内容正文:
第9讲 浮力
第1课时 浮力 阿基米德原理
(成都7年6考;绵阳6年2考;宜宾7年3考)
1.(回归教材)如图所示,用弹簧测力计测得金属块的重力是2.3 N,将金属块浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小为1.4 N.这说明:在水中要下沉的金属块受到 的浮力,浮力的大小为 N.
(RJ八下P64)
2.如图所示,两条鱼浸没在同种液体中,大鱼说:“我的体积大,受到的浮力大.”小鱼说:“我在深处,受到的浮力大.”你认为 选填“大”或“小”)鱼的说法正确,这是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受浮力的大小只与 有关.
3.(回归教材)在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称量时重5 N,浸没在水中称量时重4.7 N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为 N,它排开的水重为 N.
浮力
1. 液体(或气体)中的物体受到 的力,这个力叫作浮力.
2.浮力产生的原因:由周围液体(或气体)对物体向上和向下的 产生的,即:F浮= ,由此可知:浮力的方向总是 的.
注意:当向上的压力F向上=0时,物体不受浮力,如桥墩、水中的木桩等.
3.称重法测浮力:由受力分析可知,浮力=物体的重力-物体浸在液体中的弹簧测力计的示数,即F浮= .
阿基米德原理(高频考点)
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于 .
注意:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体.
2.公式:F浮= ,可推出F浮= .
3.浮力的大小只与液体的 和物体排开 物体浸在液体中的体积)有关,与物体的密度、质量、体积等因素 .
4.两个物体浸在相同的液体中时,浮力的大小取决于它们排开 的大小.
探究浮力的大小与哪些因素有关(课标要求学生必做实验)
实验器材
弹簧测力计、圆筒容器、圆柱体、细绳、盐水.
实验步骤
1.用细绳系好圆柱体并挂在弹簧测力计下,逐渐增大圆柱体浸在水中的体积,观察弹簧测力计的示数是否变化.
2.将圆柱体浸没在水中,分别停留在不同深度的位置,观察弹簧测力计的示数是否变化.
3. 将容器里的液体换成盐水,将圆柱体浸没在盐水中,观察弹簧测力计的示数并与步骤2对比.
实验结论
物体在液体中所受浮力的大小与物体的密度、物体的体积、物体浸没的深度等无关,与物体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,浮力越大.
注意事项
及相关要点
弹簧测力计使用前要调零,注意测量范围和分度值.
典例1 在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,小明做了如图所示的一系列实验.实验中铜块与铝块的体积相同.
(1)铜块浸没在水中后,所受的浮力大小为 N,方向为 .
(2)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系,得出的结论是 .主要用到的实验方法是 .
(3)分析 三次实验数据,可知浮力的大小与物体浸入液体内的深度 .
(4)小明画出了弹簧测力计的拉力、浮力、容器底部所受液体的压力以及容器对桌面的压力与物体浸入液体的深度h的关系图像,其中表示容器底部所受液体的压力与物体浸入液体深度的关系图像是 填字母).
A B
C D
(5)做①②④⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物重的关系,得出的结论是 .
(6)做 三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系,可得出的结论是 ;而班里有同学认为此实验结论不可靠,原因是 .
【实验拓展】
(7)实验时若先将物体放入水中测拉力,再测物体的重力,则会使浮力的测量结果 选填“偏大”或“偏小”).
(8)由图中提供的数据,可以求出铜块的密度为 kg/m3,盐水的密度为 kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【拓展创新】
(9)小明想探究物体受到的浮力与其形状是否有关,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底.
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力;
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关.小明得出错误结论的原因是他只关注了铁片 的改变,忽视了 对浮力大小的影响.
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
典例2 在探究浮力的大小等于什么的实验中,小明同学的实验操作步骤如图所示,实验过程如下:
A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮所受的 ;
B.将水倒入溢水杯中;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没在水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时 ;
D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E.记录、分析实验数据,得出实验结论;
F.整理实验器材.
请根据小明的实验过程回答下列问题:
(1)指出小明在实验操作中漏掉的一个步骤: .
(2)指出上面实验操作中的一处错误: .
