内容正文:
向上
竖直向上
液体
压力差
F下-F上
G-F示
体积
密度
无关
D
C
D
C
甲、乙
液体密度
物体浸没的深度
A
C
B
D
1.2
1.2
相同
大于
合
C
五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素
第1课时 浮 力
重难点解读
1.理解浮力应注意的三个问题
(1)浮力的施力物体是液体(或气体)。
(2)浮力的方向总是竖直向上的,与重力的方向相反。
(3)对“浸入”的理解:物体一部分浸入液体中叫浸入,完全浸入(浸没)在液体中也叫浸入。
2.根据浮力产生的原因,我们应了解以下三种情况
(1)浮力的大小等于物体下表面受到向上的压力减去上表面受到向下的压力,即F浮=F向上-F向下。
(2)当物体部分浸入液体中时,上表面受到的向下的液体压力为零,则
F浮=F向上。
(3)若浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触,则液体对物体向上的压力F向上为零,物体将不受浮力的作用,只受向下的压力,物体被紧紧地压在容器底部,如在河床上砸下的木桩,木桩的下表面不受液体的压强,液体对木桩下表面不产生压力,因此木桩不受浮力。
3.称重法测浮力的受力分析:根据力的平衡原理,因为物体浸在液体中时,受到三个力的作用:重力G、弹簧测力计的拉力F和浮力F浮,其中重力方向竖直向下,弹簧测力计的拉力和浮力的方向都是竖直向上的,根据同一直线上力的合成可知:F浮=G-F。
易错易混
一切浸入液体中的物体,都受到液体对它竖直向上的浮力;无论物体的形状如何,怎样运动,只要是浸入液体或气体中(除物体下表面与容器底部紧密接触外),都会受到液体或气体竖直向上的浮力。
1.浮力
(1)定义:浸在液体中的物体会受到液体对它向上 的托力,这个托力就是浮力。
(2)方向:竖直向 上。
(3)施力物体:液体 。
2.浮力的产生
(1)原因:浮力是由于液体对物体向上和向下的压 力差产生的。
(2)公式:F浮=F- F,F上、F下分别表示上、下表面受到的压力。
3.称重法测浮力
先在空气中用弹簧测力计测出物体重力G,再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F示,则物体所受的浮力为F浮=G- F。
4.影响浮力大小的因素
浸在液体中的物体受到浮力的大小,跟物体浸入液体中的体积 有关,跟液体的密度 有关,浸没在同种液体中的物体所受浮力跟物体浸入液体中的深度无关 。
知识点1:浮力
1.如图所示,将鸡蛋浸入容器里的盐水中,鸡蛋所受浮力的施力物体是( )
A.地球
B.鸡蛋
C.容器
D.盐水
2.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示,图中画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是 ( )
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
知识点2:浮力产生的原因
3.如图所示情景中没有受到浮力的物体是 ( )
A.下潜的“蛟龙”号 B.上升的热气球
C.航行的“山东号” D.遨游的“天宫二号”
4.物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为20 N、5 N,其受到浮力的大小为 ( )
A.5 N
B.10 N
C.15 N
D.20 N
知识点3:影响浮力大小的因素
5.如图所示,是探究同一物体所受浮力大小与哪些因素有关的实验过程。
(1)甲、乙 两次实验证明物体所受浮力随物体浸入液体体积的变化而变化。
(2)进行乙、丙两次实验是为了探究物体所受浮力大小与液体密度 关系。
(3)由丙、丁两次实验可知:完全浸没在同种液体中的物体,所受浮力大小与物体浸没的深度 无关。
6.一铁块浸没于海水中时受到的浮力是F1,浸没在清水中时受到的浮力是F2,则F1与F2的关系是 ( )
A.F1>F2
B.F1<F2
C.F1=F2
D.无法确定
7.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,则下列说法不正确的是 ( )
A.A物体一定受到浮力作用
B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体一定受到浮力作用
D.D物体一定受到浮力作用
8.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数不为零,但减小值相同。由此可以判断 ( )
A.两个物体一定处在水中相同深度
B.两物体所受的浮力相同
C.在水中时,弹簧测力计示数是相同的
D.在空气中,弹簧测力计示数是相同的
9.如图所示,把一个乒乓球放在瓶内(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径),从上面倒入水,观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,但乒乓球并不上浮。对乒乓球受力分析正确的是 ( )
A.重力、浮力、压力
B.浮力、压力、支持力
C.重力、支持力、浮力
D.重力、压力、支持力
10.如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于平衡状态,它的上表面受到的压力为1.8 N,下表面受到的压力为3 N,则该物体受到的浮力大小为1. 2N;如将物体再下沉5 cm,则它受到的浮力大小为1.2 N。
11.如图所示,甲图中两侧橡皮膜的凹陷程度相同,这说明在同一深度处液体对橡皮膜水平方向的压力大小相同 ;乙图中,上、下橡皮膜凹陷程度不同,说明液体对下面橡皮膜向上的压力大 于液体对上面橡皮膜向下的压力。由此可知,浮力是由于液体对浸在其中的物体向上和向下压力的合 力产生的。
12.如图所示,用细绳将质量为200 g的木块系住,使木块浸没在水中,当木块静止时细绳对木块的拉力为1 N,容器底部水的深度为20 cm,已知容器底面积为40 cm2。求:(g取10 N/kg)
(1)木块受到的浮力;
(2)水对容器底部的压力和压强。
解:(1)木块的重力:
G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,
木块受到的浮力:
F浮=G+F=2 N+1 N=3 N;
(2)水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa,
水对容器底部的压力:
F压=pS=2×103 Pa×4×10-3 m2=8 N。
13.小明用如图甲所示实验装置“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图像如图乙。
下列说法不正确的是 ( )
A.物体受到的重力为4 N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为2 N
C.当圆柱体的上表面刚好被液体浸没时,弹簧测力计的示数最大
D.浸入液体的物体所受的浮力大小与物体浸入液体的体积有关
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