内容正文:
课时10.1 浮力(帮课堂)(解析版)
【学习目标】
1.知道什么是浮力和浮力产生原因;
2.熟悉浮力的概念;
3.了解生活中常见的浮力现象;
4.会测量(计算)浮力。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、浮力
1.感受浮力
图示
现象
原因
结论
放飞的氢气球飞向高空
在空气中的氢气球受到空气对其向上托举的力
浸没在液体或气体中的物体会受到液体或气体对其向上托的力
轮船在海面上航行
漂浮在海水中的轮船受到海水对其向上托的力
在水中搬石头感觉轻一些
浸没在水中的石头受到水对其向上托的力
2.浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到竖直向上的力,这个力叫做浮力。
注意:“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入(即浸没)”两种情况,也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力的作用。
3.浮力的方向:竖直向上。
无论物体的形状如何、是否运动,也无论液体(静止的液体)如何放置,浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。
4.浮力的施力物体与施力物体
(1)浮力的施力物体:液体(或气体)。
(2)浮力的受力物体:浸在液体(或气体)中的物体。
5.浮力的测量-称重法
(1)称重法测浮力的原理
将物体浸在液体中静止时,对物体进行受力分析,如图所示,弹簧测力计拉力为F´,物体重力为G,则F浮=G-F´。因此,只要测出物体的重力G和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F´,即可由F浮=G-F´求出物体在液体中时所受浮力的大小。
(2)称重法测浮力的步骤
①用弹簧测力计测出物体的重力G;
②将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中,读出弹簧测力计的示数F´;
③物体在液体中所受浮力F浮=G-F´。
注意:步骤①②若颠倒,会因物体沾带液体而产生误差。
6.浮力产生的原因
我们以浸在液体中的长方体为研究对象探究浮力产生的原因。浸没在液体中的长方体的六个面分别受到液体对其的压力,如表所示。
位置
深度
压强
压力
图示
前、后六个面
相等
相等
F向后、F向前是一对平衡力,合力为零
左、右六个面
相等
相等
F向左、F向右是一对平衡力,合力为零
上、下两个面
上表面深度小于下表面深度
上表面所受压强小于下表面所受压强
F向下(F1)<F向上(F2)
F浮=F向上-F向下
【总结归纳】浮力是因液体(或气体)对物体上、下表面压力不同产生的。
教材深挖
不是所有浸在液体中的物体都受到浮力作用
若浸在液体中的柱状物体下表面和容器底部紧密接触(接触面间没有液体浸润),则液体对物体向上的压力F向上为零,物体将不受浮力作用。如图所示,和容器底紧密接触的蜡块、浸入河底的桥墩,都不受浮力作用。
【典例1】一个重54N的金属球,在盛水的容器中静止,用弹簧测力计去拉金属球,如图所示,此时弹簧测力计的示数为 20N ,那么此时金属球受到的浮力是( )。
A.54N B.2N C.20N D.条件不足,无法判断
知识点二、决定浮力大小的因素
1.实验探究:浮力的大小跟哪些因素有关
提出问题
浮力的大小跟哪些因素有关?
猜想与假设
(1)游泳池里越往深水区走,所受的浮力越大,由此猜想:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关;
(2)鸡蛋在纯水中会下沉,但在浓盐水中却能漂浮,由此猜想:浮力大小可能与液体的密度有关;
(3)木头在水中漂浮,但铁块在水中下沉,由此猜想:浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关
进行实验
实验目的
变量控制
图示
现象及分析
探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系
同一物体浸在同一液体中,物体浸没的深度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同,即浮力相同
浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
液体的密度相同,同一物体浸入液体的体积不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同,即浮力不同,F1>F2
物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关
探究浮力的大小与液体密度的关系
同一物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同
乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,F2>F1
物体受到的浮力于液体的密度有关
探究浮力的大小与物体密度的关系
两个体积相同、质量不同的物体,浸入在同一液体中
甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同,即浮力相同
物体所受的浮力与物体的密度无关
探究归纳
浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关)。在液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;在浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。