内容正文:
今天为大家示范的实验室,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。船舶的大小通常用排水量来表示,排水量就是轮船满载货物时排开水的质量。由于船舶的大小和装载量不同,也就有了不同的排水量。那么物体所受浮力的大小跟排开液体所受的重力之间有什么关系吗?本次实验我们将通过以下几个环节来进行,一测量重物和小桶在空气中所受的重力。二测量重物在不同水深时,弹簧测力计对它的拉力,以及小桶及重物排开的水所受的总重力。3、比较重物所受浮力与排开的液体所受重力之间的关系。在实验中,我们需要用到以下实验器材,重物一、水杯、小桶、烧杯、弹簧测力计、铁架台、清水。首先我们先用弹簧测力计测量重物的重力,测得重物的重力为1.4牛。用弹簧测力计再测出小桶的重力,测得小桶的重力为0.4牛。将溢水杯放置于弹簧测力计下方。烧杯对齐屹水口往溢水杯中倒入清水。直至清水溢出溢水口。只有一水杯中的水面与溢水口齐,平时浸没在水中的物体所排开的水的体积才与溢出的水的体积相等。拿走烧杯。将小桶靠近溢水口。再将重物放置于弹簧测力计上,调节铁架台高度。将重物部分浸入水中,水从溢水口排到小桶里,等邑水口不再有水排出,测得重物在水中测力计的读数为1.2牛,用弹簧测力计测量小桶和重物所排开水受到的总重力,测得小桶和重物所排开水的总重力为0.6牛。继续调节铁架台高度,将重物进入更深,测得重物在水中测力计的读数为一牛。用弹簧测力计测量小桶和重物所排开水受到的总重力,测得小桶和重物所排开水的总重力为0.8牛。再次调节铁架台高度,将重物完全浸没于水中,根据相同的办法,测得重物在水中测力计的读数为0.6牛,小桶和重物所排开水的总重力为1.2牛。浮力等于重物所受的重力与重物在水中时测力计的读数的差值计算得出数据。排开水所受到的重力等于小桶所受的重力与小桶和重物所排开的水受到的总重力的差值计算得出数据观察得出,浮力与重物排开的水所受的重力相同。由实验可知,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,这就是著名的阿基米德原理。物体不仅在液体中受到浮力的作用,在气体中也会受到浮力的作用。因此阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小等于它排开的气体受到的重力。重物浸入水中的时候,不要让重物触及杯壁或者杯底,速度也不能过快,防止水溅出造成误差。
2026中考一轮复习——浮力
人教版2024物理八年级下册——第十章
知识思维导图
一、浮力:定义及公式
1.定义:浸在液体中的物体,受到向上的力,这个力叫做浮力。
2.方向:竖直向上。
3.施力物体:气体或液体。
4.浸入液体中的物体不一定受到液体对它的浮力,(如深入泥底的柱状桥墩或水里打的木桩)。
F浮=G-F示
F浮=F向上-F向下
一、浮力:影响因素——液体密度、排开液体(物体浸入)体积
1、深度:与深度无关。(浸没后深度增加,浮力不变)。
2、物体浸入液体体积:也称为排开液体体积,即V浸=V排, 当液体密度不变时,物体浸入液体体积越大,物体受到的浮力越大。
3、液体密度:即ρ液,当物体浸入液体体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
二、阿基密度原理:
操作
过程
所测量 ①物体重力G、 ②物体完全浸没后测力计示数F、
③小桶重力G0、 ④排开水和小桶总重力G1
分析归纳 物体受到的浮力F浮=________;排开液体重力G排 =________,对比二者大小得出实验结论 ________
注意事项 溢水杯中水要______,若水面低于溢水口,则测出的G排将______F浮,得不到正确结论
实验结论 浸入液体中物体受到的浮力等于__________________________________这就是著名的阿基米德原理
G-F
G1-G0
装满
小于
它排开的液体所受的重力
F浮 = G排
内容 浸在液体中的物体所受的浮力大小等于________________________
表达式 F浮=____= _______ =_________
适用
范围 适用于物体受到液体(气体)对物体的浮力
说明 液体对物体的浮力与液体的______、物体________________有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关
它排开的液体所受的重力
G排
密度
排开液体的体积
m排 g
ρ液 g V排
二、阿基密度原理:
上浮(动) 下沉(动) 悬浮 漂浮 沉底
F浮____G F浮____G F浮____G F浮____G F浮+N___G
ρ液___ρ物 ρ液___ρ物 ρ液___ρ物 ρ液___ρ物 ρ液___ρ物
>
>
<
<
<
=
=
=
>
=
三、浮沉条件:
(1)轮船:轮船的大小用 表示,它表示轮船 时排开水的 .
(2)潜水艇:靠 实现上浮与下沉的.
(3)气球、飞艇:靠 实现上升与下降的.
(4)密度计:在任何液体中都处于 状态,越靠上示数越 .
