内容正文:
第11讲 浮力
1.定义:浸在__液体__(或__气体__)里的物体受到液体(或气体)__向上__的__托力__。
2.浮力的方向总是__竖直向上__。
3.浸没在液体中的物体,其上下表面受到液体对它的压力不同,如图所示,物体受到的浮力F浮=__F2-F1__。
4.计算浮力的方法之一:物体所受的重力为G,物体浸在液体中时弹簧测力计示数为G′,则F浮=G-G′。
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,如图所示,乒乓球保持静止状态,则乒乓球( C )
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
变式题 将石蜡块放在涂有石蜡的水槽底部(接触面十分光滑且结合紧密),再缓缓向水槽中注入水,使石蜡块浸没在水中,则( C )
A.石蜡块上浮
B.石蜡块悬浮在水中
C.石蜡块被压在槽底
D.无法判断
1.阿基米德原理:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于__物体排开的液体受到的重力__。
2.公式:F浮=__G排液__=__ρ液V排液g__。
(1)物体完全浸入液体中(浸没):V排液=__V物__。
(2)物体部分浸入液体中,V排液<V物,V排液=__V物-V露__。(用V露代表物体露出液面的体积)
3.浮力只跟__液体密度__和__物体排开液体的体积__有关。
[2021·绍兴]如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是(g取10 N/kg)( B )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
归纳与演绎是一种非常重要的科学方法,下表是兴趣小组归纳“根据ρ=,运用浮力知识间接测量固体密度”的方法,请回答:
方法
一
二
实验器材
弹簧测力计、烧杯、水
量筒、细铁丝、水
操作过程
思维过程
因为m=
V物=V排=
所以ρ物===
……
(2)ρ物=__ρ水__(用V1、V2、V3、ρ水表示)
数据处理
(1)ρ物= __3×103__千克/米3
——
适用范围
ρ物>ρ液
ρ物<ρ液
变式题 边长为4 cm、密度为2×103 kg/m3的立方体橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底;当将其捏成一只小船时,便能漂浮在水面上。下列计算结果正确的是(g取10 N/kg)( D )
A.橡皮泥块的质量是12.8 g
B.橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28 N
C.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.64 N
D.橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是1.28×10-4 m3
应用阿基米德原理求浮力
应用阿基米德原理求浮力应注意:
(1)熟练运用原始公式:__F浮=ρ液gV排__。
(2)注意各个物理量单位的统一。
(3)注意各字母下标的含义,如V物、V排、V露等。
古希腊科学家阿基米德鉴别皇冠的故事为众人所乐道,他把与皇冠等质量的黄金以及皇冠分别放入水中,并比较两者排出水的体积,从而辨别出了真伪。小徐用浮力知识来鉴别皇冠真伪,现用弹簧测力计测得皇冠重力为G,浸没在水中静止时,弹簧测力计示数为F。已知水的密度为ρ水,黄金的密度为ρ金,银的密度ρ银,ρ金>ρ银。
(1)阿基米德测得皇冠是假的,掺入了银,那么皇冠相比黄金排出水的体积__较大__(填“较大”“一样大”或“较小”)。
(2)①请根据小徐测得的数据推导皇冠密度表达式为__ρ皇冠=ρ水__。
②若比较发现__ρ皇冠<ρ金__,则证明皇冠是假的。
小金想测量一个挂件的密度,他用2个碗、2个相同的圆柱形平底空瓶、刻度尺,巧妙地利用如图所示的装置进行实验测量,ρ水=1×103 kg/m3,下面是他的实验过程:
A.把小碗放入加满水的大碗,小碗漂浮,水溢出;
B.把挂件放入小碗,把此次溢出的水倒入一个空瓶,用刻度尺量出水柱高度h1=20 cm;
C.拿掉小碗和挂件,__将大碗中的水装满__;
D.把挂件沉没浸入大碗,把再次溢出的水倒入第二个空瓶,用刻度尺量出水柱高度h2=10 cm。
(1)请把实验步骤C补充完整。
(2)列式计算挂件密度。
【答案】解:设空瓶的底面积为S,挂件放入小碗后受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh1,
又F浮=G,
可得m=ρ水Sh1,
挂件体积V物=Sh2,
可得挂件密度ρ物=====2×103 kg/m3。
变式1 一盛水的圆柱形平底容器静置于水平桌面上,容器的底面积为200 cm2,容器和水的总重为1