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文檔簡介
浮力
阿基米德原理一、浮力1.概念:一切浸入液體(氣體)中的物體都受到__________對它豎直向上的力,這個力叫浮力。
2.浮力的方向:
。3.浮力的施力物體:液(氣)體。液體(氣體)豎直向上4.浮力產(chǎn)生的原因:液(氣)體對物體向上的壓力大于向下的壓力,向上、向下的
即浮力。5.決定浮力大小的因素:物體在液體中所受浮力的大小,跟它浸在液體中的
和
有關(guān),物體浸在液體中的體積
、液體的密度
,浮力就越大。壓力差體積液體的密度越大越大二、阿基米德原理1.內(nèi)容:浸入液體里的物體所受的浮力大小等于______________________________________。2.實(shí)驗步驟:
①測出小桶的重力為G桶;②測出物體的重力為G;③讀出物體浸在液體中彈簧測力計的示數(shù)為F拉;④測出小桶和液體的總重力G總。實(shí)驗結(jié)論(用字母表示):_________________________。它排開的液體受到的重力G-F拉=G總-G桶3.公式:F浮=G排=m排g=_________。F?。何矬w所受浮力——牛頓(N);G排:排開的液體受到的重力——牛頓(N);ρ液:液體密度——千克每立方米(kg/m3);V排:排開液體的體積——立方米(m3);重要變形:求密度用ρ液=
,求體積用V排=
(當(dāng)物體浸沒在液體中時,V排=V物)。??紗挝粨Q算:1cm3=10-6m3。ρ液gV排4.適用條件:液體(或氣體)。注意:排開不是“排出”,1N的水也可以產(chǎn)生10N的浮力。1.壓力差法:F?。紽向上-F向下。2.稱重法:F?。紾-F拉。(物體的重力G,物體浸入液體中彈簧測力計示數(shù)F拉)3.阿基米德原理法:F?。紾排=ρ液gV排。(阿基米德原理適用于所有物體)4.二力平衡法:F?。紾物=ρ物gV物。(當(dāng)物體漂浮或懸浮時)5.三力平衡法:受力分析得出浮力、重力與第三個力的關(guān)系。(靜止在水中的物體)三、浮力的相關(guān)計算6.測物體密度。根據(jù)甲圖可求出物體質(zhì)量;根據(jù)甲、乙兩圖求出浮力,依據(jù)阿基米德原理求出V排,V排=V物(浸沒);根據(jù)密度公式求出物體的密度。(不需要天平和量筒)實(shí)驗19浮力的大小跟哪些因素有關(guān)在探究“浮力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗中,小明做了如圖所示的一系列實(shí)驗。實(shí)驗中銅塊與鋁塊的體積相同。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103
kg/m3)
(1)該實(shí)驗采用的主要方法是
??刂谱兞糠?2)做①③④三次實(shí)驗是為了探究浮力的大小與______________________的關(guān)系,得出的結(jié)論是
__________________________________________________________________________。(3)做
三次實(shí)驗可探究浮力大小與液體密度的關(guān)系,可得出的結(jié)論是_____________________________________________________________________________。(4)將圖⑦中的鹽水換成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),銅塊浸沒在酒精中與浸沒在鹽水中相比受到的浮力
(選填“變大”“變小”或“不變”)。(5)分析
三次實(shí)驗的數(shù)據(jù),可知浮力的大小與物體浸入液體內(nèi)的深度無關(guān)。物體排開液體的體積在液體的密度相同時,物體排開液體的體積越大,物體受到的浮力越大①④⑦在物體排開液體的體積一定時,液體的密度越大,物體受到的浮力越大變?、佗堍?6)下圖中能正確反映彈簧測力計示數(shù)F和銅塊浸入水后下表面到水面距離h關(guān)系的是(銅塊不碰到杯底)()
(7)銅塊浸沒水中后,所受的浮力大小為
