初二物理第十章浮力知識(shí)點(diǎn)及例題

1、初二下物理第十章浮力知識(shí)點(diǎn)及例題1、浮力的定義：一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對(duì)它豎直向上的力叫浮力。2、浮力方向：豎直向上,施力物體：液（氣）體 3、浮力產(chǎn)生的原因（實(shí)質(zhì)）：液（氣）體對(duì)物體向上的壓力大于向下的壓力，向上、向下的壓力差即浮力。4、物體的浮沉條件:（1）前提條件：物體浸沒(méi)在液體中，且只受浮力和重力。請(qǐng)根據(jù)示意圖完成下空。下沉懸浮上浮漂浮F;?GFi?=GP kP 為、說(shuō)明:密度均勻的物體懸?。ɑ蚱。┰谀骋后w中,若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮（或漂?。?。一物體漂浮在密度為P的液體中，若露出體積為物體總體積的1/3,則物體密度為(2/3) P分析：F

2、5?=G 貝lj： PiftVflg = PwVgP 尸(V月/ V) P泄 =；P液懸浮與漂浮的比較相同：FxG不同：懸浮P液=P揚(yáng)；V =V物漂浮P液P物；WW期判斷物體浮沉(狀態(tài))有兩種方法：比較F?與G或V徽P液與o物體吊在測(cè)力計(jì)上，在空中重力為G,浸在密度為P的液體中，示數(shù)為F則物體密 度為：Pw=Gp/(G-F)(水或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液而不變,冰中含有 鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液而下降。5、阿基米德原理：、內(nèi)容:浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力。(2)、公式表示：F；i=G,*=P八g從公式中可以看

3、出：液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和 物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。(3)、適用條件：液體(或氣體)6.漂浮問(wèn)題“五規(guī)律”：規(guī)律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力；規(guī)律二：同一物體在不同液體里漂浮，所受浮力相同；規(guī)律三：同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積?。灰?guī)律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之兒，物體密度就是液體密度的幾分 之幾；規(guī)律五:將漂浮物體全部浸入液體里,需加的豎直向下的外力等于液體對(duì)物體增大的浮力。7、浮力的利用：、輪船：工作原理:要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的,

4、 使它能夠排開(kāi)更多的水。排水量：輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位上由排水量m可計(jì)算出：排開(kāi)液體的體 積V產(chǎn)m/p液;排開(kāi)液體的重力mg；輪船受到的浮力F；產(chǎn)mg輪船和貨物共重G=m g。、潛水艇：工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(3)、氣球和飛艇:工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氮?dú)饣驘峥諝?。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩,人們把氣球發(fā)展成為飛艇。（4）、密度計(jì)：原理：利用物體的漂浮條件來(lái)進(jìn)行工作。構(gòu)造：下面的鋁粒能使密度計(jì)直立在液體中。刻度：刻度線從上到下，對(duì)應(yīng)的液體密度越來(lái)越大8、浮力計(jì)算題方法總結(jié)：（1）、確定研究對(duì)象，認(rèn)準(zhǔn)要研

5、究的物體。（2）、分析物體受力情況畫出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀態(tài)（看是否靜止或做 勻速直線運(yùn)動(dòng)）。（3）、選擇合適的方法列出等式（一般考慮平衡條件）?！镜湫屠}】例1有一金屬塊，在空氣中稱得重，將它浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中時(shí)，有501nL的水從溢水杯中流入量 筒，求：（1）金屬塊的體積；（2）金屬塊在水中受到的浮力；（3）金屬塊在水中時(shí)彈簧科的讀數(shù)：（4）金 屬的密度是多少分析：首先應(yīng)該知道金屬塊的密度大于水的密度，所以金屬塊浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中溢出水的體積 等于金屬塊體積，即匕一 =50機(jī)L =根據(jù)阿基米德原理人浮=P水g% =0通匕,，可解得浮力。再根據(jù)示重差法G,； G& =

