内容正文:
第1节 浮力
第十章
浮力
第十章 浮力
第1节 浮力
新知梳理 应用示例 课堂小结 课堂反馈
全品初中
一、浮力
1.定义:浸在液体(或气体)中的物体受到 的力,这个力叫作浮力。
[点拨]“浸在”有两层含义:一是物体一部分浸在液体中;二是物体全部浸在液体中(浸没)。
2.方向:浮力的方向总是 的,与重力的方向 。
向上
竖直向上
相反
解析
新知梳理
3.产生原因:浸在液体(或气体)中的物体,其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同,这就是浮力产生的原因,即F浮= 。
[注意]如果物体下表面与液体不接触,没有受到向上的压力,则物体不受浮力。例如:桥墩、拦河坝等,它们的下部跟河床紧密结合,下表面没有与水接触,向上的压力为零,不具备浮力产生的条件,所以不受浮力。
F向上-F向下
解析
新知梳理
4.称重法测浮力:用弹簧测力计在空气中测出物体所受的重力为G,物体浸在液体中时弹簧测力计的示数为F示,则物体受到的浮力为F浮= 。
G-F示
解析
新知梳理
二、探究浮力的大小与哪些因素有关
(1)发现问题、提出问题:用手把一个空矿泉水瓶压入水中,矿泉水瓶浸入水中的体积越大越费力。浮力的大小跟哪些因素有关呢?
(2)实验目的:探究浮力的大小跟哪些因素有关。
(3)实验思路:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积、液体的密度等因素有关。要探究浮力的大小是否与这些量有关,需要逐次探究,每次探究浮力的大小与其中一个量的关系,其他量要保持不变。
解析
新知梳理
(4)实验器材:烧杯、水、盐水、弹簧测力计、金属圆柱体。
(5)实验原理:称重法测浮力,F浮= 。
(6)实验步骤:①如图10⁃1⁃1甲所示,用弹簧测力计测出金属圆柱体的重力;
②如图乙所示,将金属圆柱体的一
部分浸入水中,读出弹簧测力计的
示数;
图10-1-1
G-F示
解析
新知梳理
③如图丙所示,将金属圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图丁所示,改变金属圆柱体浸没在水中的深度,读出弹簧测力计的示数;
⑤如图戊所示,将金属圆柱体浸没
在盐水中,读出弹簧测力计的示数;
⑥比较四次弹簧测力计示数的变
化情况。
解析
新知梳理
(7)分析论证:由步骤①②③可知,物体在液体中所受浮力的大小与它 有关,当液体密度一定时,
越大,物体受到的浮力越大;由步骤①④⑤可知,物体在液体中所受浮力的大小与 有关,当物体浸在液体中的体积一定时, 越大,物体受到的浮力越大;由步骤①③④可
知,物体浸没时受到的浮力大小
与浸没在液体中的 无关。
浸在液体中的体积
浸在液体中的体积
液体的密度
液体的密度
深度
解析
新知梳理
(8)实验结论:物体在液体中所受浮力的大小与它浸在液体中的 有关、与液体的 有关。物体浸在液体中的 越大、液体的 越大,浮力就越大。
(9)评估与交流
①“浸没”指物体完全处在液面
下方。
②对于多因素(多变量)的问题,常
常可以采用 法进行研究。
体积
密度
体积
密度
控制变量
解析
新知梳理
类型一 浮力
例1 如图10⁃1⁃2所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计的下端,如图甲所示,物重G=
N。
(2)当用手向上托物体时,如图乙所示,
手对物体向上的托力F= N。
(3)当物体浸入水中后,如图丙所示,将
图丙与图甲、乙对照,说明水对物体也有向上托的力,即浮力。水对物体的浮力F浮= N。
图10-1-2
4
1
1
解析
应用示例
[实验点拨] 称重法测浮力原理的分析
用弹簧测力计悬挂物体使其浸在液体中静止时,物体的受力分析如图10⁃1⁃3所示,由于物体处于静止状态,则其所受合外力为零,即F示+F浮=G,故F浮=G -F示。
图10-1-3
解析
应用示例
例2 取一个雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮,如图10⁃ 1⁃4甲所示。用手指堵住瓶口,乒乓球会浮起来,如图乙、丙所示。乒乓球不上浮的原因是:乒乓球上表面 水对它的压强,下表面 水对它的压强。(以上两空均选填“受到”或“不受”)由实验可知,乒乓球上浮的原
因是:水对乒乓球上表面的压强 (选
填“大于”“小于”或“等于”)水对乒乓球下表面
的压强。
图10-1-4
受到
不受
小于
解析
应用示例
