内容正文:
1.3 水的浮力(1)
学习目录
目录
模块一 知己知彼 1
模块二 知识掌握 1
知识点一、浮力 1
知识点二、阿基米德原理 4
模块三 巩固提高 8
知识重点
模块一 知己知彼
学习目标
目标解读
1.了解水及其他液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用,了解气体对浸入其内的物体也会产生浮力。
2.能通过实验的方法,探究浮力的大小跟哪些因素有关,并概括出阿基米德原理。
3.能用弹簧测力计测量浮力,能用阿基米德原理计算浮力。
能灵活地利用阿基米德原理的公式进行计算,常见题型为选择题、填空题、实验探究题和计算题等,难度较大。
模块二 知识掌握
知识点一、浮力
(一)概念
液体(或气体)对浸入其中的物体产生的向上托的力叫浮力。
(1)浮力的施力物体:液体(或气体)。
(2)浮力的受力物体:浸人液体中的物体。
(3)浮力的方向: 。
(4)浮力的作用点:浸入液体的物体上。
(二)探究物体在水中受到的浮力
活动1
活动2
实验现象
将空矿泉水瓶旋紧瓶盖后压人水中,手将会感受到该瓶对手向上的压力,将手松开后发现瓶子会迅速上升
将物体直接挂在弹簧测力计下,记录弹簧测力计的示数F1=1.2牛;再将物体浸人水中,记录此时弹簧测力计的示数F2=0.6牛。比较F1、F2的示数。实验结果: F1<F2
实验结论
在水中会上浮的物体受到向上的浮力
在水中会下沉的物体也受到向上的浮力
实际上,不仅是水,所有的液体都会对浸人其中的物体产生一个向上的浮力。
(三)浮力产生的原因
设想一立方体浸没在水里,它的六个表面都受到了水的压力,左右表面上的压力F左和F右,大小相等,方向相反,作用在同一物体上,所以相互平衡(抵消);前后表面上的压力也相互平衡,但上下两个表面由于所处的深度不同,上表面所受水的压强小于下表面的压强,因此上表面受到的压力F就小于下表面受到的压力F下,在物体上下表面上产生了压力差,这个压力差就是液体对物体向上托的力,即浮力。由此可以得出
【能力拓展】
浸在液体里的物体受到向上的浮力,这个浮力来源于物体上下两个表面的压力差。物体下表面没有液体,肯定不受向上的压力,它肯定不受浮力,如水中的桥墩。
[例题1] (2023•桐乡市模拟)取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中,且保持瓶口朝下,往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动,用手掌堵住瓶口,乒乓球向上运动。演示此实验主要用于( )
A.探究液体压强的特点 B.研究物体的沉浮条件
C.证明大气压强的存在 D.解释浮力产生的原因
[例题2] (2022秋•余杭区期末)如图所示,绣山公园溪水中有一片落叶随着水流漂流而下。落叶所受浮力的方向是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
[例题3] (2022秋•仙居县校级期中)“天宫课堂”第一课上,神舟十三号航天员王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如图。下列有关该现象的解释最准确的是( )
A.乒乓球没有排开水,水对球没有浮力
B.太空中失重状态下,排开的水所受重力为零,浮力消失
C.太空中失重状态下,排开的水的密度减小到零,浮力消失
D.乒乓球的质量为零,重力为零
知识点二、阿基米德原理
1.探究:浮力与物体排开水的关系。
(1)猜想与假设:浮力的大小跟 有关。
思考:
①用给定的器材定量研究水的浮力大小与物体排开水的多少的关系,需要做些什么? (测量浮力的大小、测量排开水的多少)
②给定的器材中量筒和溢杯在探究中有什么作用? (测体积、便于量取排开的水)
③实验中需直接测量哪些物理量? (用弹簧测力计测浮力、用量筒测排开水的体积)
(2)设计实验步骤
①在溢杯中 ,将小烧杯放在溢杯的出水口下。
②将物块用细线拴住悬挂在弹簧测力计下,用弹簧测力计测出物块的 。
③将物块浸没在溢杯的水中, 。
④将溢杯溢出的水注人量筒内,测出它的
⑤换用不同质量的物块,重复以上实验步骤,再做一次实验,将上述数据填入下面的实验数据记录表中。
实验序号
物块重力G/牛
物块浸入水中后弹簧测力计的示数G/牛
物块排开水的体积V排水/米3
物块受到水的浮力F浮/牛(注意:F浮=G-F)
物块排开的水受到的重力G排水(注意G排水=ρ水gV排水)
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(3)分析实验数据,由此得出结论: