资源简介

10.4 浮力
1 定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。
2 浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体
3 浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。
典型例题
类型一 浮力的概念
例1 以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.海中航行的“辽宁号” B.海中下潜的“蛟龙号”
C.遨游太空的“天宫一号” D.空中.上升的热气球
类型二 浮力产生的原因
例2 如图所示,将两端蒙有紧绷程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中，当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F左和F右的大小关系是F左_______(填“大于”“等于”或“小于”)F右,当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上________(填“大于”“等于”或“小于”)F向下,通过以上探究,你认为浮力产生的原因是____________________
4 浮力有关实验
实验1：探究影响浮力大小的因素
实验原理：称重法测浮力F浮=G-F示
实验器材：弹簧测力计，烧杯，水、盐水、细绳、实心金属块。
实验猜想：
浮力大小可能与物体排开液体的体积有关、可能与液体的密度有关、可能与物体在液体中的深度有关
a.探究浮力与排开液体体积、物体在液体中深度的关系
实验步骤：
（1）如图a，弹簧测力计调零，用弹簧测力计测出金属块的重力G，记录数据。
（2）如图b、c、d，将金属块吊在弹簧测力计下并缓慢浸入水中，一直让金属块浸没于水中一定深度下停止，观察弹簧测力计示数的变化并记录数据。
（3）由F浮=G-F示得出浮力的变化规律
实验结论：
浮力的大小与物体排开液体中的体积有关、与物体在液体中的深度无关，排开液体的体积越大、浮力就越大。
b.探究浮力与液体密度的关系
实验步骤：
（1）如图d，将金属块吊在弹簧测力计下浸没在水中，记录弹簧测力计示数。
（2）如图e，将金属块吊在弹簧测力计下浸没在盐水中与在水中时同一深度，记录弹簧测力计示数。
（3）由F浮=G-F示得出金属块在两种液体中浮力的大小关系
实验结论：
浮力的大小与物体排开液体的密度有关、液体密度越大、浮力越大
综上、本实验可得结论：
①浮力与物体排开液体的体积有关，其他因素一定时，排开液体体积越大，浮力越大．
②浮力与液体的密度有关，其他因素一定时，液体密度越大，浮力越大．
③浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关．
实验2：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
实验原理：称重法测浮力F浮=G-F示、重力与质量的关系、质量与密度的关系。
实验器材：弹簧测力计，溢水杯，小桶，大小不同的石块若干等。
实验猜想：
浮力大小可能等于排开液体所受的重力，可能小于排开液体所受的重力，可能大于排开液体所受的重力。
实验步骤：
（1）弹簧测力计调零，如图A，用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶，记录数据。
（2）如图B，用弹簧测力计测出小石块的重力G，记录数据。
（3）如图C、D，将石块体浸没在盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数。
（4）如图E，用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G桶+水。
（5）计算出小石块受到水的浮力F浮和排出水的重力G排，记录数据。
（6）换用不同的石块，重复上述步骤进行实验。
实验结论：
浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开液体的重力。
表达式：F浮=G排
导出式：F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
典型例题
类型一 探究影响浮力大小的因素
例3 园园同学利用实验“探究浮力大小和哪些因素有关系”，她把一金属块挂在弹簧测力计上，当金属块在空气中时弹簧测力计的示数为5N，再将它分别浸入水和酒精中的不同位置，如图所示。
(1)金属块浸没在酒精中受到的浮力是_________N；
(2)图乙、丙、丁、戊几种情况中，图_________中金属块所受到的浮力最小；
(3)做甲、丁、成三次实验，是为了探究浮力大小与_________是否有关；
(4)做_______三次实验（选填“甲~戊”序号），是为了探究金属块浸没在液体中时，保持液体密度和_________不变，受到的浮力与深度是否有关；
(5)第(3)、(4)中研究问题的方法叫做________。
类型二 探究浮力大小和排开液体重力的关系
例4 某教师在“阿基米德原理”教学过程中，做了如下演示实验．（1）在弹簧下端挂上小筒和金属块，记下弹簧伸长后指针位置O，如图甲所示．
（2）溢水杯中装满水，把金属块全部浸入溢水杯的水中，用烧杯收集排开的水，弹簧缩短，如图乙所示．
