资源简介

(共54张PPT)
第12课时　浮力　阿基米德原理
课前小测
过 基 础
过 考 点
过 实 验
过 易 错
过 基 础
一、浮力
1．定义：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。
2．方向：________________。
3．产生原因：浸没在液体中的物体，其上、下表
面受到液体对它的________不同，如图1，F浮＝
F2－F1。
注意　当物体受到液体对它向上的力为0时，物体不受浮力，如桥墩、水中的木桩等。
图1
竖直向上
压力
4．测量：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再将物体浸入液体中，读出弹簧测力计的示数F拉，则此时物体所受的浮力F浮＝______________。
5．影响浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的________以及液体的________有关。物体浸在液体中的体积越________、液体的密度越大，浮力就越________。
注意　浮力的大小与物体的质量、形状、密度，物体浸没在液体中的深度以及物体是否运动等均无关。
G－F拉
体积
密度
大　
大
二、阿基米德原理
1．内容：浸在液体中的物体受到浮力的大小等于____________________________。　　
2．公式：F浮＝G排＝m排g＝__________。变形式：(1)V排＝__________；(2)ρ液＝__________。
其中：①F浮表示浮力，单位是N；②G排表示______________的重力，单位是N；m排表示______________的质量，单位是kg；③ ρ液是
物体排开的液体所受的重力
ρ液gV排
物体排开液体
物体排开液体
__________的密度，单位是kg/m3；④V排是______________的体积，单位是m3。当物体浸没在液体中时，V排＝V物；物体部分浸入时，V排＝ V浸入注意　阿基米德原理也适用于气体。
液体
物体排开液体
课前小测
1．如图所示的四个情景中，没有受到浮力的物体是(　　)
A
2．将一只空易拉罐口朝上按入水中，手会感到越来越吃力，这个事实可以支持的猜想是(　　)
A．浮力的大小可能与液体的密度有关
B．浮力的大小可能与物体的形状有关
C．浮力的大小可能与排开液体的体积有关
D．浮力的大小可能与物体的重力有关
C
3．某物理兴趣小组的同学做了图2所示的实验来测量浸在液体中的物体受到的浮力，由图可知，物体受到的浮力为________N，其排开液体的重力为________N。若此时物体上表面与液面相平，则物体下表面受到液体的压力是________N。
图2
1
1
1
4．(2023益阳)某一木块的体积为100 cm3，所受的重力为0.8 N，漂浮在水面上静止时受到的浮力为________N。用手压住木块使它浸没在水中，此时木块受到的浮力为________N。(g取10 N/kg)
5．(人教素材)一个在节日放飞的气球，体积是500 m3，这个气球在地面附近受到的浮力是________N，浮力的方向为____________。
(ρ空气＝1.29 kg/m3，g取10 N/kg)
0.8
1
6 450
竖直向上
过 易 错
易错易混点 影响浮力大小的因素
例1　甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同但材质不同的小球，把它们放入水中，静止时的情况如图3所示，则它们在水中所受浮力相等的是(　　)
A．甲和乙 B．乙和丙
C．丙和丁 D．甲和丁
技巧规律　物体所受浮力的大小只与物体排开液体的体积及液体的密度有关，比较浮力大小时要同时考虑这两个因素。
图3
C
1.如图4所示，在甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相等的不同液体，将三个完全相同的铁球分别放入液体中，当铁球静止时，均沉在容器底部，则哪个容器中的铁球所受浮力最小？(　　)
A．容器甲
B．容器乙
C．容器丙
D．无法判断
图4
A
易错易混点 灵活运用浮力的计算公式
例2　用弹簧测力计悬挂重为5.4 N的物体，将物体浸入水中，静止时弹簧测力计的示数如图5所示，则物体在水中受到的浮力为__________N，物体上下表面受到的压力差为__________N，物体的体积为__________m3，物体的密度为__________kg/m3。
(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
图5
2
2
2×10－4
2.7×103
技巧规律　浮力常用计算方法如下：