6、層？，可解得金屬塊在水中時(shí)彈簧秤的讀數(shù)，即G液=G空一尸浮。金屬塊的密度應(yīng)根據(jù)夕Q =二上解得。g金解:(1)金屬塊的體積等于溢出水的體積V金=50mL = 50cm(2) F： =1.0xl03x9.8x50x10 =0.49o(3) Gj、=G金一 F浮=3.8N 0.49N = 3.31N(4)= 7.8x103/3p 一 4 _ 二8g 匕, 9.8x50x10-例2如圖1所示，物體漂浮在圓柱形容器的水面上，B物體上放著一個(gè)物體A時(shí)，B排開(kāi)水的體積為匕:若將A取下放入水中靜止后，A、B兩物體排開(kāi)水的總體積為V?,且匕一匕=2力/，pA =3x03kg/m g = 10N/%g,求容器底

7、對(duì)物體A的支持力的多少分析：A、B分開(kāi)之前漂浮在水面上，則有G八+Gg =夕水且匕，將A取下投入水中靜止后，物體B 仍漂浮在水面上，則有Gs =p水gl%，而A沉入容器底部受三個(gè)力作用，即重力、支持力、浮力。則有 G,N = 0,g匕，以上三個(gè)方程相減得：N = pg(y -Vnr -VJ = (V, -V2) nJNo解：原情況A、B登放在一起時(shí)，漂浮在水而上，則有：Gi+GgU/g上A、B分開(kāi)后B仍漂浮，A沉入水底，則有：G=夕水gU排一一W： N = p水g（K%），而+匕=匕, N = P水g（K%-匕）=0通（匕一匕）= 10x103x10x2x10-3 =20N例3如圖2所示，一圓

8、柱形容器底而積為4x10-2/,重為ion,把它放在水平桌面上。容器內(nèi)放置一 邊長(zhǎng)為0.1?，密度為0.6x10乜/的立方體木塊，求：（1）桌面受的壓強(qiáng)：（2）向容器內(nèi)慢慢注水, 恰好使木塊對(duì)容器底的壓力為零，此時(shí)木塊下底面受到的壓強(qiáng)多大容器內(nèi)水深多少（g = 10N/Zg）分析：注水前，桌而受到的壓強(qiáng)，應(yīng)等于桌面受到的壓力除以容器的底而積。即p = G至十.生。s咨當(dāng)慢慢向容器中注水，恰使木塊對(duì)容器底壓力為零時(shí)，說(shuō)明木塊此I忖只受二個(gè)力：重力和浮力。物體處于p P漂浮狀態(tài)。G =尸浮=夕木gV木。而浮力又等于木塊底部所受水的壓力尸卜.，進(jìn)而根據(jù)木=萼 S木 S木可求出木塊底部受到的壓強(qiáng)，然后

9、再根據(jù)木=0通”求出此時(shí)水的深度。解:（1） G/、=夕,&匕、=O.6xlO5xlOx(O.l)3 =6NFG 充+G 未10 + 6=-=7 = 400MS 容S 容4x10-2（2）當(dāng)G木=F浮時(shí)，木塊對(duì)容器底壓力為0,此時(shí)正浮=F下一 F ,即：尸卜=F浮=6N ,所以 p = 600P”S 木(0.1)2，h = = = 0.06/7/。水g 103xl0例4高為20cm的柱形容器內(nèi)盛有10cm深的水,如圖3所示?，F(xiàn)將一密度為L(zhǎng)5 x 103口/機(jī)3,高為5cm 的柱形物塊豎直放入水中，己知容器底面積為物塊底面積的3倍，則物塊靜止在水中時(shí)（與容器底不密合） 物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)與水對(duì)容

10、器底的壓強(qiáng)之比是多少圖3分析：將物塊投入水中后，水而要升高/?,此時(shí)力S物=4?（S容一S物），即A/?x2S物=S物。進(jìn)而求出/ = - = 5。 = 0.05/7/，由于物塊對(duì)容器底有壓強(qiáng)，可分析出物塊受三個(gè)力作用即 2G物-孚，因?yàn)槲飰K對(duì)容器底的壓力和容器底對(duì)物塊的支持力是相互作用力，它們等值反向，所以求出支持力即也就知道了壓力，然后根據(jù)物=% = 求出物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)。而水對(duì)容 S物S物器底的壓強(qiáng)，則可根據(jù)水=0水g力求出，最后再求出兩個(gè)壓強(qiáng)之比。解：設(shè)木塊投入水中后，水而升高/?,水深為力hS的=A/?(S 容一 S功) hSV = zV/ x 2s物 A/ = = = 5cm22

