
目標(biāo)導(dǎo)航
1.了解浮力的概念及方向;知道浮力產(chǎn)生的原因;
2.理解浮力的大小與什么因素有關(guān);
3.會(huì)利用稱(chēng)重法,測(cè)量、計(jì)算浮力。
4.知道浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系;
5.理解阿基米德原理;能利用阿基米德原理求浮力、體積、密度。
知識(shí)精講
知識(shí)點(diǎn)01浮力
1.概念:浸在液體(或氣體)里的物體,受到液體或氣體對(duì)它向上托的力叫浮力。
2.方向:豎直向上。
3.測(cè)量鋁塊浸沒(méi)水中所受的浮力:
(1)步驟: = 1 \* GB3 ①如圖甲,在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)鋁塊,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),這就是鋁塊的重力G;
= 2 \* GB3 ②把鋁塊浸沒(méi)在水中(圖乙所示),記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
(2)結(jié)論: = 1 \* GB3 ①?gòu)椈蓽y(cè)量計(jì)的示數(shù)變小,說(shuō)明浸沒(méi)在水中的鋁塊受到浮力的作用。
= 2 \* GB3 ②浮力的大?。▓D丙受力分析):
4.浮力產(chǎn)生的原因:
完全浸沒(méi)在液體里的物體,各個(gè)表面均受到液體的壓力,由于它前后左右對(duì)應(yīng)部分受到的壓力大小相等、方向相反,因此而平衡,物體的上下兩面浸在液體中的深度不同,對(duì)應(yīng)部分所受壓力的大小、方向均不同,這兩個(gè)壓力的合力方向向上,液體對(duì)物體上、下兩面的壓力差,就是液體對(duì)物體的浮力。
用公式表示為:。
【知識(shí)拓展】
1. 浮力的施力物體就是“液體”,受力物體就是“浸在液體中的物體”;物體間力的作用是相互的,物體受到浮力的同時(shí),液體也受到物體對(duì)它的壓力作用,這個(gè)力的大小就等于物體受到的浮力,方向和浮力的方向相反。
2.根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,上、下表面受到的壓力差。如果物體和容器底部緊密接觸(不是沉底),這時(shí)物體上表面受到液體豎直向下的壓力,物體的下表面并沒(méi)有受到液體豎直向上的壓力,物體雖然浸沒(méi)在液體中,但是不受浮力。(如圖)
【即學(xué)即練1】下列圖中所示物體沒(méi)有受到浮力的是
A. 沉在水底的鐵球
B. 水面戲水的天鵝
C. 打入水底的木樁
D. 在水中游動(dòng)的小魚(yú)
【答案】C
【解析】
ABD、ABD中的物體都浸在水中,物體受到水向上的壓力和向下的壓力,其中向上的壓力大于向下的壓力,這個(gè)壓力差也就是物體受到的浮力。故ABD中的物體均受浮力的作用,故ABD不合題意;
C、木樁的下底面埋在地下,其下底面與河水底緊密接觸,木樁沒(méi)有受到水向上的壓力,所以木樁不受浮力作用,故C符合題意。
【即學(xué)即練2】浸在液體中的物體如果受到浮力作用,那么施力物體是
A. 地球B. 物體本身C. 盛液體的容器D. 液體
【答案】D
【解析】解:物體浸沒(méi)在液體中,液體對(duì)浸沒(méi)在其中的物體有向下的壓力作用和向上的壓力作用,
其中向上的壓力大于向下的壓力,這個(gè)壓力差即物體受到的浮力,所以施力物體是液體。
故選:D。
【即學(xué)即練3】小華利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量石塊受到的浮力。如圖所示,他用細(xì)線將石塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)上,測(cè)出石塊重4.2N,然后將石塊浸沒(méi)在水中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示,則石塊受到的浮力為( )(g取10 N/kg)
A. 2.0N
B. 2.1N
C. 2.2N
D. 4.2N
【答案】A
【解析】
(1)讀取彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)時(shí),要先認(rèn)清分度值,然后再讀數(shù);
(2)物體受到的浮力等于物體的重力和物體浸沒(méi)在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)之差,根據(jù)F浮=G-F示求出物體所受浮力;
