初三物理浮力與壓強(qiáng)Word版

1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！浮力與壓強(qiáng)復(fù)習(xí)1、浮力(1) 定義：浸在液體（或氣體）中的物體，受到液體（或氣體）向上托起的力叫浮力。(2) 方向：無論物體在哪種液體中受到的浮力方向總是豎直向上的。(3) 產(chǎn)生原因：假設(shè)有一個正方體完全浸沒在水里，如圖1所示則正方體的前后、左右、上下六個表面都要受到水的壓強(qiáng)和壓力，由于左右兩個側(cè)面和前后兩側(cè)面對應(yīng)部分在水中的深度相同，由液體壓強(qiáng)公式pgh可知，受到水的壓強(qiáng)大小相等；由公式Fps可知。作用在左右、前后側(cè)面上的壓力也大小相等，且方向相反，彼此平衡。 但是上下兩表面由于在水中的深度不同，受到水的 圖1壓強(qiáng)也不等，上表面的深度小，

2、壓強(qiáng)小；下表面的深度大，壓強(qiáng)大；所以下表面受到的向上的壓力F大于上表面受到的向下的壓力F，水對物體向上的和向下的壓力差就是水對物體的浮力，即F浮FF.如果物體浸在其他液體中，所受浮力也是由于該液體對物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的. (4)浸在液體中的物體，無論是全部浸沒在液體里，還是只有一部分浸入液體里；無論是正在上浮還是正在下沉，無論是靜止在容器底部還是漂浮在液面，都要受到液體對物體的浮力作用.只有如圖2所示的情況中,該長方體的下表面與容器底面緊密貼合,不受到液體向上的壓力,只受到液體向下的壓力作用時,才不受到液體的浮力作用,這是一種特殊情況.(5).漂浮在液面的物體,其上表面不受到液體向下的

3、壓力.因此,它受 到的浮力就等于液體對物體向上的壓力. 圖22.用彈簧秤測浮力 有一鐵塊要測量出它在水中所受的浮力,可把鐵塊用細(xì)線系好掛在彈簧秤上,記下此時彈簧秤的示數(shù)G，然后把鐵塊浸入水中，則彈簧秤的示數(shù)減少，再記下此時彈簧秤的示數(shù)G，那么彈簧秤減少的示數(shù)，即兩次彈簧秤的示數(shù)差，就等于鐵塊浸入在水中時所受浮力的大小，即：F浮GG.3.用阿基米德原理計算浮力 (1).阿基米德原理的內(nèi)容：浸入液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力. (2).阿基米德原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式：F浮G排r液gv排 式中G排即為被液體排開的液體的重，單位是牛；r液是物體所浸入的液體的密度，其單位必

4、須用千克/米3；v排表示被物體排開的液體的體積，單位必須用米3，g9.8牛/千克（或取10牛/千克）. (3).由阿基米德原理可知，浮力F浮的大小只跟液體的密度r液、物體排開液體的體積v排有關(guān)，跟物體本身的形狀、構(gòu)成物體的材料的密度無關(guān)，此外和物體在液體中的情況，如物體浸沒在液體中的深度、容器中液體體積的多少、物體在液體中是靜止還是運(yùn)動等，都無關(guān). (4).阿基米德原理也適用于氣體，這就是：浸沒在氣體里的物體受到的浮力大小，等于它排開的氣體所受到的重力.即：F浮G排氣氣gv排4.物體漂浮在液面的條件 如圖3所示，物體漂浮在液面，則其豎直方向上受到兩個力的作用：豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F

5、浮,由于物體靜止在液面，因此它所受的重力G和浮力F浮應(yīng)是一對平衡力，它們的大小相等. 所以，物體漂浮在液面的條件是： 圖3 F浮G物. 因?yàn)?F浮r液gv排，G物r物gv物. 可得關(guān)系式：r液gv排r物gv物.5.物體在液體中的浮沉條件 如圖4所示，浸沒在液體中的物體，在豎直方向上受到兩個力的作用：豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F浮。 物體在液體中究竟是上浮、下沉還是懸浮，由物體所受的重力 G和浮力F浮的大小關(guān)系來決定. 當(dāng)F浮與G不平衡時，物體的運(yùn)動狀態(tài)就要發(fā)生變化：當(dāng)F浮G時,物體上浮,直到F浮與G大小相等時靜止在液面,即 圖4漂浮時為止;當(dāng)F浮G時,物體下沉,直到靜止在容器底部時為止.