N。(8)由圖中提供的數(shù)據(jù),可求出銅塊的體積大小為
cm3。(9)由圖中提供的數(shù)據(jù),可求出銅塊的密度為
kg/m3。(10)由圖中提供的數(shù)據(jù),可求出鹽水的密度為
kg/m3。B11029×1031.2×103實(shí)驗20浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系盧奇小組探究:“浮力與物體排開液體所受重力的關(guān)系”的實(shí)驗裝置及過程如圖所示:(1)如圖實(shí)驗裝置中錯誤的是
。(只填字母代號)(2)在完善實(shí)驗裝置后,有如下實(shí)驗步驟,你認(rèn)為合理順序應(yīng)該是
。①將鐵塊掛在彈簧測力計上,彈簧測力計的讀數(shù)為F1;②將鐵塊浸沒在液體中,彈簧測力計的讀數(shù)為F2;B④①②③③將裝有排出液體的小桶掛在彈簧測力計下,彈簧測力計讀數(shù)為F3;④將空桶掛在彈簧測力計下,彈簧測力計讀數(shù)為F4。(3)通過探究,若等式
成立,則得出阿基米德原理。還能測出鐵塊的密度ρ鐵=
(這兩空均用F1、F2、F3、F4、ρ水表示)。(4)為了使實(shí)驗結(jié)論更具有普遍性和代表性,該同學(xué)還可以____(選填“A”或“B”)。A.多次測量取平均值B.換用其他液體多次實(shí)驗(5)通過此實(shí)驗,可得結(jié)論:浸在液體中的物體所受的浮力大小跟它排開液體所受的重力
。F1-F2=F3-F4B相等(6)若實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)F浮≠G排,造成這種結(jié)果的原因不可能是
。
A.最初溢水杯中的水未裝至溢水口
B.整個實(shí)驗過程中,彈簧測力計都沒有校零C.步驟B中,石塊浸沒后,碰觸到溢水杯的底部(7)若小華利用上述實(shí)驗器材和木塊探究“漂浮在液面上的物體所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,實(shí)驗步驟
(選填“A”“C”“D”或“E”)不需要彈簧測力計。BC考點(diǎn)1浮力及浮力的產(chǎn)生1.在下面所列舉的人或物體中,沒有受到浮力的是()
A.漂浮在死海中悠閑閱讀的人
B.底部陷入泥土之中的橋墩C.水中下沉的鐵塊
D.三國時代,諸葛亮放飛的“孔明燈”B2.2021年12月9日下午,“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課,如圖是王亞平演示浮力消失的實(shí)驗,將乒乓球沒入水中一定深度后釋放,乒乓球并沒有上浮而是懸停在水中,對于這個現(xiàn)象下列說法中最準(zhǔn)確的是()A.太空中失重狀態(tài)下,水對乒乓球上下表面的壓力差為零B.太空中失重狀態(tài)下,乒乓球的質(zhì)量為零,重力為零C.乒乓球下表面所受的壓力大于上表面所受的壓力D.若此時將乒乓球放到鹽水中,則乒乓球會下沉A3.一均勻的長方體浸沒在液體中,如圖所示。已知它的底面積為S,上表面所處深度為h1,下表面所處深度為h2,長方體下表面所受到液體的壓力表達(dá)式為
、浮力表達(dá)式為
,側(cè)面所受合力為__N。(液體密度ρ液和g為已知量)ρ液gh2Sρ液g(h2-h(huán)1)S04.下列四個情景中,所受浮力增大的物體是()A.從深水區(qū)走回海灘的游泳者B.從長江駛?cè)氪蠛5妮喆珻.海面下正在下沉的潛艇D.艦載機(jī)降落在航空母艦甲板上考點(diǎn)2影響浮力大小的因素D5.(2022·泰州)如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗情形。(1)物塊未浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)如圖甲所示,物塊的重力為
N。(2)小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)逐漸減小的同時,還觀察到
,由此初步分析得出:物體所受浮力的大小與它排開液體的體積有關(guān)。1.8容器內(nèi)的水面上升(3)繼續(xù)增大物塊所處的深度,當(dāng)它與容器底部接觸后,彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示,此時物塊受到的浮力為
