资源简介 (共34张PPT)第2节 浮力的计算第九讲真题链接1.(2017江西)如图所示,将边长为5cm的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中,当木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1kg。求:(g取10N/kg)阿基米德原理及其应用(1)木块受到的浮力。(2)木块的密度。解:(1)木块受到的浮力F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N(2)木块的体积V木=(5cm)3=125cm3木块的质量m木=m排=0.1kg=100g木块的密度ρ木===0.8g/cm3(3)木块下表面受到水的压强。解:木块的底面积S=(5cm)2=25cm2=2.5×10-3m2木块下表面受到水的压强p===400Pa2.(2015江西)如图所示的是小鹰同学测量某种液体密度的过程。请你根据实验数据求:(g取10N/kg)(1)小石块的质量。(2)小石块的体积。解:(1)小石块的质量m===0.3kg(2)小石块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F水示=3N-2N=1N小石块的体积V石=V排===1×10-4m3(3)液体的密度。解:小石块浸没在液体中时受到的浮力F浮'=G-F液示=3N-2.2N=0.8N液体的密度ρ液===0.8×103kg/m33.(2021江西)地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。小明同学根据所学知识,通过比较冰川完全熔化成水后水的体积与冰川熔化前排开海水的体积,就能推断海平面的升降。如图所示的是冰川漂浮在海面上的情景。若冰川的质量为m冰,海水的密度为ρ海,水的密度为ρ水,且ρ海>ρ水,g用符号表示。物体的浮沉条件及应用(1)求冰川熔化前受到的浮力。(2)求冰川熔化前排开海水的体积。解:(1)因为冰川漂浮,所以冰川熔化前受到的浮力等于重力,即F浮=G=m冰g(2)根据阿基米德原理F浮=ρ海gV排知,冰川熔化前排开海水的体积V排====(3)求冰川完全熔化成水后水的体积。(4)推断海平面的升降,并说明理由。解:(3)因为冰川熔化成水后质量不变,所以m水=m冰若冰川中的冰全部熔化成水,水的体积(4)因ρ海>ρ水,由V排=和V水=可知,V排<V水,所以海上冰川熔化后,海平面会升高。V水==1.教材图片 将重3.8N的物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数如图所示,物体受到的浮力大小是_________N。若实验前溢水杯未装满水,则溢出水的重力_________(选填“大于”“小于”或“等于”)物体受到的浮力。 考向聚焦1.2小于2.物理观念 海南舰是中国海军首艘075型两栖攻击舰,也是我国首艘两栖攻击舰。该舰满载排水量约为4万吨,可作为两栖车辆和气垫登陆艇的母船,运送士兵、步兵战车、主战坦克等武器装备。该舰满载时受到的浮力约是_________N。该舰在海面上航行时受到的浮力和重力的大小关系是F浮_________(选填“>”“<”或“=”)G。(g取10N/kg) 4×108=3. 3D打印技术的普遍应用给社会生产和人们的日常生活带来了便利。李雨的爸爸带回家一个3D打印的机器人模型(如图所示)。李雨想知道这个模型是用什么材料打印出来的,于是她从学校实验室借来天平和溢水杯,用天平测出模型的质量是10.5g,将模型完全浸没在盛满水的溢水杯中,测得溢出水的体积是0.01dm3。(g取10N/kg)(1)将模型完全浸没在溢水杯中,模型受到的浮力是多少?解:将模型完全浸没在盛满水的溢水杯中时,模型受到的浮力F浮=G排=m排g=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.01×10-3m3×10N/kg=0.1N(2)制作模型的材料的密度是多少?解:模型的体积V=V排,模型的密度ρ====1.05g/cm3,即制作模型的材料的密度是1.05g/cm3。4.全国视野 (2023北京)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测量物体的质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中未放被测物体且静止时,将瓶上与水面相平的位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值。若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,未放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。(1)画出图中浮力秤的受力示意图。(浮力秤用一个实心点表示)解:如图所示(2)求图中所示状态下浮力秤受到的浮力。解:浮力秤漂浮,依据力的平衡条件可知F浮=G秤=m秤g=0.17kg×10N/kg=1.7N(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量。解:浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时,秤内被测物体的质量为m物,依据力的平衡条件,未放被测物体时F浮=G秤,放入被测物体时F浮'=G秤+m物g,可知m物g=F浮'-F浮依据阿基米德原理可得,F浮=ρ水gV0,F浮'=ρ水gV0+ρ水gΔV排可知m物=ρ水ΔV排=ρ水SΔh=1.0g/cm3×50cm2×2cm=100g重难突破浮力的计算方法 图示 计算方法称重法 F浮=G物-F拉方法 图示 计算方法平衡法 F浮=G物=m物g(注:适用于漂浮或悬浮的物体)方法 图示 计算方法阿基米德 原理法 F浮=G排=m排g=ρ液gV排(注:悬浮、沉底时,V排=V物;漂浮时V排<V物)方法 图示 计算方法压力差法 F浮=F向上-F向下多角度设问 如图所示,将边长为10cm的实心正方体物块轻轻放入装满水的溢水杯中。物块静止时,刚好有的体积露出水面(g取10N/kg)。(1)求物块受到的浮力。(2)求物块排开水的质量。解:(1)物块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg××(0.1m)3=8N(2)根据F浮=G排=m排g可知,物块排开水的质量m排===0.8kg(3)求物块所受的重力。(4)求物块下表面所受的压力。解:(3)由图可知,物块静止时漂浮在水面上,所以其受到的重力G=F浮=8N(4)物块漂浮在水面上,上表面受到的压力为0N,根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可知,物块下表面受到水的压力F向上=F浮=8N(5)将该物块挂在弹簧测力计上,将它浸没在某液体中时,弹簧测力计的示数为1N。求此时该物块受到的浮力及液体的密度。解:根据称重法可知,此时物块受到的浮力F浮'=G-F拉=8N-1N=7N根据F浮=ρ液gV排可知,液体的密度ρ液===0.7×103kg/m3(2023安徽)“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图甲所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图乙所示,小瓶内空气柱的刻度为h。手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在如图丙所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为ρ水,g为已知量。求:(1)图乙中A所受浮力的大小。解:图乙中A处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,即F浮=G=mg(2)图乙中A排开水的体积。解:根据阿基米德原理可得,A排开水的体积V排===(3)图乙和图丙中小瓶内空气的密度之比。解:忽略小瓶壁厚,图乙中小瓶内空气的体积V空气乙=Sh图丙中小瓶悬浮,忽略小瓶自身的体积,则瓶内空气的体积等于A排开水的体积。由于A受到的浮力仍等于其重力,大小不变,因此图丙中A排开水的体积仍为,故图丙中小瓶内空气的体积V空气丙=小瓶内空气的质量不变,根据ρ=可知,图乙和图丙中小瓶内空气的密度之比==(2023吉安吉州区一模)王老师设计了如图所示的装置来测物体的密度。已知挂着物体的弹簧测力计甲的示数为20N,挂着空接桶的弹簧测力计乙的示数为2N,装满水的溢水杯中水的深度为20cm。王老师把弹簧测力计甲下移,使物体浸没在水中(不接触容器壁或容器底),当溢水杯中的水不再溢出时,弹簧测力计乙的示数变为6N。求:(g取10N/kg)(1)物体浸没在水中时所受的浮力。(2)溢水杯底部受到水的压强。解:(1)物体浸没在水中时所受的浮力F浮=G排=6N-2N=4N(2)当溢水杯中的水不再溢出时,水深为h=20cm=0.2m,溢水杯底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa(3)物体的密度。解:根据阿基米德原理可知,物体浸没时排开水的体积V排===4×10-4m3由G=mg=ρVg可知,物体的密度ρ===5×103kg/m3(共52张PPT)第1节 浮力的理解第九讲课标要求真题链接1.(2023江西)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关。探究影响浮力大小的因素【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为_________N; ②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体并将其浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;4③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体并将其浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体并将其浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。