内容正文:
第十章 浮力
——划重点之精细讲义系列
知识点1:浮力
1.浮力产生的原因:
(1)浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力;
(2)浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力即F浮= F向上-F向下;
(3)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
(1)对"浸在"的理解
"浸在"包括"部分浸入"和"全部浸入(即浸没)"两种情况。也就是说,不管是在液体表面漂浮的物体,还是在液体内部悬浮或者沉底的物体,都受到浮力的作用。
(2)称重法测浮力原理
如图所示,对浸在液体中的物体受力分析∶物体受竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮、弹簧测力计对它竖直向上的拉力F,在这三个力的作用下,物体处于静止状态,因此有G=F浮+F,变形得F浮=G-F。
理解:两种特殊情况下的浮力
(1)物体漂浮时的浮力(图甲)∶物体漂浮时,上表面不受液体压力,因此F浮= F向上。
(2)不受浮力的情况(图乙)∶浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用,当物体的下表面与容器底部(或河床等)紧密贴合时,液体对它没有向上的压力,即F向上=0 N,这时物体不受浮力的作用,如插入河床中的木桩、桥墩等。
重点实验:探究浮力的大小跟哪些因素有关
实验目的
探究浮力大小与物体浸没在液化中的深度的关系
探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
探究浮力大小与液体的密度的关系
实验图示
控制变量
物体浸入液体中的体积相同,液体密度相同,物体所处深度不同
液体密度相同,物体浸入液体的体积不同
物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同
实验操作
(1)测出物体的重力G;(2)将物体浸没在同一液体中不同深度,分别读出弹簧测力计的示数F1,F2
(1)测出物体的重力G:(2)将物体浸在同一液体中,改变物体浸入液体的体积,分别读出弹簧测力计的示数F1、F2
(1)测出物体的重力G;(2)将物体浸没在不同液体中,并记录弹簧测力计的读数 F1、F2
实验现象
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数相同,即F1=F2
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数不同,且F1>F2
乙、丙两种情况,弹簧测力计的读数不同,且F1>F2
实验分析
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力相等
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力不相等,且F浮1<F浮2
根据F浮=G-F可知,两种情况下物体所受浮力不相等,且 F浮1<F浮2
实验结论
浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关
浮力大小跟物体浸在液体中的体积(排开液体的体积)有关,液体密度相同时,物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力越大
浮力大小跟液体的密度有关,物体浸在液体中的体积(排开液体的体积)相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力就越大
注意事项
(1)实验时,容器内的液体体积要适量,以能浸没物体又不溢出液体为准;
(2)在探究过程中,要沿竖直方向拉弹簧测力计,并且物体不能与容器的底部和侧壁接触;
(3)读数时,等弹簧测力计的示数稳定后再读
重点:
(1)浮力的影响因素∶物体在液体中所受浮力的大小只与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
(2)实验原理∶F浮=G-F。
【典例1】关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.浮力的施力物体只能是液体
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【典例2】如图是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实验甲、乙和丙中弹簧测力计的示数分别为2.8N、2.7N和1.2N,实验中盐水的密度为1.1×103kg/m³,则下列结论正确的是( )
A.物体A的密度为3.8×103kg/m³
B.物体A的质量为0.35kg
C.图乙中,物体A受到的浮力为1.0N
D.图丙中,容器底部受到的压力为1.5N
【典例3】如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。上升到离水面一定的高度处,图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为136N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C.该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
【典例4】一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数下与圆柱体下降高度变化关系的图像。(g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是8N
B.圆柱体受到的最大浮力是12N
C.当