内容正文:
第十章 浮力
单元复习课件
2024人教版 物理 八年级下册
汇报人:WPS
1
目录
01
思维导图
02
考点突破
03
典型例题
04
总结提升
2
浮力
浮力
关于浮力的测量
物体的沉浮条件
浮力公式
浮力实验
浮沉状态
补水法
定义
方向:总是竖直向上的
阿基米德原理
ρ物=ρ液V排/V物
施力物体:流体 受力物体:浸在流体中的物体
产生原因:因流体对物体上、下表面压力差,合力向上
产生条件
1.物体浸在流体中容器的一部分也可能受浮力作用
2.物体的下表面与流体有接触
《浮力的大小与那些因素有关》
《浮力大小和排开液体所受重力的关系》
思维导图
漂浮
悬浮
上浮
下沉
沉底
当物体漂浮或悬浮时,物体可以代换为其排开的液体
F浮=G排=ρ液gV排
当物体悬浮或漂浮时F浮=G物
液体对容器底压强的变化量
液体对桌面压强或压力的变化量
二、考点突破
考点一 浮力
1.定义:液体和气体对浸入其中的物体有__________的托力。
用字母 表示。
浮力的施力物体是_________ 。
2.方向:___________。
3.产生原因:液体对浸入的物体有向上和向下的___________。
(浮力是液体压力的_______)
合力
竖直向上
竖直向上
压力差
液体或气体
F浮
4.求浮力大小的方法:
①称重法: ____________
②压力差法:__________
③公式法:____________
④状态法:____________
F浮= G-F拉
漂浮、悬浮时F浮= G物
沉底时F浮 <G物
F浮= F向上- F向下
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
悬浮
F浮
G
F浮
G
G
漂浮
FN
沉底
5.实验:探究浮力大小的影响因素
(1).该实验用到了哪些实验器材?
(2).该实验用到了什么实验方法?
(3).该实验如何测浮力?
控制变量法
弹簧测力计、金属块、水、盐水、酒精、烧杯、细线
利用称重法 F浮= G-F拉
(4).如4.如何设计实验探究浮力与液体密度的关系?
(5.该实验可以得到什么实验结论?
将同一物块分别浸入(控制浸入液体中的体积相同)不同液体中,记录弹簧测力计示数,利用公式F浮= G-F拉 计算出浮力进行比较。
)
物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,与液体的密度有关;物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的浮力就越大。
③浮力与浸没在液体中的深度无关,浸没后浮力不变,与物体密度无关
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于
_______________________
2.公式:___________
推导公式:___________
该公式表明浮力大小只与液体密度、排开液体体积有关。
3.适用范围:_________________
考点二 阿基米德原理
液体和气体
排开的液体所受的重力
F浮=G排
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
G排表示排开液体所受的重力,单位: ;
m排表示排开液体的质量,单位: ;
ρ液表示液体的密度,单位: ;
V排表示排开液体的体积,单位: ;
g表示9.8牛/千克(N/kg)或10N/kg
F浮表示物体受到的浮力,单位: 。
注意体积单位换算:
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
4. 公式中各物理量的意义及单位
牛(N)
千克(kg)
千克/米3(kg/m3 )
米3(m3)
牛(N)
各物理量全部采用国际单位制。
1cm3=10-6m3
考点二 阿基米德原理
考点二 阿基米德原理
5.关于阿基米德原理的认识:
区分:浸没(全部浸入)、部分浸入
浸没时: V排=V物
F浮= ρ液gV排=ρ液gV物
部分浸入时: V排﹤ V物
F浮= ρ液gV排﹤ ρ液gV物
考点二 阿基米德原理
考点二 阿基米德原理
实验:验证阿基米德原理
1.该实验用到了哪些实验器材?
2.该实验可以调换图1和图4的顺序吗?为什么?
弹簧测力计、金属块、装满水的溢水杯、细线、小空桶
不能,这样会导致桶中有液体残留,导致测得G排 偏小
3.实验表格如何设计?
4.实验结果满足什么关系时可以验证阿基米德原理?
G-F=G2-G1
组别 物体的重量G/N 弹簧秤示数F/N 物体所受浮力F浮/N 排出水和桶总重G2/N 空桶重G1/N 物体排开水重量G排/N
1
2
3
练习.两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开的液体的重力相等。甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
乙
甲
C
1.物体在液体中静止时的三种状态:___________________。
2.漂浮与悬浮的区别和联系
考点三 物体的浮沉条件
漂浮、悬浮、沉底
悬浮 漂浮
不同点 在液体中的位置
体积关系
密度关系
相同点
静止在液体内任何位置
静止在液体表面
V排=V物
V排<V物
ρ物=ρ液
ρ物<ρ液
F浮=G物,G物=G排 ,m物=m排
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
>
>
<
<
<
=
=
=
>
=
3.总结浮沉条件:
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
F浮= G-F拉
漂浮、悬浮时F浮= G物
沉底时F浮 <G物
F浮= F向上- F向下
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
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。
1.轮船
①原理:将钢铁制成空心的轮船,可以排开更多的水,来获得更大的浮力使轮船漂浮在水面上,F浮______G。
②排水量:轮船装满货物时排开水的质量。
m排=__________。
③轮船从长江到大海,浮力_______ ,V 排 ________,船体上浮.