求浮力大小的方法 计算公式 适用范围
1 用浮力产生的原因计算 F浮＝F向上－F向下 柱体
2 称量法 F浮＝G－F拉 弹簧测力计测浮力
3 用阿基米德原理计算 F浮＝ρ液gV排 普遍适用
4 平衡法 F浮＝G物 漂浮或悬浮
　 2.如图6，将一体积为1 000 cm3的正方体小木块放入水中，小木块静止后，有四分之一露出水面，则此时小木块所受浮力为________N，小木块的密度为_________kg/m3。(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
图6
7.5
0.75×103
易错易混点 浮力图像
例3　如图7－甲，在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度处缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触。图7－乙是圆柱体下降过程中弹簧测力计的读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。(g取10 N/kg)
(1)分析图像BC段，可知：物体浸没之前，
浸入液体的深度越深，受到的浮力越________
(选填“大”或“小”)。
图7
大
(2)分析图像CD段，可得出结论：浮力的大小与______________无关。
(3)分析图像可知，圆柱体受到的重力是________N。
(4)圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是________N。
(5)圆柱体的高是________m，密度是_________kg/m3。
图7
物体浸没的深度
12
8
0.04
1.5×103
过 实 验
实验一　探究浮力大小与哪些因素有关(课标必做实验)
例1　在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明做了图8所示的一系列实验。
(1)③中铜块所受的浮力大小为________N，方向为____________。
图8
0.5
竖直向上
(2)比较①③④⑤可知：浸没前，随着浸入液体的深度增加，铜块所受浮力________；浸没后，随着浸入液体的深度增加，铜块所受浮力________。(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)由此可得物体受到的浮力大小与________________有关。
图8
变大
不变
排开液体的体积
(3)分析________三次实验，可知：物体所受浮力的大小与液体的密度有关。主要用到的实验方法是____________。
(4)分析①②④⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体密度的关系，实验中要保证铝块和铜块的________相同，由图中数据得出的结论是____________________________。
图8
①④⑦
控制变量法
体积
浮力的大小与物体的密度无关
(5)为了使实验结论更具有普遍性，应________(选填字母)。
A．多次测量取平均值　　　　　　　　　B．换用其他液体多次
(6)如图9所示，小明分别画出了弹簧测力计的拉力、物体所受的浮力以及容器底部所受液体的压力与物体浸入深度h的关系图像，其中表示弹簧测力计的拉力与h关系的是__________，表示物体所受的浮力与h关系的是__________。(均选填字母)
　
图9
B
B
A
　[题(2)变式]分析________三次实验，可以得出：当物体浸没后，浮力的大小与浸入液体的深度________(选填“无关”或“有关”)。
　[题(3)变式]小波同学发现在①③④三次实验中，随着物体浸入液体中的深度增加，物体所受到的浮力变大，于是他得出结论：浮力的大小跟物体浸入液体中的深度有关。你认为小波同学的结论是________(选填“正确”或“错误”)的，原因是____________________________。
①④⑤
无关
错误
没有控制排开液体体积相同
(7)(2023江西)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，能否完成本实验的探究？__________。
(8)分析①④⑦三次实验，可得出铜块的密度为__________kg/m3，盐水的密度为__________kg/m3。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
图8
能
9×103
1.2×103
(9)实验时，若先将物体放入水中测拉力，再测物体的重力，会使浮力的测量结果偏________。如果在实验⑦中不小心使物体接触了容器底且与容器底有力的作用，则此时计算出的盐水密度值将偏________。
图8
大
小
(10)小明还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”，于是找来薄铁片、烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底。
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中，铁片漂浮在水面上。
图8
①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)第二次铁片受到的浮力。
②小明得出结论：物体受到浮力的大小与其形状有关。他得出错误结论的原因是___________________________。
图8
小于
没有控制排开液体体积相同
实验二　探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
例2　 如图10所示，某实验小组的同学们进行了“探究浮力的大小跟排开液体的重力的关系”实验。
(1)在实验前应对弹簧测力计进行________。
(2)实验操作如图10所示 ，最合理
的实验操作顺序是________________。
图10
调零
丁、甲、乙、丙
(3)小华将实验过程中测量的数据记录在下面的表格中，请将表格数据补充完整。
物体所受的重力/N 物体浸在水中时 弹簧测力计的示数/N 物体浸在水中时所受的浮力/N 小桶和排开水所 受的总重力/N 小桶所受的重力/N 排开水所受的重力/N
3 __________ ________ 2.2 1 ________
1.8
1.2
1.2
(4)分析实验数据，可得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小________物体排开液体所受的重力。
(5)以下情况会影响结论得出的是________(选填字母)。
A．图甲中水面未到达溢水杯的溢水口　　　　　
B．图乙中物体未浸没在水中
图10
等于
A
(6)实验小组的同学们认为需要用酒精替换水重复实验，用酒精重复实验的目的是_____________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(7)利用上述实验中的器材和木块，探究
“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵
循阿基米德原理”，实验过程中________(选
填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要
使用弹簧测力计。
图10
寻找普遍规律
乙
(8)小明利用身边的器材对实验进行改进，其装置如图11所示，实验中用到的器材：升降台、两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料袋(质量忽略不计)等。实验时小明逐渐向上调整升降台，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数逐渐__________，弹簧测力计B的示数逐渐
________(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)，
若弹簧测力计A的示数变化量为
图11
减小
增大
ΔFA，弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB，则它们的大小关系是ΔFA________ΔFB(选填“>”“<”或“＝”)。该实验装置的优点是________(填字母)。
A．弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B．实验器材生活化，实验中能同步观察弹簧
测力计A、B的示数变化
图11
＝
B
过 考 点
考点 浮力及浮力产生的原因
1．如图12所示，物体悬浮在水中，水对物体向下、向上的压力分别为F1和F2，下列说法正确的是(　　)
A．F1与F2是一对相互作用力
B．F2与F1的差等于物体所受的浮力
C．由于物体静止不动，所以F1与F2是一对平衡力
D．因为物体上表面距液面的距离大于物体下表面距容器底的距离，所以F1＞F2
图12
B
2．将一个大饮料瓶的瓶底剪掉，把一个直径略大于瓶口直径的乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，如图13－甲所示，乒乓球____________浮力的作用；用瓶盖将瓶下口堵住，如图13－乙所示，乒乓球____________浮力的作用。(均选填“受”或“不受”)
图13
不受
受
3．(2023临沂)请作出图14中漂浮在水面上的小球的受力示意图(O为小球的重心)。
图14
如答图1所示
答图1
考点 阿基米德原理的应用
4．图15是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，它创造了海拔9 032米的大气科学观测世界纪录。该浮空艇是软式飞艇，上升过程中需要通过调整气囊中的气压来保持外形不变。下列判断正确的是(　　)
A．浮空艇上升过程中受到的浮力变大
B．浮空艇上升过程中排开空气的体积变大
C．浮空艇上升过程中受到的大气压不变
D．浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力
图15
D
5．夏天，小红在小溪边游玩时感到水底的石子会硌脚，但由浅水处走向深水处的过程中，石子硌脚引起的疼痛感会越来越轻，这主要是因为(　　)
A．人受到的重力越来越小
B．水对脚的压强越来越大
C．人受到的浮力越来越大
D．脚对石子的压力越来越大
C
6．如图16，跳水运动员从入水到露出水面的过程中，运动员所受浮力不断减小的阶段是(　　)
A．①→②
B．②→③
C．③→④
D．④→⑤

