八年级物理 第十二章 浮力（二） 人教版知识精讲

初二物理初二物理 第十二章第十二章 浮力 二 浮力 二 人教版人教版 同步教育信息同步教育信息 一 本周教学内容 第十二章 浮力 二 二 重 难点 1 了解轮船 潜水艇 气球 飞艇的浮沉原理 2 应用浮沉条件解决简单的问题 3 了解流体压强与流速的关系 三 知识点分析 一 浮沉原理 1 轮船 轮船是利用平均密度小于水的密度的原理漂浮在水面上的 所以轮船尽管是用 密度比水大得多的钢铁制成的 但它是空心的 具有很大的排水量 轮船的大小就是用排 水量来体现的 排水量在数值上等于船自身的质量与满载货物质量的总和 2 密度计 是用来测量液体密度的仪器 把它放在待测液体中 它是漂浮物 有 即 对不同的液体 由于 G 恒定 不同的就有不同的 且GF 浮 Ggv 排液 液 排 v 密度越小 越大 因此 密度计的刻度是上小下大 且与成反比 所以密度计 排 v 液 排 v 的刻度是不均匀的 3 潜水艇 潜水艇的体积是一定的 故潜入水下时 其所受浮力大小是一定的 靠其两侧的水舱 充水或排水来改变自身的重力 实现下沉 上浮或悬浮的 4 气球和飞艇 两者都充有比空气密度小的气体 它们的升降是靠改变装在气囊中的气体的质量和自 身的体积 从而达到改变所受浮力的大小来工作的 二 利用弹簧秤 水 固体测其它液体的密度 用细线拴好物体 挂在弹簧秤上 测得物体在空气中重 G 浸没在水中测得重 G1 浸 没在待测液体中重 G2 由于都是浸没 都等于 在水中所受浮力 排 v 物 v 物水gv F 1 在待测液体中所受浮力为 所以 1 GG 22 GGgvF 物液 水液 1 2 GG GG 三 流体及流体压强与流速的关系 1 流体 具有流动性的液体和气体 2 流体压强与流速关系 流速大 压强小 流速小 压强大 v v上 下 v 3 应用 机翼的原理 空气以速度流向机翼 遇到翼面后由于上表面路程比下表面长 且时间相等 故v 则 得到向上的压强差 这就是飞机升力的来源 下上 vv 向下向上 pp 典型例题典型例题 例 1 一木块 A 放在水中静止时 如图甲如示 木块有 13 5cm3的体积露出水面 现将一 体积为 5cm3的金属块 B 放在木块的上表面 木块刚好全部浸没 如图乙所示 则金属块 B 的密度为多少 A A B 甲乙 分析 分析 物块漂浮 根据平衡条件有 加放另一物块后 对于整体 由于重力GF 浮 的增加 达到新的平衡态时 有 考虑物块在液体中的浸入情况 结合浮力GGF 公式 可以对问题进行求解 解答 解答 对于甲图 木块漂浮 以木块为研究对象 有 对于乙图 仍以木 A GF 木浮 块为研究对象 受到重力 GA 浮力和 B 的压力 FB 且 FB GB 其中表示木块浸 木浮 F 木浮 F 没时受到的浮力 ABA AA gvGGF vvgGF 水木浮 露水木浮 BBv v 露水 3 6 6 100 1 105 10 5 13 B B v v露 水 107 2 33 mkg 例 2 某食盐溶液的密度随深度而变化 其变化规律为 式中hkh 0 3 0 100 1 向溶液中投放一个用一根长 0 1m 的细绳连接起来的小球 A 和kg 3 m 33 10mkgk B 其中 每个球的体积如果每个kgmA 3 102 1 kgmB 3 104 1 36 101mv 球在溶液中都处于静止状态 绳是拉紧的 如图所示 1 此时 A 所在深度 2 此时细绳对 A 的拉力 3 若轻轻将绳剪断 小球 A B 将如何运动 它们受到的浮力将分别如何变化 A B 分析 分析 本题为 A B 两个物体构成的联结体问题 每一物体除受重力和浮力外 还受 到绳子施加的一个拉力 求此拉力时 应将两球分开进行受力分析 即隔离法 而求 A 的 位置时 又该将两物体整体分析 即整体法 至于绳剪断后 拉力已不存在 当然是对物 体进行隔离法分析 比较其与 G 确定其浮沉情况 浮 F 解答 解答 1 分别对 A B 球进行受力分析 AAA GFT BBB FGT 由题意 mgG gvF 浮BA TT BBAA FGGF gvgvgvFFGG BABABABA vkhkhvmm BABABA 00 vhhk BA 2 0 