内容正文:
专题02 水的浮力
清单01 水的浮力
一.浮力基础
1.浮力的定义:所有浸入液体或气体的物体都会受到对它竖直向上托举的力叫浮力。
(1)浸入:包括部分浸入和全部浸入两种;
(2)施力物体:液体或者气体;
(3)受力物体:浸入液体或者气体中的物体。
(4)浮力的方向:竖直向上。
2.浮力产生的原因:上下表面压力差
3.物体是否受浮力判断
二.浮力计算
1.称重法:先用弹簧测力计在空气中测量出物体的重力G,再用弹簧测力计测出物体浸在液体中的示数F拉,两次弹簧测力计的示数差就是浸在液体中的物体所受浮力的大小,F浮=G- F拉。
2.探究影响物体收到浮力大小的因素
(1)提出猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的液体有关
②浮力大小可能与液体密度有关
③浮力大小可能与浸入液体中的深度有关
(2)实验步骤:①将重物悬挂于弹簧测力下端,慢慢浸入水中直至浸没,观察弹簧测力计示数变化,记录物体浸没时弹簧测力计示数。
②取出重物,擦净、晾干,再次将重物悬挂于该弹簧测力计下,慢慢浸入盐水中
直至浸没,并观察记录弹簧测力计示数变化,录物体浸没时弹簧测力计示数。
(3)实验结论:
对比图①②③④可以得出:液体密度相同时,物体浸入液体中体积越大,浮力越大。
对比图①④⑤可以得出:物体浸入液体中体积相同时,液体密度越大,浮力越大。
3.阿基米德原理:浸在液体中的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力,即:
4.上下表面压力差法:液体对物体上下表面都有压力,浮力是上下表面的压力差 F浮=F下-F上
5.物体的浮沉条件
三.浮力的应用
1.密度计:浮力等于重力,上小下大,上疏下密
2.浮力秤:浮力等于重力,依据阿基米德原理得出正比关系
3.轮船与热气球:浮力等于重力
4.半潜船与潜水艇:浮力等于重力,改变自重来控制升降
5.提升重物的受力分析:利用阿基米德原理可计算体积与密度
6.物块上浮时受力分析:浮力增大至等于重力,然后浸没时可算体积
即时练习
1.小明进行验证阿基米德原理的实验,操作步骤如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法错误的是( )
A.正确的测量顺序是F3、F1、F2、F4 B.物体排开的液体受到的重力G排=F4-F3
C.若F1-F2=F4-F3,即验证了阿基米德原理
D.步骤甲中如果溢水杯中的水面低于出水口,会导致测得的G排偏大
2.如图所示,完全相同圆柱形容器甲、乙中分别盛有质量相等的水和酒精,将两个完全相同的实心小球分别浸入水和酒精中,两容器中液体足够多且均未溢出,静止后两个容器对水平面的压强增加量为Δp甲、Δp乙,水和酒精对容器底部的压强增加量分别为Δp水、Δp酒精,则下列判断中正确的是( )
A.Δp甲可能等于Δp乙 B.Δp甲一定大于Δp乙
C.Δp水一定大于Δp酒精 D.Δp水可能等于Δp酒精
3.如图所示,气球下面用细线悬挂一金属块,已知金属块与气球的总重力为G总,它们恰好悬浮在温水中。下列说法正确的是( )
A.金属块悬浮时,气球受到的浮力F浮等于G总 B.金属块悬浮时,气球受到的浮力F浮大于G总
C.若水温升高,金属块将下沉 D.若水温升高,金属块将上升
4.如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断错误的是( )
A.木块受到的浮力一样大 B.甲、乙两种液体对容器底部的压强一样大
C.甲液体的密度较小 D.盛乙液体的容器对桌面的压强较大
5.如图甲所示,边长为10cm的均匀实心正方体用轻质细杆固定在容器底部,容器内底面积为。现向容器中缓慢加水至正方体刚好浸没为止,杆的弹力大小F随水的深度h变化的关系图像如图乙所示。g取,以下说法错误的是( )
A.杆的长度为3cm
B.正方体密度为
C.向容器中缓慢加水过程中,杆的弹力最大为4N
D.正方体浸没后,若撤去杆,正方体重新静止时容器底部所受水的压强为1200Pa
6.甲、乙、丙三个试管中分别盛有密度为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液,某检验人员在三个试管中分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。下列分析正确的是( )
A.硫酸铜溶液中ρ丙密度最大 B.硫酸铜溶液对甲试管底部的压强最大
C.血液滴在甲试管中受到的浮力最小 D.血液滴在丙试管中受到的重力等于排开硫酸铜溶液的重力
7.如图1所示,用弹簧测力计缓慢将物体从装有水的烧杯中匀速拉出,烧杯的底面积为100cm2,拉力F随时间t的变化