第七讲 水的浮力(二).doc

第七讲 水的浮力(二)1.定义：浸在液体中的物体，受到液体对它向_的托力2.浮力产生原因：物体受到液体对它上、下表面的压力差。3.阿基米德原理：（1）内容： 。(2)公式：_，由公式可知，浮力只与_和_有关，而与放入液体中的物体的重力、密度、体积、形状、所处位置和全部浸没时的深度均无关。浮力4.计算浮力的方法1称重法：F浮=G-F拉2压力差法：F浮=F上-F下3阿基米德原理：F浮=G排=液gV排4利用浮沉条件（平衡法）【知识整理】一、浮力知识网络二、物体的浮沉条件：设想一物体浸没于液体中，如图125所示，对浸没在液体中的物体进行受力分析可能出现三种不同情况:(1)当F浮G时，根据力和运动的关系，可知物体将 ，当部分体积露出液面时，排开体积减小，受到浮力减小，最后F浮G，物体处于 状态。(2)当F浮G时，由于物体受平衡力作用，物体处于 状态，此时物体可以停留在液体内部任一位置。(3)当F浮G物上浮到漂浮时V排V物物液下沉F浮液悬浮F浮G物V排=V物物=液漂浮F浮G物V排V物物液三、解决浮力问题的几种方法：（1）称量法：用弹簧秤称得物体在空气中的重力为G，再将物体浸入水中，读得弹簧秤的示数为F，那么两次弹簧秤的示数差，就等于物体浸在水中时所受浮力的大小，即：F浮GF。（2）阿基米德原理法：F浮G排液液gV排。（3）压力差法：F浮F向上F向下。（4）漂浮或悬浮条件法：若物体在液体中处于悬浮或漂浮状态，则F浮G物，即液gV排物gV物。四、物体沉浮条件的应用1.密度计：采用物体漂浮在液面时F浮=G计和F浮液V排液g原理工作的密度计上的刻度线不均匀，读数“上(浸得深)小下(浸得浅)大”。2.船：轮船用密度大于水的材料制成，必须做成空心，虽然受到的重力不变，但体积增大很多，排开更多的水，达到增大浮力F浮液V排液g，最终使F浮=G船，浮在水面。a、轮船由江河驶入海里：所受的重力不变，浮力不变，轮船将上浮一些（吃水浅些）。b、轮船由大海驶入江河里：重力不变，浮力不变，轮船将下沉一些（吃水深些）。C、轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量，即：排水量船自身的质量满载时货物的质量。3.潜水艇：采用：浸没水中后浮力不变，靠改变自身重力(向水舱充水或排水)来实现沉浮。潜水艇在水面下无论在上浮、下沉，受到的浮力不变。a当向水舱充水时，潜水艇的重力增大，当重力大于浮力，即平均水，潜水艇下沉;b当重力等于浮力即平均=水时,潜水艇悬浮；而排水时，重力减小，当重力小于浮力，即平均水，则潜水艇上浮。4.气球和飞艇：采用充密度比空气小的气体（氢气、氦气、热空气）的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。升空时平均空气。气球和飞艇重力不变，靠改变自身的体积来实现浮沉的。如减小体积,则有F浮G球下降。【经典例题】例1如图所示，一只漂浮在水面上的碗中装有若干石子。现将石子全部投入水中后，水面将( )A.保持不变 B.升高一些 C.降低一些 D.都有可能例2一艘质量为1500吨的轮船，装上5103吨货物后刚好满载，它此时受到的浮力和轮船的排水量分别是( )A.1.47103牛，1500吨 B.3.43103牛，3500吨C.4.9103牛，5000吨 D.6.37103牛，6500吨例3用同一支密度计测甲、乙、丙三种液体的密度，如图所示，则甲、乙、丙三种液体的密度及密度计在三种液体中所受浮力大小关系如何?例4有一体积是2分米3、密度是0.6103千克米3的木块，用绳子将它拴在水池底部的钩子上，如图所示。如果绳子断了，木块就上浮到水面。问:(1)木块在上浮过程(未露出水面)中，受到浮力的大小是否会发生变化?(2)木块漂浮在水面时露出液面的体积多大?例5现有甲、乙两种实心物体，已知甲1.2103千克米3，乙0.8103千克米3，水1.0103千克米3。