(3)改正实验操作后,若空小桶所受的重力为F4,则实验中测得橡皮所受的浮力为 ,排出水的重力为 ;若等式 成立,则可验证阿基米德原理,还能测出橡皮的密度ρ= 只能用F1、F2、F3、F4、ρ水表示).
【拓展创新】
(4)在另外一位同学的实验中,也进行了以上实验操作,但却得出了F浮大于G排的结论,下列原因分析不合理的是 填序号).
①在C步骤的操作中,橡皮没有浸没在水中
②放入橡皮前,溢水杯中未装满水
③在C步骤的操作中,橡皮碰到了容器底且对底部产生了压力
④实验中先进行C步骤,后进行A步骤
浮力大小判断(成都7年4考)
1.(2022·巴中)小刚在恒温游泳池中潜水时发现自己吐出的一个气泡在水中上升的过程中不断变大.关于该气泡在水中上升时的变化情况,下列说法正确的是( )
A.密度不变,浮力变小 B.密度变小,浮力变大
C.密度和浮力都变小 D.密度和浮力都变大
2.(2024·内江)“青岛”号导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ江水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
3.[物理学与社会发展](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
探究影响浮力大小的因素(成都7年2考;绵阳6年1考)
4.(2025·成都)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( )
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与排开液体重力的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
5.[科学探究](2024·广安)物理兴趣小组的同学在探究影响浮力大小的因素过程中,经过讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关;
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关.
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程.
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的.通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而 ,与物体浸没在液体的深度无关.
(2)根据 三图,可验证猜想2是正确的.同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为 kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上.
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的.她的结论不可靠,原因是 .
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第9讲 浮力
第1课时 浮力 阿基米德原理
(成都7年6考;绵阳6年2考;宜宾7年3考)
1.(回归教材)如图所示,用弹簧测力计测得金属块的重力是2.3 N,将金属块浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小为1.4 N.这说明:在水中要下沉的金属块受到 竖直向上 的浮力,浮力的大小为 0.9 N.
(RJ八下P64)
2.如图所示,两条鱼浸没在同种液体中,大鱼说:“我的体积大,受到的浮力大.”小鱼说:“我在深处,受到的浮力大.”你认为 大(选填“大”或“小”)鱼的说法正确,这是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受浮力的大小只与 排开液体的体积 有关.
3.(回归教材)在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称量时重5 N,浸没在水中称量时重4.7 N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为 0.3 N,它排开的水重为 0.3 N.
浮力
1. 浸在 液体(或气体)中的物体受到 竖直向上 的力,这个力叫作浮力.
2.浮力产生的原因:由周围液体(或气体)对物体向上和向下的 压力差 产生的,即:F浮= F向上-F向下 ,由此可知:浮力的方向总是 竖直向上 的.
注意:当向上的压力F向上=0时,物体不受浮力,如桥墩、水中的木桩等.
3.称重法测浮力:由受力分析可知,浮力=物体的重力-物体浸在液体中的弹簧测力计的示数,即F浮= G-F示 .
阿基米德原理(高频考点)
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于 它排开的液体所受的重力 .
注意:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体.
2.公式:F浮= G排 ,可推出F浮= ρ液gV排 .
3.浮力的大小只与液体的 密度 和物体排开 液体的体积(物体浸在液体中的体积)有关,与物体的密度、质量、体积等因素 无关 .
4.两个物体浸在相同的液体中时,浮力的大小取决于它们排开 液体体积 的大小.
探究浮力的大小与哪些因素有关(课标要求学生必做实验)
实验器材
弹簧测力计、圆筒容器、圆柱体、细绳、盐水.
实验步骤
1.用细绳系好圆柱体并挂在弹簧测力计下,逐渐增大圆柱体浸在水中的体积,观察弹簧测力计的示数是否变化.
2.将圆柱体浸没在水中,分别停留在不同深度的位置,观察弹簧测力计的示数是否变化.
3. 将容器里的液体换成盐水,将圆柱体浸没在盐水中,观察弹簧测力计的示数并与步骤2对比.
实验结论
物体在液体中所受浮力的大小与物体的密度、物体的体积、物体浸没的深度等无关,与物体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,浮力越大.
