浮力_复习教案
浮力
一 教学目标
1. 知道一切物体在液体或气体中都受到浮力。浮力的方向是竖直向上的。 2. 知道浮力产生的原因是液体上下表面的压力差。
3 知道物体的浮沉是由重力和浮力决定的。会判断物体浮沉。
4. 会对物体进行简单的受力分析,并知道漂浮的物体浮力大小等于物重。
二 知识要点
1.浮力的产生: 当一个正立方体浸在液体中处于某一位置A时,如图1所求,由于上,下两表面的深度不同,所受液体的压强不同,下表面受到的向上的压强大于上表面受到的向下的压强,从而使物体受到向上的压力大于向下的压力,这两个压力的差就是液体对物体的浮力。物体处于位置B,则浮力就是物体受到的向上的压力。浮 力即是压力差。 2.阿基米德原理
数学表达式:F浮G排gV排
关于阿基米德原理的几点说明: (1)本定律包含三点内容:①浮力的施力者和受力者;②浮力的方向;③浮力的大小。 (2)物体所受的浮力的大小只与物体排开液体的体积及液体的密度有关,而与物体浸
在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状均无关。
(3)适用范围:本定律对于物体在液体或气体中都适用。
3.计算浮力的方法: (1)根据浮力产生的原因计算 如果上下表面都与水面相平行的规则物体,且知道它的上、下表面在液体内的深度、上、下表面的面积及液体的密度,便可根据深度计算压强,再算出上、下压力差,即浮力来。 (2)应用阿基米德原理计算
这是计算浮力的最基本的方法,只要液和V排已知,或者可以由其他条件求得,即可
利用F浮G排gV排进行计算。
(3)利用平衡条件计算浮力
①当物体处于漂浮或悬浮状态,只受重力和浮力,F浮G物。如果知道重力或根据其
它条件求出重力,即可求出浮力。 ②当物体在三个力的作用下处于平衡状态时,也可以利用三个力的关系求出浮力,例如,挂在弹簧秤上的物体浸入液体中时,F浮GF拉(F拉为物体浸在液体中时弹簧秤的示数)。又如,漂浮在液体表面的物体,下面还挂着另一个物体,则物体受到的浮力
F浮G物F拉,只要知道G物和由其它条件得到另一物对它的拉力F拉,即可求出浮力。
4.物体的浮沉条件
(1)物体浮沉条件的分析与表达
浸没在液体中的物体,若受力不平衡,合力不等于零,则物体的运动状态将发生改变,
下沉的物体下沉到底时,将受到底部的支承力的作用,当三力平衡即F浮F支G物时,物体静止于液体底部;上浮的物体上升至液面,部分体积露出时,F浮逐渐减小,直至
F浮G物时,物体将漂浮于液面,处于平衡状态。
(2)漂浮与悬浮的比较
漂浮与悬浮的共同点:二者都是平衡状态F浮G物。
漂浮与悬浮的不同点:漂浮物体的物液,V排V物,悬浮物体的物
液,
V排V物。
5.阿基米德原理及物体浮沉条件的应用 (1)船
船属于漂浮物体,F浮G物。
轮船的排水量是轮船满载时排开水的质量。根据轮船的排水量,即可求出轮船受到的浮力。
F浮G排液m排水·g
(2)潜水艇、气球、飞艇 潜水艇、气球、飞艇共同一处是可以上浮、下沉、悬浮,不同之处只是控制的方法不同。 潜水艇是利用改变自重,实现它的上浮和下潜。气球和飞艇的升空和下降,主要是靠改变它们所受浮力来实现的。
三 典型应用
1.必须弄清楚的一些概念 (1)物重G与弹簧秤的示数
弹簧秤的示数显示了,物体拉弹簧的力F2,或弹簧拉物体的
力F1的大小,F1和F2是一对作用力和反作用力。在浮力问题中通常弹簧的示数,就给出了F1。如图2,物体在空气中静止,F1与G
二力平衡。如果物体浸在液体中静止,F1、F浮、G三力平衡,此时F1F浮G。
(2)物重G与物体排开的液重G排
G物m物g物g·V物
G排m排g液g·V排当物体完全浸没,V排V物,G排液g·V物。
(3)浸在(浸入)与浸没(没入)
浸在(浸入)是指物体一部分在液体中,或物体全部在液体中的两种情况。 浸没(没入)是指物体全部在液体中的一种情况。 (4)上浮、漂浮、悬浮
物体只受重力和浮力作用下,如果F浮G物物体向上运动的状态叫做上浮;如果
F浮G物,物体静止在液面上的状态叫做漂浮,如果F浮G物物体没入液体中静止叫做
悬浮。
(5)物体的密度物与液体的密度液。
(6)物体的体积V物,物体排开液体的体积V排,物体露
出液面的体积V露。
如图3所示,物体漂浮在液面上,V物是物体的体积,V排
是物体浸入液体中的体积,V露是物体露出液面的体积。所以V物=V排+V露。 2.浮力的计算 例1:体积相同的铁球、铝球和木块,浸在液体中的情况如图4所示,则比较它们受到的浮力: A.铁球受到的浮力最大 B.铝球受到的浮力最大 C.木块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大
课后练习
