内容正文:
10.4 浮力
姓名:_________________ 日期:_____月______日 等第___________
《江雪》
【作者】柳宗元【朝代】唐
千山鸟飞绝,万径人踪灭。
孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪。
柳宗元这首《江雪》只用了二十个字,就把我们带到一个幽静寒冷的境地。呈现在读者眼前的,是这样一幅图画:在下着大雪的江面上,一叶小舟,一个老渔翁,独自在寒冷的江心垂钓。同学们知道“孤舟”为什么能漂浮在江上吗?
今天我们就一起学习初中物理第十章第四节《浮力》:
01浮力
✿概念
浸在液体或气体中的物体,受到液体或气体向上的托力,这个力叫做浮力。漂浮在水面的物体受到浮力,浸没在水中的物体也受到浮力。
注意:
①”浸在”的理解:部分浸入或完全浸没。
②施力物体:液体或气体。
③浮力的方向:竖直向上
✿测量
称量法:将物体放在弹簧测力计上,弹簧测力计测得物体的重力为G。将物体浸入水中时,弹簧测力计的示数变小为F,说明物体受到浮力作用。当物体在水中处于平衡状态时,在竖直方向上受力平衡,即G=F+F浮。所以:F浮=G-F
02阿基米德原理
在研究浮力的过程中有一个科学家做了卓越的贡献,这个科学家就是阿基米德,先让我们通过一段视频了解一下阿基米德是如何研究浮力的?物体在液体中可以受到浮力作用,那么浮力的大小跟哪些因素有关呢?
结论:浸在液体中的物体,所受浮力的大小与其排开液体的体积和密度有关。
古希腊学者阿基米德通过实验和理论研究得出了有关浮力的原理: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重力。即:F浮=G排液,人们称之为阿基米德原理。因为:G排液=m液g=ρ液V排液g,所以:F浮=ρ液V排液g。
值得注意的是:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
巩固练习:
1、将铁、铜、铅制成三个实心金属球,用细线拴好,分别挂在三个完全相同的弹簧秤下,将三个金属球没入水中,但不碰容器底,此时三只弹秤的示数相同.现将三个金属球提出水面后静止,<<。则( )
A.挂着铁球的弹簧秤示数最小 B.挂着铜球的弹簧秤示数最小
C.挂着铅球的弹簧秤示数最小 D.三个弹簧秤示数相同
2、如图所示,同一物体浸在甲液体中悬浮(图a),浸在乙液
体中漂浮(图b)。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙
的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定正确的
是( )
A.F甲 = F乙,ρ甲 = ρ乙 B.F甲 = F乙,ρ甲 < ρ乙
C.F甲 < F乙,ρ甲 = ρ乙 D.F甲 > F乙,ρ甲 > ρ乙
3、在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重
线”,如图所示.其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是
印度洋载重线.当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力
以及北大西洋与印度洋的海水密度和的关系,有( )
A.浮力增大,= B.浮力减小,=
C.浮力不变,> D.浮力不变,<
4、金属块重10N,挂在弹簧测力计上,当它全部放在水中时,弹簧测力计的读数为8N,此时金属块受到的浮力是_____N.如金属块有一半体积露出水面,弹簧测力计上的读数应该_____N.如果把金属块全部浸没在酒精中,金属块受到的浮力是___ _N.
5、一个实心物体,放在水中静止时,有2/5的体积露出水面,则该物体的密度是____________kg/m3。
6、如图所示为我国某新型战略核潜艇。它在水面航行时排水量为9000t,受到的浮力为 N.它在水下下潜过程中,受到的浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”),受到水的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。(g取10N/kg)
7、为验证阿基米德原理,小明在塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变 ,说明盛水的塑料袋排开 越大,受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸入水中,当观察到 现象时,弹簧测力计的示数为零,由此验证阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是 原故。
8、在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,班级的“物理小博土”为同学们做了如图1所示的一系列实验.请你从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果.
探究的因素是:_________________.
选用的图是:____________.(填图中的序号)
探究的结果是__________________________________________.
9、为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系,小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上,溢水杯口下方放置一空量筒.用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上,测力计示数为G.然后将金属块缓慢浸入水中,且始终不与杯接触,如图.
(1)金属块浸没前的过程中,测力计示数逐渐变小,说明浮力大小逐渐 .据此,小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大;而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大.
(2)接下来他们继续实验,增大金属块浸没在水中的深度,发现测力计的示数始终不变且为F,据此可得出 的观点不具有普遍性.这个过程中金属块受到的浮力F浮= .
(3)为了深入研究,他们测出量筒中水的体积V排,水的密度用ρ水表示,其重力G排= ,通过比较数据发现F浮=G排.换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出F浮=G排,说明决定浮力大小的根本因素是G排.
(4)从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是 .
参考答案:1、A;2、B;3、C;4、2;9;1.6;5、0.6×103; 6、9×107;不变;增大;7、小;水的体积;塑料袋内外水面相平;塑料袋接触烧杯底;8、(1)探究的因素:浮力的大小与物体排开液体体积的关系;选用的图:① ② ③或① ② ④;探究的结果:在同种液体种,物体排开的液体体积越大,受到的浮力越大;(2)探究的因素:浮力的大小与液体密度的关系选用的图:① ③ ⑤或① ④ ⑤探究的结果:同一物体浸没在不同液体种,液体密度越大,受到的浮力越大;(3)探究的因素:浮力的大小与物体浸没深度的关系;选用的图:① ③ ④;探究的结果:浸没在液体种的物体,受到的浮力大小与浸没深度无关。9、增大;小明;G-F;保持不变;
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