内容正文:
1
9.1 认识浮力
第九章 浮力
想一想:奴隶为什么没有沉到水里淹死呢?
相传大约两千年前,罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷,攻到死海岸边,击溃了这里的土著人,并下令将俘虏来的奴隶投入死海。但奇怪的是奴隶并没有沉到水里淹死,却被波浪送回岸边。狄杜勃然大怒,再次下令将俘虏扔进海里,但是奴隶们依旧安然无恙。狄杜大惊失色,以为奴隶们受神灵保佑,屡淹不死,只好下令将他们全部释放。
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观察以下图片,思考是什么力量把它们托起来的?
热气球
孔明灯
辽宁舰
死海看书
一、什么是浮力
1.现象探究:什么是浮力
探究归纳:液体和气体中的物体都会受到向上托起的力——浮力
无论是液体还是气体,对浸在其中的物体,都有向上的托力,物理学中,把这个托力叫做浮力。
浸在液体里的物体受到液体向上的托力
浸在气体里的物体受到气体向上的托力
浮力的方向
浮力方向:
总是竖直向上
G
F浮
浮力方向:
竖直向上
重力和浮力是一对平衡力
浮力的作用点一般画在物体的重心处
(1)概念:液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的托力,物理学中把这个托力叫做浮力,符号:F浮,单位:N
(2)施力物体:液体或气体
(3)受力物体:浸在液体或气体中的物体
(4)方向:竖直向上
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
2.浮力
1、一个鸡蛋静止在一个盛有盐水的容器中,容器放在斜面上,如图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
C
小试牛刀
感受浮力
将乒乓球、饮料瓶压入水中,手会有什么样的感觉?
手会明显感受到瓶子受到水向上托的力——浮力
如何测量物体在液体中所受向上的力的大小呢?
体验活动
3.实验探究:液体的浮力
实验器材:弹簧测力计、烧杯、细线、石块等
(1)用弹簧测力计测出石块的重力G
(2)把石块浸没在水中,测力计示数变小,并读出弹簧测力计的示数F’
(3)用手托起石块,发现测力计示数变小
实验分析:图2、3中弹簧测力计示数变小,说明水对钩码有类似手对钩码的竖直向上的托力,即浮力.
F拉
G
F浮
类比法——将浮力类比为手对物体的托力,进而建立浮力概念
“称重法”计算浮力:
F浮 + F拉 = G
F浮 = G - F拉
物理方法:
2.如图A所示,物体的重力G= N,如图B所示,物体浸在水中时弹簧测力计的示数为F拉= N,则物体所受的浮力F浮= N。
2.2
2.0
0.2
小试牛刀
(1)将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球一起挂于杠杆左端,调整杠杆右端的钩码,使杠杆平衡。
(2)再将扎在气球上的气针头插入篮球的气门内,气求随即膨胀,此时的杠杆还能保持平衡吗?为什么?
3.实验探究:空气的浮力
实验分析:篮球和气球的总重力没变化,只是它们的总体积变大了,说明气球受到了向上的浮力。气体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力。
1、将去底的矿泉水瓶瓶口朝下(不要盖瓶盖),放入乒乓球,向瓶子内倒水,观察乒乓球的运动情况;
2、将饮料瓶的瓶口用手堵住,再观察乒乓球的运动情况。
体验活动:探究浮力产生的原因
你能解释出现上述现象的原因吗?
二、浮力产生的原因
浮力产生的原因
由此可见:浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。
F浮= F上-F下 , 浮力方向总是竖直向上的
压力差法计算浮力公式:
1.理论分析:浮力产生的原因
图示 位置 深度 压强 压力
前后 相等 相等 F前、F后是一对平衡力
左右 相等 相等 F左、F右是一对平衡力
上下 h1<h2 p1<p2 F向下<F向上
F浮= F上-F下
上表面浅,下表面深,上下两表面所受压力关系:下表面受到向上的压力 F向上大于上表面受到向下的压力F向下
1.一个浸没在水中的物体上表面受到的压力7N,下表面受到的压力15N,求该物体在水中受到的浮力大小?
2.一个浸没在水中的物体上表面受到的压力17N,下表面受到的压力25N,求该物体在水中受到的浮力大小?
小试牛刀
浸没在液体中的物体所受浮力与深度无关
部分浸入
浸没
2.关于浮力的特殊位置
紧密接触
接触面间没有液体浸润
F上
F下 = 0
F上
F下 = 0
F浮=F上
F上
F下 = 0
F浮=F上
F上
F下
F上=