初二化学第四章第二节浮力 第三节阿基米德原理华东师大版知识精讲

初二自然科学初二自然科学第四章第四章 第二节第二节 浮力浮力 第三节第三节 阿基米德原理阿基米德原理华东华东 师大版师大版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 第四章 第二节 浮力 第三节 阿基米德原理 教学目标： 1. 了解浸在液体和气体中的物体会受到浮力作用。 2. 了解浮力的方向和施力物体。 3. 知道浮力产生的原因。 4. 掌握阿基米德原理的探究方法。 5. 理解阿基米德原理的内容。 6. 会应用阿基米德原理解决相关实际问题。 重点： 1. 浮力概念。 2. 阿基米德原理。 难点： 1. 浮力产生原因。 2. 阿基米德原理的应用。 知识要点： 1. 浮力概念： （1）浮力定义：浸在液体中的物体受到的竖直向上托的力，叫浮力。 （2）浮力的三要素： 大小：浮力等于被物体排开的液体重力。 方向：竖直向上。 作用点：作用在物体上，施力物体是液体。 （3）气体对浸在它其中的物体也会产生浮力作用。 2. 浮力产生原因： 如图所示，设想一立方体浸没在水里，它的六个表面都受到了水的压力，左右表面上 的压力 F1和 F2，大小相等，方向相反，作用在同一物体上，所以相互平衡（抵消） ；前后 表面上的压力也相互平衡，但上下二个表面由于所处的深度不同，上表面的压强小于下表 面的压强，因此上表面的压力 F上就小于下表面的压力 F下，物体在上下表面上产生了压力 差，这个压力差就是液体对物体向上托的力，即浮力。 F2 F上上 F下下 F1 3. 浸在液体里的物体不一定受到浮力的作用： 如图，一木桩插入水底的泥里，木桩左右前后表面所受的压力彼此抵消，木桩上表面 受到向下的压力，而下表面由于插入水中并没有受到水的压力，因此，下端插入泥里的木 桩不但没有受到向上的浮力作用，反而受到了水对它的向下的压力，下表面紧贴在水底的 物体也如此，如浴缸底部的橡皮塞浸在水中并没有受到浮力的作用。 4. 阿基米德原理及其得出过程： 如图所示，所用弹簧测力计测出小石块的重力（1.5N） ，如图所示测出空杯重力 （0.4N） ，如图所示把小石块浸入装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计示数（1.0N） ， 如图所示，用弹簧测力计测出杯子和被小石块排开的水的总重力（0.9N） 。 从活动和比较可知，小石块所受浮力为 1.5N1.0N=0.5N 从活动和比较可知，被小石块排开的液体重力为 0.9N0.4N=0.5N 从整个活动可知，物体受到的压力等于被物体排开的液体重力。 5. 计算浮力的三种方法： 如图，一边长为 10cm 的正方体金属块，在空气中和浸没在水下 10cm 处弹簧测力计示 数如图所示，则金属块所受浮力可按下面三种方法计算（g 取 10N/kg）： 方法一：浮力等于物体在空气中的重力减去物体在液体中的“重力” ，即 F浮 =27N17N=10N 方法二：浮力等于物体上、下表面的压力差，即 F浮=F下F上 上表面： 上上水上 FpSgh S 101010010110 332 ./.( .)kg mN kgmmN 下表面： 下下水下 FpSgh S 1101001010120 332 kg mN kgmmmN/( .)( .) FFFNNN 浮下上 201010 方法三：浮力等于被物体排开的液体重力，即FgV 浮液排 FgVkg mN kgmN 浮水排 1010100110 333 ./( .) 【典型例题典型例题】 例 1. 一个物体重 42N，体积 5dm3，放入煤油中受到的浮力多大？放入水中受到的浮力 多大？（煤油=0.8103kg/m3） 分析：分析：要计算一个物体放入某种液体中时所受的浮力大小，先要分清物体在该液体中 的状态，如果物体是浸没的，那么 V排=V物，如果物体是漂浮在液面上的，那么 V排F浮=39.2N，所以物体在煤油中是浸没的，因此浮力就等于 39.2N （2）如果物体浸没在水中 FgVkg mN kgmN 浮水物 10109851049 3333 ././ 由于 G=42NF浮=49N，所以物体在水中是漂浮的 静止在液面上的物体 浮 FGN 42 例 2. 一木块放在水中有 2/5 体积露出水面，放在另一种液体中有 3/4 体积浸入液体中， 求：（1）木块密度， （2）液体密度。 分析：分析：木块在水面上处于漂浮，漂浮时重力等于浮力，而木块的重力为 木gV木，木 块的浮力为，所以尽管不知木块的具体体积，我们仍然能依据木块漂浮时重力水 木 g 3 5 V 和浮力的相等关系求出木块密度。 求另一种液体密度的思路也如此，只要我们列出木块在液体中所受重力和浮力的相等 关系，就可以求出液体的密度。 