物理浮力教案學(xué)生

一、浮力知識(shí)點(diǎn)1、浮力的定義：一切浸入液體（氣體）的物體都受液體（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：物體浸沒在液體中，且只受浮力和重力。(2)請(qǐng)根據(jù)示意圖完成下空。沉底沉底F浮<GF浮>GF浮=GF浮=GF浮+N=Gρ液<ρ物ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液<ρ物下沉和上浮處于動(dòng)態(tài)（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變），受到非平衡力作用；懸浮、漂浮、下沉處于靜態(tài)，受到平衡力的作用。懸浮可以停留在液體的任何深度處，漂浮是“上浮”過程的最終狀態(tài)；沉底是“下沉”過程的最終狀態(tài)。(3)說明：①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?。ɑ蚱。?。②物體漂浮在密度為ρ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)ρ。分析：F浮=G；則：ρ液V排g=ρ物Vgρ物=（V排／V）·ρ液=(2/3)ρ液③懸浮與漂浮的比較相同：F浮=G；不同：懸浮ρ液=ρ物，V排=V物；漂浮ρ液<ρ物，V排<V物。④判斷物體浮沉（狀態(tài)）有兩種方法：比較F浮與G或比較ρ液與ρ物。⑤物體吊在測(cè)力計(jì)上，在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中，示數(shù)為F；則物體密度為：ρ物=Gρ/(G-F)⑥冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。5、阿基米德原理：(1)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的液體受到的重力。(2)公式表示：F浮=G排=ρ液V排g；從公式中可以看出：液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無(wú)關(guān)。(3)適用條件：液體（或氣體）6：漂浮問題“五規(guī)律”：（歷年中考頻率較高）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，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??；規(guī)律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，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：(1)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，使它能夠排開更多的水。排水量：輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量。單位t由排水量m可計(jì)算出：排開液體的體積V排=m/ρ液；排開液體的重力G排=mg；輪船受到的浮力F浮=mg；輪船和貨物共重G=mg。(2)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、氦氣或熱空氣，改變氣囊里氣體的體積來(lái)改變氣球和飛艇受到浮力的大小，從而實(shí)現(xiàn)升降。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?？潭龋嚎潭染€從上到下，對(duì)應(yīng)的液體密度越來(lái)越大。密度計(jì)：測(cè)定液體密度的儀器，在液體處在漂浮狀態(tài)，同密度計(jì)漂浮在不同的液體中，受到的浮力相同，密度計(jì)浸入液體的體積越大，該液體密度越小。名師點(diǎn)睛：物體浸入液體里，受到的浮力與液體的密度有關(guān)，跟該物體的密度無(wú)關(guān)。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）。計(jì)算浮力方法:量法：F浮=G-F(用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力)。②壓力差法：F浮=F向上-F向下（用浮力產(chǎn)生的原因求浮力）③漂浮、懸浮時(shí)，F(xiàn)浮=G(二力平衡求浮力；)④F浮=G排或F浮=ρ液V排g（阿基米德原理求浮力，知道物體排開液體的質(zhì)量或體積時(shí)常用）⑤根據(jù)浮沉條件比較浮力（知道物體質(zhì)量時(shí)常用）二、浮力的經(jīng)典例題（一）選擇題1.把體積相等、質(zhì)量不等的三個(gè)小球A、B、C放入同種液體中，靜止后的位置如圖所示，它們所受的浮力分別為FA、FB、FC，則這三個(gè)力大小關(guān)系正確的是（）A、FA＞FB＞FCB、FA＜FB＝FCC、FA＜FB＜FCD、FA＝FB＝FC2.在遠(yuǎn)洋輪船的船舷上，都漆著五條“吃水線”，又稱“載重線”，如圖所示。其中標(biāo)有W的是北大西洋載重線，標(biāo)有S的是印度洋載重線。當(dāng)船從北大西洋駛向印度洋時(shí)，輪船受到的浮力變化情況以及北大西洋與印度洋的海水密度ρl和ρ2的關(guān)系為()A．浮力增大，ρ1＝ρ2B．浮力減小，ρ1＝ρ2C．