N。(4)為探究浮力與液體密度的關(guān)系,小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中,這樣操作是為了控制
相同;他發(fā)現(xiàn)液體密度改變,而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列四種實(shí)驗改進(jìn)方案,其中不可行的是
。A.換用體積更大的同種物塊B.換用密度比水小得多的液體C.換用精確程度更高的測力計0.8排開液體的體積C6.(2022·廣州)兩個量筒均裝有20mL的水,往量筒分別放入甲、乙兩個不吸水的物塊,物塊靜止后如圖所示,水的密度為1g/cm3,g取10N/kg,則()A.甲的體積為40cm3
B.甲受到的浮力為0.4NC.乙排開水的體積小于20mLD.乙受到的浮力小于甲受到的考點(diǎn)3阿基米德原理的應(yīng)用B7.將質(zhì)量為500g的物體,輕輕放入盛滿水的溢水杯中,溢出400g的水,則此物體受到的浮力大小為(g=10N/kg)()A.9NB.5NC.4ND.1NC8.如圖所示,底面積為100cm2的圓柱形容器置于水平桌面上,柱形物體被細(xì)線拉住靜止在水中,該物體下表面受到的壓力為22N,上表面受到的壓力為10N;剪斷細(xì)線物體靜止后,液體對容器底部的壓強(qiáng)比剪斷細(xì)線前減少了300Pa。g取10N/kg,下列判斷正確的是()A.剪斷細(xì)線后,容器對水平桌面的壓強(qiáng)不變B.該物體的密度為0.80×103kg/m3C.剪斷細(xì)線后,物體靜止時所受浮力大小為3ND.物體的質(zhì)量為1kgA9.(2022·棗莊)小李同學(xué)想探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。
(1)實(shí)驗步驟如圖1所示,甲、乙、丙、丁中的彈簧測力計的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4、,物體受到的浮力F?。?/p>
。F1-F3(2)小李利用三個不同物體a、b、c進(jìn)行實(shí)驗探究,實(shí)驗數(shù)據(jù)如下表:分析表中物體a、b的實(shí)驗數(shù)據(jù),小李得出的結(jié)論是:________________________________________________________。物體物重G/N物體浸沒在水中測力計的示數(shù)F/N浮力F浮/N空桶重G0/N桶與排開水的總重G1/N排開水重G排/Na1.20.70.50.61.10.5b21.40.60.61.20.6c2.41.70.70.61.20.6物體浸在液體中所受浮力大小等于它排開液體所受的重力(3)小李在探究物體c所受浮力的實(shí)驗中,排除各種測量誤差因素的影響,發(fā)現(xiàn)物體c排開水的重力明顯小于它所受浮力,請分析實(shí)驗操作中造成這種結(jié)果的原因:_________________________________________________________________________________。(4)小張利用身邊的器材對小李的實(shí)驗進(jìn)行改進(jìn):兩個相同的彈簧測力計A和B、重物、溢水杯(由飲料瓶和吸管組成)、薄塑料杯(質(zhì)量忽略不計)等器材,裝置如圖2所示。實(shí)驗時小張逐漸向下移動水平橫桿,使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中,觀察到彈簧測力計A的示數(shù)逐漸____,彈簧測力計B的示數(shù)逐漸____,若彈簧測力計A的示數(shù)變化量為ΔFA,彈簧測力計B的示數(shù)變化量為ΔFB,則它們的大小關(guān)系是ΔFA___ΔFB(選填“>”“=”或“<”)。將物體c浸入水中之前,溢水杯中沒有加滿水(或排開的水沒有全部流入小桶)變小變大=B10.如圖所示,在一個裝水的容器中,輕質(zhì)彈簧的一端連著小球,另一端固定在容器底部。已知小球的體積為5×10-4m3,小球靜止時受到彈簧對它向下的拉力,拉力大小為2N。求:(g取10N/kg)(1)此時小球所受的浮力是多少N;(2)該小球的密度是多少kg/m3;(3)若地球上所有物體重力均減半,即g變?yōu)?N/kg,水的密度不變化,則彈簧的長度會如何變化?請說明理由。11.如圖甲所示,盛水的燒杯底面積250cm2,上方有用彈簧測力計懸掛的圓柱體,將圓柱體緩慢下降,直至將圓柱體全部浸入水中。整個過程中彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的圖象如圖乙所示,(g取10N/kg)求:
