内容正文:
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第四讲
浮力
学习内容
1.认识浮力,探究浮力大小与哪些因素有关;
2.会用阿基米德原理计算浮力大小.
3.运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象.
知识梳理
一、浮力
1.定义:浸在液体或气体里的物体,受到液体或气体_______的托力.
2.影响因素:浸在液体中的物体,所受浮力的大小与____________和____________有关.
3.方向:____________.
例1. 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
【变式1】下列关于浮力的说法正确的是 ( )
A.浮力的方向总是竖直向上的
B.只有密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水面上
C.飞艇在空中所受浮力一定大于重力
D.沉底的物体一定不受浮力的作用
二、称重法测浮力
称重法测浮力的方法(ρ物>ρ液):
①测量出物体的重力:G=F1;
②物体浸在液体中时,弹簧测力计的示数F2;
③则浮力的大小 F浮= 。
例1. (2021南通)如图,把小石块挂在弹簧测力计上,示数为2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为1.5N.利用以上信息能求解的物理量是 ( )
A. 石块的体积
B.排开盐水的重
C.石块的密度
D.盐水的密度
【变式1】如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示.下列说法正确的是 ( )
A.圆柱体受到的重力是8N
B.圆柱体受到的最大浮力是4N
C.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700Pa
三、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于被物体排开的液体所受的________.
2.公式:F浮=G排=______=________.
3.适用范围:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于_________.
例1.(2021淮安)将一个质量为80g、体积为100cm3的实心物体浸没于水中,此时该物体所受浮力大小为_____N,松手后该物体将_______(填“上浮”“悬浮”或“下沉”).(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
例2.(2020省锡中、南菁三模)2020年4月9日晚,辽宁舰航母通过台湾海峡.辽宁舰满载时排水量约为6.5万吨,受到海水的浮力为 N,排开海水的体积为 m3.(ρ海水近似为1.0×l03kg/m3)
【变式1】小球漂浮在酒精中,排开酒精的质量为0.2kg。若该小球漂浮在水中,则排开水的质量( )
A.一定大于0.2kg B.可能小于0.2kg
C.一定等于0.2kg D.一定小于0.2kg
【变式2】(2021泰州)小明学习了阿基米德原理后,和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体
积约为10cm3的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材,设计实验验证阿基米德原理。
(1)小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路:
①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为G1和G2;
②把大烧杯用小垫块垫起,使右边的溢水口斜向下,在大烧杯中 水,过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方;
③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中,记下弹簧测力计示数为F1;
④待大烧杯中的水不再溢出时,用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为F2。
若满足 (用所测物理量符号表示)等式成立就可以验证阿基米德原理。
(2)老师肯定了他们的实验思路,但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验,请你帮他们分析无法完成实验的原因是: 。
(3)小明他们更换相关器材,顺利完成了实验,实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,金属块 (选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
四、物体的沉浮条件
上浮
漂浮
悬浮
下沉
沉底
F浮_____G
F浮_____G
F浮_____G
F浮_____G
F浮_____G
实心体
ρ液____ρ物
ρ液____ρ物;
V排_____V物
ρ液____ρ物;
V排_____V物
ρ液____ρ物
ρ液____ρ物;
V排_____V物
例1.(2021扬州一模)如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同.下列说法正确的是( )
A.甲烧