图16
D
7．如图17所示，水沸腾时，内部会产生大量气泡，在水中不断上升、变大。关于气泡所受压强和浮力的变化情况(气泡未露出液面时)，下列说法正确的是(　　)
A．压强变小，浮力变小
B．压强变小，浮力变大
C．压强变大，浮力不变
D．压强不变，浮力不变
图17
B
考点 浮力的综合计算
8．(2020深圳)如图18－甲所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一个实心铁块，示数为F1；如图18－乙所示，将铁块浸没在水中(未接触溢水杯)，溢出的水流入小烧杯，此时弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是(　　)
A．水对溢水杯底部的压强p甲＜p乙
B．溢水杯对桌面的压力F甲＜F乙
C．铁块受到的浮力F浮＝F2－F1
D．小烧杯中水的重力G＝F1－F2
图18
D
9．如图19－甲所示，用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中，物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图19－乙所示，则物块受到的重力为__________N，物块刚好浸没时其下表面浸入液体中的深度为________cm，物块浸没时受到的浮力为________N，未知液体的密度为___________kg/m3。(g取10 N/kg)
图19
15
10
9
0.9×103
10．(2018深圳)在物理实验操作考核中，水平桌面上放置有一个底面积为100 cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度)，内有12 cm深的水(如图20－甲)，某学生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从液面开始缓慢浸入水中，弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面在水中的深度h的变化关系如图20－乙所示。当圆柱体下表面距水面10 cm时，系圆柱体的细线松开，圆柱体沉入容器底部(水未溢出)，如图20－丙所示。(ρ水＝1× 103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力；
(2)圆柱体的体积；
(3)圆柱体沉入底部时，水对容器底部的压强。
图20
参考答案：
过易错
例1　C　举一反三　1.A
例2　2　2　2×10－4　2.7×103 举一反三　2.7.5　0.75×103
例3　(1)大　(2)物体浸没的深度　(3)12　(4)8 (5)0.04　1.5×103
过实验
例1　(1)0.5　竖直向上 (2)变大　不变　排开液体的体积
(3)①④⑦　控制变量法　(4)体积　浮力的大小与物体的密度无关　(5)B　(6)B　A
[题(2)变式]①④⑤　无关
[题(3)变式]错误　没有控制排开液体体积相同 (7)能　
(8)__9×103　1.2×103　(9)大　小
(10)①小于　②没有控制排开液体体积相同
例2　(1)调零　(2)丁、甲、乙、丙　(3)1.8　1.2　1.2 (4)等于　(5)A　(6)寻找普遍规律 (7)乙　(8)减小　增大　＝　B
过考点
1．B　2.不受　受　3.如图1所示
图1

展开更多......

收起↑