内容正文:
课时10.1 浮力
1.浮力概念:一切浸在液体(或气体)中的物体,受到向上的力叫做浮力。浮力的方向总是竖直向上,其施力物体是气体或液体。(特殊情况除外)
2.浮力的方向:竖直向上(总是和重力方向相反)
3.浮力的施力物体:液体或气体
4.浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差(合力)就是浮力。
两种情况:
(1)完全浸没时,F浮=F向上-F向下,即浮力为上下表面压力差;
(2)不完全浸没时,F浮=F向上,即浮力直接等于下表面向上的压力。
特别说明,液体中的物体,下表面如果没有液体,则不受浮力。“物体与容器底部密合”,这种条件下,底部的液体压力就没有了。如图2所示,三个与容器底部密合的物体A、B和C。其他的比如河底的桥墩。
失重状态下,液体与物体之间没有压力,也就没有了浮力。
A
B
C
图2 与底部密合的三种情况
5.浮力的表示:
6.浮力的测量方法一(称重法或示重差法):先在空气中利用弹簧测力计挂着物体,读出弹簧测力计的示数F1。满足:
①
再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F2,对物体受力分析:
②
由①②可知:
浮力的大小。如图所示
注意事项:①“浸在”包括全部浸入和部分浸入,全部浸入时,部分浸入时。
7. 浮力的测量方法二(压力差法):F浮=F向上-F向下。此公式适用于形状规则的物体,已知上下表面的压力或上下表面的压强p及受力面积S。
8.两种特殊情况下浮力的求法:①当物体处于漂浮状态时,(二力平衡法);②当物体的下表面和容器底紧密接触时物体不再受到浮力的作用,例如水里的桥墩、沉底的轮船等。如下图所示。
▲ 浮力产生的原因
1.将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中,然后向瓶内注入水将乒乓球浸没,如甲图所示,乒乓球保持静止状态,后将饮料瓶瓶口盖住并拧紧,乒乓球迅速向上浮起,如图乙所示,则乒乓球
A.乒乓球一直受到浮力作用
B.前者不受水的浮力作用,也不受水对它的压力
C.前者不受水的浮力作用,但受水对它的压力
D.后者受到水的浮力作用的同时也受水的压力
【解析】甲图中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,所以,乒乓球不受浮力,乒乓球上部有水,水对乒乓球有一个向下的压力;
乙图中,乒乓球上浮时,上下表面受到水的压力,所以 产生了一个向上的压力差,该压力差就是浮力;
综上所述,正确。
故选:。
2.赛龙舟是我国民间端午节的传统习俗,比赛前,龙舟静止在湖面上受到竖直向上的浮力,该浮力的施力物体是
A.人 B.龙舟 C.湖水 D.船桨
【解析】漂浮在水面上的龙舟受到两个力的作用:重力和浮力,其中重力的施力物体是地球,浮力的施力物体是湖水。
故选:。
3.如图所示,边长为,重力为的正方体物块悬浮在水中,水的密度为,水对正方体上表面的压力为,水对正方体下表面的压力为,正方体上表面到水面的距离为,下列表达式中错误的是
A.对正方体受力分析得出
B.水对正方体下表面的压力
C.正方体受到的浮力
D.水对正方体下表面的压力
【解析】、重力为的正方体物块悬浮在水中,物体悬浮时,浮力等于重力,即,
浮力产生的原因是上下表面受到的压力差;即,故错误;
、由,可得,水对正方体下表面的压力,,故正确;
、正方体边长为,体积,因为浸没悬浮,,
根据阿基米德原理可求得正方体受到的浮力,故正确;
、水对正方体下表面的压强
由可得,水对正方体下表面的压力,故正确。
故选:。
4.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等
D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等
【解析】长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;
而长方体物块上下表面受到水的压强差:△,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。
综合上述分析可知,选项错误,正确。
故选:。
5.关于浮力,下列说法中正确的是
A.沉入水底的物体不受浮力
B.物体受到的浮力大小与物体的形状无关
C.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
D.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
【解析】、沉入水底时,物体和底部之间是有缝隙的,所以受浮力。故错误;
、根据可知,物体所受浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,与物体的形状无关,故正确;
、浸在液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用,上浮时受浮力,下沉时也受浮力。故错误;
、浸在液体里的物体受到浮力,在空气中的物