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八年級(jí)物理下冊(cè)?蘇科版意想不到的作用第十章壓強(qiáng)和浮力坦克為什么能駛過沼澤地?鐵路的鋼軌為什么要鋪在路枕上?潛水艇在水中為什么既能下潛又能上浮?飛機(jī)為什么能在空中飛行?讓我們一起來尋找答案吧!阿基米德原理四、浮力浮力1導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課奴隸為什么沒有沉到水里淹死呢?①請(qǐng)同學(xué)們看一個(gè)歷史典故——“死海不死”相傳大約兩千年前,羅馬統(tǒng)帥狄杜進(jìn)兵耶路撒冷,攻到死海岸邊,擊潰了這里的土著人,并下令將俘虜來的奴隸投入死海。但奇怪的是奴隸并沒有沉到水里淹死,卻被波浪送回岸邊。狄杜勃然大怒,再次下令將俘虜扔進(jìn)海里,但是奴隸們依舊安然無恙。狄杜大驚失色,以為奴隸們受神靈保佑,屢淹不死,只好下令將他們?nèi)酷尫?。想一?學(xué)習(xí)新課一、浮力1.觀察與思考(1)觀察圖并思考圖中提出的問題.(a)氣球?yàn)槭裁茨茯v空而起(b)輪船為什么能浮在海面上一、浮力1.觀察與思考(1)觀察圖并思考圖中提出的問題.這些現(xiàn)象表明:(d)人為什么能浮在“死?!钡乃嫔希╟)乒乓球?yàn)槭裁茨軓乃锔∩蟻磉@些物體除受到了地球施加的豎直向下的重力作用外,還受到了水或空氣施加的豎直向上的托力作用。一、浮力2.浮力③浮力的施力物體:液體或氣體。①浮力的定義:浸在液體或氣體里的物體,受到液體或氣體向上的托力,這個(gè)力叫作浮力。常用符號(hào)F浮表示。②浮力的方向:豎直向上。F浮輪船浮在水面上時(shí),受到豎直向下的重力G;因?yàn)殪o止,根據(jù)二力平衡條件可知,一定有一個(gè)豎直向上的力與重力平衡。這個(gè)力就是浮力F浮。G2.浮力你還能舉出哪些例子說明物體受到浮力的作用?一、浮力人在水里潛水艇在海里飛艇升空想一想3.下沉的物體是否受浮力下沉的物體是否受到浮力?你有什么經(jīng)驗(yàn)支持你的猜想?一、浮力10.9下沉的物體是否受到浮力活動(dòng)猜一猜①猜測(cè)一:受到浮力的作用。支持猜測(cè)的經(jīng)驗(yàn):用水桶打水時(shí),在水里提起水桶比在空氣中感到輕一些.②猜測(cè)二:不受到浮力的作用。支持猜測(cè)的經(jīng)驗(yàn):石塊掉到水里會(huì)沉下去.3.下沉的物體是否受浮力一、浮力設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)①用彈簧測(cè)力計(jì)在空氣中稱出金屬塊的重力G,如圖甲所示.②將金屬塊浸入水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,如圖乙所示.甲F乙3.下沉的物體是否受浮力一、浮力現(xiàn)象與結(jié)論①現(xiàn)象:金屬塊浸入水中后,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減?。℅>F).②結(jié)論:浸在水里的金屬塊受到了浮力的作用(下沉的物體也受到浮力的作用)。③金屬塊受到的浮力F浮=G-F。這種測(cè)量浮力的方法叫作稱重法.為什么浸在液體中的物體會(huì)受到浮力呢?這是因?yàn)橐后w內(nèi)部存在壓強(qiáng),而且深度不同,其壓強(qiáng)不同。F2F1
我們研究浸沒在液體中的長方體,分析它受力的情況。長方體兩個(gè)相對(duì)的左右側(cè)面,深度相同,根據(jù)p=ρgh可知:所受液體的壓強(qiáng)相等,因此所受液體的壓力F1與F2相互平衡,對(duì)長方體水平方向的受力沒有影響。同理,長方體前后兩個(gè)相對(duì)的面,所受液體的壓力相互平衡,對(duì)長方體水平方向的受力也沒有影響。4.浮力產(chǎn)生的原因一、浮力研究浸沒在液體中的長方體,分析它受力的情況。長方體上、下兩面所處的深度分別記為h1、h2,因?yàn)閔2>h1,根據(jù)p=ρgh可知:液體對(duì)長方體下表面的壓強(qiáng)要大于液體對(duì)上表面的壓強(qiáng):p2>p1。長方體上、下表面的受力面積是相同的,根據(jù)p=FS可知:液體對(duì)長方體向上的壓力F2大于液體對(duì)它向下的壓力F1,即
F2>F1。浸沒在液體中的物體,其上、下表面受到液體對(duì)它的壓力不同,這就是浮力產(chǎn)生的原因。液體對(duì)長方體上、下表面的壓力不同F(xiàn)浮=F2–F1
4.浮力產(chǎn)生的原因一、浮力4.浮力產(chǎn)生的原因一、浮力推論:①當(dāng)柱體的上表面露在液面上時(shí),