6、 當(dāng)F浮G時,物體所受的浮力和重力是一對平衡力,物體可懸浮在液體中的任意位置,保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài).6.利用物體和液體的密度關(guān)系判斷物體的浮沉： 由阿基米德原理可得：F浮r液gv排 物體的重力大小為：G物r物gv物. 當(dāng)物體浸沒在液體中，v排v物. r液gv排r物gv物. 整理后可得：r液r物 同樣方法可推得： 當(dāng)r液r物時，則物體上浮； 當(dāng)r液r物時，則物體下沉.7.浮力的作用(1) 輪船: 輪船是采用“空心”法而浮在水面的，它所受到的浮力等于船的總重.輪船的排水量是指輪船滿載時排開的水的質(zhì)量，即：排水量船自身的質(zhì)量滿載時貨物的質(zhì)量.(2) 潛水艇：靠改變自身的重而實(shí)現(xiàn)上浮、下沉或停留

7、在水中.(3) 飛球和飛艇：利用空氣的浮力升入高空.(4) 密度計：是利用物體漂浮在液面的條件工作的，即F浮G物.密度計上標(biāo)的刻度是被測液體的密度與水的密度之比，且大的刻度值在下面，小的刻度值在上面.三、典型例題 例完全浸沒在水中的乒乓球，放手后從運(yùn)動到靜止的過程中，其浮力大小變化情況是（）A浮力不斷變大，但小于重力B浮力不變，但浮力大于重力C浮力先大于重力，后小于重力D浮力先不變，后變小，且始終大于重力直至靜止時，浮力才等于重力分析乒乓球完全浸沒在水中時，浮力大于重力因浮力大小與物體在液內(nèi)深度無關(guān)因此乒乓球在水中運(yùn)動時所受浮力不變，直到當(dāng)球露出水面時，浮力開始變小當(dāng)浮力等于重力時；球靜止在水

8、面上，呈漂浮狀態(tài)答案此題應(yīng)選D例2 如圖所示，一邊長為15厘米的正方體木塊漂浮在水面上，其上表面距離水面5 厘米，g10牛/千克，求（1）木塊上、下表面受到液體的壓力差；（2）木塊所受到的浮力大小及方向 分析 解答該題時，要綜合應(yīng)用液體的壓強(qiáng)、壓力及浮力產(chǎn)生原因 的知識。 漂浮在水面的物體，其上表在水面以上，不受水對它的向下壓 強(qiáng)和壓力，即：r向下0，F(xiàn)向下0根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式 p rgh可求出浮體的下表面所受液體的壓強(qiáng)，再由公式FPS，可求出下表面所受液體向上的壓力.解 因?yàn)槟緣K是漂浮，所以上、下表面所受液體的壓力差：FF向上F向下F向上PSrghs1.0103千克/米310牛/千克(155

9、)102米1515104米222.5牛 木塊所受到浮力就等于木塊所受水的壓力差 F浮F22.5牛 答:木塊上、下表面所受液體的壓力差是22.5牛；木塊所受浮力也等于22.5牛，方向豎直向上. 例3如圖所示，在盛水容器中，有4個體積完全相同的物體：A是一浮于水面的正方體木塊；B是用線吊著浸沒在水中的長方體鐵塊；C是懸浮在水中的空心鋼球；D是圓臺形石蠟塊，它沉于容器底面并與容器底無縫隙緊密結(jié)合，試比較分析A、B、C、D所受浮力的情況分析 雖然A、B、C、D四個物體，它們的形狀不同，組成的物體種類不同，有的是實(shí)心的、有的是空心的，浸入水中的深度也不同，但這些不同條件跟浮力的大小均無關(guān)，所以無需加以考