(1)当取相同质量的甲、乙两种固体，投入到水中，甲和乙两物体所受浮力之比F甲:F乙是多少?(2)当取相同体积的甲、乙两种固体，投入到水中，则甲和乙两物体所受浮力之比F甲:F乙是多少?例6如图所示，一木块上面放着一实心铁块A，木块顶部刚好与水面相平，在同样的木块下挂另一铁块B，木块也刚好全部浸在水中，则A、B两铁块的体积比是多少?(铁7.8103千克米3，水1.0103千克米3)【基础训练】1.体积是5分米的铁球重39.2牛，将它浸没在水中，它将（ ）A.上浮 B.下沉 C.悬浮 D.无法判断2.把一个质量为100克的小球浸入一个盛满水银的烧杯中，待小球静止后，有80克水银被溢出，则该小球（）A.一定漂浮在液面 B.一定下沉到烧杯底部C.可能漂浮在液面D.可能悬浮在水银中3.浸没在液体中的物体，它在液体中的深度越深，受到的浮力( )A.越大 B.越小 C.不变 D.都有可能4.两只完全相同的烧杯，一只装满水，另一只也装满水，但水面上漂浮着一块木块，如果将它们同时放在一台已调平的天平左右两盘上，则 ( ) A.天平平衡 B.天平不平衡，有木块的一边轻 C.天平不平衡，有木块的一边重 D.因不知木块重，所以无法判断天平是否能平衡5.一只实心球浸没在水中，则实心球 ( ) A.一定下沉 B.一定上浮 C.一定悬浮 D.都有可能6.一只实心球恰好能悬浮于酒精中(酒精0.8103千克米3)，把此球浸没于水中，则( ) A. 一定下沉 D.一定上浮 C.悬浮 D.都有可能7.一块马铃薯恰好能悬浮在某一浓度的盐水中，如果将这块马铃薯切成大小不等的两块，仍放到这一盐水中，则( )A. 大的一块下沉，小的一块漂浮 B.两块都下沉 C.两块都上浮 D.两块都悬浮8.某物体的质量为100克，当把它放进盛满水的容器中时，溢出50毫升的水，则此物体( ) A.浮在水面上 B.沉到容器底部 C.悬浮在水中 D.无法判断9.质量相同的甲、乙两物体的密度之比量是1：2，将甲物体浸没在水中，乙物体浸没在煤油中，它们受到的浮力F甲和F乙之比为（ ）A.5 ：4 B.1：1 C.5：2 D.5：810.质量相同的木球，铝球和铁球放入水中，木球漂浮，铝球和铁球沉入水底，则它们受到的浮力（ ）A.木球最大 B.铝球最大 C.铁球最大 D.一样大11.将同一物体分别放入三种液体中,如图所示,比较物体所受的浮力大小( )A.水中最小 B.盐水中最小 C.煤油中最小 D.一样大 水 盐水 煤油12.把一实心铁球依次放入水中，煤油中，水银中，待铁球静止时，比较三种情况下铁球所受的浮力大小（ ）A.水中最大 B.煤油中最大 C.水银中最大 D.一样大13.一个蜡块放在酒精中静止时，它受到的浮力是1.6牛,如果将它放进水中,蜡块受到的浮力是( ) (蜡=0.9克/厘米3 酒精=0.8克/厘米3)A.16牛 B.1.8牛 C.2牛 D.2.4牛14.甲、乙两物体都漂浮在水面上，它们受到的浮力相等，这两个物体一定（ ）A.密度相等 B.质量相等 C.体积相等 D.露出水面的体积相等15.体积为30厘米3的物体，质量是24克，将它放入装满水的烧杯中，物体静止时，它溢出水的质量是（ ）A.30克 B.24克 C.18克 D.6克16.一艘船从东海驶入黄浦江时，船身受的浮力会（ ）A.浮力减小，船身下沉些 B.浮力增大，船身上浮些C.浮力不变，船身下沉些 D.浮力不变，船身上浮些17.把体积相等的实心木球(木=0.6克/厘米3)和实心铁球放入水中,静止时,比较它们所受的浮力.18.把体积相等的实心木球(木=0.6克/厘米3)和实心铁球放入水银中,静止时,比较它们所受的浮力.19.把质量相等的实心木球(木=0.6克/厘米3)和实心铁球放入水中,静止时,比较它们所受的浮力.20.把质量相等的实心木球(木=0.6克/厘米3)和实心铁球放入水银中,静止时,比较它们所受的浮力.21.质量为270克的铝球悬浮于水中，求: (铝=2.7103千克米3 g10牛千克)(1)球受到的浮力应是多少；(2)球的体积应是多少；(3)球中间空心部分的体积是多少。