注意事项
及相关要点
弹簧测力计使用前要调零,注意测量范围和分度值.
典例1 在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,小明做了如图所示的一系列实验.实验中铜块与铝块的体积相同.
(1)铜块浸没在水中后,所受的浮力大小为 1 N,方向为 竖直向上 .
(2)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 物体排开液体的体积 的关系,得出的结论是 在液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大 .主要用到的实验方法是 控制变量法 .
(3)分析 ①④⑤ 三次实验数据,可知浮力的大小与物体浸入液体内的深度 无关 .
(4)小明画出了弹簧测力计的拉力、浮力、容器底部所受液体的压力以及容器对桌面的压力与物体浸入液体的深度h的关系图像,其中表示容器底部所受液体的压力与物体浸入液体深度的关系图像是 C(填字母).
A B
C D
(5)做①②④⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物重的关系,得出的结论是 物体受到的浮力大小与物重无关 .
(6)做 ①④⑦ 三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系,可得出的结论是 在物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大 ;而班里有同学认为此实验结论不可靠,原因是 没有换用其他液体实验,不具有普遍性 .
【实验拓展】
(7)实验时若先将物体放入水中测拉力,再测物体的重力,则会使浮力的测量结果 偏大(选填“偏大”或“偏小”).
(8)由图中提供的数据,可以求出铜块的密度为 9×103 kg/m3,盐水的密度为 1.2×103 kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【拓展创新】
(9)小明想探究物体受到的浮力与其形状是否有关,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底.
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 小于(选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力;
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关.小明得出错误结论的原因是他只关注了铁片 形状 的改变,忽视了 排开水的体积 对浮力大小的影响.
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
典例2 在探究浮力的大小等于什么的实验中,小明同学的实验操作步骤如图所示,实验过程如下:
A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮所受的 重力 ;
B.将水倒入溢水杯中;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没在水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时 读出弹簧测力计的示数 ;
D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E.记录、分析实验数据,得出实验结论;
F.整理实验器材.
请根据小明的实验过程回答下列问题:
(1)指出小明在实验操作中漏掉的一个步骤: 测量空小桶的重力 .
(2)指出上面实验操作中的一处错误: 在B步骤中,水面没有达到溢水口处(或水没有注满) .
(3)改正实验操作后,若空小桶所受的重力为F4,则实验中测得橡皮所受的浮力为 F1-F2 ,排出水的重力为 F3-F4 ;若等式 F1-F2=F3-F4 成立,则可验证阿基米德原理,还能测出橡皮的密度ρ= (或)(只能用F1、F2、F3、F4、ρ水表示).
【拓展创新】
(4)在另外一位同学的实验中,也进行了以上实验操作,但却得出了F浮大于G排的结论,下列原因分析不合理的是 ①(填序号).
①在C步骤的操作中,橡皮没有浸没在水中
②放入橡皮前,溢水杯中未装满水
③在C步骤的操作中,橡皮碰到了容器底且对底部产生了压力
④实验中先进行C步骤,后进行A步骤
浮力大小判断(成都7年4考)
1.(2022·巴中)小刚在恒温游泳池中潜水时发现自己吐出的一个气泡在水中上升的过程中不断变大.关于该气泡在水中上升时的变化情况,下列说法正确的是( B )
A.密度不变,浮力变小 B.密度变小,浮力变大
C.密度和浮力都变小 D.密度和浮力都变大
2.(2024·内江)“青岛”号导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ江水,忽略驱逐舰自重的变化)( B )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
3.[物理学与社会发展](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( B )
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
探究影响浮力大小的因素(成都7年2考;绵阳6年1考)
4.(2025·成都)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( D )
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与排开液体重力的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
5.[科学探究](2024·广安)物理兴趣小组的同学在探究影响浮力大小的因素过程中,经过讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关;
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关.
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程.
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的.通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而 增大 ,与物体浸没在液体的深度无关.
(2)根据 A、D、E 三图,可验证猜想2是正确的.同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为 2.0×103 kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上.
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的.她的结论不可靠,原因是 没有控制排开液体的体积相同 .
学科网(北京)股份有限公司
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