F向下=0,F(xiàn)浮=F向上.②當(dāng)柱體的下底面與容器的底部密合時(shí)(它們之間沒有液體),F(xiàn)向上不存在,
故沒有浮力.③在失重狀態(tài)下(如在太空中),浮力不存在.與杯底緊密接觸F浮=0【例題1】下列關(guān)于浮力的說法中,正確的是()A.浮力都是由水產(chǎn)生的B.浮力的方向與重力的方向相反C.將一石塊扔到水中,在其下沉的過程中不受浮力作用D.只要物體浸在液體中,就一定受到浮力作用所以選B.液體和氣體對(duì)浸入其中的物體都有可能產(chǎn)生浮力的作用,故A錯(cuò);浮力的方向都是豎直向上的,重力的方向都是豎直向下的,故B對(duì);在水中下沉的石塊,其外表面各個(gè)部分都會(huì)受到水的壓力,各個(gè)部分受到水的壓力不平衡,水對(duì)石塊產(chǎn)生浮力的作用,故C錯(cuò);由浮力產(chǎn)生的原因F浮=F向上–F向下可知,當(dāng)浸在液體中物體的下底面與容器完全密合時(shí),F(xiàn)向上不存在,F(xiàn)浮也不存在(如橋墩),故D錯(cuò).B一、浮力【例題2】請(qǐng)?jiān)趫D中畫出靜止在水中的小球所受浮力的示意圖。過小球的重心沿豎直向上的方向畫一條帶箭頭的線段,用符號(hào)F浮表示,如圖所示.一、浮力猜想1:浮力的大小可能跟液體的密度有關(guān).因?yàn)槿四茏匀桓≡谒篮:C嫔?,而不能自然浮在河水水面?猜想2:浮力的大小可能跟物體排開液體的體積有關(guān).因?yàn)閺木刑崴畷r(shí),盛滿水的桶露出水面越多,提桶的力就越大.猜想3:浮力的大小可能跟物體浸在液體中的深度有關(guān).因?yàn)橛斡緯r(shí)人由河邊走向深水處的過程中,人感覺自己越來越輕.1.探究影響浮力大小的因素二、阿基米德原理猜想學(xué)生實(shí)驗(yàn)
探究影響浮力大小的因素(1)實(shí)驗(yàn)方法:在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí),圓柱體所受浮力的大小可由稱重法求得,由于可能影響浮力大小的因素較多,所以要注意控制變量.(2)實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測(cè)力計(jì)、圓柱體、盛有水和濃鹽水的容器各一個(gè)。1.探究影響浮力大小的因素二、阿基米德原理實(shí)驗(yàn)與探究(3)實(shí)驗(yàn)步驟:1.探究影響浮力大小的因素二、阿基米德原理實(shí)驗(yàn)與探究(a)(b)①如圖(a)所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出圓柱體所受的重力.②如圖(b)所示,將圓柱體體積一部分浸入水中,觀察并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).③如圖(c)所示,使圓柱體浸沒在水中某一深度,觀察并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).④如圖(d)所示,改變圓柱體浸沒在水中的深度,觀察并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).⑤如圖(e)所示,將圓柱體浸沒在濃鹽水中,觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),并與圓柱體浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)進(jìn)行比較.1.探究影響浮力大小的因素二、阿基米德原理實(shí)驗(yàn)與探究(c)(d)(e)(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.探究影響浮力大小的因素二、阿基米德原理實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)序號(hào)(a)(b)(c)(d)(e)浸入的液體空氣水水水濃鹽水浸入液體的體積一部分全部全部全部彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N5.04.44.04.03.8浮力/N0.61.01.01.2結(jié)論①:從表中(b)、(c)二次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,物體所受的浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān),物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大.1.