考点四 浮力的应用
=
m船+m货
不变
变小
2.潜水艇
①原理:通过对水舱充水和排水,改变_________,实现上浮、下沉。
②钢制的潜艇体积固定,浸没在水中时浮力_____。
③潜水艇若要上浮,水舱___________,使重力小于浮力。
自身重力
不变
向外排水
3.飞艇/热气球:
充入密度较小的气体或加热空气。
工作原理:利用空气的浮力,通过改变自身重力来实现上升和下降的。
4.密度计:直接测量液体密度的工具,
①原理:根据漂浮时,浮力等于_____ ,液体密度越大,V排 ______。
②自制密度计的特点:示数_________.
重力
越小
上小下大
例1.将一长方形物体浸没在装有足够深的水的容器中,如图所示。它的上表面受到的压力为2.8N,物体受到的浮力大小为1.2N,则该物体下表面受到的压力为______N。如物体再下沉5cm,则它受到的浮力________1.2N(选填“小于”“大于” 或“等于”)。
4
等于
典例突破
例2.如图是探究同一物体所受浮力大小与哪些因素有关的实验过程。
(1) 两次实验证明:物体所受浮力随物体排开液体体积的变化而变化。
(2)乙、丙两次实验是为了探究物体所受浮力大小与 的关系。
(3)由丙、丁两次实验可知:浸没在同种液体中的物体,所受浮力大小
与 无关。
甲、乙
液体密度
物体浸没在液体中的深度
典例突破
23
例4.如图所示,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则ρ甲___________ρ乙;
若两种液体的深度相同,对容器底部的压强分别为P甲和P乙,
则P甲___________P乙。(均选填“>”“<”或“=”)
例3.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
<
<
典例突破
例5.如图是a、b两种物质的质量与体积的关系图象.分别用a、b两种物质制成两个规则的实心长方体甲和乙,下列说法中正确的是( )
A.将物体甲放入水中,一定漂浮在水面
B.将物体乙放入水中,一定沉入水底
C.将体积相等的甲、乙两物体放入水中,甲受到的浮力大些
D.将质量相等的甲、乙两物体放入水中,甲受到的浮力大
解析:由 可计算出:
ρa =2g/cm3;ρb =0.5g/cm3
∴ρa>ρ水>ρb
∴ 甲物体会下沉,乙物体会漂浮
∴A、B选项错误
图像类
典例突破
1.粗测固体密度
物块体积:
物块浸没水中时排开水的体积:
物块浸没时:
物块的密度:
水
浸没水中
浮力计算和设计实验
总结提升
2.粗测液体密度
浸没浓盐水中
物块浸没水中时排开水的体积:
因为,
物块浸没盐水中时排开盐水的体积:
所以,
水
浸没
水中
浮力计算和设计实验
浮力计算和设计实验
总结提升
例6、一石块在空气中称重10N,浸没在水中时弹簧测力计示数为6N,求
(1)石块的质量m石
(2)石块所受浮力F浮
(3)石块排开水的体积V排
(4)石块的体积V石
(5)石块的密度ρ石
m 石 = 1Kg
F浮 = 4 N
V排= 4×10-4m3
V 石 = 4×10-4m3
ρ石 = 2.5×103kg/m3
浮力综合计算
总结提升
练习1.如图所示,将边长为10cm的实心正方体木块静置于平放的盛水容器中,木块静止时,有3cm露在水面外,现将一个竖直向下的力F压该木块,木块刚好全部浸入水中且静止求:
(1)木块漂浮时受到的浮力;
(2)力F大小;
(3)正方体木块的密度。
综合计算题
总结提升
【详解】(1)木块排开水的体积为V排=10cm×10cm×(10-3)cm
=700cm3=7×10-4m3
木块漂浮时受到的浮力F浮=ρ水gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10-4m3=7N
(2)木块的体积为V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10-3m3
木块完全浸没时受到的浮力为F浮′=ρ水gV
=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
木块漂浮,木块受到的重力等于浮力为G木=F浮=7N
力F大小为F=F浮′-G木=10N-7N=3N
(3)木块的质量为
所以木块的密度为
练习2.在空气中用弹簧测力计称某石块所受重力为5N;浸没在水中称量,弹簧测力计的示数为2N;浸没在另一种液体中称量,弹簧测力计的示数为1.4N,则这种液体的密度是________ kg/m3。
1.2×103
点拨:首先利用称重法可得出石块浸没在水中所受到的浮力大小,通过浮力的公式可进一步求出石块的排水体积,也就是石块自身的体积;再利用同样的方法可得出石块浸没在另一种液体中所受浮力的大小,知道浮力和石块的体积,同样利用浮力的公式变形,可进一步求出这种液体的密度。
综合计算题
练习2.如图甲所示,一底面积为S0的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有适量密度为ρ0的水,水的高度为h0。现将一密度均匀、体积为V0的实心物块A放入容器中,物块静止时,容器中水的高度为h1,如图乙所示。此时再将一小铁块B放在物块A上,物块A浸没水中(未接触容器底),如图丙所示,此时容器中水的高度为h2。下列说法正确的是( )
A.物块A的重力为ρ0gh1S0
B.图乙中,物块A受到的浮力为ρ0g(h1-h0)
C.物块A的密度为
D.铁块B的重力为ρ0g(h2-h1)S0
D
综合运用
链接中考
(2023天津)25. 在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务:【实验探究】
通过图1所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。由实验可得结论:______ 。这就是阿基米德原理。
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如图2所示。
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。
请你写出推导过程。提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在图2中标出)。
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器,内装质量为m的液体。现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体未溢出。金属圆柱体静止时所受浮力F浮= ______ 。
感谢您的观看
汇报人:WPS
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