10、慮浮力的大小只跟液體的密度與排開液體的體積有關(guān)因?yàn)樗鼈兪墙谕环N液體中，所以浮力的大小由 而定，但D物體與容器底緊密結(jié)合，故浮力為零由此可知，此題A、B、C、D四個物體所受浮力大小可以用下式來表示，即 。 例4 彈簧秤下掛一物體，在空氣中彈簧秤的示數(shù)是392牛，浸沒在水中時，彈簧秤的示數(shù)是342牛，求：（1）該物體的體積是多少？（2）構(gòu)成該物體的材料密度是多少？ 分析 由題意可知，該題應(yīng)該用公式法求出該物體的體積和密度先由物體在空氣中和在水中的彈簧秤示數(shù)差求出其所受的浮力大??；再將阿基米德原理的公式F浮r液gv排變形為v排，可求出物體浸沒時的v排 ，也就等于物體的體積，這是最為關(guān)鍵的一步，最

11、后由密度公式r，即可求出組成該物體的材料密度.解 物體浸沒在水中時所受的浮力：F浮 GG392牛342牛50牛 物體排開水的體積：V排5103米3物體的體積: VV排5103米3 物體的密度: r7.84 103千克/米3 答 (1)物體的體積是510-3米3 (2)構(gòu)成該物體的材料密度是7.84 103千克/米3 例5 體積相等的甲、乙兩物體，其密度分別是0.8103千克/米3和1.2103千克/米3,同時投入水中，靜止后所受浮力之比為_；如果甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，則在水中靜止后所受浮力之比為_. 分析：該題應(yīng)首先分析判斷密度不同的甲、乙兩物體在水中靜止所處的不同狀態(tài)，然后根據(jù)不同的狀態(tài)下

12、的不同特點(diǎn)，運(yùn)用合適的公式求解.甲的密度r甲0.8 103千克/米3,小于水的密度，故甲投入水中后上浮直到靜止后漂浮在水面，由浮體性質(zhì)可知，甲所受的浮力與甲的重力相等,即F甲G甲.乙的密度r乙1.2103千克/米3,大于水的密度，故乙投入水中后下沉直至靜止在容器底部，運(yùn)用阿基米德原理可求出其所受的浮力：F乙r水gv排 甲所受浮力：F甲G甲r甲gV甲乙所受浮力：F乙r水gV排r水gV乙而甲、乙的體積相等：V甲V乙，甲、乙所受浮力之比為：如果甲、乙兩物體不是體積相等而是質(zhì)量相等，則根據(jù)同樣的分析方法可解得：甲所受浮力：F甲G甲m甲g乙所受浮力：F乙r水gV排r水g 而甲、乙質(zhì)量相等，即m甲m乙，所

13、以甲、乙所受浮力之比：即：應(yīng)填4:5 ; 6:5.例6 如圖，現(xiàn)有一正方體的物體懸浮于密度為 的液體中，其邊長為L，上表面距液面的深度為h，那么下表面距液面的深度即為 請根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)阿基米德原理分析 由于對稱關(guān)系，物塊受到來自前后左右的壓力應(yīng)為平衡力，但上下表面所受的壓力不同， 據(jù) 則 例7 如圖所示，一個質(zhì)量為1.58千克的實(shí)心鐵塊，（r鐵7.9103千克/米3）用一根細(xì)線與一木塊相連結(jié)，實(shí)心木塊的密度為0.5103千克/米3，體積為5分米3，若不斷向容器中倒水，當(dāng)木塊露出水面的體積多大時，鐵塊對容器底無壓力？ 分析 木塊與鐵塊用細(xì)線連結(jié)成了一個整體，當(dāng)整體在豎直方向所受的總的重力