從圖中可知測(cè)力計(jì)的刻度線上2N和3N之間有5格,每格表示0.2N,故此測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.2N。
根據(jù)稱(chēng)重法可知石塊受到的浮力F浮=G-F示=4.2N-2.2N=2.0N,故選A。
【即學(xué)即練4】如圖,一條小溪中有一個(gè)小球隨著溪流漂流而下,則此小球所受浮力的方向應(yīng)是( )
A. F1
B. F2
C. F3
D. F4
【答案】C
【解析】解:浮力的方向總是豎直向上的,即與重力的方向相反。
故選:C。
知識(shí)點(diǎn)02 決定浮力大小的因素:
1.浮力的大小是否跟物體浸沒(méi)的深度有關(guān):
(1)如圖甲所示,把彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛的物體浸沒(méi)在一種液體中,并分別停在液體內(nèi)不同的深度;
(2)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒(méi)有變化;
(3)浮力的大小跟物體浸沒(méi)的深度沒(méi)有關(guān)系。
2.浮力的大小是否跟物體浸沒(méi)在液體中的體積有關(guān):
(1)如圖乙所示,把一個(gè)柱狀固體豎直懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,并逐漸增大物體浸在液體中的體積;
(2)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸減??;
(3)隨著物體浸在液體中的體積逐漸增大,物體受到的浮力也逐漸增大。
3.浮力的大小是否跟液體的密度有關(guān):
(1)用密度不同的液體(清水和密度不同的鹽水),把這些液體,按照密度由小到大的順序排列。再把懸掛在測(cè)力計(jì)下的同一物體先后浸沒(méi)在這些液體中。
(2)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),隨著液體密度的增大而減小;
(3)液體的密度越大,浸沒(méi)的物體受到的浮力也越大。
4.結(jié)論:
物體在液體中受到的浮力的大小,跟它浸沒(méi)在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸沒(méi)在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。
【微點(diǎn)撥】
1. 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,用到了“稱(chēng)重法”測(cè)浮力:,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小,說(shuō)明物體受到的浮力越大。
2.探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān),實(shí)驗(yàn)中利用“控制變量法”,把多因素問(wèn)題變成多個(gè)單因素問(wèn)題。
【即學(xué)即練5】如圖是某同學(xué)進(jìn)行“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”時(shí)其中的一次實(shí)驗(yàn)情景。根據(jù)圖示可以知道,該同學(xué)這次操作的目的是( )
A. 探究浮力與液體質(zhì)量的關(guān)系
B. 探究浮力與液體體積的關(guān)系
C. 探究浮力與液體密度的關(guān)系
D. 探究浮力與液體深度的關(guān)系
【答案】C
【解析】解:根據(jù)圖示可以知道兩圖中兩物的體積相同,兩物體都完全浸沒(méi)在液體中,所以排開(kāi)的液體體積相同,而一種液體是水、另一種是酒精,兩種液體的密度不同,它們所受的浮力不同,所以該同學(xué)這次操作的目的是:探究物體所受浮力與液體密度的關(guān)系。
故選:C。
【即學(xué)即練6】小明將重為3 N的石塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端,先后浸沒(méi)在水和鹽水中,石塊靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖甲、乙所示,則石塊在水中所受浮力為 (1) N,石塊在鹽水中所受浮力為 (2) N;由此可以推出,石塊所受浮力的大小與液體的 (3) 有關(guān)。
【答案】1 1.2 密度
【解析】略
