内容正文:
第十五讲 浮力 阿基米德原理(2~6分)
考点一:浮力
1.概念:浸在液体(或气体)中的物体受到 的力。
2.施力物体:液体(或气体)。方向: 。
3.产生原因:液体(或气体)对浸入其中的物体向上和向下的压力不相等,产生一个 的压力差。
4.决定因素:跟物体浸在液体中的 和 有关。物体浸在液体中的
越大, 越大,浮力就越大。
5.浮力测量:F浮=G-F示。
向上
竖直向上
向上
体积
液体的密度
体积
液体的密度
温馨提示:(1)物体部分浸入液体中时,上表面受到向下的压力为零,F浮=F向上,若浸没在液体中的物体底部与容器底部紧密相连,则液体对物体向上的压力为零,物体将不受浮力,只受向下的压力。(2)浮力大小与深度的关系:物体浸没前,所受浮力大小随深度的增加而增大(排开液体的体积增大);物体浸没后,所受浮力大小将不变,与物体所处深度无关。
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考点二:阿基米德原理
定义 浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 所受的重力
公式 F浮=G排=m排g=
V排是指物体排开液体的体积,即物体浸入液体的体积,V排不同于V物;
当物体浸没时,V排=V物;当物体漂浮时,V排<V物;
变形公式:求密度ρ液= ,求体积V排=
适用条件 不仅适用于液体,也适用于气体
排开的液体
ρ液gV排
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考点一:浮力
【典题1】将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中。就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.木块不受浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受浮力
D.木块和石块都受到浮力
D
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【横向拓展1-1】(称重法)(多选)如图所示是小明“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验①②③中,弹簧测力计的示数分别为2.2 N、1.4 N和1.5 N(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg),下列说法正确的是( )
A.物体A的密度为2.75×103 kg/m3
B.实验中酒精的密度是0.875 g/cm3
C.实验②中物体A全部没入水中后,烧杯底部所受的压力增大了1.4 N
D.实验③中物体A上下表面受到酒精施加的压力差为0.7 N
ABD
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【横向拓展1-2】(压力差法)如图所示,一棱长为10 cm的正方体静止在某液体中,正方体受到的浮力为8 N,上表面受到液体的压力F1为4 N,则下表面受到液体的压力F2为
N,正方体下表面到液面的距离h2= cm。
12
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通用通法
计算浮力的方法有以下几种情况:
(1)使用弹簧测力计时,用称重法:F浮=G-F。
(2)已知物体上下表面受到液体的压力时,用压力差法F浮=F向上-F向下。
(3)已知物体排开液体的体积和液体密度时,用阿基米德原理:F浮=ρ液gV排。
(4)已知物体处于悬浮或漂浮状态时,用平衡力法:F浮=G重
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考点二:阿基米德原理
【典题2】(2023石家庄栾城区模拟)一圆柱体物体高25 cm,底面积为20 cm2,图中烧杯底面积为50 cm2(g取10 N/kg)。
(1)如图甲所示,将物块放入水中,物块所受浮力为 N。
(2)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中,水未溢出,施加的压力为 N。
【横向拓展2-1】(应用)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的实心球,把它们投入水中静止后情况如图所示,它们中受到浮力最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
3
甲 乙
2
A
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通用通法
(1)探究阿基米德原理使用了控制变量法。
(2)根据阿基米德原理,比较浮力的大小,首先要比较液体的密度和排开液体的体积。
(3)求浮力的大小首先要确定物体所处的状态(漂浮、悬浮或沉底),再根据相应的公式进行计算。
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实验一:探究浮力的大小跟哪些因素有关(课
标要求必做实验)
【五步法回顾实验】
1.实验器材:柱状物体、 、水、盐水、盛水容器、细线。
2.实验装置:
3.实验步骤:
(1)如图(c)(d)所示,把柱状物体浸没在水中,停在水中的不同深度处(至少三处位置),观察到弹簧测力计的示数 。
(2)如图(b),把柱状物体浸在水中,然后不断增加物体浸在水中的体积,如图(c),观察弹簧测力计的示数,弹簧测力计的示数逐渐 。
(3)如图(d)(e