探究影響浮力大小的因素二、阿基米德原理交流與小結(jié)1.分析實(shí)驗(yàn)以及所得到的數(shù)據(jù),你認(rèn)為浮力的大小與哪些因素有關(guān)?2.你是通過哪些現(xiàn)象和數(shù)據(jù)判斷這些因素與浮力大小有關(guān)的?結(jié)論②:從表中(c)(d)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,物體浸沒在液體中時(shí),所受浮力的大小與其在液體中浸沒的深度無關(guān).結(jié)論③:從表中(c)[或(d)](e)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān),當(dāng)物體排開液體的體積相同時(shí),液體的密度越大,物體所受的浮力越大.1.探究影響浮力大小的因素二、阿基米德原理交流與小結(jié)3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.探究影響浮力大小的因素二、阿基米德原理交流與小結(jié)浸在液體中的物體,所受浮力的大小與其排開液體的體積和液體的密度有關(guān).同種液體,物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大;當(dāng)物體排開液體的體積相同時(shí),液體的密度越大,物體所受的浮力越大.(1)內(nèi)容:浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于被物體排開的液體所受的重力。2.阿基米德原理二、阿基米德原理(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式公式表明,物體排開液體的體積越大、液體的密度越大,物體所受的浮力就越大。由此,也論證了“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)論.古希臘學(xué)者阿基米德通過實(shí)驗(yàn)和理論研究得出了有關(guān)浮力大小的原理——阿基米德原理:F浮=G排=m排g=ρ液gV排2.阿基米德原理二、阿基米德原理(3)數(shù)學(xué)表達(dá)式中各字母的物理意義與單位
ρ液表示液體的密度,單位:千克/米3(kg/m3)V排表示排開液體的體積,單位:米3(m3)g表示9.8牛/千克(N/kg)F浮表示物體受到的浮力,單位:牛(N)(4)推論:
若ρ液一定,則根據(jù)F浮=ρ液gV排可推知:當(dāng)V排的改變值為△V排時(shí),F(xiàn)浮的改變值△F浮=ρ液g△V排.F浮=ρ液gV排(5)阿基米德原理的理解與應(yīng)用①影響浮力大小的因素
由公式F?。溅岩篻V排可知:浮力F浮的大小只和
ρ液、V排有關(guān),與物體的體積、形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)。③適用范圍:該定律適用于液體和氣體。
②求液體密度、排開液體的體積2.阿基米德原理二、阿基米德原理物體不論是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力,都可以用阿基米德原理計(jì)算浮力。浸沒部分浸入④區(qū)別“浸入”與“浸沒”“浸入”分兩種情況:“物體一部分體積浸入液體中”、“物體體積全部浸入液體中(叫浸沒)”.(V排=V浸=V物)(V排=V浸<V物)2.阿基米德原理二、阿基米德原理
阿基米德阿基米德(公元前287年—公元前212年),偉大的古希臘哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué)家,靜態(tài)力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人,并且享有“力學(xué)之父”的美稱,阿基米德和高斯、牛頓并列為世界三大數(shù)學(xué)家。人物介紹主要成就物理學(xué)家浮力原理:物體在液體中所受浮力等于它所排開液體的重力。杠桿原理:發(fā)現(xiàn)了杠桿平衡條件。阿基米德的《方法論》:“十分接近現(xiàn)代微積分”,這里有對(duì)數(shù)學(xué)上“無窮”的超前研究,貫穿全篇的則是如何將數(shù)學(xué)模型進(jìn)行物理上的應(yīng)用。2.阿基米德原理二、阿基米德原理3.驗(yàn)證阿基米德原理二、阿基米德原理(2)測(cè)量浮力的方法(稱重法):設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在空氣中在液體中F2F1F浮=F1-F2