【即學(xué)即練7】小冬學(xué)習(xí)了“認(rèn)識(shí)浮力”后,愛(ài)動(dòng)腦筋的小冬提出了問(wèn)題:浸在液體中的物體受到浮力的大小與哪些因素有關(guān)呢?經(jīng)過(guò)思考,他在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室找來(lái)了彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、一個(gè)金屬塊、水和鹽水等器材,設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖探究實(shí)驗(yàn)。
(1)金屬塊在圖C中受到的浮力為_(kāi)_____N。
(2)分析B、C兩圖知道:當(dāng)金屬塊浸沒(méi)入水中后,所受浮力的大小與它浸入水的深度______(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。因?yàn)榇藭r(shí)金屬塊浸入水的______沒(méi)有發(fā)生變化。
(3)小冬______(選填“能”或“不能”)利用圖A和D探究浮力的大小與液體密度有關(guān),理由是______。
(4)綜合上述實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是:浸在液體中的物體受到浮力的大小與______和______有關(guān)。
(5)根據(jù)收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小冬還計(jì)算出了金屬塊的密度為_(kāi)_____kg/m3.(g=10N/kg)。
【答案】1 無(wú)關(guān) 體積 不能 沒(méi)有控制排開(kāi)液體的體積相同 液體密度 物體排開(kāi)液體的體積 2.8×103
【解析】解;
(1)由圖A可知,金屬塊的重力為2.8N;由圖C可知,金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.8N,
則金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力:F浮C=G-FC=2.8N-1.8N=1N;
(2)分析B、C兩圖可知,當(dāng)金屬塊浸沒(méi)入水中后,在不同的深度,測(cè)力計(jì)的示數(shù)是相同的,則金屬塊所受的浮力相同,即浮力的大小與它浸入水的深度無(wú)關(guān);原因是此時(shí)金屬塊浸入水的體積沒(méi)有發(fā)生變化,即排開(kāi)水的體積不變。
(3)探究浮力的大小與液體密度有關(guān)時(shí),應(yīng)控制金屬塊排開(kāi)液體的體積相同,而液體的密度不同;
由圖A和圖D可知,兩圖中液體的密度不同,由于沒(méi)有控制排開(kāi)液體的體積相同,故無(wú)法探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系;
(4)由圖AB可知,物體浸入液體中的體積越大,即排開(kāi)液體的體積越大,測(cè)力計(jì)示數(shù)越小,浮力就越大;
由圖CD可知,物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí),液體的密度越大,測(cè)力計(jì)示數(shù)越小,浮力就越大;
所以,浸在液體中的物體受到的浮力跟液體密度、物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);
(5)由圖A所示實(shí)驗(yàn)可知,金屬塊的重力G=2.8N,
由G=mg可知,金屬塊的質(zhì)量:m=Gg=2.8N10N/kg=0.28kg;
由圖C所示實(shí)驗(yàn)可知,金屬塊浸沒(méi)在水中受到的浮力F浮=1N,
由F浮=ρ水gV排可知,金屬塊的體積:V=V排=F浮ρ水g=1N1×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3,
則金屬塊的密度:ρ=mV=0.28kg1×10-4m3=2.8×103kg/m3。
故答案為:(1)1;(2)無(wú)關(guān);體積;(3)不能;沒(méi)有控制排開(kāi)液體的體積相同;(4)液體密度;物體排開(kāi)液體的體積;(5)2.8×103。
知識(shí)點(diǎn)03 阿基米德原理
1.探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系
(1)實(shí)驗(yàn)器材:溢水杯、彈簧測(cè)力計(jì)、金屬塊、水、小桶
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
①如圖甲所示,用測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊的重力;