一、掌握篇: 1、将一个物体挂在弹簧秤下,弹簧秤的示数是1.96牛,若把它浸没在水中时,弹簧秤的示数是1.47牛,则此物体的体积为 米3,物体的密度为 千克/米3。
2、质量相等的木块和冰块(木06.10千克米,
3
3
水09.103千克米3)漂浮在水中,木块受到的浮力冰块受到的浮力,
木块排开水的体积 冰排开受到的体积(填“大于”,“等于”“小于”)。 3、某物体浸没在水中时,弹簧平的示数是它在空气中称时的4/5,则物体的密度等于千克/米3。 4、将铁块浸在水银中,它静止时浸在水银中的体积是总体积的(铁7.9103千克米3,水银136.103千克米3)
5、一个正方体木块漂浮在水面上,水上部分与水下部分体积比为3∶7,则这个木块的密度为 千克/米3。
6、把一个木块和一铁块捆在一起放入水中,恰能悬浮,已知
木06.103千克米3,铁78.103千克米3,则铁块与木块的质量之比是
。
3
3
7、一只密封的箱子体积是510米,质量是4千克,不慎落入水中,木箱在水中将
( ) A.上浮 B.下沉 C.悬浮 D.无法判断 8、一木块放入盛满水的容器中,溢出水的质量是10克。若将它放入盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量是:(木酒精水)(酒精08( ) .10千克米)
A.8克
B.10克
C.12.5克
D.无法确定
3
3
9、将一个实心球分别放入水、盐水和水银中,如图8所示,实心球受到的浮力分别用F1、
)
F2、F3表示,比较浮力大小,应为:(
A.F1=F2>F3 C.F3>F2>F1
B.F2>F1>F3 D. F3>F1=F2
10、体积相同的A、B两个物体浸在某种液体中,静止时如图9所示,比较A、B两个物体的质量的大小,应为:( ) A.A比B的质量大 B.A比B的质量小 C.A、B的质量一样大 D.若其中有空心的,就无法判断
11、甲、乙两上实心的金属球,它们的质量相同,其密度分别是5103千克米3和
10103千克米3。甲球挂在甲弹簧秤下,乙球挂在乙弹簧秤下,并且让金属球全部没入
水中。这时: A.甲、乙两球所受浮力之比为2∶1 B.甲、乙两球所受浮力之比是1∶2 C.甲、乙两弹簧秤示数之比是8∶9 D.甲、乙两弹簧平示数之比是11∶12
二、提高篇: 1、重90牛的球放入足够多的密度为0.8×103千克/米3的油中静止时,受到的浮力为80牛,该球放入足够多的水中静止,受到的浮力为
2、正立方体木块边长为a,密度是,且水。它在水中静止时,受到的浮力是
,如果木块有上、下表面都与液面保持平行,木块下表面在水中的深度是。 3、将一方盒放入水中时,方盒浮在水面上,若在方盒底部均匀贴满3厘米厚的塑料后,方盒露出水面的部分减少了1.8厘米,则塑料的密度是 千克/米3。 4、甲、乙两个体积相等的实心球吊在两个弹簧秤下,分别浸没在水和酒精中静止。已知甲3水,23酒精,水酒精,比较两个弹簧秤示数大小,下列判断正确的是:( ) A.挂甲球的弹簧秤示数大 B.挂乙球的弹簧秤示数大 C.两个弹簧秤示数一样大 D.无法判断哪个弹簧乎的示数大 5、将铝、铁、铜 制成的三个实心金属球,用细线拴好,分别挂在三只完全相同的弹簧秤下,将三个金属球都浸没在水中,此时三只弹簧秤的示数相同,现在将三个金属提出水面则: A.挂着铅球的弹簧秤示数最小 B.挂着铁球的弹簧秤示数最小 C.挂着铜球的弹簧秤示数最小 D.三个弹簧秤示数相同 6、质量相等的A、B、C三个小球,放在同一液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球沉在容器底部,下列说法正确的是: A.如果三个小球都是空心的,它们的体积可能相等
B.如果三个小球的材料相同,则A、B两球一定是空心的 C.如果三个小球材料是空心的,则A球体积最大,C球的体积最小 D.如果三个小球都是实心的,则A球的体积最大,C球的体积最小 7、如图10所示,在一个较大的容器的水面上放一木块,木块上放一个体积为1分米3,重7.84牛的物体,此时木块漂浮。如果将物体从木块上拿下并放入水中,当木块和物体都静止时,容器中的水面将: A.上升 B.下降 C.不变
D.无法判断
8、一木块放在水中静止时,有13.5厘米3的体积露出水面,如图11(甲)所示,现将一体积为5厘米3的金属块放在木块上面,木块刚好全部浸在水中,如图11(乙)所示,求金属的密度?
9、边长为1 分米的正立方体木块,漂在酒精面上时,有一半的体积露出液面,如图12(甲)所示。将木块从底部去掉一部分,粘上体积同样的玻璃后,投入某种液体中,它们漂浮,如图12(乙)所示,此时液体对它竖直向上的压强为980帕,酒精的密度为0.8×103千克/米3,玻璃的密度为2.4×103千克/米3,胶的质量和体积可忽略,求:(1)木块的密度?(2)玻璃的质量?