【解释】(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为_________N。 (2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状______。 2无关【交流】(1)本实验在其他因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为__________________。 控制变量法(2)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小_________(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与_________无关。 (3)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?答:_________。 不变深度能2.(2018江西)科学探究是初中物理课程内容的重要组成部分,探究的形式可以是多种多样的。如图所示的是小华同学所做的一系列探究浮力的大小与哪些因素有关的实验,请按照要求填写表格。提出问题 对应图中的序号浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系a、c、d浮力的大小与物体浸入液体的密度的关系a、b、c(或a、b、d)浮力的大小与物体浸入液体的深度的关系a、c、e3.(2020江西)如图所示,A、B两个物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲______ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲_________F乙。(均选填“>”“<”或“=”) 物体的浮沉条件及应用>>4.(2022江西)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( )A.向杯子中加盐B.向杯子中加水C.倒出少量的水D.轻轻摇晃杯子A5.(2019江西)“远征号”潜水艇在南海执行任务,根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬浮。若海水密度保持不变,下列说法错误的是( )A.潜水艇排开海水的体积相等B.潜水艇所受的重力大小不相等C.潜水艇所受的浮力大小相等D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等B6.(2018江西)如图所示,在已调节好的天平的两个托盘上放上两个一模一样且装满水的桶,其中右桶上漂着一小块木块。关于天平会向哪边倾斜的说法,正确的是( )A.天平不倾斜B.向左盘倾斜C.向右盘倾斜D.无法判断A考点扫描浮力(10年2考)定义 浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上的力,这个力叫做浮力方向 ① ____________施力物体 液体(或气体)竖直向上 称重法测浮力 先在空气中用弹簧测力计测出物体的重力G,再把物体浸在液体中,读出弹簧测力计的示数F拉,则物体所受的浮力为F浮=② ____________产生原因 浸在液体中的物体,上、下表面受到液体对它的③_______,这就是浮力产生的原因 影响因素 物体在液体中所受浮力的大小只与④____________和物体排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的⑤________无关 G-F拉 压力差液体的密度深度1.浮力的方向总是竖直向上的。( )2.一切浸入液体中的物体都受到液体对它向上的浮力。( )3.只有上浮的物体才受到浮力,下沉的物体不受浮力。( )4.浸在液体中的物体受到的浮力与物体的密度有关。( )√×××阿基米德原理(10年5考)内容 浸在液体里的物体受到⑥___________的浮力,浮力的大小⑦_________它排开的液体所受的重力 公式 F浮=⑧_________=m排g=ρ液gV排 适用范围 适用于液体和气体。计算物体在气体中受到的浮力时,公式中的ρ液要改为ρ气应用 求解ρ液、V排,比较F浮的大小竖直向上等于G排1.物体的浮沉条件物体的浮沉条件及应用(10年4考)上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底F浮⑨____G F浮⑩____G F浮 ___G F浮 ___G F浮<Gρ液 ___ρ物 ρ液 ___ρ物 ρ液 ___ρ物 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物><==><=上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是上浮过程的最终状态 是下沉过程的最终状态处于静态,受平衡力作用 2.