(1)圓柱體浸沒在水中時受到的浮力;(2)圓柱體的密度;(3)圓柱體的底面積。12.(2023·深圳)如圖,某同學(xué)將盛水的燒杯放在電子臺秤上,臺秤的示數(shù)如圖甲所示:將一個物塊投入水中,漂浮時臺秤示數(shù)為375g(如圖乙),物體上表面始終保持水平,用力將物塊壓入全部浸沒在水中,此時臺秤示數(shù)為425g(如圖丙);將物塊繼續(xù)下壓,從丙到丁物塊下表面受到水的壓力增加了0.8N,整個過程水始終未溢出,請問說法正確的是()A.木塊的質(zhì)量為125gB.木塊的密度為0.5g/cm3C.從圖丙到圖丁,杯底受到水的壓強(qiáng)逐漸增大D.從圖丙到圖丁,物體上表面受到水的壓力增加了0.8ND13.(2022·深圳)若使用彈簧測力計測量石頭密度,如圖:ρ石=
(水的密度為ρ水,用已知物理量符號表示)。14.(2020·廣東)游泳時佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法。質(zhì)量為50kg的小蓉佩戴游泳圈后,能靜靜地漂浮在水面上,如圖所示。游泳圈對她的作用力大小最符合實(shí)際的是()A.5000NB.500NC.50N
D.5NC
強(qiáng)化練習(xí)1.如圖所示,A、B是能自由移動的物體,C、D是容器自身凸起的一部分?,F(xiàn)往容器里注入一些水,則下列說法中錯誤的是(
)A.A物體一定受浮力的作用B.B物體一定受浮力的作用C.C物體一定不受浮力的作用D.D物體一定不受浮力的作用D 2.如圖所示,將甲、乙、丙、丁四個體積、形狀相同而材質(zhì)不同的小球放入水中靜止。則它們在水中所受浮力相等的是(
)A.甲和乙B.乙和丙C.丙和丁D.甲和丁C 3.如圖所示,將同一長方體分別水平與豎直放置在水中,它們所受到的(
)A.向上、向下壓強(qiáng)差相等,向上、向下壓力差相等B.向上、向下壓強(qiáng)差不等,向上、向下壓力差不等C.向左、向右壓強(qiáng)差不等,向左、向右壓力差不等D.向左、向右壓強(qiáng)差相等,向左、向右壓力差相等D 4.小杰同學(xué)在“海底世界”游玩時,觀察到魚嘴里吐出的氣泡上升時的情況如圖所示,對氣泡上升過程中受到的浮力和氣泡受到的水的壓強(qiáng)分析正確的是(
)A.浮力不變,壓強(qiáng)不變B.浮力變小,壓強(qiáng)變小C.浮力變大,壓強(qiáng)變小D.浮力變大,壓強(qiáng)變大C 5.如圖所示,一枚雞蛋漂浮在盛有鹽水的容器中。請畫出該雞蛋的受力示意圖。解:6.(2022·包頭)興趣小組利用彈簧測力計、物塊、溢水杯、小桶、鐵架臺等器材驗證阿基米德原理。(細(xì)線的質(zhì)量和體積均忽略不計)(1)使用彈簧測力計前,要將指針調(diào)在
位置。(2)實(shí)驗中所用物塊的重力為
N。(3)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)溢水杯中未裝滿水,如圖甲所示,這樣實(shí)驗會使測得的溢出水的重力
(選填“偏大”或“偏小”)。(4)溢水杯裝滿水后,將物塊浸沒在水中,如圖乙所示,物塊受到的浮力為
N,物塊受到的浮力大小與它排開水所受的重力大小
。零刻度線4 偏小1相等(5)繼續(xù)實(shí)驗,將物塊浸沒在裝滿酒精的溢水杯中,如圖丙所示,發(fā)現(xiàn)F5>F3,說明物塊受到的浮力大小與_
有關(guān)。換用酒精再次實(shí)驗的目的是_
(選填“減小誤差”或“尋找普遍規(guī)律”)。
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