内容正文:
第九讲 浮力
第一节 浮力 阿基米德原理
一、知识点梳理
1.浮力:
(1)定义:浸在液体中的物体受到液体竖直向上的力,这个力叫做浮力。浮力的方向 ;
(2)产生原因:浮力是浸没在液体(气体)中的物体,其上、下表面受到液体(气体)对它大小不同的压力产生的,如图所示(注意:不受到浮力,例如:水里的桥墩)。可以用弹簧测力计测出物体在液体中所受的浮力,F浮= 。
(3) 影响因素:
①物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的 有关,跟液体的 有关;
②体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就 ;
③物体在液体中所受浮力的大小与浸没在液体中的深度 。
2.阿基米德原理:
(1)定义:浮力的大小等于它排开的液体所受的 。
(2)公式:
3.探究浮力的大小跟哪些因素有关:
在探究“浮力的大小与什么因素有关”时:
(1)请结合下列生活实例做出合理的猜想:
a:人在水中会下沉,但是在死海中却能漂浮,由此猜想:浮力可能与 有关;
b:人在水中越往深处走就越觉得所受浮力大,由此猜想:浮力可能与 有关;
为了验证上述猜想,小明做了如图所示的实验:
(2) 图D中铜块受到的浮力为 N,方向 。
(3) 小明根据实验装置及相关数据进行猜想验证:
①由图 三次实验可以验证猜想a是 (选填“正确”或“错误”)的.
②由图 ACD实验过程可知:弹簧测力计的示数逐渐 ,铜块受到的浮力逐渐 (均选填“变大”“变小”或“不变”),可以验证猜想 是正确的。
③铜块的位置从D→E的过程中,弹簧测力计的示数不变,说明铜块受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),可以验证浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
④为了验证浮力的大小与物体的重力是否有关,应控制铜块、铝块的体积 (选填“相同”或“不相同”)。
(4) 通过比较图ACDE,得出:浮力的大小与浸没在液体中深度有关的结论.对此结论你认为是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5) 实验中结合图示计算铜块的密度为 kg/m3,盐水的密度为 kg/m3。
(6) 由于握着测力计的手臂易晃动,导致测力计示数不稳定,读数困难.请你写出一种改进措施: 。小明又想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铜片,烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铜片放入盛水的烧杯中,铜片下沉至杯底;
步骤二:将铜片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铜片受到的浮力 第二次铜片受到的浮力;
②小明得出结论:物体受到的浮力与其形状有关, 小明得出错误结论的原因是:他只关注
了铜片形状的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
(7)如下图所示把装满水的溢水杯放到台秤上,溢水杯口下放置空量筒,将铜块缓慢浸入水中,且始终不与杯接触,从铜块开始 浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是 。
4.探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系:
小明利用弹簧测力计、溢水杯、小桶、圆柱体物块、细线等器材探究“浮力的大小跟排开液体的重力的关系”。
(1) 在进行实验前应对弹簧测力计进行 。
(2) 小明猜想若以下等式 (填序号)成立,则可以验证阿基米德原理。
A.F2-F3=F1-F4 B.F2-F3=F4-F1 C.F3-F1=F2-F4
(3)实验步骤如下:
A.如图甲,用测力计测出小桶所受的重力;
B.如图乙,用测力计测出圆柱体物块所受的 ;
C.如图丙,把被测圆柱体物块浸没在盛满水的溢水杯中,读出此时测力计的示数,计算出物块所受的 ,同时,用小桶收集物块排开的水;
D.如图丁,测出 ,计算出 ;
同时将测量的实验数据记录在下面的表格中。
圆柱体物块 的重力/N
圆柱体物块
在水中时测
力计的读
数/N
浮力/N
小桶和排开水的总重力/N
小桶的重力/N
排开水的重力/N
2
1
2