浮沉条件的应用轮船 原理 钢铁的密度大于水的密度,制成空心的,可以漂浮在水面上,增大了可以利用的浮力排水量 排水量是轮船装满货物时排开水的 _______潜水艇 原理 潜水艇的上浮和下沉全靠改变 ___________(不考虑水的密度的变化)来实现 结构 有多个水舱质量 自身重力气球和飞艇 原理 靠充入密度 _________空气的气体来工作 密度计 原理 根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成,用来测定液体的密度特点 密度计浸入液体中的体积越小,说明液体的密度越 _________小于大 1.热点素材 (2023金昌改编)如图所示的是我国辽宁号航空母舰。当战斗机从航空母舰上起飞后( )A.舰体略上浮,受到的浮力不变B.舰体略上浮,受到的浮力变小C.舰体略下沉,受到的浮力不变D.舰体略下沉,受到的浮力变大考向聚焦B2.科学思维 (2023泸州,多选)小明在探究沉与浮的条件时,用一根细线连接A、B两个物体,放在盛水的烧杯中,其整体处于悬浮状态,如图甲所示。剪断细线后,A物体处于漂浮状态,B物体沉到烧杯底部,如图乙所示。设甲、乙两图中烧杯对桌面的压强分别为p1、p2,水对烧杯底部的压强变化量为Δp,图甲中细线的拉力为F,图乙中B物体对烧杯底部的压强为pB。已知B物体的重力为G,体积为V,烧杯的底面积为S,水的密度为ρ。下列关系式正确的是( )A.p1>p2 B.F=G-ρgVC.Δp= D.pB=BC判断浮力大小的三种方法1.液体密度一定,比较不同物体排开液体的体积:不同物体浸在同一液体中时,ρ一定,根据F浮=ρgV排可知,F浮与V排成正比。重难突破浮力大小判断2.排开液体的体积一定,比较液体的密度:同体积的不同物体浸没在不同液体中,根据F浮=ρgV排可知,V排一定时,F浮与ρ成正比。3.以物体重力作为比较浮力大小的中间量:同一物体在不同液体中静止时,针对物体的不同状态进行受力分析,以物体的重力作为中间不变量,比较浮力的大小。多角度设问 (多选)有a、b、c三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同,将三个小球缓慢放入盛水的容器中,待小球静止后,其状态如图所示,其中c球沉在容器底部。则下列关于三个小球的说法正确的有_________。 A.重力关系为Ga=Gb>GcB.密度关系为ρa=ρb<ρcC.所受浮力关系为Fa=Fb=FcD.排开水的质量关系为ma=mb<mcE.浸入水中的体积关系为Va<Vb=VcF.把a球露出水面的部分截去后,a将悬浮在水中G.把a球露出水面的部分切掉后放入水中,水对容器底的压力不变CG(2023景德镇一模,多选)某潜艇以悬浮的状态从长江匀速潜行到东海,已知江水的密度小于海水的密度,潜行的深度不变。下列说法正确的是( )A.潜艇所受的浮力增大,重力不变B.潜艇所受的浮力和重力都增大C.潜艇所受的浮力始终等于潜艇所受的重力D.潜艇所受的浮力和重力均不变BC物体的浮沉条件及应用物体运动状态 力的关系 V排与V物的关系 密度关系下沉 F浮<G物 V排=V物 ρ物>ρ液上浮 F浮>G物 ρ物<ρ液悬浮 F浮=G物 ρ物=ρ液漂浮 F浮=G物 V排<V物 ρ物<ρ液如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水。将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )A.三个正方体受到的浮力大小关系为FA>FB>FCB.三个正方体的密度大小关系为ρA>ρB>ρCC.三个容器的底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙D.三个容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙D(2023株洲)取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝,制成一个简易密度计,将其先后放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设该密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则( )A.F甲>F乙 B.F甲<F乙C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙D实验一 探究浮力大小与哪些因素有关(10年2考,2022年版课标要求学生必做实验)实验探究【设计与进行实验】1.实验装置(如图所示)2.实验注意事项:(1)为了使实验现象更明显,应选择体积较大的物体;(2)实验过程中,物体不能接触容器。3.实验方法:控制变量法。(1)探究浮力与物体浸没在液体中深度的关系时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积不变,改变物体浸没在液体中的深度。(2)探究浮力与液体密度的关系时,应控制物体排开液体的体积不变,只改变液体的密度。(3)探究浮力与物体排开液体的体积的关系时,应控制液体的密度不变,只改变物体排开液体的体积。【交流与评估】实验时选用不同液体进行多次实验的目的是使结论更具有普遍性,避免偶然性。【实验结论】物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,物体浸在液体中的体积及液体的密度越大,浮力就越大。