11、物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為F G物一 F浮 。物gS物力物一。水g（0 + M）S物P統(tǒng)一 一=夕刊且物一夕次g/? = L5x 1()3x10x15x10-2 1.0x10 x 10x0.15=750Pa水對(duì)容器底的壓強(qiáng)水=p* g（h + /?） = 1 .Ox 10 x 10 x 0.15 = 1500 Pa物 _ 750 _ 177 1500 - 5例5 一邊長(zhǎng)為的正方體懸浮在密度為p的液體中，若上表面到液而的距離為力，則正方體上、下表面 受到的壓力多大物體受到的浮力是多大解析：欲知正方體上下表面受到的壓力，先應(yīng)根據(jù)液體的壓強(qiáng)公式求出壓強(qiáng)：上=pgh ,p下=pg（h + a）,然后據(jù)p =

12、匕得F = pS即可求出壓力和浮力。答案：物體上表而受到的壓力為：=p.S = pgha2 （方向向下）物體下表而受到的壓力為：F” = p = pg（h + a（方向向上）物體受到的浮力：尸浮=。上-耳什（浮力產(chǎn)生的原因）= （/? + a）cr - pgha1 = pgcr方法提煉：此題用浮力產(chǎn)生的原因即壓力差法求浮力，可以加深對(duì)浸沒(méi)在液體里的物體受到的浮力與 深度無(wú)關(guān)的理解，亦可鞏固液體的壓強(qiáng)等知識(shí)。例6 一個(gè)密封的空心球浮在水面上時(shí)，露出水面的體積是總體積的2/5,若在空腔內(nèi)注入100克水，空心 球恰好可停在水中的任意位置，這個(gè)球的體積多大解析：根據(jù)題意可先畫出球的受力示意圖，根據(jù)已知

13、條件，空球漂浮，裝水后懸浮，列出兩個(gè)等式進(jìn) 行計(jì)算。23答案：空球漂浮時(shí)。=V-V = -V23用?=夕水身匕=2水8乂三丫=6原（1）注入水后。球懸浮/%=G+G水，尸=夕水gV = G球+G水（2）32（2） （1）： FF浮=0通/一夕水g、V =。水8乂7 = 6水所以v=上_ =皿處=*吧8_ = 250。3水 gx| 2P 水 & 2xlg/c”拓展延伸：解答物理習(xí)題，要了解物理過(guò)程，配以物體受力示意圖，會(huì)加深對(duì)題意的理解，本題亦可 理解聞皆水艇的工作原理,潛水艇在水中，當(dāng)排出一點(diǎn)水后，因?yàn)闈撍w枳不變,受浮力不變，尸浮,G總， 潛水艇上浮，最后呈漂浮狀態(tài)，漂浮在水面時(shí)，逐漸向水

14、艙中注水，潛水艇下沉，最后全部沒(méi)入水中。由 此可見(jiàn)，同學(xué)們?cè)谧鐾觐}時(shí)，一定要學(xué)會(huì)思維的拓展與延伸，學(xué)會(huì)舉一反三。例7給你足夠的水，量筒一只，怎樣測(cè)定小瓷酒杯的密度（酒杯的直徑小于量筒的直徑）請(qǐng)寫出主要實(shí) 驗(yàn)步驟及密度表達(dá)式。解析：測(cè)固體密度的方法有多種，有直接的方法：用天平測(cè)質(zhì)量、量簡(jiǎn)（量杯）測(cè)體積：有間接的方 法：利用物體漂浮時(shí)排開(kāi)液體的重力等于物體的重力，求出物體的質(zhì)量，再利用排水法測(cè)物體的體積，算 出物體的密度，本題應(yīng)使用間接方法測(cè)小假酒杯的密度。答案：1 .在量筒里倒入適量的水，記下水面到達(dá)的刻度匕2 .把小酒杯漂浮在水而上，記下水而到達(dá)的刻度匕一3 .把小酒杯沉沒(méi)在水中，記下水而到達(dá)的