浮力不變，ρ1＞ρ2D．浮力不變，ρ1＜ρ23.將一個(gè)小球放入裝有水的燒杯中，稱得從燒杯中溢出的水為1N，下列判斷正確的是（）A.水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)一定增大B.小球所受的浮力可能等于1NC.小球所受的浮力一定等于1ND.小球的體積一定等于1×10-4m3（二）填空題：1.如圖所示，小球浸沒在水中，它受到水的浮力是。2.一艘輪船從海里駛?cè)牒永铮艿降闹亓Υ笮?，它受到的浮力，它排開水的體積。（填“變大”，“變小”或“不變”）。3.彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一物體，在空氣中稱時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N，浸在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N，則物體受到的浮力為___N。4.將重2N的金屬塊用線懸掛，使其全部浸入盛滿酒精的容器內(nèi)，測(cè)得溢出的酒精重為0.32N，則金屬塊受到的浮力為_____N，金屬塊的體積為_______m3.(g=10N/kg)5.一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體浸沒在水中，下表面距水面20cm，物體上、下表面所受的壓強(qiáng)差是_____Pa，物體受到的壓力差是_____N，物體受到的浮力為_____N。6．某物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系如圖所示，該物質(zhì)的密度是________kg/m3.由該物質(zhì)構(gòu)成的體積為4×10-5m3的實(shí)心物體，重是________N，把它放入密度為1.0×103kg/m3的水中，靜止后受到的浮力大小是______N，排開水的體積是__________m3.(取g＝10N/kg)題6的圖題7的圖7.如圖所示，密度為ρ0的液體中有體積均為V的A、B、C三個(gè)實(shí)心物體，A正在向上運(yùn)動(dòng)，B靜止，C正在向下運(yùn)動(dòng)．此刻它們受到的浮力分別為FA、FB、FC，三者的大小關(guān)系是___________，請(qǐng)寫出B物體所受的浮力表達(dá)式FB＝_____________，B物體的密度__________。（三）簡(jiǎn)答題：1.一艘輪船從河里駛?cè)牒＠锖?，?huì)浮起來(lái)一些，為什么？（四）試驗(yàn)與探究1.小芳同學(xué)提出：浮力的大小是否與物體密度有關(guān)呢？請(qǐng)你自選器材對(duì)這一猜想進(jìn)行探究。2、如圖是探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)的若干操作，根據(jù)此圖回答下列問題：(1)若探究浮力大小與物體浸設(shè)深度的關(guān)系，應(yīng)選用的操作是__________（填序號(hào)）。若按①⑤③⑥的順序進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，在此過程中，測(cè)力計(jì)的示數(shù)F隨時(shí)間t的變化圖像可能是下圖中的（）(2)若選用的操作是②④⑥，可探究浮力的大小與__________的關(guān)系。(3)若探究浮力大小與物體排汗液體體積的關(guān)系，應(yīng)選用的操作是_________（填序號(hào)）。（4）實(shí)驗(yàn)中他采用了的研究方法。（五）計(jì)算題1.一個(gè)質(zhì)量為0.6kg，邊長(zhǎng)為0.1m的正方體物塊，放置在水平地面上，g取10N/kg.求:(1)物塊受到的重力．(2)物塊對(duì)地面的壓強(qiáng)．(3)若將物塊浸沒在水中后松手，通過計(jì)算判斷該物塊的浮沉情況。2.如圖所示，體積為V=200cm3的木塊在繩子拉F=0.8N的作用下完全浸沒在水中（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg,繩子重力不計(jì)）。求：（1）木塊此時(shí)受到浮力。（2）木塊的重力。（3）剪斷繩子，木塊靜止時(shí)排開水的體積3.如圖所示，把甲鐵塊放在木塊上，木塊恰好浸沒于水中，把乙塊系在這個(gè)木塊下面，木塊也恰好浸沒水中，已知鐵的密度為7.9×103kg/m3．求：甲、乙鐵塊的質(zhì)量比。（難度較大）一、升力知識(shí)點(diǎn)1、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系（1）氣體、流體都可以流動(dòng)，它們統(tǒng)稱為流體。（2）關(guān)系：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小，流速越小的位置壓強(qiáng)越大。（3）飛機(jī)的升力：飛機(jī)飛行時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)，機(jī)翼上的氣流通過的路程較長(zhǎng)，因而速度較大，它對(duì)機(jī)翼的壓強(qiáng)較小，下方氣流通過的路程較短，因而速度較小，它對(duì)機(jī)翼的壓強(qiáng)較大，機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差產(chǎn)生向上的升力，飛機(jī)的升力不是飛機(jī)受到的浮力。