(1)實(shí)驗(yàn)器材:
彈簧測(cè)力計(jì)、物體(ρ物>ρ液)、溢水杯、小桶、細(xì)線、水、鹽水.(3)測(cè)量排開液體所受的重力(溢水法):G桶
G總
溢水杯中盛滿液體,把物體浸在液體中,讓排開的液體流入一個(gè)小桶中,桶中的液體就是被物體排開的液體,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出排開液體所受的重力。G排=G總-G桶
(4)比較F1-F2
和G總-G桶
是否相等.3.驗(yàn)證阿基米德原理二、阿基米德原理①用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出物體在空氣中所受的重力G(示數(shù)為F1)和小桶的重力G桶(示數(shù)為F2),把數(shù)據(jù)記入表中。②測(cè)出空桶的重力G桶①測(cè)出物體在空氣中重力GGG桶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3.驗(yàn)證阿基米德原理二、阿基米德原理②把物塊浸入裝滿水的溢水杯中,同時(shí)用小桶收集物塊所排開的水,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3,算出物塊所受浮力。把測(cè)量數(shù)據(jù)填入記錄表中。測(cè)出小桶和排開的水的總重G總物體浸在水中,讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)FFG總③測(cè)出小桶和排開水的重力G總。把測(cè)量數(shù)據(jù)填入記錄表中。改變體積不同的金屬塊再做幾次實(shí)驗(yàn),把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中。3.驗(yàn)證阿基米德原理二、阿基米德原理
由實(shí)驗(yàn)序號(hào)1可以計(jì)算物體受到的浮力為:F浮=G-F=1.5N-0.5N=1N
分析與論證實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N物體在水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N浮力F浮/N桶與排出水總重G總/N空桶重G桶/N排開水重G排/N11.50.5
2.21.221.30.71.81.2
31.30.4
2.11.2
1.01.00.60.60.90.93.驗(yàn)證阿基米德原理二、阿基米德原理由實(shí)驗(yàn)序號(hào)1,可以計(jì)算排開液體所受的重力為:G排=G總-G桶=2.2N-1.2N=1N結(jié)論:F浮=G排分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)2或3也可得出此結(jié)論。【例題3】小文探究影響浮力大小的因素,情景如圖所示,金屬塊在空氣中、浸沒在水和濃鹽水中靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別是9.8N、8.4N、8.2N,則下列說法錯(cuò)誤的是()A.該金屬塊重9.8NB.在水中金屬塊受到的浮力大小為1.4NC.由該實(shí)驗(yàn)可知浮力的大小與液體密度有關(guān)D.由該實(shí)驗(yàn)可知浮力的大小與物體密度有關(guān)D二、阿基米德原理解析見下頁A.金屬塊在空氣中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為重力,金屬塊所受重力G=9.8N,故A正確,不符合題意;B.金屬塊浸沒在水中所受浮力F浮=1.4N,B正確,不符合題意;C.金屬塊浸沒在水中所受浮力F浮=1.4N,浸沒在鹽水中所受浮力F浮鹽水=G–F鹽水=9.8N-8.2N=1.6N,金屬塊排開水和鹽水的體積相等,說明物體所受浮力大小與液體密度有關(guān),故C正確,不符合題意;D.探究浮力大小與物體密度關(guān)系時(shí)應(yīng)使用不同密度的物體排開相同體積的同種液體,比較所受浮力的大小,實(shí)驗(yàn)中物體密度一定,不能進(jìn)行該探究,故D錯(cuò)誤,符合題意。所以選D.二、阿基米德原理【例題4】某實(shí)驗(yàn)小組在探究“影響浮力大小的因素”時(shí),做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。