第5课 阿基米德原理-2021-2022学年九年级物理上册专项讲义（上海沪教版）

第5课 阿基米德原理 1掌握浮力的定义 2掌握阿基米德原理、公式以及浮力在现实生活中的应用 知识点01 浮力 一、浮力 （1）定义：浸在液体（或气体）中的物体会受到向上的力，这个力叫做浮力。 （2）浮力的施力物体是液体（或气体），方向是竖直向上。 （3）浮力产生的原因：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力F浮=F上–F下。 解读：若物体下部没有液体则物体不受浮力作用。例如插入河底淤泥中的木桩和已粘在杯底上的铁块都不受水的浮力。浸在气体中的物体也受到气体对它竖直向上的浮力，但一般情况下不考虑气体对物体的浮力。 二、决定浮力大小的因素 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关；还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。 解读：弹簧测力计下挂着一个物体，当物体逐渐浸入水中时，弹簧测力计的示数逐渐减小，物体受到的浮力逐渐增大。将一个空心的金属球浸没在水中并上浮，随着露出水面的体积逐渐增大时，球所受的浮力将逐渐变小，球所受的重力不变，当球浮在水面静止时，所受浮力和它的重力相等。 【即学即练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，如图所示。图上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 解析：鸡蛋悬浮在液体中，此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同，这个压力差就是鸡蛋所受浮力，因浮力的方向总是竖直向上的， 答案：B 【即学即练2】在公园平静的湖水中，经常能看到从湖底产生的气泡向上升。则气泡在水中向上升的过程中，下列说法正确的是（ ） A.气泡所受的液体压强不变 B.气泡所受的液体压强变小 C.气泡所受的浮力变大 D.气泡所受的浮力不变 解析：因气泡从湖底向上升，深度减小，由液体压强公式p=ρgh知，密度不变，h减小，故压强p减小； 气泡收到的压强减小，所以体积变大，由阿基米德原理F浮力=ρ液gv排知，浮力变大． 答案：BC 知识点02 阿基米德原理 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。 （1）实验器材：溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶。 （2）实验步骤： ①如图甲所示，用测力计测出金属块的重力； ②如图乙所示，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的示数。同时，用小桶收集物体排开的水； ③如图丙所示，测出小桶和物体排开的水所受的总重力； ④如图丁所示，测量出小桶所受的重力。 结论1.内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2.公式： 解读：在应用阿基米德原理时应注意：①“浸在”包含两种情况：一是物体有一部分浸在液体中，此时V排=V浸入<V物；二是物体全部没入液体中，此时V排=V浸入=V物。 ②“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，这里要注意浮力本身是力，只能和力相等，很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量，不具有可比性；这里所受的重力，不是物体所受的重力，而是被排开液体所受的重力。 ③由F浮=ρ液gV排，可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状，与在液体中是否运动，液体的多少等因素无关。 ④阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气体所受的重力。即F浮=G排=ρ气gV排。 【即学即练3】用弹簧测力计在空气中称得一石块重为1 N，将石块完全浸入水中，弹簧测力计的示数为0.6 N，则石块在水中受到的浮力为_________N，石块的体积为________cm3。 【答案】0.4 40 【解析】由题意可知，两次弹簧测力计示数差为0.4 N，由力的平衡知识可知，石块在水中受到的浮力为0.4 N；由阿基米德原理可知，石块所受浮力的大小等于石块排出水的重力，故石块排出水的重力为0.4N；由公式F浮＝ρ液gV排，V石＝V排＝ ＝ ＝40cm3。 考法01 阿基米德原理实验 1.（2021八下·江都期末）下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程，请根据图示完成下面的填空。 （1）在情景图B中存在的错误是________。 （2）纠正错误后，在情景C中圆柱体排开水的重力可由________两图弹簧测力计的示数求出. （3）实验表明：浸在水中的物体受到的浮力________物体排开水受到的重力。 （4）纠正错误后，圆柱体从刚接触水面到浸没水中，水对溢水杯底的压强________ （增大/减小/不变）