物体在液体中所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。1.(2023抚州质检)探究浮力大小与哪些因素有关。【实验猜想】①浮力的大小可能与物体浸入液体中的深度有关;②浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;③浮力的大小可能与液体的密度有关。【分析与论证】(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象:______________________________________。 人在河水中下沉,在死海中却能漂浮(2)物体浸没前的过程中(图甲到图丙),弹簧测力计的示数逐渐变小,说明浮力的大小逐渐_________。据此,小李认为物体受到的浮力改变是因为物体浸入水中的深度增大,而小王则认为浮力改变是因为物体浸入水中的体积增大。根据以上实验,你认为下列说法正确的是_________(填字母)。 A.只有小李的观点合理 B.只有小王的观点合理C.两人的观点都不合理 D.两人的观点都合理变大D(3)接下来他们继续实验,增大物体浸没在水中的深度(图丙到图丁),发现测力计的示数始终不变,据此可得出________(选填“小李”或“小王”)的观点不具有普遍性,此时物体受到的浮力F浮=_________N。 当物体从接触水面开始,到浸没至如图丁所示位置时,图戊中能够表示出此过程中物体所受浮力F浮与浸入水中的深度h的关系图像是_________(选填“①”或“②”);同学们在实验中主要用到的科学探究方法是________________。 小李4②控制变量法(4)【交流反思】①进一步学习了阿基米德原理之后,利用图中的测量数据,还可以计算出物体的密度为____________kg/m3。 ②为了使实验现象更明显,在满足条件的情况下,应选体积_________(选填“较大”或“较小”)的物体。 1.25×103较大(5)【实验拓展】在上述实验的基础上,请你添加合适的物体设计实验,探究浮力大小与物体质量是否有关,并写出你的实验思路:_______________________________ ___________________________________________________________________________。 添加一个体积相同、质量不同的物体,分别将它们浸没在水中,比较前后两次测力计示数的差值,即可得出结论 实验二 探究浮力大小与排开液体所受重力的关系(10年未考) 【设计与进行实验】1.实验装置(如图所示)2.实验操作(1)往溢水杯中倒入液体时,液面必须到达溢水口,使物体排开的液体全部流入桶中。若溢水杯中液体未到达溢水口,则排开液体的重力将偏小。(2)物体浸入液体中后不能触底。(3)实验步骤的补充与排序:先测出空桶的重力和物体的重力,再将物体浸没在液体中,最后测出排出液体的重力。(4)实验中,将浸没改为部分浸入或换用不同的液体、不同的物体进行多次实验,目的是使结论更具有普遍性。【数据分析】1.浮力的计算(称重法):F浮=G-F。2.排开的液体所受的重力:G排=G总-G桶。(先测出空桶的重力G桶,再测出桶和溢出液体的总重力G总)3.利用阿基米德原理计算物体体积(V物=V排=)或液体密度(ρ液=)。【实验结论】浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。2.某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受的重力的关系。(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的顺序是_____________________。 (2)根据图中的实验数据可求出小石块的密度为___________kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3) 丙、甲、丁、乙2.8×103(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验。由实验数据得出F浮_________(选填“>”“<”或“=”)G排(小桶中液体所受重力),从而验证了阿基米德原理的正确性。 (4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强___________(选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“一直不变”)。 =一直不变(5)【反思与交流】①如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图_________步骤中可不使用弹簧测力计。 ②其中一名同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,则他会得出F浮_________(选填“>”“<”或“=”)G排的结论。 丁> 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第九讲 第1节 浮力的理解.pptx 第九讲 第2节 浮力的计算.pptx