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第十章 浮力教师寄语:每个同学都是一颗闪亮的钻石,好多的方面都会发出耀眼的光芒!考点聚焦:1、熟记浮力产生的原因,影响浮力产生的因素。2、理解浮沉的条件,能用浮沉条件解决简单的问题。3、熟练掌握阿基米德原理实验步骤一 、课前知识回顾:1. 一切浸入液体的物体都要受到液体对它的 ,浮力的方向总是 的。2. 浮力产生的原因:浮力是由于周围液体对物体向上和向下的 而产生的,即:f浮=f向上f向下。3. 阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力、浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。用公式可表示为 f浮= = 。浮力的大小只跟 和 有关。4.计算浮力大小的四种方法:(1)浮力等于物体受到液体对它向上和向下的压力差。即:f浮=f向上f向下。(2)浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中称得的重力。即:f浮= (3)根据阿基米德原理计算。f浮= (4)物体漂浮或悬浮时,应用二力平衡的知识求物体受到的浮力。f浮= (5)物体的浮沉条件:物体的浮沉决定于它受到的 和 的大小。5.物体浸没在液体中时:如果f浮g物,物体 ;密度关系 如果f浮g物,物体 ;密度关系 如果f浮g物,物体 。密度关系 。6.漂浮在液面上的物体叫浮体,对于浮体有f浮 g物,密度关系 7.浮力的应用:轮船、舰艇、潜水艇、气球和飞艇。二、典型例题及规律总结:例1:金属箔是由密度大于水的材料制成的。小红取一片金属箔做成中空的筒,放在盛有水的烧杯中,发现它漂浮在水面上,然后她再将此金属箔揉成团放入水中,金属箔沉入水底。比较前后两种情况,下列说法正确的是( )a金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小b金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大c金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力d金属箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等例2.重100n的水可以产生的最大浮力为( )a、一定小于100nb、一定大于100n c、一定等于100nd、可以大于100n例3.一石头块,在空气中称量为5n,水中称量是3n,石块受到的浮力多大?石块的密度是多少? 例4.一物体的质量是40g,体积是50cm3 ,放入水中静止时受到的浮力是多少?例5. 如图19 甲, 底面积为80cm2 的圆筒形容器内装有适量的水, 放在水平桌面上; 底面积为60cm2、高为12cm的实心圆柱形物体a 用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。小王要探究圆柱形物体a 逐渐浸人圆筒形容器内的水中时( 水没有溢出容器) , 弹簧测力计的示数f 与圆柱形物体a 下表面离水面的距离h 的关系。( 使用刻度尺测量h, 不计细线重)(1)小王从圆柱形物体a接触水面至接触容器底之前, 分别记下多组f、h, 并将测量的结果填写在实验表格中, 依据实验表中数据, 在图19 乙中的方格纸中画出了f与h 关系的图象。由图象19 乙可知, 物体a 的重力为 n。观察图象19 乙, 可以得出结论: 在物体a没有浸没之前, 当h 增大时, 弹簧测力计的示数f ( 选填“增大”、“减小” 或“不变”) ; 在物体a 浸没后, 当增大h时, 弹簧测力计的示数f ( 选填“增大”、“减小” 或“不变”) , 由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度 ( 选填“有关” 或“无关”) 。由图象19 乙可知: 当h 等于10cm时, 物体a受到的浮力为 n。(2)物体a在容器内浸没后与未放入物体a 前比较, 水对容器底产生的压强增加了 pa。三、梯度训练a组(一)选择题1.为若一艘满载物资的货轮从海上进入长江后,轮船所受的浮力( )a不变 b变大 c变小 d无法确定2. 某物理小组制作的潜水艇模型如图所示,通过胶管a从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从a管吸气,烧瓶将会( )a上浮,它受到的浮力增大 b下沉,它受到的浮力减小 c下沉,它受到的浮力不变 d上浮,它受到的浮力不变3.小刚同学为了比较两种液体的密度,将同一物块先后放入甲、乙两杯不同的液体中。