资源简介

(共13张PPT)
必备知识
方法技巧
知识　浮力
一、浮力的定义、方向及产生原因
1.定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托的力。
2.浮力方向:与重力方向相反,竖直向上。
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压力不同。如图所示,以长方体为例。
①其前后、左右两个相对的侧面对应深度相同、面积相同,则所受液体的压力等大
反向,即合力为0。
②其上、下表面所处的深度h1表面的受力面积是相同的,所以液体对长方体上、下表面的压力F1面存在压力差,合力方向向上。
二、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2.公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排

变形式:V排= ,ρ液= 。
3.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。
4.浮力的大小只与ρ液和V排有关,与物体的重力、体积、密度、形状和在液体中的深度等无关。
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底

F浮>G F浮ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 V排=V物 ρ液>ρ物 V排V排=V物
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体中的任何位置 “上浮”过程的最终状态 “下沉”过程的最终状态
处于平衡状态,受平衡力作用 三、物体的浮沉条件
四、浮沉条件的应用
1.轮船:采用的方法是空心法,增大体积,使得它排开更多的水,从而增大浮力。最终F浮=G总。
排水量(m排):满载时排开水的质量=船的质量+货物的质量。
排开液体的重力G排=m排g;轮船受到的浮力F浮=G排;轮船和货物总重G总=F浮。
2.潜水艇:浸没在水中后排水体积不变,靠改变自身重力来实现沉浮。
3.气球:气球内充有密度小于空气的气体(如氢气或热空气),气球的总重力小于浮力。注:气球无法
无限上升。
飞艇:飞艇是靠改变自身重力来实现浮沉的。
4.密度计:原理是漂浮时密度计所受浮力不变,F浮=G。因为F浮=ρ液gV排,液体密度不同,密度计排开液
体的体积不同,液面所对应的位置也就不同。刻度上小下大、刻度不均匀。
漂浮和悬浮的比较
疑点难点
漂浮 悬浮
物体位置 一部分体积在液面上方 全部在液面下方
V物和V排的关系 V排浮力大小 F浮=G物 F浮=G物
受力情况 受平衡力,如图 受平衡力,如图

方法　计算浮力的四种方法
　　浮力的计算是浮力学习中的一个难点,其计算方法可概括为下面四种。
1.称重法:由于浮力的方向竖直向上,与重力的方向刚好相反,因此可以先把物体挂在弹簧测力计
上,测得物体在空气中的重力G,再把物体浸没在液体中,记下弹簧测力计的示数F拉,则物体在这种
液体中所受的浮力F浮=G-F拉。此法适用于求解在液体中下沉的物体所受到的浮力。
2.压力差法:根据浮力产生的原因,物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的
压力差,即F浮=F向上-F向下(F向上表示物体下表面受到的液体向上的压力,F向下表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
3.原理法:根据阿基米德原理,浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为F浮=G排=ρ液V排g)。此方法适用于所有浮力的计算。
4.平衡法:物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的浮力与重力是一对平衡力,因此,只要知道物体的重力,就可以得到浮力的大小,即F浮=G物=ρ物V物g(推导可得ρ液V排g=ρ物V物g)。
例 小明根据“物体的浮沉条件(已知ρ钢材>ρ水)”提出质疑:为什么用钢铁材料制成的金属块在水
中会下沉,而用钢铁材料制成的轮船却能漂浮在水面上 针对小明的问题,小华利用实验进行了解
释。小华先将一块实心橡皮泥放入水中,橡皮泥会下沉,如图甲所示;将橡皮泥从水中捞出,捏成小
船的形状,再放入水中,橡皮泥就可以漂浮在水面上,如图乙所示。
依据小华的实验回答下列问题:(在横线上填写“>”“<”或“=”)
(1)两次橡皮泥所受的重力G甲和G乙的大小关系是G甲　　　 G乙。
(2)两次橡皮泥所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲　　　 F乙。
(3)两次橡皮泥排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲　　　 V乙。
=
<
<
甲
乙
变式1　放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开
始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积浸入水面。下列叙述中,正确的是 (　 )
C
A.在露出水面之前,木块所受浮力增大
B.木块的密度为0.6克/厘米3
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强不相同
D.当木块漂浮时,向水中一直加入食盐,木块排开液体体积一直变小

甲 乙 丁 丙

(1)如甲图所示,用弹簧测力计测出一满袋水的重力为2 N(不计袋子厚度和重力),如乙图所示,将水
袋浸入水中,静止时弹簧测力计示数为1.2 N,此时水袋所受浮力为　 N;
(2)设丙图中水袋受到的浮力为F浮,排开水所受到的重力为G排,则F浮　　　 G排(选填“=”或
“≠”);
(3)丁图,水袋浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为0 N。由此　　　 (选填“能”或“不能”)
得到结论:此时水袋受到的浮力等于它排开水所受到的重力。
0.8
=
能
变式2　如图是“探究阿基米德原理”的实验,其步骤如下:
变式3　如图甲所示,金属块在细绳竖直向上的拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线
运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,求:(g=10 N/kg)

(1)物体的质量。
(2)物体浸没在水中时,受到的浮力大小。
(3)物体的密度。
5.4 kg
20 N
2.7×10 3 kg/m3

展开更多......

收起↑