内容正文:
第11课时 浮力 阿基米德原理
1
考点一
浮力
定义 浸在液体(或气体)中的物体受到 的力,这个力叫浮力。
[注意]物体所受浮力的施力物体是 ,浮力的方向是
产生
原因
由于液体(或气体)对物体上下表面的压力不相等,并且向上的压力
向下的压力,其上下表面存在 ,即F浮=
向上
液体(或气体)
竖直向上
大于
压力差
F向上-F向下
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测量 用弹簧测力计测出物体的重力G,将物体悬挂在弹簧测力计下,浸没在液体中,记下此时弹簧测力计的示数F示,如图所示,则物体受到的浮力F浮=
影响因素 物体在液体中所受浮力的大小,跟浸在液体中的 和液体的 有关。物体浸在液体中的 越大、液体的
越大,所受浮力就越大,而与物体的密度、体积、形状、浸没后的深度无关
(续表)
G-F示
体积
密度
体积
密度
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(续表)
【点拨】(1)物体部分浸入液体中时,上表面受到向下的压力为0,F浮=F向上,若浸没在液体中的物体底部与容器紧密相连,则液体对物体向上的压力为0,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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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;
阿基米德原理
考点二
排开的液体
ρ液V排g
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公式 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
(续表)
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(续表)
【点拨】(1)受力分析典型实例:(如图11-2所示)
(2)计算浮力的四种方法:①浮力本质法:F浮=F向上-F向下。
②阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液V排g。③称重法:F浮=G-F。
④平衡法:F浮=G(只适用于悬浮或漂浮状态)。
图11-2
F浮
G
G
F浮
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基础配练1:将重为20 N的物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小了5 N,则物体受到的浮力为 N;若它在水中静止不动,上表面受到水的压力为14.7 N,则下表面受到水的压力为 N,方向 ;当它在水中所处的深度增加时,它上、下表面受到水的压力差将 (选填“变大”
“不变”或“变小”)。
5
19.7
竖直向上
不变
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基础配练2:木桩打入河底,在木桩接触水面并逐渐浸入水中的过程中,木桩受到的浮力逐渐 ;在木桩全部浸入水中后不断下降的过程中,木桩受到的浮力 ;(前两空均选填“变大”“不变”或“变小”)当木桩打入河底后它受到的浮力为 。
变大
不变
0
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基础配练3:将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,小球静止时的情况如图11-1所示,则三个小球中所受浮力最小的是 ( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.无法确定
图11-1
A
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基础配练4:重为5 N、体积为0.2×10-3 m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是 N,静止时弹簧测力计的示数是 N。(g取10 N/kg)
[解析] 物体浸没在水中时排开水的体积等于物体的体积,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.2×10-3 m3=2 N。由称重法测浮力可知F浮=G-F,则物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数F=G-F浮=5 N-2 N=3 N。
2
3
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重难一
浮力的判断
例1 [2022·雅安]如图11-3所示,在乒乓球从水中上浮到水面上的过程中,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底的压强为pA,在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是 ( )
A.FA=FB pA=pB B.FA<FB pA<pB
C.FA>FB pA>pB D.FA>FB pA=pB
图11-3
C
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[解析]由图可知,乒乓球在A位置时处于浸没状态,则有V排A=
V球,在B位置时处于漂浮状态,则有V排B<V球,则在A、B两位置时排开水的体积V排A>V排B,由F浮=ρgV排可知,在A、B两位置时所受的浮力FA>FB,由于从水中上浮至漂浮在水面上后,乒乓球排开水的体积减小,水面下降,则乒乓球在A、B两位置时水面的高度hA>hB,根据p=ρgh可得,pA>pB,故选C。
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例2