又 代入 式 即小球 A 在液面下 0 25m1 0 AB hhmhA25 0 AB FA TA GA GB FB TB 2 将代入 式mhA25 0 gmvgmgvGFT AAAAAAA 3333 0 1025 1 25 0 10100 1mkgkhA A N 4363 109 48 9 102 1101025 1 A T 3 102 1 101 102 1 33 6 3 mkg v mA A 球 球 A 在处盐水密度 A 将上浮 1025 1 33 mkg A AA 球 但随 A 上浮 变小 即变小 直到时达到受力平衡 此时 盐水 A F浮 AA GF 浮 A 速最大 继续向上运动 未到达水面 合力向下将做向上的减速运动 AA GF 浮 104 1 100 1 104 1 33 6 3 mkg v mB B 球 1035 1 33 0 mkgkhB B 所以球将下沉 随 B 下沉 增大而使变大 直到 BB 球B B F B F 时受力平衡 而 B 由于惯性继续向下运动 增大 合力向上 B 作向下 B G B F BB GF 的减速运动 模拟试题模拟试题 1 质量相同的冰块与木块都浮在水面上 木块受到的浮力 于冰块受到的浮力 木块排开的体积 于冰块排开的体积 2 将一木块与铁块同时浸没在煤油中 则木块受到的浮力 它的重力 木块将 铁块受到的浮力 它的重力 铁块将 3 漂浮物体的平均密度 液体的密度 因此由钢铁建成的轮船要制成 的 虽然轮船受到的重力没有变 但是轮船的体积 轮船排开 增多 轮船受到 的 增大 所以轮船能浮在水面上 4 某物体漂浮在甲液面上时 露出液面的体积为总体积的 漂浮在乙液面上时 露出 5 1 液面的体积为总体积的 则甲 乙两种液体的密度之比为 10 7 5 一物体在空气中称时读数为 G1 浸没在密度为的液体中称时读数为 G2 则这个物 体的密度是 A B C D 1 21 G GG 21 1 GG G 21 1 GG gG gGG G 21 1 6 天平的左 右两盘各放有一只盛水的烧杯 左边烧杯中浮有一块有气泡的冰 右边烧 杯中浮有一块有小石头的冰 天平两边平衡 待冰熔化后 下列说法中 正确的是 A 天平左边下沉 B 天平右边下沉 C 天平仍然平衡 D 以上三种情况都有可能 7 潜水艇从水面下 5m 深处下潜到 30m 深处 它受到的 A 压强 浮力都增大B 压强 浮力都不变 C 压强增大 浮力不变D 压强不变 浮力增大 8 某物体漂浮于水面 在其上面加放重 10N 的物体时 其上表面正好与水面相平 现在 物体下面挂多重的铁块也能使物体上表面正好与水面相平 取 10N kg g 9 实心铁球从中心挖去 V1后剩下的铁外壳恰能悬浮在密度为的液体中 若铁的密度 液 用表示 则铁球原来的质量是多少 铁 10 将一重为 2 0N 的金属简容器 开口向上放入水中 有的体积露出水面 如在筒内 3 1 装入的某种液体后 金属筒有的体积浸没在水中 求 3 100cm 15 14 1 金属筒的容积是多少 筒壁厚度不计 2 金属筒内液体的密度是多少 11 人靠近疾驶的火车时 会出现被吸向火车的现象 这是由于被火车带动的空气 大 小造成的 12 工人用皮管给草坪浇水时 常用手捏住皮管的出水口部分 使水射得更远 这是因 为被捏住的皮管出水口部分面积 水的流速 压强 的缘故 13 水壶向茶杯冲水 从水壶流出的水流下落时会逐渐变细 这是由于水流受重力作用 不断加速 在流量 的前提下 由于流速 横截面积 的缘故 14 简述飞机机翼的升力是怎样产生的 试题答案试题答案 1 等 等 2 上浮 下沉 3 空心的 增大了 水的体积 浮力 4 3 8 5 B 6 C 7 C 8 NG 6 11 铁 提示 第一种情况 以加放的物体为研究对象 平衡时受两力作用 即重力 G 与支持 力 N 且 N G 10N 由相互作用关系 有 10N 物体对漂浮物的压力 对第二种NN10 情况 以加挂的铁块为研究对象 铁块对物体的拉力也应为 10N 才能使物体与水面相平 对铁块 受三力作用 重力 浮力 拉力 F 且有 又铁块挂在下 铁 G 浮 F 铁浮 GFF 方有 故 所以 排物 vv 物铁物水 gVgV 10 4