（3）把烧杯中的水全倒入小筒中，弹簧指针又恢复到原来位置O，如图丙所示．乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了，说明金属块受到___________的作用；丙图弹簧指针又恢复到位置O，说明______________________________________________．
5 阿基米德原理
(1) 内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体受到的重力。
(2) 公式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排 。从公式中可以看出：液体对物体的浮力与排开液体的重力、排开液体的质量、液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
(3) 适用条件：液体（或气体）。
典型例题
类型一 用阿基米德原理求浮力
例5 一物体重2N，体积为100cm3，浸没在水中时所受的浮力为______N。
例6 某同学将一质量为300g的金属块轻轻放入盛满水的烧杯中，溢出了80ml的水，则金属块受到的水的浮力是（ ）（g取10N/Kg）
Ａ．0.8Ｎ Ｂ．3.8Ｎ Ｃ．2.2Ｎ Ｄ．3Ｎ
例7 甲、乙两物体的质量之比是3∶5,密度之比是3∶10,若把它们浸没在同种液体中,则它们所受的浮力之比是 ( )
A.3∶5 B.3∶10 C.1∶2 D.2∶1
类型二 用阿基米德原理比较大小
例8 体积相同的铁球、铝球和木块，浸在液体中的情况如图所示，则比较它们受到的浮力（ ）
A．铁球受到的浮力最大
B．铝球受到的浮力最大
C．木块受到的浮力最大
D．它们受到的浮力一样大
例9 把等质量的实心铁球和铝球分别挂在弹簧秤下并浸没于水中，则（ ）
A.挂铁球的弹簧秤示数较大 B.挂铝球的弹簧秤示数较大
C.两弹簧秤的示数一样 D.无法判断哪个弹簧秤的示数大
类型三 力的图像的应用
例10 如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示，g取10N/kg，下列说法正确的是（　　）
A．圆柱体受到的重力是6N
B．圆柱体受到的最大浮力是3N
C．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为800pa
例11 一长方体铁块按如图所示，从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置．能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是（　）
　 A． B． C． D．
类型四 理解排开液体的含义
例12 重100N的水可以产生的最大浮力为（ ）
A．一定小于100N B．一定大于100N C．一定等于100N D．无法判断
类型四 用阿基米德原理测物体密度
例13 为了测量一块矿石的密度，小丽选用天平、细线、烧杯和适量的水进行了如下实验：
（1）将盛有适量水的烧杯放在调节好的天平左盘内，天平平衡后，右盘中砝码的质量和游码的位置如图甲所示。用细线系住石块并将其浸没在烧杯内的水中，石块始终不与烧杯接触。天平平衡后右盘中砝码的质量和游码的位置如图乙所示，则此时石块受到的浮力为______N。（g取 10N/kg）松手后石块静止在烧杯底部，天平平衡后，右盘中砝码的质量和游码的位置如图丙所示。
（2）根据上述实验数据计算此种矿石的密度为______kg/m3 。（g 取 10N/kg）
例14 物理兴趣小组的小安同学想到，利用阿基米德原理也可以测量小矿石的密度，选用的实验器材有：大量筒、小空桶、细线等，实验步骤如下：
A．将小空桶置于装有水的大量筒中，静止时小空桶漂浮在水面，此时大量筒中液面对应的刻度为V1，如图甲所示；
B．将小矿石用细线系住缓慢浸没在大量筒的水中，此时大量筒中液面对应的刻度为V2，如图乙所示；
C．从大量筒的水中取出小矿石，放入小空桶，小空桶仍漂浮在水面，此时大量筒中液面对应的刻度为V3，如图丙所示
请回答以下问题：
①被测小矿石的质量是______（请用题目中所给字母表示， 已知水的密度为ρ水）， 被测小矿石的密度是______（请用题目中所给字母表示， 已知水的密度为ρ水）。
②在实验步骤 C 中，将沾有水的小矿石直接放入小空桶中，测出的小矿石密度将______（偏大 、不变、偏小）。
类型五 阿基米德原理的综合应用
例15 如图所示，有一正方体物块A，用弹簧测力计在空气中竖直悬挂物块A，此时弹簧测力计示数为10N，然后将物块A浸没在水中，静止时弹簧测力计示数为6N，再将物体A擦干后浸没在未知液体中，静止时弹簧测力计示数为4N。求：
（1）物块A浸没在水中时受到的浮力大小；
（2）物块A的体积；
（3）物块A的密度；
（4）未知液体的密度。
例16物理实验考核中，水平桌面上放着一个底面积为100 cm2的容器，当中装有12 cm高的水，小明将一个圆柱体浸入水中，如图甲所示，弹簧测力计示数F与圆柱体下表面距液面高度h的关系如图乙所示，当圆柱体下表面距离液面10 cm时，细绳断了，圆柱体沉入水底，如图丙所示。求：(g=10 N/kg)
(1)浸没时圆柱体受到的浮力；
(2)圆柱体的体积；
(3)圆柱体沉在水底时，水对容器底的压强。

展开更多......

收起↑