内容正文:
专题9 浮力
1、 专题精讲
考点一 浮力
1.浮力的产生
(1)浮力产生的原因是受到液体向上和向下的压力差。
(2)浮力产生的条件是下表面受到液体向上的升力。
(3)浮力的方向总是竖直向上的。
注意:物体浸在液体中,由于物体上、下表面所处的深度不同,下表面所处的深度大于上表面的深度,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,因次液体对物体产生的向上的压力大于向下的压力,实际上,这两个压力的合力就是液体对物体施加的向上托的作用力,这个力习惯上称为浮力。浮力是一种合成力。
2.浮力的大小
(1)由于浮力产生的原因是受到液体向上和向下的压力差,设上表面受到的压力为f,下表面受到的压力为F,则F浮=F-f。
(2)读出物体在空气中称重G和浸没在水中时弹簧测力计的示数F’,F浮=G-F’。
注意:浮力随深度的变化规律:浸没前,物体浸入水中越深,受到的浮力越大;浸没后,物体受到的浮力与浸没深度无关。
【例1】一个正方体浸没在水中,下列说法中正确的是( )
A.它的上、下表面都受到水的压强,上表面比下表面受到的压强大
B.上、下表面都受到水的压力,这两个表面受到的压力相等
C.下表面受到水的压强比上表面大
D.上、下表面受到的水的压力是一对平衡力
【解析】正方体浸没在水中,由于它上、下表面都受到睡的压力,而且下表面受到水的压强比上表面大,由此可知下表面受到睡的压力比上表面大,这就是正方体受到浮力的原因,所以选项A、B、D错误
【答案】C
【学法总结】解答此题的关键是从浮力产生的原因,平衡力的辨别等知识点,为后面学习浮力计算、浮力的利用等知识打基础,因此同学们一定要把这些知识理解透彻
【变式训练1】用弹簧测力计测出一个物体重为4N,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数变为3N,则该物体在水中受到的浮力是( )
A.7N
B.4N
C.3N
D.1N
【答案】D
【例2】小明在生活中发现木块总浮在水面,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题:
问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题2:浮力大小与哪些因素有关?
为此他做了进一步的猜想,设计并完成了如如图所示实验.
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块 (选填“受到”或“不受到”)浮力;
(2)做 (选填字母)两次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关;
(3)做(d)、(e)两次实验,是为了探究浮力大小与 的关系.
【解析】(1)物体体受到液体的浮力就是液体对它向上托的力,会导致在液体中用弹簧测力计测重力时示数减小,减小的示数就是受到的浮力大小;
(2)探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关,应该控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同,改变物体在液体中浸没的深度,比较弹簧测力计示数的大小就可以得出结论.
(3)比较(d)、(e)两次实验,找出相同因素和不同因素,结合控制变量法的思想得出实验结论.
【答案】:(1)受到;(2)c、d;(3)液体密度.
【学法总结】(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块受到浮力作用;
(2)探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时,控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同,物体在液体中浸没的深度,符合这个条件的是c、d两图;
(3)(d)、(e)两次实验中,物体在液体中浸没的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,因此研究的是浮力大小与液体密度的关系.
【变式训练2】小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验.将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出).在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是
A、 弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变
B、弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变
C、弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大
D、弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
【答案】C
考点二 阿基米德原理
阿基米德原理透析
(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态,一是物体全部浸入液体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(2)G排是指物体排开的液体所受的重力,F浮=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
(3)V排是表示被物体排开的液体的体积,当物体浸没在液体里时,V排=V物;当物体只有一部分进入液体里时,则V排<V物。
(4)由F浮=G排=ρ液V排g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这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、处在液体中的深度等因素无关。
【例