【提高训练】1.潜水艇潜入水下越深，受到水的压强和浮力将是（ ）A.压强增大，浮力不变 B.压强增大，浮力也增大C.压强和浮力都不变 D.压强增大，浮力减小2.甲、乙两个实心球分别由不同材料制成、质量相同，甲悬浮在水中，乙漂浮在水面上，由此可以判定（ ）A.甲的体积小于乙的体积 B.甲受到的浮力小于乙受到的浮力C.甲的密度小于乙的密度 D.甲浸在水中的体积大于乙浸在水中的体积3.在一支蜡烛的底部粘连一块小铁片，使蜡烛直立在水中，并有一部分露出水面，若用刀将露出水面部分切去，则剩余部分（ ）A.下沉 B.既不下沉，也不上浮，断面刚好和水面相平C.上浮 D.因不知铁片的质量和体积，不能作出判断乙甲4.同一物体分别放在甲、乙两种液体中，如图所示，则物体所受浮力F甲、F乙的大小以及液体甲、乙的大小是（ ）A.F甲=F乙，甲F乙，甲乙 C.F甲F乙，甲G时，根据力和运动的关系，可知物体将 ，当部分体积露出液面时，排开体积减小，受到浮力减小，最后F浮G，物体处于 状态。(2)当F浮G时，由于物体受平衡力作用，物体处于 状态，此时物体可以停留在液体内部任一位置。(3)当F浮G物上浮到漂浮时V排V物物液下沉F浮液悬浮F浮G物V排=V物物=液漂浮F浮G物V排V物物液三、解决浮力问题的几种方法：（1）称量法：用弹簧秤称得物体在空气中的重力为G，再将物体浸入水中，读得弹簧秤的示数为F，那么两次弹簧秤的示数差，就等于物体浸在水中时所受浮力的大小，即：F浮GF。（2）阿基米德原理法：F浮G排液液gV排。（3）压力差法：F浮F向上F向下。（4）漂浮或悬浮条件法：若物体在液体中处于悬浮或漂浮状态，则F浮G物，即液gV排物gV物。四、物体沉浮条件的应用1.密度计：采用物体漂浮在液面时F浮=G计和F浮液V排液g原理工作的密度计上的刻度线不均匀，读数“上(浸得深)小下(浸得浅)大”。2.船：轮船用密度大于水的材料制成，必须做成空心，虽然受到的重力不变，但体积增大很多，排开更多的水，达到增大浮力F浮液V排液g，最终使F浮=G船，浮在水面。a、轮船由江河驶入海里：所受的重力不变，浮力不变，轮船将上浮一些（吃水浅些）。b、轮船由大海驶入江河里：重力不变，浮力不变，轮船将下沉一些（吃水深些）。C、轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量，即：排水量船自身的质量满载时货物的质量。3.潜水艇：采用：浸没水中后浮力不变，靠改变自身重力(向水舱充水或排水)来实现沉浮。潜水艇在水面下无论在上浮、下沉，受到的浮力不变。a当向水舱充水时，潜水艇的重力增大，当重力大于浮力，即平均水，潜水艇下沉;b当重力等于浮力即平均=水时,潜水艇悬浮；而排水时，重力减小，当重力小于浮力，即平均水，则潜水艇上浮。4.气球和飞艇：采用充密度比空气小的气体（氢气、氦气、热空气）的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。升空时平均空气。气球和飞艇重力不变，靠改变自身的体积来实现浮沉的。如减小体积,则有F浮水，石块投入水中后要下沉，即F浮石F浮2，根据阿基米德原理，F浮1水gV排1，F浮2水gV排2，因此V排1V排2，即水面要下降一些。答 C例2一艘质量为1500吨的轮船，装上5103吨货物后刚好满载，它此时受到的浮力和轮船的排水量分别是( )A.1.47103牛，1500吨 B.3.43103牛，3500吨C.4.9103牛，5000吨 D.6.37103牛，6500吨解析 轮船漂浮在水面上，它满载时受到的浮力等于船重加货物重；排水量是指轮船满载时所排开水的质量，数值上等于轮船装满货物时的总质量。答 D例3用同一支密度计测甲、乙、丙三种液体的密度，如图所示，则甲、乙、丙三种液体的密度及密度计在三种液体中所受浮力大小关系如何?解析 密度计是根据漂浮原理制成的，物体漂浮时，所受浮力等于物体的重力。