②如圖乙所示,把被測(cè)物體浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中,讀出這時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)。同時(shí),用小桶收集物體排開(kāi)的水;
③如圖丙所示,測(cè)出小桶和物體排開(kāi)的水所受的總重力;
④如圖丁所示,測(cè)量出小桶所受的重力;
⑤把測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中:
(3)結(jié)論:金屬塊所受的浮力跟它排開(kāi)的水所受重力相等。
2.阿基米德原理
①內(nèi)容:浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于它排開(kāi)的液體所受的重力。
②公式:
【知識(shí)拓展】
①“浸在”包含兩種情況:一是物體有一部分浸在液體中,此時(shí)V排液=V浸入<V物;二是物體全部沒(méi)入液體中,此時(shí)V排液=V浸入=V物。
②“浮力的大小等于物體排開(kāi)液體所受的重力”,這里要注意浮力本身是力,只能和力相等,很多同學(xué)常把這句話說(shuō)成“浮力大小等于物體排開(kāi)液體的體積”。力和體積不是同一物理量,不具有可比性;這里所受的重力,不是物體所受的重力,而是被排開(kāi)液體所受的重力。
③由,可以看出,浮力的大小只跟液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積兩個(gè)因素有關(guān),而跟物體本身的體積、密度、形狀,與在液體中是否運(yùn)動(dòng),液體的多少等因素?zé)o關(guān)。
④阿基米德原理也適用于氣體。浸沒(méi)在氣體里的物體受到浮力的大小,等于它排開(kāi)的氣體所受的重力。
即。
【即學(xué)即練8】小芳同學(xué)做“探究浮力的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí),為使誤差盡量減小,最佳的操作順序應(yīng)該是( )
A. 甲、乙、丙、丁B. 丙、丁、甲、乙
C. 丁、甲、乙、丙D. 丙、甲、乙、丁
【答案】B
【解析】解:
為方便操作和減小測(cè)量誤差,合理的實(shí)驗(yàn)順序是:
丙、測(cè)出空桶所受的重力;
丁、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體所受的重力;
甲、用彈簧測(cè)力計(jì)吊著物體浸沒(méi)在裝滿水的溢水杯中,讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
乙、測(cè)出桶和排開(kāi)水所受的總重力。
故選:B。
【即學(xué)即練9】把一塊橡皮泥分別捏成形狀不同的圓柱體、球體和長(zhǎng)方體,先后將不同形狀的橡皮泥浸沒(méi)在水中,橡皮泥受到的浮力 (選填“圓柱體大”、“球體大”、“長(zhǎng)方體大”或“一樣大”)。再將同一塊橡皮泥浸沒(méi)在水中的不同深度,則橡皮泥受到的浮力 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】一樣大 不變
【解析】[1]把一塊橡皮泥分別捏成形狀不同的圓柱體、球體和長(zhǎng)方體,先后將不同形狀的橡皮泥浸沒(méi)在水中,不同形狀的橡皮泥體積相同,排開(kāi)水的體積相同,由F浮=ρV排g得,橡皮泥受到的浮力一樣大。
[2]再將同一塊橡皮泥浸沒(méi)在水中的不同深度,橡皮泥的體積不變,排開(kāi)水的體積不變,由F浮=ρV排g得,橡皮泥受到的浮力不變。
【即學(xué)即練10】小杰同學(xué)在游玩“海底世界”時(shí),觀察到魚(yú)嘴里吐出的氣泡上升時(shí)的情況如圖所示,對(duì)氣泡上升過(guò)程中受到的浮力和氣泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)分析正確的是( )
A. 浮力不變,壓強(qiáng)不變B. 浮力變小,壓強(qiáng)變小
C. 浮力變大,壓強(qiáng)變小D. 浮力變大,壓強(qiáng)變大
【答案】C
【解析】解:
液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,由于氣泡在上升過(guò)程中深度在減小,所以氣泡在上升過(guò)程中受到液體的壓強(qiáng)在減小,因此氣泡會(huì)發(fā)生膨脹造成體積變大,所以氣泡內(nèi)的氣體壓強(qiáng)會(huì)變??;
由于氣泡在上升過(guò)程中體積變大,所以根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,氣泡所受的浮力在變大.
故選 C.
