内容正文:
第二板块 质量 密度 运动和力
第13课时 浮力 阿基米德原理
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一、浮力
1.定义:浸在液体或气体里的物体受到向上托的力,这个力叫做________。
2.浮力方向:___________。
3.称重法测浮力:先用______________测出物体在空气中所受的重力G;再将物体悬挂在弹簧测力计下,浸没在液体中,读出弹簧测力计的示数为F拉,则此时物体所受的浮力F浮=_________。
浮力
竖直向上
G-F拉
弹簧测力计
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4.浮力产生的原因:浸没在液体中的物体,其上下表面受到液体对它的______不同,即F浮=F向上-F向下。
浸入液体中的物体不一定受到液体对它的浮力,如:深埋在泥底的柱状桥墩或水里打的木桩。
压力
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二、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于_____________________。
2.公式:F浮=_____=_______。ρ液是_______的密度,而非物体的密度,单位是kg/m3;V排是__________的体积,而非物体的体积,单位是m3。(阿基米德原理也适用于气体)
G排
ρ液 gV排
液体
它排开液体所受的重力
排开液体
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3.变形公式:(1)求物体排开液体的体积:V排=______;(2)求液体密度:ρ液=__________。
当物体完全浸没在液体(或气体)中时,有
V排=V物 。
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1 浮力及浮力的产生
【例1】(2022·梅州模拟)下列物体中,不受浮力作用的是 ( )
A. 在水中下沉的铁块
B.在水中的桥墩
C. 浮在水面上的轮船
D.空中上升的气球
B
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【方法指导】浸在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差就是物体受到的浮力;同理可知在气体中的物体也受到浮力的作用。桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则桥墩不受浮力作用。
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【变式1-1】如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是 ( )
A. A物体一定受浮力的作用
B. B物体一定受浮力的作用
C. C物体一定受浮力的作用
D. D物体一定受浮力的作用
C
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【变式1-2】(2023·佛山模拟)如图所示,请画出小球受到的力的示意图,其中绳子竖直紧绷。
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【例2】(2023·广东)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、_______和分度值,调零时,弹簧测力计应在_______(选填“竖直” 或“水平”)方向上调零。
2 影响浮力大小的因素
量程
竖直
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(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6 cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置时弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图象。
(3)分析图象可知,浸没前,h增加,F浮_______;浸没后,h增加,F浮______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变大
不变
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(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验,两次实验所得的F浮随h变化的图象_____(选填“相同”或“不同”)。
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加的一种材料是:_____。
【方法指导】物体所受浮力的大小只与物体排开液体的体积及液体的密度有关,与浸入液体深度无关。
不同
盐水
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【变式2-1】下列有关浮力的说法正确的是 ( )
A. 浸没在水中的物体一定受到浮力
B. 河里漂浮的木头受到的浮力比沉底的石头的大
C. 液体的密度越大,物体受到的浮力越大
D. 物体排开的液体越重,受到的浮力越大
D
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【变式2-2】小华喜欢金鱼,有空就观察鱼缸里的金鱼。他发现,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中体积越来越大(如图)。关于上升过程中的气泡所受的浮力与压强,下列说法正确的是 ( )
A. 浮力不变,压强不变
B. 浮力变大,压强变小
C. 浮力变大,压强变大
D. 浮力变小,压强不变
B
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【例3】如图所示,草莓、苹果、西瓜都漂浮在水面上,关于三者所受浮力的大小,下列说法中正确的是( )
A. 草莓受到的浮力大
B. 苹果受到的浮力大
C. 西瓜受到的浮力大
D. 三者受到浮力相同
C
3 浮