觀察圖片并分析比較圖中有關(guān)數(shù)據(jù)可知:(1)當(dāng)物體浸沒在濃鹽水中時(shí),受到的浮力為______N;(2)比較b、c兩圖,可以得出____________越大,物體受到的浮力越大;1.2排開液體的體積(1)當(dāng)物體浸沒在濃鹽水中時(shí),由稱重法可得物體受到的浮力為F?。紾﹣F示=4N﹣2.8N=1.2N(2)比較(b)、(c)兩圖,(c)中排開水的體積大,由稱重法可得物體受到的浮力也大,故可以得出在液體密度一定時(shí),排開液體的體積越大,物體受到的浮力越大。二、阿基米德原理(3)由圖b中數(shù)據(jù)可求出物體浸入水中的體積為___________;6×10-5m3(3)由圖(b)知,物體在水中的浮力為
F?。紾﹣F示=4N﹣3.4N=0.6N由阿基米德原理可得F?。溅岩篻V排可知物體浸入水中的體積為
二、阿基米德原理
4×103kg/m31.2×103kg/m3(4)由圖(c),物體浸沒在水中受的浮力為
F?。紾-F示=4N-3N=1N物體的體積為
當(dāng)物體浸沒在鹽水中時(shí),受到的浮力為F?。紾-F示=4N-2.8N=1.2N鹽水的密度為
二、阿基米德原理【例題5】在物理實(shí)驗(yàn)操作考查中,小雨抽測(cè)的實(shí)驗(yàn)題目是“探究浮力的大小”,他的實(shí)驗(yàn)操作步驟如圖所示。①實(shí)驗(yàn)過程如下,請(qǐng)將步驟中的空格填寫完整:A.用細(xì)線將鋁塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,測(cè)出鋁塊的______;B.將水倒入溢水杯中;C.將掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的鋁塊浸沒水中,讓溢出的水全部流入小桶中,并____;D.將盛有溢出水的小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);E.記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論;F.整理實(shí)驗(yàn)器材。請(qǐng)根據(jù)小雨的實(shí)驗(yàn)過程回答下面問題:②指出小雨在實(shí)驗(yàn)操作中漏掉的一個(gè)步驟:________________________;③指出上面實(shí)驗(yàn)操作中的一處不足:______。解析見下頁重力讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
在B步驟中,水面沒有達(dá)到溢水杯口二、阿基米德原理
測(cè)量空桶的重力(1)探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)中,要采用稱重法測(cè)出物體受到的浮力,再和物體排開的水重進(jìn)行比較,所以實(shí)驗(yàn)時(shí),要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鋁塊的重力G,然后將掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的鋁塊浸沒水中,讓溢出的水全部流入小桶中,并讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,再根據(jù)F浮=G-F算出鋁塊受到的浮力。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),需要測(cè)出鋁塊排開的水受到的重力,即小桶中的水重,題中只測(cè)出了排開的水和小桶的總重,所以小雨在實(shí)驗(yàn)操作中漏掉的一個(gè)步驟是,測(cè)量空桶的重力。(3)為了測(cè)出物體排開的水重,應(yīng)該先將溢水杯中裝滿水,才能使排開的水都流入小桶中,由圖可知,實(shí)驗(yàn)操作中的一處不足是,在B步驟中,水面沒有達(dá)到溢水杯口。二、阿基米德原理3課堂總結(jié)課堂總結(jié)①
浮力②阿基米德原理內(nèi)容:浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于
被物體排開的液體所受的重力.③數(shù)學(xué)表達(dá)式:F浮=ρ液gV排④適用范圍:適用于液體和氣體.①影響浮力大小的因素:F浮只和ρ液、V排有關(guān),
與物體的形狀、密度及浸沒在液體的深度無關(guān).浮力①浮力:浸在液體或氣體里的物體,受到液體
或氣體向上的托力,這個(gè)力叫作浮力.②浮力的方向:豎直向上.
