第3讲 浮力教师版

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1、3浮浮力力漫画释义知识互联网知识导航浮力的应用轮船潜水艇热气球孔明灯浮在液体(或气体)中的物体, 受到液体(或气体)对它向上托的力, 这个力叫 做浮力浮力方向总是竖直向上初二物理竞赛班第 3 讲教师版35松手后受力松手后物体状态密度关系稳态后稳态后受力F浮 G物上浮液 物漂浮F浮 = G物F浮 = G物悬浮液 = 物悬浮F浮 = G物F浮 G物下沉液 F向下浮力产生的原因：液体(或气体)对物体向上或向下的压力不同, 浮力的实质是液体(或气体)对物体向上和向下的压力之差 F浮 = F向上 - F向下阿基米德原理： F浮 = G排液阿基米德原 理由上式可以推出： F浮 = 液 gV排(补充说明：阿

2、基米德原理同样适用于气体)1. 产生原因法： F浮 = F向上 - F向下解决浮力问2. 阿基米德原理： F浮 = G排液题常用的方3. 公式法： F浮 = 液 gV排法3. 受力平衡法：受力分析, 列力的平衡方程浸在液体中物体的沉浮, 决定于它浸没在液体中所受的浮力 F浮 和它自身重力G 的大小关系物体的沉浮条件模块一浮力的产生及影响因素【例1】 一个正方体金属块用细线拴着浸没在密度为 r0 的液体中, 已知 正方体边长为 a, 此时上表面距液面的距离为 h1, 下表面距容 器底的距离为 h2. 求液体对它向上的压力大小为 ; 液体对它向下的压力大小为 ; 液体对金属块的合力 大小为 , 方

3、向向 .初二物理竞赛班第 3 讲教师版390101【答案】 r g(h + a)a2 ;r gh a2 ;r ga3 ; 上0【例2】 关于浮力下列说法中正确的是()A. 浮力就是浸在液体中的物体受力的合力, 合力的方向就是浮力的方向; B. 浸在液体和气体中的物体都要受浮力;C. 水中的桥墩同样受水的浮力;D. 浸在液体中的物体不仅受到液体对其上、下表面压力的作用, 同时受到液体对它的浮 力作用.【答案】B【例3】如图所示是认识浮力的探究实验(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端, 如(a)实验所示, 物重 G= N (2)当用手向上托物体时, 如(b)实验所示, 手对物体向上的托力 F= N (

4、3)当物体浸入水后, 如(c)实验所示将(c)实验与(a)、(b)实验对照, 说明水对物体也有 向上的托力, 即浮力水对物体的浮力 F 浮= N(4)该实验是通过 的物理方法, 建立起浮力概念的【答案】532对比法【例4】 如图所示, 研究浮力与排开液体的体积有关的实验装置是下图中的()A图(a)和图(b)B图(a)和图(c)C图(b)和图(c) D图(a)、(b)和图(c)【答案】A【例5】 某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验, 如图是其中的一次实验情景根 据图示可以知道, 该同学这次操作的目的是()A探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B说明物体所受浮力的大小跟排开液体的

5、体积大小有关 C探究物体所受浮力大小与液体密度的关系 D探究物体所受浮力大小与物体密度的关系【答案】C【例6】 为在海洋中开采石油而建造钻井平台时, 必须向海底打入 铁桩铁桩垂直从水面上逐渐下水直至全部进入水下紧密的 泥土中, 在整个过程中铁桩所受的浮力( )A逐渐增大B先逐渐增大, 后保持不变C保持不变D先逐渐增大, 后减小到零【答案】按题意, 铁桩从下水到全部进入泥土中可分为两个阶段：(1)下水阶段：当铁桩从水面上逐渐进入水中时, 由于没入水中的体积越来越大, 因而所 受到的浮力也越来越大(2)进入泥土阶段：当铁桩逐渐进入水下泥土中时, 因为铁桩和泥土紧密接触, 铁桩下部 没有水, 浮力突

6、然减小到零答案：D【例7】 研究发现, 同一物体在地球的不同纬度所受的重力不同, 物体 越靠近赤道, 所受重力越小; 越靠近地球两极, 所受重力越 大一艘军舰从我国青岛港出发, 前往位于赤道附近的亚丁湾 执行护航任务, 若海水密度及舰艇质量不变, 比较两地, 则该 舰艇( )A在亚丁湾所受浮力较小B在亚丁湾所受浮力较大 C在两处所受浮力相等D在亚丁湾所排开海水的重力较大【答案】A拓展：同一艘船从河里驶向海里(不考虑重力变化), 则船所受浮力不变, V 排变小. 船 上的水位线发生变化.潜水艇露出水面的过程, 浮力变小【例8】 如图, 气球 A 下吊着一个金属球 B, 恰好悬浮于水中现沿杯壁往容

