

解法三:

比较体积。

先根据铁球在空气中的重力和铁的密度，求出有此重力的实心铁球应有的体积V应，然后由浮力求出铁球的实际体积，再比较这两个体积，即能判定铁球是否空心。

V应＝

=0.4×

10-4米3

V实＝V排水＝0.63×

因为V实>

V应，所以此铁球是空心的。

[答]此球是空心的。

1.阿基米德原理可用公式F浮＝ρgV表示，式中ρ是液体的密度，V是物体排开液体的体积，浮力的方向是竖直向上的。

2.弹簧秤的下端挂着一只装满水的薄塑料袋（袋本身体积和重力不计），秤的读数为20牛，若将它完全浸入水中，它受到的浮力F浮＝20牛，此时弹簧秤的读数为0牛。

3.如图1一23所

示为一平底试管，长为l1，横截面积为S，倒扣并漂浮在水面上，其露出水面的长度为l2，进入管内的水柱长为l3，水的密度为ρ,则试管受到的浮力为.（D）

A.ρgSl

1B.ρgS（l1—l2）C.ρgSl2D.ρgS（l1—l2—l3）

4.边长为10厘米的正方体木块，放入水中后，有

的体积露出水面。

求该木块受到的浮力。

[解]V木＝10-3米3

V排水＝6×

F浮＝ρ水gV排水＝5.88牛

1.水下6米深处有一条体积为300厘米3的鱼，它受到的浮力为2.94牛，这条鱼若再向上游5米，则它受到的浮力将不变。

（假设鱼本身体积不变）[来源:

学_科_网]

2.下列有关阿基米德原理的说法中，错误的是（A）

A.浸在液体中的物体所受到的浮力，就是物体所排开液体的重力

B.物体在液体中所受的浮力，其大小等于物体在液体中所减轻的重

C.物体浸没在液体中所受的浮力，其大小等于物体体积和液体密度及常数g的乘积

D.浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体所排开的液体受到的重力

3.如图1—24所示是探究阿基米德原理的实验装置图，请对实际步骤作出补充说明:

（1）甲步骤:

向溢杯中注满水。

（2）乙步骤:

在空气中先称出物体重力G，然后将物

体浸没在水中，读出弹簧秤的示数G＇，两次示数之差（G—G＇）是物体在液体中受到的浮力。

（3）丙步骤:

两次弹簧秤示数之差（F1—F2）测出的是物体排开液体所受的重力。

比较

（2）（3）两次实验的结果，得出结论:

浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排出的液体的重力。

4.质量相同的铝球、铁球和铜球（ρ铜>

ρ铁>

ρ铝）分别浸没在水中，三只球受到的浮力（A）

A.铝球所受的浮力最大B.铁球所受的浮力最大

C.铜球所受的浮力最大D.三只球所受浮力一样大

5.有一个边长为L的立方体木块，放入水中时有

L露出水面，求木块的密度ρ木。

[答]ρ木＝0.75×

[深化提高]

6.一石块在空气中用弹簧秤称得示数为G，浸没在水中（ρ1）时示数为G1，浸没在密度为ρ2的液体中示数为G2，则ρ2的值为（A）

A.

B.

C.

D.

7.一体积为0.1分米3的金属块挂在

弹簧秤下，若将此金属块浸没在水中后，弹簧秤示数为6.8牛，求此金属块所受的浮力和金属块的重力及密度。

（取g＝10牛／千克）

[解]V排＝V物＝0.1分米3＝1.0×

10-4米3[来源:

学科网]

F浮＝ρ水gV排＝1.0×

10牛／千克×

1.0×

10-4米3＝1牛

所以G物＝6.8牛+1牛＝7.8牛

m物=

=

=0.78千克

ρ物=

=7.8×

103千克/米3

[例1]有一体积是2分米3、密度是0.6×

103千克／米3的木块，用绳子将它拴在水池底部的钩子上，如图1—26所示。

如果绳子断了，木块就上浮到水面。

问:

（1）木块在上浮过程（未露出水面）中，受到浮力的大小是否会发生变化?

（2）木块漂浮在水面时露出液面的体积多大?

[解析]由于ρ木<

ρ水，根据物体浮沉条件可知，当绳子断了时，木块受到的浮力F浮>

G木。

（1）木块在上浮过程中，当木块尚未露出水面时，由排开液体受到的重力大小不

变，故受到浮力大

小将不发生改变。

（2）木块受到的重力。

G木＝m木g＝ρ木gV木＝0.6×

9.8牛／千克×

2×

10-3米3＝11.8牛

由于木块最后处于漂浮状态，则有F＇浮＝ρ水gV

排＝G木

所以V排＝

＝1.2×

10-3米3

所以V露＝V木—V排＝0.8×

10-3米3＝0.8分米3

[答]略

[例2]现有甲、乙两种实心物体，已知ρ甲＝1.2×

103千克／米3，ρ乙＝0.8×

103千克／米3，ρ水＝1.0×

103千克／米3。

（1）当取相同质量的甲、乙两种固体，投入到水中，甲和乙两物体所受浮力之比F甲:

F乙是多少?

