9.1　认识浮力 课件 --2023-2024学年 初中物理沪粤版八年级下学期

第九章 　浮力与升力 9.1　认识浮力 1.知道什么是浮力以及浮力的方向。 2.会用弹簧测力计测量浮力的大小。 3.知道浮力产生的原因。 4.会通过实验探究并总结浮力的大小与哪些因素有关。 一、什么是浮力 1.浮力:浸在液体中的物体会受到液体　 　的托力,这个托力就叫做浮力。  2.浮力方向:　 　。  3.用弹簧测力计测浮力大小(称重法):F浮=　 。  竖直向上 竖直向上 G物-F　 二、浮力产生的原因 由于液体对物体向上和向下的　 　产生的。(F浮=　 　) 三、探究浮力大小与哪些因素有关 1.实验装置图 压力差 F向上-F向下 2.实验器材 金属块、　 　、细线、盛水容器、水、浓盐水。  3.设计实验 (1)在弹簧测力计下挂一个金属块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,比较它受到的浮力的大小。 (2)将金属块分别浸没在清水和浓盐水中,比较它受到的浮力大小。 4.实验结论 浸在液体中的物体受到浮力的大小,跟物体浸入液体的体积　 　,跟液体的密度也　 　;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　 　。  弹簧测力计 有关 有关 无关 探究点一:浮力及其测量 [典例1]两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸入水中,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.两个物体一定处在液体中相同深度 B.两个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 B [变式1-1](2022株洲)在“测量浮力大小”的实验中,由图(甲)可知金属块受到的重力是　 　N,现将金属块浸没到水中,弹簧测力计的示数变为如图(乙)所示,则金属块受到水的浮力是　 　N。  1.4 0.4 [变式1-2](2023临沂)作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图(O为小球的重心)。 答案:如图所示 探究点二:浮力是怎样产生的 [典例2]一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示。已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,则长方体下表面所受到液体的压力表达式为　 　,浮力的表达式为　 　。(液体密度ρ液和g为已知量)  ρ液gh2S ρ液gS(h2-h1) [变式2]一正方体的棱长为 1 dm,浸没在水中,当它上表面距水面 0.5 dm,并与水面平行时,如图所示,求正方体上、下表面受到的压强差、压力差和浮力(g取10 N/kg)。 解析:上表面受到水向下的压强p向下=ρ水gh, 下表面受到水向上的压强p向上=ρ水g(a+h), 上、下表面受到的压强差Δp=p向上-p向下= ρ水g(a+h)-ρ水gh=ρ水ga=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。 同理,上、下表面受到的压力差ΔF=F向上-F向下=ρ水g(a+h)·S-ρ水gh·S= ρ水gaS=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)3=10 N。 所以F浮=ΔF=10 N。 答案:1 000 Pa　10 N　10 N 探究点三:浮力的大小跟哪些因素有关 1.如图所示,木块在水中漂浮,铁块在水中下沉;鸡蛋在清水中下沉,在一定浓度的盐水中漂浮;人游泳时走向深水区会感觉到身体变轻。由此可猜想物体所受浮力的大小可能跟　 　、　 　、　 　有关。  物体的密度 液体的密度 物体浸入液体中的体积 2.本实验运用的探究方法:　 　法。探究浮力与物体浸入液体中的体积的关系:控制　 　不变,改变　 　;探究浮力与液体密度的关系:控制　 　不变,改变　 　;探究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系:控制　 　和　 不变,改变　 　。  控制变量 液体的密度 物体浸在液体中的体积 物体浸在液体中的体积 液体的密度 液体的密度 物体浸没在液体中的体积 物体浸没在液体中的深度 3.如何设计实验探究浮力与物体密度是否有关? 答案:(1)用弹簧测力计测出体积相同的两个不同的实心物体的重力。(2)分别将它们浸没在同一种液体中,读出弹簧测力计的示数,并求出浮力。(3)如果浮力相同,则浮力与物体密度无关,如果不同,则有关。(合理即可) [典例3]小婷经常给爷爷泡茶,细心的她发现:茶叶刚放入水中时,有的漂在水面上,有的沉在水底,泡一段时间后会全部沉入水底。她想:“浮力大小与什么因素有关呢?” 小婷同学猜想:浮力大小可能与液体密度、物体浸在液体中的体积和浸在液体中的深度有关。为了验证以上猜想,小婷同学进行了如图所示的一系列实验: (1)比较①、③、⑤的实验数据可知:物体浸没在水中所受的浮力　 . (选填“>”“<”或“=”)浸没在盐水中所受的浮力,由①、④、⑤实验对比可说明浮力与　 　有关。  (2)由①～③可以看出:当物体浸入液体越深,所受的浮力　 　(选填“越大”“越小”或“不变”)。小婷立即得出:物体所受浮力大小与浸在液体中的深度有关。你认为她的判断是　 　(选填“正确”或“错误”)的,理由是　 　。 (3)如图所示,能正确反映弹簧测力计示数F和图①中的圆柱体浸入水中后下表面到水面距离h关系的图像是　 　(选填序号)。  < 液体密度 越大 错误 没有控制物体浸在液体中的体积相同 B [变式3]小聪用一长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数大小。该实验探究的是下列哪个因素对浮力大小的影响( ) A.液体的密度 B.物体的密度 C.物体排开液体的体积 D.物体浸入液体的深度 D 1.下列关于浮力的说法中正确的是( ) A.浮力都是由水产生的 B.在不同液体中浮力的方向会不同 C.只有固体才能受到浮力的作用 D.浮力方向与重力方向相反 2.(2022深圳福田区期末)下列物体中,不受浮力的是( ) A.水中长方体桥墩 B.空中上升的气球 C.浮在水上的轮船 D.水中下沉的铁块 D A 3.(2022成都)“奋斗者”号深潜器坐底10 909 m,创造了中国载人深潜新纪录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型,用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G,然后将模型浸没于水中静止(如图所示),弹簧测力计受到的拉力为F,模型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是( ) A.拉力F与重力G是一对平衡力 B.模型所受浮力大小F浮=G-F C.模型从图示位置下移,浮力变大 D.将模型逐渐提离水面,拉力不变 B 4.(2022广州海珠区期末)弹簧测力计竖直悬挂一个圆柱体,圆柱体在水中静止时如图所示。已知弹簧测力计示数为2 N,圆柱体上表面受到水的压力为 5 N,其下表面受到水的压力为13 N。则( ) A.圆柱体所受重力为2 N B.圆柱体所受重力为15 N C.圆柱体所受浮力为2 N D.圆柱体所受浮力为8 N D 5.如图所示,某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢匀速按入水 中,当饮料罐全部浸入在水中后,继续向下压一段距离,共用时t0。此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图像可能是下列图中的( ) A 6.探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6 N。下列分析正确的是( ) A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为 0.3 N B.利用(甲)、(乙),可以探究浮力的大小与物体体积的关系 C.利用(乙)、(丙),可以探究浮力的大小与物体密度的关系 D.利用(丙)、(丁),可以探究浮力的大小与液体密度的关系 D 7.如图所示,水对物体向上、向下的压力分别为F2=20 N和F1=5 N,物体受到的浮力大小为　 ,方向为　 　,施力物体是　 　。 15 N 竖直向上 水 8.(2023达州)如图所示,一小球漂浮在盛水的烧杯中,将烧杯放置在斜面上,各物体均处于静止状态,请作出小球的受力示意图和烧杯对斜面压力的示意图(小球的重心已标出)。 答案:如图所示 9.用手将一个质量为500 g、棱长为10 cm的正方体物块浸没于水中,使物块上表面离水面20 cm。求: (1)正方体物块下表面受到的压强。 (2)正方体物块在水中受到的浮力。(g取10 N/kg) 解析:(1)上表面距水面的深度h上=20 cm, 物块下表面距水面的深度h下=a+h上=10 cm+20 cm=30 cm=0.3 m, 物块下表面受到的压强p=ρgh下=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m= 3×103 Pa。 (2)根据浮力产生的原因可知,物块受到的浮力等于物块上、下表面受到的压力差F浮=F向上-F向下=ρgh下S-ρgh上S=ρgS(h下-h上)= ρga2(h下-h上)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)2×(0.3 m-0.2 m)= 10 N。 答案:(1)3×103 Pa　(2)10 N 10.(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。 竖直 量程 答案:(2)如图所示 (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变化的图像　 　(选填“相同”或“不相同”)。  (5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料是　 　。  变大 不变 不相同 盐水(合理即可) 11.为了验证“浸在液体中的物体所受浮力大小与液体密度有关”,小明选用满足实验要求的弹簧测力计(图中未画)、圆柱体A(如图所示)、装有适量水和盐水的烧杯(如图所示)进行了实验探究。(已知ρA>ρ盐水>ρ水) (1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整: ①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为F1; ②将圆柱体A下部的两个格浸入在水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F2; ③　 　,静止时记录弹簧测力计的示数为F3。  将圆柱体A下部的两个格浸入在盐水中,圆柱体不接触容器 (2)综合上述实验步骤及现象,分析说明如何判断浸在液体中的物体所受浮力大小与液体密度是否有关:　 . . 。  若F1-F2=F1-F3,说明浸在水中的物体所受浮力大小与液体密度无关;若F1-F2≠F1-F3,说明浸在水中的物体所受浮力大小与液体密度有关 谢谢观赏！ 30 $$