7、器中 加入一定质量的水, 结果金属球 B()A上浮B下沉C悬浮D以上均不对【答案】气球和小球 B 作为整体, 原来处于悬浮状态 , 故受到的总浮力等于总重量 , 即 F浮悬 = G总 向杯中加水后, 气球 A 处的深度变大, 受到压强增大, 导致气球的体积减小, 浮力变小, 而总重力不变, 故 F浮 G总 , 因此金属球会下沉本题选 B拓展：一石块和玩具气球(气球内充有空气)捆在一起, 浸没在水中下沉, 它们在水中 下沉的过程中, 受到的浮力将(逐渐减小).教师补充题目:实验桌上有如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯各一个; 水、盐水、细线适量; 一大块 橡皮泥; 体积相同的铜块和铁块各一块; 体

8、积不同的铁块各一块要求从实验桌上选择 适当器材, 设计一个方案, 探究“浮力的大小与物体密度是否有关”(1)从给定的器材中选择弹簧测力计、烧杯一个、水、细线, 除此之外, 你还需要实验器 材有 (2)实验步骤：(3)根据可能出现的实验现象, 得出相应的探究结论： 【答案】(1)体积相同的铜块和铁块(2)用线拴好铜块挂在弹簧测力计下, 测出铜块的重 G1; 将铜块浸没水中, 读出弹簧 测力计的示数 F1, 求出铜块受到的浮力 F 浮 1G1F1重复步骤, 用弹簧测力计测出铁块浸没在水中受到的浮力 F 浮 2G2F2(3)比较 F 浮 1 与 F 浮 2 的大小：如果相等, 则浮力与物体密度无关;

9、 若不等, 则浮力与物体 密度有关模块二受力分析法计算【例9】 小笛同学只有弹簧测力计和装有水的杯子以及细线, 想测定一个金属块的体积, 她设计 了如下实验(A)(B). 请根据两次实验的数据计算：(g 取 10N/kg)(1) 金属块完全浸没水中时所受到的浮力为 N ;(2) 金属块的体积为 cm3.(3) 小笛又思考了一下, 这个实验还可以测出此金属块的密度, 请你帮她计算出此金属 块的密度为 kg/m3.【答案】0.22011103【例10】受到小笛的启发, 小婧怡同学为了测定某种液体密度, 在只有弹簧测力计、烧杯、水的 情况下, 设计了以下实验. 请你根据三次弹簧测力计的示数及已知的水

10、的密度 水 , 计 算出这种液体的密度为 【答案】水F - F1= 水 gVF - F2= 液 gV两式相除, 得到 液= F - F2 F - F1模块三浮沉条件及排液问题【例11】请你根据浸没在液体中的物体受到的浮力与重力的大小关系, 推导物体漂浮、悬浮、沉 底的条件.(1) 若 F 浮G, 则松手后物块将 , 稳定后的状态为 ;根据 F 浮G, 则松手后物块将 , 稳定后的状态为 ; 根据 F 浮G, 推导出 物 液.【答案】(1) 下沉, 沉底, (2) 静止, 悬浮, =(3) 上浮, 漂浮, 【例12】(1)若将甲、乙、丙三个体积相等的球, 投入水中后, 状态如下图所示. 则: 甲

11、、乙、丙三个球密度大小排序 甲、乙、丙三个球质量大小排序 三个球所受浮力大小排序 (2)若将甲、乙、丙三个质量相等的球, 投入水中后, 甲球漂浮、乙球悬浮、丙球沉底. 则: 甲、乙、丙三个球所受浮力大小排序 三个球体积大小排序 初二物理竞赛班第 3 讲教师版45【答案】(1)由浮沉条件：甲 乙 丙 , m甲 m乙 m丙 ; 由阿基米德原理：F甲 F丙 ; 由阿基米德原理：V甲 V乙 V丙【例13】一只小青蛙第一次跳入装有甲液体的杯中, 沉到杯底; 第二次这只小青蛙跳到另一杯乙 液体中, 处于漂浮状态, 则小青蛙两次所受浮力大小关系为()A. F浮甲 F浮乙 B. F浮甲 = F浮乙 C. F浮甲 G排液= F浮【例16】( 已 知 :r = 0.6 103 kg/ m3 ,r= 0.8103 kg/ m3, r = 7.9 103 kg/ m3 ,木酒精铁水银r= 13.6 103 kg/ m3 )将一木块投入到一装满水的容器中, 溢出10 g 水; 若将此木块