内容正文:
专题10浮力
1、了解浮力的概念,知道浮力的方向及产生的原因;
2、理解阿基米德原理,熟练掌握原理的内容、公式以及阿基米德原理的适用范围;
3、运用浮力知识解决有关问题;
4、知道物体浮沉条件;
5、知道浮力的利用。
要点一、浮力
当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上托的力,这个力就是浮力。
[归纳梳理]
1. 一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
2. 浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′
3. 阿基米德原理:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于它排开的液体受的重力。
用公式表示为;F浮=G排。
(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。
(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
例1:以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.甲图:空中上升的热气球
B.乙图:遨游太空的“天宫一号”
C.丙图:海中下潜“蛟龙”号
D.丁图:海中航行的“辽宁号”
例2:在下面所列的人或物体中,没有受到浮力的是( )
A.放飞的孔明灯 B.太空中的“神舟十号”
C.游弋的310渔政船 D.在游泳池仰泳的人
要点二、浮力的应用
1.浸在液体中物体的浮沉条件
(1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。
下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。
(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。
但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。
悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。
上浮 漂浮 悬浮 下沉
ρ物<ρ液 ρ物<ρ液 ρ物=ρ液 ρ物>ρ液
G物<F浮 G物=F浮 G物=F浮 G物>F浮
2.应用
(1)轮船
①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。
②排水量:轮船满载时排开的水的质量。
(2)潜水艇
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变自身重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
(3)气球和气艇
原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气),
通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受浮力大小。
3.浮力的计算方法
压力差法:F浮=F向上-F向下
阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液gV排
力的平衡法:受力分析
例1:如图所示,水面下有两艘完全相同的潜艇,其中一艘正在上浮,另一艘正在下潜,以下判断正确的是( )
A.正在下潜的是甲艇
B.没露出水面前,上浮潜艇所受的浮力不断增大
C.正在下潜的潜艇,所受的浮力不断减小
D.两艘潜艇所受的浮力相同
例2:在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛质量相等的盐水。将同一个鸡蛋先后放入其中,鸡蛋静止时如图所示。甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ1和ρ2,盐水对容器底部压强分别为p1和p2,则( )
A.ρ1>ρ2,p1>p2 B.ρ1>ρ2,p1<p2
C.ρ1<ρ2,p1=p2 D.ρ1<ρ2,p1<p2
难点一、液面升降
确定液面的升降,只要比较变化后的V排与变化前的V排的大小。
1. 冰熔化后液面升降
(1) 纯冰在液体中,冰熔化后液面升降。
1 ,如冰浮于盐水中,冰熔化后,液面上升。
② ,冰熔化后,液面下降。
③ ,液面不变。
2 (2)冰中含杂质,冰熔化后,水面升降。
① ,若冰中有铁、铜、铝、石块等,冰熔化后,水面下降。
② ,如冰中有木块、蜡、气泡,冰熔化后,水面不变。
③ ,水面不变。
2. 漂浮在液面的“载体”
当把所载的物体取出放入液体中时,如,容器中液面下降,当时,容器中液面不变。
例1:如图所示,舰载机起飞后,下列对航空母舰分析正确的是( )
A.浮力不变,舰体下沉一些 B.浮力不变,舰体上浮一些
C.浮力变小,舰体上浮一些 D.浮力变大,舰体下沉一些
例2:下列关于浮力的说法中,正确的是( )
A.大石块和小木块都浸没水中,大石块下沉,它受到的浮力比小木块的小
B.人的密度和水的密度差不多,人潜入水中时受到的浮力约等于他的重力
C.铁的密度较大,铁球放在任何液体中,它都是沉入液体里的
D.人在水中有受到浮力,在地面上没有受到浮力
难点二、几个规律问题
1. 同一物体浮在不同液体中
是一个定值,都等于,此时与成反比(密度计原理,轮船浮在海中或浮在江河中,一木块分别浮在不同液体中)。
2. 同种物质组成的不同物体,浮在同一种液体中
,为一定值,等于(浮在液体中的物体,将露出液面部分切去,物体上浮又露出液面,为定值,