③浮力產(chǎn)生的原因:浸沒在液體中的物體,其上、
下表面受到液體對(duì)它的壓力不同,存在壓力差.阿基米德原理課外實(shí)踐與練習(xí)1.在一只塑料袋中裝入大半袋水,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出盛水的塑料袋所受重力的大小.再將塑料袋浸入水中,觀察浸入過程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化.當(dāng)塑料袋中的水面與容器中的水面相平時(shí),觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).記錄你看到的現(xiàn)象,由此你能得到什么結(jié)論?
示數(shù)為零。說明浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開的液體的重力.提示:本實(shí)驗(yàn)也可用氣球膜替代塑料袋去做,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意,裝滿水的塑料袋浸入水中時(shí)可能出現(xiàn)塑料袋尚未完全浸入水中而彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就已降到零的情況。這是因?yàn)樗芰洗形垂酀M水,袋中有氣泡的緣故,只要解決這一問題即能取得圓滿的實(shí)驗(yàn)效果.2.體積為1.2dm3的球,浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多大?若將它浸沒在密度為0.8×103kg/m3的酒精中,它受到的浮力是多大?課外實(shí)踐與練習(xí)
浸沒在水中時(shí),
F浮=ρ水gV排
=103kg/m3×10N/kg×1.2×10-3m3=12N浸沒在酒精中時(shí),F(xiàn)'浮=ρ酒精gV排
=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.2×10-3m3=9.6N3.折一只小紙船,使它漂浮在水面上,然后向其中放入“貨物”。比比誰的小紙船裝的“貨物”最多。課外實(shí)踐與練習(xí)根據(jù)阿基米德原理,可得浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān),結(jié)合題意,放在水中時(shí),圍成體積大的船裝的貨物多。提示:建議教師將學(xué)生分成幾個(gè)小組,進(jìn)行小船裝載“貨物”多少的比賽.1.如圖為金魚吐出的某個(gè)氣泡在溫度恒定的水中上升過程的示意圖。該過程中氣泡密度和受到浮力的變化情況,敘述正確的是(
)D
氣泡在溫度恒定的水中上升過程中,由圖可知,體積變大,所以密度變小,因?yàn)樗拿芏炔蛔?,排開的水體積變大,所以受到的浮力變大。
所以D選項(xiàng)正確,其他選項(xiàng)都錯(cuò)誤。A.密度和浮力都不變B.密度和浮力都變大C.密度變小,浮力不變D.密度變小,浮力變大課堂練習(xí)2.體積是100cm3的實(shí)心小球放入水中,靜止后有1/4體積露出水面。求該小球受到的浮力。(g=10N/kg)
由題意:V排=100cm3×3/4=75cm3=7.5×10-5m3該小球受到的浮力F浮=ρ水gV排
=1×103kg/m3×10N/kg×7.5×10-5m3
=0.75N課堂練習(xí)3.小紅用彈簧測(cè)力計(jì)、鐵圓柱體、兩個(gè)相同的大燒杯做“探究影響浮力大小的因素”的實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示。下列說法正確的是()A.鐵圓柱體浸沒在水中所受浮力大小為1NB.由甲、乙、戊三圖可探究浮力大小與液體密度的關(guān)系C.再增加一個(gè)體積和鐵圓柱體相等的銅圓柱體,可探究浮力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系D.由甲、乙、丁三圖可知,物體浸入液體的深度越深,所受浮力越大C課堂練習(xí)解析見下頁A.由圖甲與圖丙(或丁)可知鐵圓柱體浸沒在水中時(shí),根據(jù)稱重法可知鐵圓柱體浸沒在水中所受浮力F浮=G-F=5N-1N=4N,故A錯(cuò)誤;B.由甲、乙、戊三圖可知,液體密度種類不同,鐵圓柱體排開液體體積不同,無法探究浮力大小與液體密度的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C.