【即學(xué)即練10】用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一實(shí)心物塊,物塊下表面與水面剛好接觸,如圖甲所示。從此處勻速下放物塊,直至浸沒(méi)于水中并繼續(xù)勻速下放(物塊未與水底接觸)。物塊下放過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.求:
(1)物塊受到的重力;
(2)物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力;
(3)物塊的密度。
【答案】
解:(1)由圖可知,物體未浸入水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為18N,故物體的重力為G=18N;
(2)物體全部浸入水中時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=10N,則在水中受到的浮力為F浮=G-F=18N-10N=8N,
(3)由F浮=ρ液gV排得,物體的體積為:V=V排=F浮ρ水g,
物體的重力為G,質(zhì)量為m=Gg,
則物體的密度為:ρ=mV=GgF浮ρ水g=GF浮ρ水=18N8N×1.0×103kg/m3=2.25×103kg/m3。
答:(1)物塊受到的重力為18N;
(2)物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力為8N;
(3)物塊的密度為2.25×103kg/m3。
【解析】 (1)測(cè)力計(jì)可以直接測(cè)量物體的重力;
(2)根據(jù)F浮=G-F得出所受浮力的大小;
(3)根據(jù)阿基米德原理求出物體的體積;根據(jù)密度公式求出密度。
分層提分
題組A 基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練
1、如圖所示,用細(xì)繩將一物體系在容器底部,若物體所受浮力為10N,上表面受到水向下的壓力為4N,則物體下表面受到水向上的壓力為( )
A. 4N
B. 6N
C. 14N
D. 7N
【答案】C
【解析】
根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因:F浮=F向上-F向下
則F向上=F浮+F向下=10N+4N=14N。
故選C。
2、將一重為40N的物體放入盛滿水的溢水杯中,從杯中溢出10N的水,則該物體受到浮力是( )
A. 50NB. 40NC. 30ND. 10N
【答案】D
【解析】
阿基米德原理的內(nèi)容是:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開(kāi)液體的重力。數(shù)學(xué)表達(dá)式為:F浮=G排
因物體排開(kāi)水重10N,所以物體受到的浮力F浮=G排=10N,故D正確。
故選:D。
3、用繩子拴住的氫氣球被風(fēng)吹向空氣中,氣球所受浮力的示意圖如圖所示,其中所受浮力方向示意圖正確的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
浸入液體或氣體中的物體受到豎直向上的浮力的作用。
浸在氣體中的氫氣球受到的浮力的方向始終是豎直向上的,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
4、探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)情形如圖所示,其中所用金屬塊a和塑料塊b的密度不同,但重力均為1.6N。下列分析正確的是( )
A. 金屬塊a浸沒(méi)在水中,受到浮力的大小必為0.3N
B. 利用甲、乙,可以得出同一物體浸入水中深度越深,所受浮力越小的結(jié)論
C. 利用乙、丙,可以得出在同種液體中,物體密度越大所受浮力越大的結(jié)論
D. 利用丙、丁,可以初步得出同一物體浸沒(méi)在密度越大的液體中所受浮力越大的結(jié)論
【答案】D
【解析】解:A、金屬塊a浸沒(méi)在水中,受到的浮力為:F浮=G-F拉=1.6N-1N=0.6N,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)F浮=G-F拉可知:金屬a在甲中受到的浮力為:F浮=1.6N-1.3N=0.3N,所以利用甲、乙,可以得出同一物體浸入水中排開(kāi)液體體積越大,所受浮力越大的結(jié)論,故B錯(cuò)誤;
C、乙和丙中,a和b的體積不同,沒(méi)有控制變量,所以利用乙、丙,不可以得出在同種液體中,物體密度越大所受浮力越大的結(jié)論,故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)F浮=G-F拉可知:塑料塊b在水中受到的浮力大,所以利用丙、丁,可以初步得出同一物體浸沒(méi)在密度越大的液體中所受浮力越大的結(jié)論,故D正確。
故選:D。
5、小凱進(jìn)行驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn),正確操作過(guò)程如圖所示,圖中F1、F2、F3、F4分別表示對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. 該實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量物體排開(kāi)液體的體積,并用到液體的密度
B. F 2
這是一份初中物理蘇科版八年級(jí)下冊(cè)第十章 壓強(qiáng)和浮力物體的浮與沉精品學(xué)案,文件包含105物體的浮與沉原卷版docx、105物體的浮與沉解析版docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源,其中學(xué)案共40頁(yè), 歡迎下載使用。
這是一份蘇科版八年級(jí)下冊(cè)液體的壓強(qiáng)優(yōu)秀導(dǎo)學(xué)案,文件包含102液體的壓強(qiáng)原卷版docx、102液體的壓強(qiáng)解析版docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源,其中學(xué)案共32頁(yè), 歡迎下載使用。
這是一份物理蘇科版第八章 力力的作用是相互的優(yōu)質(zhì)學(xué)案,文件包含84力的作用是相互的原卷版docx、84力的作用是相互的解析版docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源,其中學(xué)案共22頁(yè), 歡迎下載使用。
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功