[易错警示]浸在液体中的物体未必一定受到浮力的作用,若物体下面没有接触液体,就不会产生向上的压力,也就不会产生向上的压力差,即不会产生浮力。而物体漂浮在液面上时,上面没有液体,但因它的下面有液体,会产生向上的压力,即产生浮力,此时F浮=F下(F下表示物体下表面所受的压力)。
解析
应用示例
类型二 浮力的大小跟哪些因素有关
例3 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想4:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积有关。
解析
应用示例
(1)如图10⁃1⁃5所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (填序号)。
图10-1-5
4
解析
应用示例
(2)为了研究猜想1和猜想2,采用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得它们的重力分别为4 N、4.6 N和5 N。然后进行如图10⁃1⁃6所示的实验。
图10-1-6
解析
应用示例
①在a实验中物体所受的浮力为 N。
②比较 、e三次实验,可得出初步结论:浮力的大小与液体的密度有关。
③进一步分析可知:在其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越 。
④比较a、b、c三次实验,可
得出结论:浮力的大小与物
体的重力 关。
1
a、d
大
无
解析
应用示例
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图10⁃1⁃7所示的实验。由此小明得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。 小珍认为这个结论不可靠, 主要原因是 。
图10-1-7
没有控制物体浸在液体中的体积相同
解析
应用示例
[规律总结] 物体所受浮力的大小只跟液体的密度和物体浸在液体中的体积有关,而跟物体浸没在液体中的深度、物体的形状、物体的密度、物体在液体中是否运动等因素无关。柱形物体所受浮力的大小与物体浸入液体深度的关系用图像表示如图10⁃1⁃8所示。
图10-1-8
解析
应用示例
解析
课堂小结
[浮力]
1.鸭子能浮在水面上,用钢铁做的轮船也能浮在水面上,说明它们除受到自身的重力外还受到了水对它们的 力,其方向是 的,此力的施力物体是 。
浮
竖直向上
水
课堂反馈
2.下列关于浮力的说法正确的是 ( )
A.浮力都是由水产生的
B.在不同的液体中,浮力的方向会不同
C.只有固体才能受到浮力的作用 D.浮力的方向与重力的方向相反
D
课堂反馈
3.如图13⁃1所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头 ( )
A.受到水的压力,但不受浮力
B.不受水的压力,但受浮力
C.既受水的压力,也受浮力
D.不受水的压力,也不受浮力
A
图13⁃1
课堂反馈
4.一个浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为5 N,下表面受到水的压力为10 N,则该物体受到水的浮力是 N。
5
课堂反馈
5.在探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图13⁃2所示的实验。请你根据她的实验探究,回答下列问题:
(1)比较图A、B和C可知,物体受到的浮力大小与其浸入液体的 有关。
(2)比较图A、D和E可知,物体受到
的浮力大小与液体的 有
关。
图13⁃2
体积
密度
课堂反馈
(3)比较图A、C和 可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)图E中物体受到的浮力大小为 N。
D
0.8
课堂反馈
6.如图13⁃3所示,把装满土的船驶入河中,用绳索拴住铁牛,然后把船上的土移走,结果船在水中越浮越高,铁牛也被慢慢地从淤泥中提起,被船拖向岸边。船在向上浮起的过程中,所受浮力 ;铁牛被提起后拖向岸边的过程中,所受浮力 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
图13⁃3
变小
不变
课堂反馈
7.在图13⁃4中画出物体受到浮力的示意图(作用点已画出)。
[答案] 如图所示
图13⁃4
课堂反馈
谢 谢 观 看!
全品初中
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