再增加一個(gè)體積和鐵圓柱體相等的銅圓柱體,控制兩種圓柱體浸入液體的密度和排開液體的體積相同,可探究浮力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系,故C正確。D.由甲、乙、丁三圖可知,物體浸入液體的深度越深,排開液體的體積也越大;物體在液體中受到的浮力只與排開液體的體積有關(guān),排開液體的體積越大,所受浮力越大,跟浸入深度無關(guān),故D錯(cuò)誤.課堂練習(xí)所以選C.4.有一物塊的體積為0.3×10-3m3,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出此物塊的重力為G=4N,如圖甲所示,然后將物塊浸沒在水中,如圖乙所示,g取10N/kg,求:①該物塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力大小;②物塊浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
②根據(jù)F浮=G-F,物塊浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):F=G-F浮=4N-3N=1N
課堂練習(xí)(2)物體浸沒在裝滿水的溢水杯后,水會(huì)流入空桶中,各步驟中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)已在圖中標(biāo)明,通過實(shí)驗(yàn)可得:F?。紾排=_____N。5.如圖所示是探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)。(1)把物體慢慢浸入水中直到全部沒入的過程中,物體受到的浮力逐漸變_____(填“大”或“小”);1大課堂練習(xí)解析見下頁(1)當(dāng)物體慢慢浸入水中,排開的體積逐漸變大,
由F?。溅阉甮V排可知,物體受到的浮力逐漸變大。(2)若溢水杯裝滿水,則物體所受浮力為F?。紽1-F2=2.0N-1.0N=1.0N物體排開水的重力為G排=G總-G桶=1.5N﹣0.5N=1N通過實(shí)驗(yàn)可得:F浮=G排=1N。課堂練習(xí)(1)該方法是稱重法測(cè)量浮力,故鐵球浸沒在水中所測(cè)得的浮力表達(dá)式為F1-F2;測(cè)得鐵球排開水所受的重力是總重減去空桶重,故為F3-F4。6.小明驗(yàn)證“阿基米德原理”實(shí)驗(yàn)中:(1)用已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì),按照?qǐng)D甲中所示順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為:
F1、F2、F3、F4.由此可知鐵球浸沒在水中所測(cè)得的浮力表達(dá)式為F浮
=_______,測(cè)得鐵球排開水所受的重力表達(dá)式為G排=________(用此題中所給字母表示).F1-F2F3-F4課堂練習(xí)(2)根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)1-F2=F3-F4。(3)溢水杯內(nèi)沒有注滿水,導(dǎo)致排開液體的重力偏小,
F浮大于G排。(2)小明預(yù)期要獲得的結(jié)論是:_______(用此題中所給字母表示);(3)在讀數(shù)正確的情況下,小明由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):鐵球浸沒在水中所受浮力F浮大于鐵球排開的水所受重力G排,而且超出了誤差允許的范圍,得出此實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是_______(寫出一條即可);F1-F2=F3-F4課堂練習(xí)(4)仍然可以驗(yàn)證浮力與排開水的重力關(guān)系,即使沒有浸沒,浮力的大小仍然等于物體排開水的重力。(4)小明分析發(fā)現(xiàn)了此實(shí)驗(yàn)操作中存在的問題并加以改正,進(jìn)一步思考:如果實(shí)驗(yàn)中物體沒有完全浸沒水中,能否驗(yàn)證“阿基米德原理”,正確的觀點(diǎn)是______(選填“能”或“不能”)驗(yàn)證.能課堂練習(xí)7.小明為了驗(yàn)證阿基米德原理,用一個(gè)密度大于水的合金塊設(shè)計(jì)了如圖所示的
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