排水量
满载
质量
改变自身重力
改变浮力
漂浮
小
四、浮力应用:
敲黑板:浮力的计算方法:
方法 压力差法 称重法 阿基米德
原理法 平衡法
公式
及图
示
方法 压力差法 称重法 阿基米德
原理法 平衡法
适用
范围 适用于已知物体上、下表面所受压力的情况时浮力的计算 适用于已知物体的重力和物体在液体中受到向上的拉力F时的计算 适用于任何物体的浮力计算 适用于物体在液体中处于悬浮或漂浮时浮力的计算
【规避失分点】
(1)判断物体的浮沉情况,不能只根据物重或物体的密度,要比较物重和浮力的关系或物体和液体密度之间的关系。
(2)漂浮与悬浮是一种平衡状态,浮力的大小都等于重力,上浮与下沉是一种非平衡状态。
【典例3】(雅安中考)如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先下沉然后上浮 B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉 D.浮力变大,一直上浮
C
1.一正方体物块浸没在水中,上表面受到的压力是15N,下表面受到的压力是20N,在物体受到的浮力是_____N.
2.一个正方体木块漂浮在水面上,下表面受到的压力为10N,则上表面受到水的压力是_____N,木块受到的浮力是______N.
5
0
10
【典型习题】
【典型习题】
3. 一艘轮船从海里驶入河里,它受到的重力大小 ,
它受到的浮力 ;它排开水的体积 。
(填变大,变小或不变)
4.重为15 N的物体,浸没于装满水的容器中后,溢出了5×10-4 m3的水。
则此物体是( )
A.浮在水面上 B.沉到水底
C.悬浮在水中 D.以上几种情况都有可能
不变
不变
变小
【典型习题】
液面升降问题
5.一冰块漂浮在水面上,当冰完全熔化后,容器中的水面将如何变化?
当冰化成水后,质量不变,所以,m水= m冰
冰排开水的体积等于冰化成水的体积
∴液面高度不变
【解析】冰漂浮在水面上,F浮= G冰
【典型习题】
6.当冰放入盐水中时,冰熔化后,液面如何变化?
∵ ρ水< ρ盐水,∴V化水> V盐水
冰化成水的体积大于冰排开盐水的体积
∴液面上升
【解析】冰漂浮在盐水中,F浮 = G
液面升降问题
【典型习题】
第十章 浮力
7.容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。如图所示,现将小球取下沉入水中,试管仍浮在水面上,则 ( )。
A. 液面下降
B. 液面上升
C. 容器底部受到的液体的压强不变
D. 试管下表面受到的液体压强变小
7.一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上,它的2/3体积露出水面,它受的浮力是多大 N。(g取10 N/kg)
8.有一木块竖直地浮在水面上,有1/5的体积露出水面,若把露出的体积切掉,则 ( )。
A.木块将全部浸没在水中
B.木块剩余部分4/5浸没水中
C.木块剩余部分1/5浸没水中
D.木块下沉入水底
【典型习题】
漂浮体问题
1
B
图象问题
【典型习题】
9.(多选) 如图1所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图2是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的阻力,g=10 N/kg,则下列说法正确的是
( )。
图1
A.石料没入水中后,受到的浮力为500 N
B.石料的密度为2.3×103 kg/m3
C.石料的密度为2.8×103 kg/m3
D.石料受到的重力为900 N
图2
AC
10.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12 N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5 N.把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是( )
A.5 N B.7 N C.14 N D.12 N
D
11.当船从河里驶入海里时,下列说法正确的是( )
A.船所受的浮力大于重力 B.船体下沉一些
C.船所受的浮力小于重力 D.船体上浮一些
D
【典型习题】
12:如图所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变 来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 选填“变大”、“变小”或“不变”).
自重
不变
13:中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67500 t.它满载时所受的浮力为 (g取10 N/kg).2012年9月25日,该舰正式加入中国海军序列.2012年11月23日,中国航母舰载机歼-15着舰成功,当舰载机着舰后,浮力将 选填“不变”、“变小”或“变大”).
变大
【典型习题】
10:质量是500克,体积是0.6分米3的物体,求它在水中静止时排开水的体积和浮力?
分析:题目未给出物体在水中静止时的最后状态,所以一定要根据浮沉条件先判断确定状态,然后再求解,此题可以用两种方法。
解法一:比较F浮与G物,设物体全部浸没在水中:
F浮=r水gV排=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.6×10-3米3=5.88牛
G物=m物g=0.5千克×9.8牛/千克=4.9牛
∵4.9牛<5.88牛 G物<F浮 所以,物体的最后状态处于漂浮 则:F浮=G物=4.9牛
解法二:比较r液与r物
∵r物<r水,所以,物体漂浮水面,F浮=G物=mg=0.5千克×9.8牛/千克=4.9牛
又∵F浮=r水gV排
∴
答:物体排开水的体积是500厘米3,受的浮力是4.9牛。
点评:在解浮力问题时,若题目没有明确物体在液体中的状态时,一定要用上述两种方法中,其中的任意一种,先进行判断,再求解,千万不可乱代公式求解,尤其在不知物体是全部浸没还是部分浸入时,用V排=V物计算浮力,这也是同学常出现的错误。
【典型习题】
如图所示是小鹰同学测量某种液体密度的过程,请你根据实验数据,求:
(1)小石块的质量。(2)小石块的体积。
(3)液体的密度。(g取10 N/kg)
【计算典例】
(1)由题图知,小石块的重力为3 N;
由G=mg得小石块的质量为:
m= =0.3 kg。
(3)当石块浸没在液体中时受到的浮力F′浮=3 N-2.2 N=0.8 N;
该液体的密度为:ρ液= =0.8×103kg/m3。
答案:(1)0.3 kg (2)1×10-4m3(3)0.8×103kg/m3
100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102
Lavf58.46.101
$