内容正文:
第十章 压强和浮力
课时10.4 浮力
1. 知道浮力产生的原因,了解浮力的概念及方向;
2. 会利用称重法,测量、计算浮力
3. 理解浮力的大小与什么因素有关;
4. 理解阿基米德原理,知道浮力的大小跟排开液体所受重力的关系;
5. 能利用阿基米德原理求浮力、体积、密度。
· 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,这个力叫作浮力。
(2) 方向:竖直向上;
(3) 施力物体:液体或气体;
· 称重法测量物体的浮力
1. 用弹簧测力计测出物体所受的重力;
2. 将物体逐渐浸入水中,直到完全浸没,记录弹簧测力计的示数;
3. 改变物体在水中的深度,观察并记录弹簧测力计的示数;
4. 将物体浸没在浓盐水中,观察弹簧测力计的示数,并与物体浸没在水中时弹簧测力计的示数进行比较;
结论:F浮 = G物 -F示。
· 实验:控制变量法探究浮力大小与哪些因素有关
1. 探究F浮与ρ液的关系时,应控制V排不变;
2. 探究F浮与V排的关系时,应控制ρ液相同;
结论:浸在液体中的物体,所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体的密度有关;
· 阿基米德原理
(1) 内容:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于被物体排开的液体所受的重力。
(2) 公式:遵循阿基米德原理,F浮=G排液=ρ液V排液g
考点一 浮力产生的原因
1.乒乓球漂浮于水面上,乒乓球所受浮力的施力物体是( )
A.空气 B.乒乓球 C.水 D.盛水容器
【分析】浸在液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力,乒乓球漂浮于水面上,所以乒乓球所受浮力的施力物体是水。
【解答】解:因乒乓球漂浮于水面上,浮力的施力物体是水、方向竖直向上。
故选:C。
【点评】物体所受浮力的施力物体是所浸入的液体;乒乓球受到水的浮力,所以浮力的施力物体是水,此题比较简单,属于基础知识。
2.关于物体所受的浮力,下列说法中错误的是( )
A.在水中下沉的物体受浮力
B.沉在水底的铁球不受浮力
C.太空中的卫星不受浮力
D.水中的桥墩不受浮力
【分析】浮力是液体或气体对浸在其中的物体产生的向上托的力,其实质是物体在液体或气体中上下表面受到的压力差。
【解答】解:
A、下沉的物体、沉在水底的铁球,其上下表面受到水的压力不同,所以都受到浮力的作用,故A正确,B错误;
C、太空中没有大气,所以太空中的卫星不受浮力,故C正确;
D、桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压强,也就没有受到向上的压力,故桥墩不受浮力作用,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了对浮力的概念,浮力产生原因的理解,深入理解浮力的概念是解答的关键。
3.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮。此实验说明了( )
A.大气存在压强
B.流体流速越大压强越小
C.浮力产生的原因是液体(或气体)对浸在其中的物体上下两个表面存在压力差
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
【分析】浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力。
【解答】解:开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,故此实验说明了浮力产生的原因是液体(或气体)对浸在其中的物体上下两个表面存在压力差。
故选:C。
【点评】掌握浮力产生的原因,物体排开液体时不一定受到浮力,例如在水中的桥墩,陷在泥里的腿等等。物体受到浮力一定是物体下面有液体。
4.利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的,随着α角的改变,悬线与水平面的夹角将 保持不变 (选填“改变”或“保持不变”),剪断悬线,小气球将沿 竖直向上 方向运动。
【分析】浮力的方向总是竖直向上的;剪断悬线,小球受到竖直向上的浮力大于竖直向下的重力,据此分析小球的运动方向。
【解答】解:浮力的方向总是竖直向上的,随着α角的改变,悬线与水平面的夹角不会改变(始终为90°);
剪断悬线,由于竖直向上的浮力大于竖直向下的重力,所以小气球将沿竖直方向向上运动。
故答案为:保持不变;竖直向上。
【点评】本题考查了浮力的方向,属于基础知识,要掌握。
考点二 探究影响浮力大小因素的实验
5.在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,可以探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关的是图中的( )
A.甲和丙 B.甲和乙 C.乙和丁 D.丙和丁
【分析】物体所受浮力的大小与液体的密度