14、與總的浮力相等，即G總F總時，鐵塊不受容器底的支持力，即鐵塊對容器底無壓力，由此求出木塊的V排，即可求出木塊露出水面的體積.解 鐵塊對容器底無壓力時，則G總F總即：G木G鐵F木F鐵r木gV木m鐵gr水gV排r水g代入數(shù)據(jù)整理后可得：0.5103千克/米35103米31.58千克1.0103千克/米3V排1.0103千克/米3解得：V排3.88103米3木塊露出水面體積：VV木V排5103米33.88103米31.12103米31.12分米3答：當(dāng)木塊露出水面體積是1.12分米3時鐵塊對容器底無壓力.例8 如圖所示體積不同，重力不同的A、B兩個物體浸沒在水中用繩系住A物，拉力為F時A物體靜止用力

15、F壓B物體時，B物體也靜止，若將A、B兩物固定在一起放入水中，它們將（）A上浮 B下沉C懸浮 D無法判定分析：A物體靜止，有 B物體靜止，有 。將A、B二物系在一起，重力不變，仍為 兩物系在一起放入水中，全浸時浮力為 分析 與 的關(guān)系，將A、B二物平衡時的關(guān)系式相加，得 可知 ，兩物恰好懸浮在水中答案：C參考答案一、 填空題1 變大、不變2 5104、0.51033 0.984 05 9.8、豎直向下、9.86 滿載時、4500二、 選擇題7A 8. A 9. B 10. C 11. C 12. A三、計算題13F浮r氣gV0.0569牛 Gmg0.0392牛 G氫r氫gV0.004牛 FF浮

16、GG氫0.0137牛14V排3103米3 F浮GF49牛 V木V排5103米3 r木0.6103千克/米3鞏固練習(xí)一、填空題1 要把浮在水面上的皮球慢慢地壓入水底，在皮球未沒入水中前，施加的壓力是逐漸_的，完全浸入水中后，所施加的壓力將_.2 質(zhì)量為250克的物體靜止在水中，有一半體積露出水面，這個物體的體積是_米3，它的密度是_千克/米3.3 體積是400厘米3的塑料盒漂浮在水面上，其中有的體積浸在水中，那么盒受到的浮力是_牛.4 把質(zhì)量是790克的鐵塊，用線掛在彈簧秤上，并放入水銀中，彈簧秤的讀數(shù)是_牛.5 重是9.8牛的木塊浮在水面，它的密度是0.5103千克/米3，木塊受到的浮力是_牛

17、，要把木塊全部浸入水中，需加_方向的力_牛.6 輪船的排水量就是輪船_排開水的質(zhì)量，某輪船的排量是7106千克，船自重為2.45107牛，則這艘輪船最多只能裝載_噸的貨物.二、選擇題7 如圖所示，容器中盛的是水，由此可以斷定 A 銅球一定是空心的B 木球一定是空心的C 鐵球一定是實(shí)心的D 銅球和鐵球都一定是空心的 8體積相同的實(shí)心銅球和木球，放在水中達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)時，其所受的浮力是 A 銅球大于木球B 木球大于銅球C 大小相等D 無法比較9質(zhì)量相同的銅、鐵、鋁三個金屬球，投入水銀達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)后受到的浮力分別為F1、F2、F3，這三個力的大小關(guān)系是 A.F1F2F3 B. F1F2F3 C. F1F2F3 D.無法確定10一個木塊漂浮在水面上，露出水面的部分占總體積的，現(xiàn)將木塊分成相等的兩塊，將其中一塊投入水中，那么，這一小塊露出水面的部分占它體積的 A. B. C. D.11將重為G牛的圓柱形木樁的尖端全部釘入河底，另一端露出水面，露出部分的體積為V米3，河水淹沒木樁時，下列說法中正確的是 A 木樁所受浮力的大小等于G牛B 木樁所受浮力的大小增加了r水gV牛C 木樁不