如图所示,物块在甲杯处于悬浮状态,而在乙杯处于漂浮状态,则下列判断正确的是( )a.甲杯液体的密度比乙杯液体的密度小b.甲杯液体的密度跟乙杯液体密度一样大c.物块在甲杯中受到的浮力比乙杯中小d.物块在甲杯中受到的浮力比乙杯中大4.体积相同,密度不同的三个实心小球a、b、c,放入同种液体中静止时,所处位置如图所示。则三个小球密度大小的关系是( )(a)a=b=c (b)ab=c(c)abbc5.一长方体铁块按图甲所示,从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小f浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图像是( )6.把重5n、体积为610-4m3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )a物体上浮,f浮6n b物体悬浮,f浮5nc物体漂浮,f浮5n d物体沉在水底,f浮6n(二)填空题1. 一只苹果的质量为140g、体积为1.810-4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为_n(g取10n/kg),松手后苹果将_(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。2. 一条油轮在长江中航行时,排开水的体积是300m3,油轮受到的浮力为 n在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为 _kg,油轮排开水的体积变为 m3(燃油密度为08103kg/m3,g取10n/kg)3. 在探究“物体的上浮或下沉与哪些因素有关?”的活动中,同学们将新鲜萝卜浸没在水中松手后,萝卜都上浮直至漂浮在水面上,为了使漂浮的萝卜沉下去,小明将一根铁钉全部插入萝卜中,小华也用同样的铁钉,但只将其一半插入到萝卜中,再次将萝卜浸没水中松手,结果两只萝卜均沉入水底从物体受力的角度来看,他们在萝卜中插入铁钉是为了改变 力的大小,从而使浮力 (大于等于小于)重力;从他们探究的方法来看, (小明小华)的方法更合理,理由是 4.用弹簧测力计在空气中称得一石块重为1n,将石块完全浸入水中,弹簧测力计的示数为0.6n,则石块在水中受到的浮力为 n,石块的体积为 cm3。(取g=10nkg)(三)实验题1.某教师在“阿基米德原理”教学过程中,做了如下演示实验(1)在弹簧下端挂上小筒和金属块,记下弹簧伸长后指针位置o,如图甲所示(2)溢水杯中装满水,把金属块全部浸入溢水杯的水中,用烧杯收集排开的水,弹簧缩短,如图乙所示(3)把烧杯中的水全倒入小筒中,弹簧指针又恢复到原来位置o,如图丙所示乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到 的作用;丙图弹簧指针又恢复到位置o,说明 2.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想: 可能跟物体浸入液体的深度有关; 可能跟物体的重力有关; 可能跟物体的体积有关; 可能跟物体浸入液体的体积有关; 可能跟液体的密度有关。为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:(1)铁块从位置123的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 ;从位置34的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 。(填“变大”、“变小”或“不变”)(2)通过这一实验可以验证上述猜想 是正确的,猜想 是不正确的(填上面猜想的序号)。(3)给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐(如图),请你设计实验验证浮力与液体的密度是否有关。简要写出你的实验验证的方法(四)计算题1. 如图是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器,2010年8月26日“蛟龙号”已完成下潜3759米得深海潜试,这标志着中国已成为世界上第五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术的国家。据悉,“蛟龙号”的技术改进及50007000米深海潜试课题实施方案一通过专家论证,不久,“蛟龙号”将挑战目前世界载人深潜新记录。已知“蛟龙号”下潜到3759米得海底用时月102分钟,求“蛟龙号”下潜的平均速度约为多少米分钟?