图131中用的是同一支密度计，故密度计在甲、乙、丙三种液体中所受浮力大小都相等。 由于F浮液gV排，当F浮一定时，液与V排成反比。 图中易看出，密度计排开液体体积在甲液体中最大，丙液体中最小，则有甲乙丙。例4有一体积是2分米3、密度是0.6103千克米3的木块，用绳子将它拴在水池底部的钩子上，如图所示。如果绳子断了，木块就上浮到水面。问:(1)木块在上浮过程(未露出水面)中，受到浮力的大小是否会发生变化?(2)木块漂浮在水面时露出液面的体积多大?解析 由于木G木。(1)木块在上浮过程中，当木块尚未露出水面时，由排开液体受到的重力大小不变，故受到浮力大小将不发生改变。(2)木块受到的重力。G木m木g木gV木0.6103千克米3 9.8牛千克 210-3米311.8牛由于木块最后处于漂浮状态，则有F浮水gV排G木所以V排1.210-3米3所以V露V木V排0.810-3米30.8分米3例5现有甲、乙两种实心物体，已知甲1.2103千克米3，乙0.8103千克米3，水1.0103千克米3。(1)当取相同质量的甲、乙两种固体，投入到水中，甲和乙两物体所受浮力之比F甲:F乙是多少?(2)当取相同体积的甲、乙两种固体，投入到水中，则甲和乙两物体所受浮力之比F甲:F乙是多少?解析 解此类题目的关键在于先根据物体和液体的密度大小判断物体静止时所处的状态，即是沉在容器底还是悬浮或漂浮，然后再根据具体所处状态和物体浮沉条件进行解答。 因为甲水，所以甲物体放入水中应是下沉的。 乙水，乙物体放入水中则应处于漂浮状态。 (1)设m甲m乙mF甲水gV甲水gF乙G乙m乙gmg(2)设V甲V乙VF甲水gV甲水gVF乙G乙V乙乙gV乙g所以例6如图所示，一木块上面放着一实心铁块A，木块顶部刚好与水面相平，在同样的木块下挂另一铁块B，木块也刚好全部浸在水中，则A、B两铁块的体积比是多少?(铁7.8103千克米3，水1.0103千克米3)解析 可以先以A为研究对象，A受重力GA和木块对它的支持力N，由二力平衡条件求出N。根据物体间力的作用是相互的，可求出铁块A对木块的压力N。再以左边木块为研究对象，木块受重力G、浮力F和压力N，由阿基米德原理和物体的平衡条件求出木块的重力G。又以右边木块为研究对象，木块受重力G、浮力F和绳子的拉力T，由阿基米德原理和平衡条件求出绳子的拉力T。又以B为研究对象，铁块B受重力GB、浮力FB、绳子的拉力T，最后可求出。NFGGA铁gVATFGGBFB铁gVB水gVB所以【基础训练】1.体积是5分米的铁球重39.2牛，将它浸没在水中，它将（ A ）A.上浮 B.下沉 C.悬浮 D.无法判断2.把一个质量为100克的小球浸入一个盛满水银的烧杯中，待小球静止后，有80克水银被溢出，则该小球（ B ）A.一定漂浮在液面 B.一定下沉到烧杯底部C.可能漂浮在液面D.可能悬浮在水银中3.浸没在液体中的物体，它在液体中的深度越深，受到的浮力( C )A.越大 B.越小 C.不变 D.都有可能4.两只完全相同的烧杯，一只装满水，另一只也装满水，但水面上漂浮着一块木块，如果将它们同时放在一台已调平的天平左右两盘上，则 ( A ) A.天平平衡 B.天平不平衡，有木块的一边轻 C.天平不平衡，有木块的一边重 D.因不知木块重，所以无法判断天平是否能平衡5.一只实心球浸没在水中，则实心球 ( D ) A.一定下沉 B.一定上浮 C.一定悬浮 D.都有可能6.一只实心球恰好能悬浮于酒精中(酒精0.8103千克米3)，把此球浸没于水中，则( B ) A. 一定下沉 D.一定上浮 C.悬浮 D.都有可能7.一块马铃薯恰好能悬浮在某一浓度的盐水中，如果将这块马铃薯切成大小不等的两块，仍放到这一盐水中，则( D )A. 大的一块下沉，小的一块漂浮 B.两块都下沉 C.两块都上浮 D.两块都悬浮8.某物体的质量为100克，当把它放进盛满水的容器中时，溢出50毫升的水，则此物体( B ) A.浮在水面上 B.