内容正文:
1.3水的浮力(1)
浮力、浮力大小的测定
一、知识要点
1.浮力的存在
树叶漂浮在水面上,轮船漂浮在海面上:鱼在水中游,潜水艇隐蔽
在大海中。树叶、轮船、小鱼、潜水艇都有重力,为什么都能静止在水面
或水中呢?在竖直方向上是平衡状态,所以物体必然受到向上的托力,而
且F托=G,这个向上的托力就是浮力。
同理,气球也受到空气的托力。这种托力也是浮力。
2.浮力
(1)浮力:浸在液体或气体中的物体,受到液体或气体向上的托力。
“浸入”包含完全浸没和部分浸入。
(2)方向:总是【竖直向上】,因重力总是竖直向下的。
(3)施力物体:液体或气体。
(4)本质:液体或气体对物体向上和向下的压力差。
(
:下表面受到的压力,
:上表面受到的压力)
地球上的物体总是受到地球对它的引力,即都有重力,所以液体或气体内部都有压强,压强值随着深度的增大而增加。那么对于浸入液体或气体中的物体,其各个方向上都必然受到液体或气体对它的压力,越深压力越大。即上述F向左和F向右是一对平衡力,而F向上一定大于F向下,这压力差就是物体受到的浮力的数值。
由于重力是竖直向下的,那么浮力一定与之相反的,即浮力总是竖直向上的。
在失重的状态下,物体是不受浮力的,所以在天宫一号上,向水中吹入一个气泡,这个气泡会停留在水中,不会上浮。同理,航天员在地面上训练时,让宇航员在水中操作来模拟太空中的失重状态。
人在空气中也受到浮力,只是浮力的数值小,被忽略而已。
3.浮力大小的测量
G=F1
G=F2+F浮
得F浮=G-F2
二、经典例析
【例1】将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中。就此现象,下列分
析正确的是 ( )
A.木块受到浮力,石块不受到浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受到浮力
D.木块和石块都受到浮力
【例2】如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球 ( )
A.仍受水的浮力
B不受水的浮力,也不受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.无法判断
【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= 牛。
(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= 牛。
(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= 牛。
(4)该实验是通过 的物理方法,建立起浮力概念的。
【例4】一位物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验,如图所示,将一只塑料可乐瓶剪去底部,把一只兵乓球放在瓶内,然后向瓶内注水。观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出(图甲),但乒乓球并不上浮,这是因为 。若用手堵住瓶口(图乙),可观察到乒乓球浮起,这是因为 。
三、习题精选
1、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如右图所示。画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是 ( )
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
2、小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验。将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)。在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变
B.弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变
C.弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大
D.弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
3、如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的关系是( )
A. F1> F2 ; B. F1=F2; C.F1 <F2; D.无法判断.
4、下列关于浮力的说法中正确的是( )
A.浮力都是由水产生的
B.只有固体才能受到浮力的作用
C.浮力方向与重力方向相反
D.在不同液体中浮力方向会不同
5、用弹簧测力计测出一个物体重为4牛,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数变为3牛,则该物体在水中受到的浮力是( )
A.7牛 B.4牛 C.3牛 D.1牛
6、如图,将两个完全一样的的长方体分别放入水平与竖直放置在盛水的容器中,则两个长方体所受到的( )
A.上下压强差相等,浮力不等
B