内容正文:
第十章浮力
第1节 浮力
教材考点梳理
一、浮力(F浮)
1.定义:浸在液体(气体)中的物体,会受到液体(气体)竖直向上的托力,这个托力就叫做浮力。
2.方向:竖直向上。
3.称重法测浮力:F浮=G-F示。
(1)G表示物体在空气中的重力。
(2)F示表示物体浸在液体中时的弹簧测力计示数。
4.产生原因:
(1)浮力是由于液体对物体向上、向下的压力差产生的.
(2)表达式:F浮= F向上- F向下。
二、决定浮力大小的因素
1.实验原理:F浮=G-F示。
2.实验方法:控制变量法。
3.探究浮力大小与物体浸入液体的体积的关系:
(1)方法:控制液体密度不变(用同种液体),改变物体浸入液体中的体积,比较弹簧测力计示数。(如下图:ABC)
(2)实验现象:弹簧测力计示数示数不同。
(3)实验结论:在同一液体中,物体浸在液体中的的体积越大,浮力越大。
4.探究浮力大小与液体密度的关系:
(1)方法:控制物体浸入液体中的体积不变,改变液体密度,比较弹簧测力计示数。(如上图:ACE)
(2)实验现象:弹簧测力计示数示数不同。
(3)实验结论:物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力越大。
5.探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系:
(1)方法:控制物体浸入液体的体积和液体密度不变,改变物体浸没的深度,比较弹簧测力计示数。(如上图:ACD)
(2)实验现象:弹簧测力计示数示数相同。
(3)实验结论:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
6.实验结论:
物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体密度有关。与浸没深度无关。
重难点突破
1.(2023天津)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是( )
A. 瓶子悬空水不流出 B. 水从侧孔喷出
C. 用手弹开纸片 D. 将瓶按入水中感到费力
2.(2023江西)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为 N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为 N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状 ;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为 ;
(4)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小 (选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与 无关;
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?
3.(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)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm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变化的图像;
(3)分析图像可知: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”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (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,还需添加一种材料: 。
4.(2023湖北随州)实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。
(1)要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是_________(选填“①→②”或“②→①”);
(2)计算金属块A浸没在水中的浮力F=_________N;
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与_________(选填“液体密度”或“金属密度”)有关;
(4)请推导出盐水的密度表达式ρ