(保留整数)若“蛟龙号”到达7000米深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为多大?如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2,则海水对该观测孔的压力约为多大?(海水密度近为1.0103kgm3,g=10nkg,下同)若正在水下匀速下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22吨,(不计水的阻力)请你估算潜水器的体积约为多大?在需要紧急上浮时,潜水器可以抛掉随身携带的压载铁。试分析匀速下潜的“蛟龙号”潜水器抛掉压载铁后在水中运动情况。2. 一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5n的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。g=10n/kg)求:(1)物体在纯水中所受的浮力;(2)物体的体积:(3)物体悬浮时盐水的密度。b组:1. 2012年11月,我国自行研制的舰载多用途歼一15战斗机,首次成功起降在中国第一艘航空母舰“辽宁舰”上,如图13所示。(1)“辽宁舰”的排水量为6.7104t,其满载并静止在海面上时,受到的浮力是_n,排开海水的体积为_m3。(海水=1.03103kgm3)(2)歼一15在航母上起飞时相对于_,它是运动的,当它飞离舰时,航母受到的浮力将_,在起飞上升过程中,歼一15的重力势能将_。(后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)(3)歼一15降落着舰后,虽受阻拦索作用并关闭发动机,但飞机仍会向前滑行一段距离,这是因为歼一15具有_ _。2.如下图所示,四个相同的容器内水面一样高,a容器内只有水,b容器内有木块漂浮在水面上,c容器内漂浮着一块冰块,d容器中悬浮着一个空心球。则下列四种说法正确的一组是( ) 每个容器的总质量都相等 b容器中再倒入酒精后,木块在液面下的体积减小 c容器中冰块熔化后水面高度升高 d容器中再倒入酒精后,小球将下沉a b c d3. 现有细线、弹簧测力计、带提手的小水桶、量筒、水、溢水杯、现状不规则的小石块等器材,请你选取其中的器材,用两种方法测出完全浸入水中的小石块所受的浮力。写出选用的器材和简要步骤。方法一、器材:步骤:方法二、器材:步骤4、已知冰的密度0.9103kg/m3 ,试求一座冰山在水中时露出水面的体积占冰山的多大比例?5、如图所示,将一个体积为1.010-3m3、重6n的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,求:(g=10n/kg)(1)木块浸没在水中受到的浮力(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少参考答案第十章 浮力二、典型例题及规律总结:例1 b例2 d (排开液体的体积可以大于液体的体积。把一个物体放入一个足够长的桶中,物体与桶的侧壁间隙很薄而且物体与桶的底部不密合,这样就可以了。或者换个思路,不去想阿基米德原理。浮力的本质是液体上下表面压力差,只要物体不浸没,液体足够深,物体下表面受到的压力就可以大于液体重力。)例3、2n 2.5103kg/m3 例4、0.4n例5、( 1) 9 减小; 不变; 无关 6 ( 2) 900三、梯度训练(一)选择题1、a2、c(仿照潜水艇的浮沉)3、a4、c5、6、(二)填空题1、1.8 下沉 2、3106n 8104kg 220m3 3、 重力 小于 小明 他的方法没有改变萝卜的体积,而小华的方法改变了体积,从而会改变浮力的大小4、0.4 40 (三)实验题1、浮力 物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力2、变小 变大 不变 不变 (3)先把鸡蛋放入清水中,鸡蛋会下沉,在向水中放入适量的食盐,鸡蛋会慢慢上浮。说明鸡蛋浸没在清水和盐水中受到的浮力不同,由此验证物体受到的浮力与液体的密度有关。(四)计算题1、37m/min 2.1106n 22m3 匀速下潜的“蛟龙号”潜水器抛掉压载铁后会先向下减速运动后加速上升至水面。2、(1)0.5n (2)510-3m3 (3)1.1103kg/m3 b组1、6.7108 6.5104 甲板 变小 变大 惯性2、a 3、方法一 器材:细线、弹簧测力计、小桶、水、小石块步骤:(1)用细线栓住小石块,挂在弹簧测力计下,读出小石块重量g;(2)用弹簧测力计提着小石块,让他慢慢全部浸入小桶内水中,读出弹簧测力计示数f,则小石
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