浮力阿基米德原理专题.doc

北 京 四 中 编稿：李丽娟审稿：李丽娟责编：李井军浮力、阿基米德原理专题一切浸入（部分浸入或完全浸没）液体或气体中的物体，受到液体(或气体)向上托的力叫浮力(buoyancyfone)。浮力的方向是竖直向上的。阿基米德研究得出了：浸在液体里的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力，这就是阿基米德原理的内容。表达式： F浮=G排进一步推导可以得到：液-表示液体的密度V排-是被物体排开的液体的体积g=9.8N/kg可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。而“浸在”指的是物体浸没在液体里或物体的一部分浸入液体里。当物体全部浸没在液体里时，V排=V物，当物体只有一部分浸入液体里时，则V排 V物。无论物体如何“浸在”液体内，物体受到浮力的大小始终都等于被物体排开的液体所受的重力。另外，阿基米德原理也适用于气体，即：求浮力大小的四种方法：弹簧秤法：先用弹簧测力计测出在空气中物体重力G，再用弹簧测力计测出在液体中物体受到的拉力T，则弹簧测力计两次示数的差就是浸没在液体中的物体受到的浮力大小。即：F浮=G-T产生原因法：液体对浸在其中的物体上下表面的压力差=浮力，即：F浮=F向上- F向下阿基米德原理： F浮=G排 力的平衡法：当物体在液体内处于平衡状态时（静止或匀速直线运动），可以根据力的平衡条件来求浮力，例如下图中物体的浮力大小分别为：【例题解析】例1：下列关于浮力说法正确的是（）A木块浮在水上，铁块沉在水底，木块受到的浮力一定大B物体下沉到水底后，浮力就消失C气球悬浮在空中，所受空气浮力刚好等于气球总重力D木块浮到水面上，所受重力将减小分析：根据阿基米德原理，物体在液体中浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，铁块虽然沉在水底，但其体积可能比木块排开液体的体积大，当然也可能相等或小于，所以A错；物体沉到水中，依然受到浮力，B错；物体的重力只与物体的质量及其位置有关，木块的重力是不变的，D错；根据二力平衡，可知C对。正确答案：C例2：在下列判断中，正确的是：（）A体积相同的铁块和铝块浸入水中，铝块受到的浮力大B质量相同的铁块和铝块浸入水中，铝块受到的浮力大C同一木块全部浸入水中至其浮在水面上过程中浮力不变D同一木块浮在酒精面上比浮在水面上受的浮力小分析：根据阿基米德原理，物体在液体中浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，铁块、铝块浸入水中时，V排=V物，若二者体积相同，则其受到的浮力一样大，A错；若其质量相同，铁的密度大于铝的密度，所以铁块的体积小于铝块的体积，则铝块受到的浮力大，B对；木块全部没入水中时并向上运动的过程中，其浮力不变，当其露出水面，浮力开始减小，最后减小到与重力相等，漂浮在水面上，C错；木块浮在液体表面时，其浮力均等于重力，D错。正确答案：B例3：一个正方体铁块，在水下某深度时，上底面受到15N压力，下底面受到20N压力，则此时铁块受到浮力是_N；当铁块下沉到某位置时，上底受到压力增大至20N时，下底受到压力是_N分析：浮力产生的原因是物体上下底面受到液体的压力差。随着物体下沉，每个底面受到压力都要变大，但压力差不变，即F浮=F下底-F上底=20N-15N=5N，F下底=F上底+F浮=20N+5N=25N本题是利用压力差法求浮力的大小，要求掌握浮力产生的原因，另外结合阿基米德原理可知，在水下下沉的过程中，排开液体的体积不变，所以浮力也是不变的。例4：弹簧测力计下吊着一重为1.47N的石块，当石块全部浸入水中时，弹簧测力计的示数为0.98N。求：（1）石块受到的浮力；（2）石块的体积；（3）石块的密度。分析：本题是利用弹簧测力计测物体的浮力，由二力平衡条件，我们可以求出物体浮力的大小，同时通过物体的重力与浮力的关系，还可以求出物体的密度。解：(1)F浮=G石-F=1.47N-0.98N=0.49N,(2) (3) .在“物质世界”一部分知识的学习中，我们学习过利用量筒和天平来测量物体的密度的方法，通过此题可以看出，我们也可以利用测浮力来得到物体的密度，这也是一种测密度的方法。例5：考古工作者要打捞沉在河底的一块古代石碑，他们先潜入水下清理石碑周围的淤泥，然后在石碑上绑一条绳子，拉动绳子提起石碑。如果石碑的质量为80kg，在水中匀速提起时所需拉力为480N，求石碑在水中受到的浮力和石碑的密度。（设河水的密度为1.0103kg/m3,g=10N/kg）分析：在水中，石碑受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和竖直向上浮力，石碑在这三个力的作用下处于平衡状态（匀速），利用力的平衡条件，可以求出浮力的大小。解： 可以看出，本题是弹簧测力计法求浮力及测物质密度在实际中的应用，同学们需要掌握住问题的实质，活学活用，用我们学到的理论知识去解决问题，这才是我们学习的意义之所在。例6：如图所示，将一块重为3N，体积为100cm3的石块，用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中，容器中水的深度由10cm上升到12cm. （容器的重力和容器壁的厚度忽略不计，g10N/kg）. 求：（1）石块所受浮力；（2）容器中水的重力；（3）细线松动，石块沉到容器底静止后，容器对水平地面的压强.分析：根据阿基米德原理可以求浮力的大小，容器中变化的水的体积就是物体的体积.解：（1）F浮=液gV排=1103kg/m310