沉到容器底部 C.悬浮在水中 D.无法判断9.质量相同的甲、乙两物体的密度之比量是1：2，将甲物体浸没在水中，乙物体浸没在煤油中，它们受到的浮力F甲和F乙之比为（ C ）A.5 ：4 B.1：1 C.5：2 D.5：810.质量相同的木球，铝球和铁球放入水中，木球漂浮，铝球和铁球沉入水底，则它们受到的浮力（ A ）A.木球最大 B.铝球最大 C.铁球最大 D.一样大11.将同一物体分别放入三种液体中,如图所示,比较物体所受的浮力大小( C )A.水中最小 B.盐水中最小 C.煤油中最小 D.一样大 水 盐水 煤油12.把一实心铁球依次放入水中，煤油中，水银中，待铁球静止时，比较三种情况下铁球所受的浮力大小（ C ）A.水中最大 B.煤油中最大 C.水银中最大 D.一样大13.一个蜡块放在酒精中静止时，它受到的浮力是1.6牛,如果将它放进水中,蜡块受到的浮力是( B ) (蜡=0.9克/厘米3 酒精=0.8克/厘米3)A.16牛 B.1.8牛 C.2牛 D.2.4牛14.甲、乙两物体都漂浮在水面上，它们受到的浮力相等，这两个物体一定（ B ）A.密度相等 B.质量相等 C.体积相等 D.露出水面的体积相等15.体积为30厘米3的物体，质量是24克，将它放入装满水的烧杯中，物体静止时，它溢出水的质量是（ B ）A.30克 B.24克 C.18克 D.6克16.一艘船从东海驶入黄浦江时，船身受的浮力会（ C ）A.浮力减小，船身下沉些 B.浮力增大，船身上浮些C.浮力不变，船身下沉些 D.浮力不变，船身上浮些17.把体积相等的实心木球(木=0.6克/厘米3)和实心铁球放入水中,静止时,比较它们所受的浮力.F木 F铁 18.把体积相等的实心木球(木=0.6克/厘米3)和实心铁球放入水银中,静止时,比较它们所受的浮力.F木 F铁20.把质量相等的实心木球(木=0.6克/厘米3)和实心铁球放入水银中,静止时,比较它们所受的浮力.F木F铁21.质量为270克的铝球悬浮于水中，求: (铝=2.7103千克米3 g10牛千克)(1)球受到的浮力应是多少；(2)球的体积应是多少；(3)球中间空心部分的体积是多少。解 (1)由于铝球悬浮在水中所以F浮m铅g0.27千克10牛千克=2.7牛(2)V球V排F浮=水gV排=水gV球V球2.710-4米3(3)V实10-4米3所以V空V球V实1.710-4米3【提高训练】1.潜水艇潜入水下越深，受到水的压强和浮力将是（ C ）A.压强增大，浮力不变 B.压强增大，浮力也增大C.压强和浮力都不变 D.压强增大，浮力减小2.甲、乙两个实心球分别由不同材料制成、质量相同，甲悬浮在水中，乙漂浮在水面上，由此可以判定（ A ）A.甲的体积小于乙的体积 B.甲受到的浮力小于乙受到的浮力C.甲的密度小于乙的密度 D.甲浸在水中的体积大于乙浸在水中的体积3.在一支蜡烛的底部粘连一块小铁片，使蜡烛直立在水中，并有一部分露出水面，若用刀将露出水面部分切去，则剩余部分（ C ）A.下沉 B.既不下沉，也不上浮，断面刚好和水面相平C.上浮 D.因不知铁片的质量和体积，不能作出判断乙甲4.同一物体分别放在甲、乙两种液体中，如图所示，则物体所受浮力F甲、F乙的大小以及液体甲、乙的大小是（ A ）A.F甲=F乙，甲F乙，甲乙 C.F甲F乙，甲乙 D.F甲=F乙，甲=乙5.一物体漂浮在甲液面时，露出液面的体积占总体积的15，漂浮在乙液面时，露出液面的体积占总体积的710，则甲、乙两种液体的密度之比为( C ) A.2:7 B.7:2 C.3:8 D.8:36.如图所示，在一个容器中的水面上放一木块，木块上面放一个体积为1分米3，重7.8牛的物体，此时木块仍浮在水面上，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( B ) A.上升 B.不变 C.下降 D.无法判断7.把一个体积是250厘米3的物体，放在一个盛满水并有溢水管的水槽中，从溢水管