内容正文:
第十章 浮 力
第1节 浮 力
1.浸在液体中的物体受到向 的力,这个力叫作浮力。浮力的方向总是 ,其施力物体是液体。
2.物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的 有关,跟
有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越 。
上
竖直向上
体积
液体的密度
大
1.浮力产生的原因
(1)根据浮力产生的原因,我们应了解两种特殊情况:
①当物体部分浸入液体中时,如图甲所示,上表面不受液体压力,则F浮=F向上。
②若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触,
如图乙所示,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。
(2)一切浸入液体或气体中(除物体下表面与容器底紧密接触外),都会受到液体或气体竖直向上的浮力。
2.物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
3.称重法测浮力
F浮=G-F拉。
知识点1:浮力
1.下列物体不受浮力作用的是( )
A.太空中的卫星
B.海水中的潜水艇
C.天空中的飞艇
D.水面上的树叶
A
2.【教材情境素材改编】如图甲,用弹簧测力计测量物块的重力;如图乙,把物块浸没在水中,发现弹簧测力计的示数变 (选填“大”或“小”),表明浸没在水中的物块受到浮力作用,该物块受到的浮力为 N。
小
0.4
知识点2:决定浮力大小的因素
3.如图是某实验小组的同学们探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。
(1)从图中可知物块的重力为 N。
(2)比较图D和图E,可以得出:浮力大小与 有关。
(3)比较图 和图 ,可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与物块所处深度无关。
(4)本实验采用的物理方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
4.8
液体的密度
C
D
控制变量法
知识点3:浮力产生的原因
4.一个浸没在水中的正方体物块,其下表面受到的水对它的向上压力为16 N,上表面受到水对它的向下的压力为6 N,则正方体物块在水中受到的浮力大小和方向分别为( )
A.22 N 竖直向上 B.10 N 竖直向上
C.10 N 竖直向下 D.22 N 竖直向下
B
5.【教材情境素材改编】如图,正方体浸没在液体中,正方体两个相对的侧面所受液体的压力是一对 (选填“相互作用力”或“平衡力”),液体对正方体向上的压力F2 (选填“大于”“小于”或“等于”)液体对它向下的压力F1,浮力大小为 。
平衡力
大于
F2-F1
6.【科学本质观】关于浮力,下列说法正确的是( )
A.插入淤泥里的桥墩受到浮力的作用
B.浮力的方向是垂直向上的
C.只有漂浮在水面上的物体才能受到浮力
D.浮力的施力物体可能是液体,也可能是气体
D
7.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的( )
A.上、下表面压强差不等,浮力相等
B.上、下表面压强差不等,浮力不相等
C.上、下表面压力相等,浮力不相等
D.上、下表面压力相等,浮力相等
A
8.(多选)如图所示,A、B是两个体积相同又能自由移动的物体,C、D是容器凸起的部分,体积与A、B两物体相同,现往容器里注入一些水,下列说法错误的是( )
A.A物体受到的浮力大于B物体
B.B物体受到的浮力大于C部分
C.C部分受到的浮力大于D部分
D.D部分受到的浮力等于B物体
AC
9.如图甲,将长方体横放后部分浸入水中,在杯壁上作出水面标记线,测力计示数F1为 N;如图乙,再把该长方体竖放浸入同一杯水中,当水面达到标记线时,读出测力计的示数F2。若F2=F1,则物体受到的浮力大小与浸入深度 。
2.3
无关
10.如图,用细杆将重为3 N的正方体木块压入水中并保持静止,此木块上表面受到水的压力为7 N,下表面受到水的压力为15 N,则木块受到浮力大小是 N,细杆对木块的压力大小是 N。
8
5
11.如图所示,有一个容器盛有适量的水,一个长方体物块被细线向下拉着,浸没在水中。已知此物块上、下表面的面积均为10 cm2,细线向下拉物块的力为3 N,物块上表面距水面30 cm,此物块重力为1 N,不计细线重力,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,
(1)求此物块在水中受到的浮力;
(2)求此物块下表面受到水的压力。
解:(1)浸没在水中的物块,受重力、拉力、浮力的作用而静止,由力的平衡条件可得,物块受到的浮力:F浮=G+F拉=1 N+3 N=4 N;
(2)由图可知物块上表面所处水的深度:
h上=30 cm=0.3 m,则水在上表面处产生的压强:
p上=ρ水gh上=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa;
根据p= 得,水在物块上表面处产生的压力:
F上=p上S=3×103 Pa×10×10-4 m2=3 N,
根据浮力产生的原因可知,物块下表面受到水的压力:
F下=F上+F浮=3 N+4 N=7 N。
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