（2）当取相同体积的甲、乙两种固体，投入到水中，则甲和乙两物体所受浮力之比F＇甲:

F＇乙是多少?

[解析]解此类题目的关键在于先根据物体和液体的密度大小判断物体静止时所处的状态，即是沉在容器底还是悬浮或漂浮，然后再根据具体所处状态和物体浮沉条件进行解答。

Z+xx+k.Com]

因为ρ甲>

ρ水，所以甲物体放入水中应是下沉的。

ρ乙<

ρ水，乙物体放入水中则应处于漂浮状态。

（1）设m甲＝m乙

＝m

F甲＝ρ水gV甲＝ρ水g·

F乙＝G乙＝m乙g＝mg

（2）设V甲＝V乙＝V

F＇甲＝ρ水gV甲＝ρ水gV

F＇乙＝G＇乙＝V乙ρ乙g＝Vρ乙g

所以

[课内练习]

1.一只实心球浸没在水中，则实心球（D）

A.一定下沉B.一定上浮C.一定悬浮D.都有可能

2.一只实心球恰好能悬浮于酒精中（ρ酒精＝0.8×

103千克／米3），把此球浸没于水中，则（B）

A.一定下沉D.一定上浮C.悬浮D.都有可能

3.一块马铃薯恰好能悬浮在某一浓度的盐水中，如果将这块马铃薯切成大小不等的两块，仍放到这一盐水中，则（D）

A.大的一块下沉，小的一块漂浮B.两块

都下沉

C.两块都上浮D.两块都悬浮

4.某物体的质量为100克，当把它放进盛满水的容器中时，溢出50毫升的水，则此物体（B）

A.浮在水面上B.沉到容器底部C.悬浮在水中D.无法判断

1.放在水中的一只鸡蛋，由于鸡蛋受到的重力大于浮力，鸡蛋下沉。

如果要使鸡蛋能浮起来，可以在水中加一些盐，从而增加液体密度。

2.测定人体血液的密度，常采取在几支试管内分别装入密度不同的硫酸溶液，再向每支试管中滴入一滴血液。

若血液在其中一试管内悬浮，则说明血液的密度就等于该试管内硫酸铜溶液的密度（每支试管内硫酸铜溶液的密度是已知的）。

这是为什么?

[解]可以将血滴看成实心物体，根据物体的浮沉条件可知，处于悬浮状态下的实心物体，物体的密度恰好等于液体的密度，故可以观察血滴在哪支试管内悬浮，则血液密度恰好等于该溶液的密度。

3.等重的实心铜块和铅块，它们的质量之比是1:

1

，体积之比为113:

89。

投入水中，受到的浮力之比是113:

89；

投入水银中，受到的浮力之比是1:

1。

（ρ铜＝8.9×

103千克／米3，ρ铅＝11.3×

4.一木块浮在密度为ρ的液体中，受到的浮力为F，若将它投入到密度为2ρ的另一液体中，稳定后，木块受到浮力F＇，则F和F＇的关系为（B）

A.F＇＝2FB.F＇

＝FC.F<

F＇<

2FD.都有可能

5.把体积相同的实心铝球与铜球浸在水银里，当它们静止时（B）

A.铝球受的浮力大B.铜球受的浮力大C.两球受的浮力一样大D.无法比较

6.质量为270克的铝球悬浮于水中，求:

学.科.网]

（1）球受到的浮力应是多少；

（2）球的体积应是多少；

（3）球中间空心部分的体积是多少。

（ρ铝=2.7×

103千克／米3g＝10牛／千克）[来源:

Z*xx*k.Com]

[解]

（1）由于铝球悬浮在水中

所以F浮＝m铅g＝0.27千克×

10牛／千克=2.7牛

（2）V球＝V排

F浮=ρ水gV排=ρ水gV球

V球＝

＝2.7×

（3）V实＝

＝10-4米3

所以V空＝V球—V实＝1.7×

7.如图1—27所示，一根弹簧原长15厘米，其下端固定在容器底部，上端连接一个边长为4厘米的正方体实心木块，向容器里注水，当水深达到18厘米时，木块一半浸入水中；

当水深达到22厘米时，木块上表面正好与水面相平，求木块的密度。

[解]解此题关键是:

①分析弹簧伸长的长度；

②弹簧伸长的长度和所受拉力成正比；

③

受力分析。

当木块有一半浸没时:

F1＝ρ水g

V—ρ木gV

△

＝1厘米

当木块刚好全浸没时，F2＝ρ水gV—ρ木gV

＝3厘米

所以ρ木＝

ρ水＝0.25×