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10.1 浮力
素养目标
1.结合实例和探究,知道浸在液体和气体中的物体一般会受到浮力。
2.结合液体压力和压强的知识,分析得出浸在液体中的物体受浮力的原因。
3.会用称重法测浮力和进行浮力计算。
4.通过实验探究,得出浮力大小与液体密度、浸入液体的体积的关系。
◎重点:通过实验探究,得出浮力大小与液体密度、浸入液体的体积的关系。
【预习导学】
生活中的物理
树上的椰子掉在水中后,浮在水面上。
椰子受到重力从树上下落,落到水中后为什么不继续下落 漂浮在水中的椰子受到什么力呢
重点梳理
知识点一 浮力
1.概念:浸在液体(或气体)中的物体,受到向 的力,这个力叫浮力。
(1)浮力的施力物体是 。
(2)浮力的方向是 。
(3)在水中下沉的物体 (选填“受”或“不受”)浮力。
2.称重法测浮力:
如图,把物体悬挂在弹簧测力计下,测得示数是F1,把物体浸在液体中后,示数为F2,则物体所受浮力大小为:F浮= 。
·学习小助手·
通过平衡条件,理解称重法。用弹簧测力计悬挂物体浸在液体中后,物体受向上的浮力F浮、拉力F拉和向下的重力G物作用下,处于静止状态,根据平衡条件有“F浮+F拉=G物”,所以:F浮=G物-F拉。
3.浮力产生的原因:
如图,浸没在液体中的物体,上表面受到液体的压力为F向下、下表面受到液体的压力为F向上,则物体受到的浮力为F浮= 。
对点自测
1.下列物体不受浮力作用的是 ( )
A.水中的气泡
B.漂在水面上的树叶
C.太空中的人造卫星
D.水中正在下沉的石头
2.弹簧测力计通过细线吊着一个金属块,静止时弹簧测力计的示数如图甲所示,则金属块的重力是 N。如图乙所示,将金属块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数是1.6 N。则金属块在水中受到的浮力是 N。
3.如图所示,一块长方体正立静止在水中,已知其前后左右四个表面受到水的压力均为 10 N,下表面受到水的压力为8 N,上表面受到水的压力为3 N,则该长方体受到的浮力为 ( )
A.5 N B.11 N
C.21 N D.51 N
【参考答案】
知识点一
1.上
(1)液体(或气体)
(2)竖直向上
(3)受
2.F1-F2
3.F向上-F向下
对点自测
1.C
2.2.8　1.2
3.A
知识点二 决定浮力大小的因素
浮力大小的影响因素:物体在液体中所受浮力的大小,跟它 有关、跟 有关,随着它们的增大而 ;跟浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
·概念辨析·
物体体积、浸入液体的体积、露出液面的体积
(1)物体体积:是指物体所占空间的大小,与是否浸入液体、浸入液体多少无关。
(2)浸入液体的体积:物体在液面下部分的体积,大小等于物体排开液体的体积。
(3)露出液面的体积:物体在液面上部分的体积。
三者之间的关系:V物=V浸入+V露出
对点自测
4.根据图示实验情景可以知道该同学操作的目的 ( )
A.探究浮力与液体密度的关系
B.探究浮力与液体深度的关系
C.探究浮力与液体质量的关系
D.探究浮力与液体体积的关系
【参考答案】
知识点二
浸在液体中的体积　液体的密度　增大　无关
对点自测
4.A
【合作探究】
任务驱动一 推导浮力产生的原因
推导目的:通过推导,得出F浮=F向上-F向下的结论。
推导过程:如图,一长方体物体悬浮在液体中,长方体每个侧面积为S,液体密度为ρ液。
(1)左、右侧面受力分析:设左、右侧面平均深度为h。
①左、右两侧面受到液体压强分别为
p左= ,p右= ,
②左、右两侧面受到液体压力分别为
F左=p左S= ,F右=p右S= ,
③所以,F左 F右。
(2)前、后侧面受力分析:
同左、右侧面受力分析相同,可以得出
F前 F后。
(3)上、下底面受力分析:设上、下表面深度分别为h上、h下,则h下 (选填“>”或“<”)h上。①上、下两底面受到液体压强分别为
p上= ,p下= ,
②上、下两底面受到液体压力分别为
F向下=p上S上= ,F向上=p下S下= ,
③由于h下>h上,S上=S下。
所以F向下 F向上。
综上:长方体两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡,液体对长方体向上的压力F向上大于液体对它向下的压力F向下;所以长方体受到浮力F浮= 。
【参考答案】
驱动一
(1)①ρ液gh　ρ液gh
②ρ液ghS　ρ液ghS　③=
(2)=
(3)>　①ρ液gh上　ρ液gh下
②ρ液gh上S上　ρ液gh下S下
③<　F向上-F向下
任务驱动二 探究浮力的大小跟哪些因素有关
探究目的:探究浮力的大小跟哪些因素有关。
测量浮力的方法:利用称重法F浮= 测量物体所受浮力大小。
猜想假设:物体所受浮力大小可能与液体密度、物体浸入液体体积、物体浸没在液体中的深度有关。
探究方法:运用 法,分别探究浮力大小与液体密度、物体浸入液体体积、物体浸没在液体中的深度的关系。
探究过程:
(1)根据①②③,得出物体所受浮力大小与 有关,随之增大而 。
(2)根据①④⑤,得出物体所受浮力大小与 有关,随之增大而 。
(3)根据①③④,得出物体所受浮力大小与 无关。
探究结论:物体在液体中所受浮力的大小,跟它 有关、跟 有关,随着它们的增大而 ;跟浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
【参考答案】
驱动二
G物-F拉　控制变量
(1)物体浸入液体的体积　增大
(2)液体的密度　增大
(3)浸没的深度　浸在液体中的体积　液体的密度　增大　无关

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