二、升力經(jīng)典例題（一）選擇題1.如圖所示，大風(fēng)中的雨傘會(huì)被向上吸起來(lái)，則（）A．這是由于空氣浮力大于傘的重力，所以會(huì)上升B．這是由于傘下方空氣流速比上方快，下方的壓強(qiáng)比上方的大C．這是由于傘下方空氣流速比上方慢，下方的壓強(qiáng)比上方的大D．以上幾種說法都不對(duì)2、物理老師經(jīng)常引導(dǎo)同學(xué)利用身邊的生活用品做實(shí)驗(yàn)，通過動(dòng)手動(dòng)腦，學(xué)習(xí)物理知識(shí)，揭示物理規(guī)律．下面的實(shí)驗(yàn)(圖4)不是揭示流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的實(shí)驗(yàn)是（）（二）填空題：1.火車站臺(tái)邊緣處標(biāo)有一條安全線，人必須站在安全線以外的位置候車，其原因是火車急速駛過車站時(shí)，安全線以內(nèi)的空氣流速、壓強(qiáng)，易發(fā)生安全事故。（填“增大”、“減小”或“不變”）2.用電吹風(fēng)吹機(jī)翼模型，機(jī)翼模型上升．圖中A、B、C三點(diǎn)，氣體流速最快的是_____，氣體壓強(qiáng)最大的是________．若增大風(fēng)力，機(jī)翼模型獲得的升力將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。（三）簡(jiǎn)答題1.坐小轎車時(shí)，有人在車內(nèi)吸煙，為了防止煙味嗆人，駕駛員會(huì)讓吸煙者將他身旁的車窗打開一條小縫，會(huì)看見吸煙者吐出的煙霧順著玻璃縫隙鉆出車外，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？2.如圖所示，撐一把雨傘行走在雨中，一陣大風(fēng)吹來(lái)，傘面可能被“吸”起，嚴(yán)重變形。解釋其原因。答案：浮力的經(jīng)典例題（一）選擇題：1、B；2、C；3、B（二）填空題：1、F2；2、不變；不變；變大；3、2N；4、0.32；4×10-55、980；9.8；9.8；6、0.8×103；0.32；0.32；3.2×10-5；7、FA=FB=FC；ρ0gv;ρ0.（三）簡(jiǎn)答題：答：漂浮在液面上的物體，所受浮力等于其重力。輪船漂浮在水面上，由于其重力沒變，所以浮力也不變。因?yàn)楹Ｋ芏却笥诤铀芏?，根?jù)阿基米德原理知，當(dāng)浮力一定時(shí)，液體密度越大，排開液體體積越小。所以船會(huì)浮起一些。（四）實(shí)驗(yàn)與探究1.答：器材：彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、體積相等的鐵塊和鋁塊、燒杯、水。步驟：1、將鐵塊用細(xì)線掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，記下示數(shù)G1；2、將鐵塊浸沒在水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1；3、將鋁塊用細(xì)線掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，記下示數(shù)G2；4、將鋁塊浸沒在水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2。結(jié)論：如果G1-F1=G2-F2,那么浮力的大小是否與物體的密度無(wú)關(guān)；如果G1-F1≠G2-F2,那么浮力的大小是否與物體的密度有關(guān)；2.⑴③⑥C（2）液體的密度（2分）⑶①⑤③（4）控制變量（2分）初中物理實(shí)驗(yàn)常用方法：觀察法、控制變量法、轉(zhuǎn)換法、積累法、等效替代法、對(duì)比法等。（五）計(jì)算題：1.解：(1)G＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N；（2）p=eq\f(F,s)=eq\f(G,S)=eq\f(6N,0.01m2)=600Pa;（3）解法一：F?。溅裧V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3＝10N因?yàn)镕浮>G，所以物塊上浮。解法二：ρ物=eq\f(m,v)=eq\f(0.6kg,0.1m3)=0.6×103kg/m3因?yàn)棣盐铮鸡阉?，所以物塊上浮。2.解:（1）木塊受到的浮力為：F浮=ρ水gV排=1×103×10×200×10-6N=2N（2）木塊靜止，受力平衡，有：F浮=G+F所以，木塊的重力是：G=F浮-F=2N-0.8N=1.2N（3）剪斷繩子，木塊最終會(huì)漂浮在水面上，F(xiàn)’浮=G＝1.2N所以木塊靜止時(shí)排開水的體積是：V排=F’浮/（ρ水g）=G/（ρ水g）=eq\f(1.2,103×10)N=1.2×10-4N3、解析：當(dāng)幾個(gè)物體在一起時(shí)，可將木塊和鐵塊整體做受力分析，通常有幾個(gè)物體，就寫出幾個(gè)重力，哪個(gè)物體浸在液體中，就寫出哪個(gè)物體受的浮力。已知：鐵＝7.9×103kg/m3求：解：甲在木塊上靜止：F浮木＝G木＋G甲①乙在木塊下靜止：F浮木＋F浮乙＝G水＋G乙②不要急于將公