内容正文:
第10章 流体的力现象
2.认识浮力
知识点一 什么是浮力
1. 定义:一切浸入流体中的物体,都受到流体对它向 上 的力,这个力叫作浮力。
2. 浮力的方向:总是 竖直向上 的。
3. 浮力的施力物体是 液体(或气体) ,受力物体是 浸入液体或气体中的物体 。
上
竖直向上
液体(或气体)
浸入液体或气体中的物体
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以下关于浮力的说法,错误的是( C )
A. 在海滨游泳的人受到海水对他的浮力
B. 在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力
C. 将一石块扔到水中,在其下沉过程中不受浮力
D. 在水中升起的木块受到浮力
C
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1. (2024·自贡高新区期中)下列物体没有受到浮力的是( A )
A. 在太空遨游的“天宫一号”
B. 在海面航行的“辽宁号”
C. 水中下潜的“蛟龙号”
D. 空中上升的热气球
A
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2. (2024·达川四中期中)利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的:将一个气球用细线系在容器底部,然后向容器中倒入适量的水,容器起初放在水平木板上,发现细线沿竖直方向,缓慢抬起木板一端,随着∠α的改变,悬线与水平面的夹角将 保持不变 (选填“改变”或“保持不变”);剪断悬线,
气球将向上运动,这说明浮力的方向
为 竖直向上 。
保持不变
竖直向上
(第2题)
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知识点二 浮力产生的原因
液体对浸入其中的物体的四周都有压强。液体内部的压强随深度的增加而增大,因此物体受到的向上的压力要比其受到的向下的压力 大 。这些压力的总效果就是物体所受的浮力,(如图)即F浮= F向上-F向下 。
大
F向上-F向下
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注:①只要物体的上下表面存在压力差,液体中的物体就会受到浮力,与它的沉浮无关;②如果浸入液体的物体和容器底部紧密接触,这时物体只受到液体向下的压力,而不受向上的压力,则物体不受浮力,例如:桥墩。
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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。(g取10 N/kg)求:
(1)正方体物块下表面受到的压强;
解:(1)物块下表面距水面:
h1=10 cm+20 cm=30 cm=0.3 m
则物块下表面受到水的压强:
p1=ρgh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m
=3×103 Pa
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(2)正方体物块上、下表面受到的压力差;
解:(2)物块上表面受到向下的压力:
F向下=p2S=ρgh2S=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
0.2 m×(0.1 m)2=20 N
物块下表面受到向上的压力:
F向上=p1S=3×103 Pa×(0.1 m)2=30 N
物块上、下表面受到的压力差:
ΔF=F向上-F向下=30 N-20 N=10 N
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(3)正方体物块浸没在水中受到的浮力。
解:(3)根据浮力产生的原因,物块受到的浮力:
F浮=ΔF=10 N
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3. 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,则下列说法错误的是( C )
A. A物体一定受浮力的作用
B. B物体一定受浮力的作用
C. C物体一定受浮力的作用
D. D物体一定受浮力的作用
C
(第3题)
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4. 一个竖直浸没在水中的圆柱体,受到水的浮力为8 N,上表面受到水的压力为6 N,则下表面受到水的压力为 14 N。
14
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5. 有一棱长为10 cm的正方体浸没在水中,上表面距水面5 cm,其上表面受到水的压强是 500 Pa,压力是 5 N。正方体下表面受到水的压强是 1 500 Pa,压力是 15 N。正方体上、下表面受到水的压力差是 10 N,正方体受到的浮力是 10 N。(g取10 N/kg)
知识点三 测量浮力
1. 方法:称重法。
500
5
1 500
15
10
10
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2. 测量:在弹簧测力计的挂钩上竖直悬挂一个重物,读出测力计的示数F1;把重物浸入水
中,再读出测力计的示数F2。
3. 计算公式:F浮= F1-F2 。
F1-F2
知识点三 测量浮力
1. 方法:称重法。
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如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)当用手向上托物体时,如乙实验所示,手对物体向上的托力F2= 3 N。
3
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(2)当物体浸入水中后,如丙实验所示。将丙实验与甲、乙实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力,水对物体的浮力F浮= 2 N。
(3)该实验是通过 等效替代 的方法建立起浮力概念的。
2
等效替代
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6. 用弹簧测力计测得长方体物体所受的重力为10 N,当该长方体一半浸入水中时,测力计的示数变为6 N(如图),则此时长方体所受浮力为 4 N,浮力的方向为 竖直向上 ;若又将该物体浸没在水中,测力计的示数变为2 N,则此时长方体所受浮力为 8 N,浮力的方向为 竖直向上 。
4
竖直向上
8
竖直向上
(第6题)
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7. 如图所示,一个重为10 N的铁块用轻质细线系着浸没在水中,静止时铁块受到的浮力为4 N,则细线对铁块的拉力为 6 N。
(第7题)
6
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8. 如图所示,用细绳将一个重为5 N的长方体系在容器底部,若长方体所受浮力为8 N,则细绳对长方体的拉力为 3 N。
(第8题)
3
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