解答：解答：（1）木块漂浮在水中时 GF gVgV kg mkg m 浮 木木水木 木水 3 5 3 5 3 5 1 1006 10 3333 /./ （2）木块漂浮在液体中时 FG gVgV kg mkg m 浮 液木木木 液木 3 4 3 4 4 3 06100810 3333 ././ 例 3. 如图，用弹簧测力计拉着一个质量为 7.8kg 的铁块，铁块完全浸没在水中，求弹簧 测力计的示数。 （铁=7.8103kg/m3） 分析：分析：铁块在水中受到三个力的作用，向下的是重力，向上的是浮力和弹簧测力计的 拉力，根据力的平衡原理可知，拉力=重力浮力。 已知铁块质量，很容易求铁块重力，而要求浮力，必须先知道铁块的体积，而根据本 题条件，铁块的体积也是比较容易求得的。 解答：解答：V m kg kg m m 铁 铁 铁 78 7810 110 33 33 . ./ FGFmggV 浮水铁 7898110981106664 3333 ././.kgN kgkg mN kgmN 例 4. 有一冰块漂浮在盐水液面上，问冰块溶化后盐水液面如何变化？ 分析：分析：如图 1 所示，冰块漂浮在盐水上时，冰块的重力等于盐水对冰块的浮力，等于 冰块排开盐水的重力，假设先把冰块拿出，而杯中的盐水不流动，如图 2 所示，则在盐水 中留下一孔，该孔内的盐水重力等于冰块重力。 拿出的冰块熔化后变成等质量的水，如图 3 所示，因此图 3 中水的重力和图 2 中“孔 内盐水”重力相等。由于水的密度小于盐水密度，所以等质量的水的体积大于等质量的盐 水体积，设想把图 3 中的水倒入图 2 中的孔，由于水的体积大于孔的容积，所以水将从液 面上溢出，因此液面将上升。 冰块 水 图 3 答案：答案：液面上升 【模拟试题模拟试题】 （答题时间：30 分钟） 1. 浸在液体里的物体受到_叫浮力。 2. 将一只铝桶浸没在水中后，感到铝桶比在空气中要_，这是因为铝 桶在水中受到_的原因。 3. 一块金属吊在弹簧秤下端，在空气中弹簧秤读数是 27.5N，现将金属块浸入水中后， 弹簧秤读数是 21.8N，则金属块受到的浮力是_N。 4. 如图所示，将石蜡块紧贴在烧杯底部，向烧杯中缓缓倒入水，石蜡块不上浮，这时石 蜡块_浮力（填“受到”或“没有受到” ） 。轻拨石蜡块，让水浸入石蜡 块底部，这时水对石蜡块有_，从而产生浮力。 5. 浮力的受力者是_，施力者是_，方向是 _。 6. 将一物体挂在弹簧秤的下端，然后将物体慢慢地浸入水中，在物体浸没过程中，弹簧 秤的读数将_，物体受到的浮力将_，当物体全部浸 没在水中后，物体继续在水中下降时，弹簧秤的读数将_。 （填“变大” 、 “变小”或“不变” ） 7. 浸没在水中的小球如图所示，小球所受的浮力方向应为图中的_方向。 8. 把矿石挂在弹簧秤上，在空气中称时，弹簧秤的示数为 9.8N，把矿石浸没在水中时称， 弹簧秤的示数为 4.9N，则矿石的密度为_kg/m3。 9. 下列有关阿基米德原理的说法中，错误的是（ ） A. 浸在液体中的物体所受到的浮力，就是物体所排开液体的重力 B. 物体在液体中所受的浮力，其大小等于物体在液体中所减轻的重力 C. 物体在液体中所受的浮力，其大小等于物体体积和液体密度及常数 g 的乘积 D. 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体所排开的液体受到的重力 10. 如图所示，四个体积相等、质量不同的球体，放在水槽中，问哪个球所受浮力最小 （ ） A. A 球B. B 球C. C 球D. D 球 11. 在池塘底淤泥中冒出的小气泡，在向上升的过程中（ ） A. 水对它的压强变小，浮力不变 B. 水对它的压强不变，浮力变大 C. 水对它的压强变小，浮力不变 D. 水对它的压强不变，浮力变大 12. 一只鸡蛋悬浮于盛有水的烧杯中，当在水中加入一些盐后，鸡蛋将（ ） A. 上浮B. 下沉 C. 保持悬浮D. 无法判断 13. 一木块分别放入甲、乙、丙三种液体中，静止后如图所示，比较木块所受的浮力大 小，可知（ ） A. 在甲液体中浮力最大B. 在乙液体中浮力最大 C. 在丙液体中浮力最大D. 在三种液体中受到的浮力一样大 14. 潜水艇由海面下 10 米深处下潜至 20 米深处的过程中（ ） A. 它受到的压强增大，浮力不变 B. 它受到的压强、浮力都不变 C. 它受到的压强增大，浮力增大 D. 它受到的压强增大，浮力减小 15. 一个空心金属盒，静止在甲、乙两种液体中，如图所示，则盒所受的浮力以及甲、 乙两种液体的密度为（ ） A. B. FF 甲乙甲乙 ，FF 甲乙甲乙 ， C. D. FF 甲乙甲乙 ，FF 甲乙甲乙 ， 16. 如图，金属块 A 放在木块 B 上时，木块恰好浸入水中，如图 1，将金属块放在水中， 金属块对杯底的压力为 2