《大学物理化学授课课件第18讲浮力(本科专业)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理化学授课课件第18讲浮力(本科专业)（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第18讲讲 浮力浮力及产产生原因1定义义：浸在_ _(或_ _)里的物体受到液体(或气体)_ _的_ _，这这个托力 叫做浮力。 2方向：_ _。 3施力物体：_ _(或_ _)。 4单单位：牛(N)。5产产生原因：物体上下表面受到的液体的_ _，浮力是液体对对物体的压压力的合力 。液体气体竖竖直向上托力竖竖直向上 液体气体压力差例1.以下情景中没有受到浮力的物体是( )【解析】根据浮力的产生需要施力物体，太空中没有空气，故太空中运行 的“天宫一号”不受到浮力。A例2.一轻质弹轻质弹 簧的下端固定在容器底部，上端放一实实心小铁铁球(不连连接)，如图图所 示，向容器中缓缓慢倒入水，使小球完全浸没
2、且静止在水中，此时时小球受到的力有( )A重力、浮力、弹力和压力 B重力和浮力 C重力、浮力和拉力 D重力、浮力和弹力 【解析】实心小铁球完全浸没且静止在水中， 此时小球受到的浮力小于重力，则小球除受到浮 力和重力的作用外，还受到弹簧对它弹力的作用 。D15月2日，中国香港，世界上最大的橡皮鸭鸭在维维多利亚亚港亮相，吸引众多观观 众的目光。这这只橡皮鸭鸭高16.5米，长长19.2米，质质量超过过600千克。 (1)要使橡皮鸭鸭“站立”起来，需要往里面充入大量空气。充完气后橡皮鸭鸭内部 空气的压压强_ _(填“大于”“等于”或“小于”)外部大气压压。 (2)橡皮鸭鸭能浮在海面上，是由于受到_ _
3、的作用。 2将一空饮饮料罐压压入装满满水的烧烧杯中，其排开的水所受到的重力为为4 N，则则 空饮饮料罐受到的浮力大小为为_N，方向_ _。大于浮力4竖竖直向上3如图图甲所示，弹弹簧测测力计计示数为为5 N。如图图乙所示，小球一半浸在水 中，测测力计计示数为为2 N，则则此时时小球受到的浮力为为_N，剪断悬悬吊小球的 细线细线 ，小球在水中稳稳定时时受到的浮力为为_N_。(g取10 N/kg)3 5阿基米德原理及其应应用1阿基米德原理的内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等 于它_ _受到的重力。 2表达式：F浮G排液液gV排。 注意：浮力的大小决定于_ _和_ _，与物体的密度、物
4、 体的体积积、液体的体积积无直接关系。 3适用范围围：浮力的计计算公式也适用于_。排开的液体液体的密度排开液体的体积积气体例3.2013年2月，中国海监监在钓鱼岛钓鱼岛 海域放置浮标标以监测监测 我国领领海的水文变变化。监监 测发现测发现 ，从春季至夏季，海水温度上升、体积积膨胀导胀导 致密度下降。此过过程中，若浮 标标体积积保持不变变，则则( )A浮力变变大，露出海面体积变积变 小 B浮力变变小，露出海面体积变积变 大 C浮力不变变，露出海面体积变积变 大 D浮力不变变，露出海面体积变积变 小 【解析】浮标漂浮在不同的水面，浮力大小都等于其重力，浮 力大小不变；当液体密度减小时，排开液体的体
5、积增大。D例4.用弹弹簧测测力计计在空气中称得一石块块重为为1 N，将石块块完全浸入水中，弹弹簧测测力 计计的示数为为0.6 N，则则石块块在水中受到的浮力为为_N，此后，当石块块在水中的深度 增大时时，浮力_(填“不变变”“变变大”或“变变小”)。 【解析】根据阿基米德原理可知，浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关 ，所以浸没在水中的物体深度增大时浮力不变。0.4 不变变例5.在“浮力的研究”实验实验 中。 (1)取一铁块铁块 ，把它挂在弹弹簧测测力计计的挂钩钩上，如图图甲所示。当铁块铁块 浸入水中 的体积缓积缓 慢增大时时，铁块铁块 受到浮力大小的变变化是_ _。 (2)探究“浮力大
6、小与排开水的重力关系”的实验过实验过 程：增大如图图乙，用弹弹簧测测力计测计测 出石块块的重力为为F1； 如图图丙，用弹弹簧测测力计测计测 出空烧烧杯的重力为为F2； 如图图丁，把石块块浸入盛满满水的溢杯中，用该该空烧烧杯承接从溢杯里被排出的 水，当石块块全部浸入水中时时，读读出弹弹簧测测力计计的示数为为F3； 如图图戊，用弹弹簧测测力计测计测 出该烧该烧 杯和排出的水的总总重力为为F4。 用F1、F2、F3、F4表示，实验实验 中测测得石块块所受的浮力为为_ _，排出水的 重力为为_ _。根据该实验该实验 的测测量数据，可得出物体所受浮力大小与排开水 的重力的定量关系是 。【解析】用弹簧测力
7、计测量重力和物体浸入水中的拉力大小，进行阿基米德原理 的探究。浮力大小等于物体排开液体的重力，即F1F3 F4F2。F1F3 F4F2 F1F3F4F24一长长方体铁块铁块 按图图甲所示，从下表面与液面刚刚刚刚 接触时时下放至图图中虚线线 位置。能大致反映铁块铁块 下降过过程中所受浮力的大小F浮与铁块铁块 下表面浸入液体深 度h深关系的图图像是( )B5在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验实验 中，同学们们提出了如 下猜想： A可能与液体的密度1有关； B可能与物体的密度2有关； C可能与物体的体积积V1有关； D可能与物体浸在液体中的体积积V2有关； E可能与物体浸没在液体中的深度h有关
8、。 小明所在的实验实验 小组组得到的实验实验 器材有：柱形铁块铁块 一个、弹弹簧测测力计计 一个、一杯水(足够够多)、细线细线 。(1)只用这这些器材，他们们可以验证验证 上述猜想中的E和_(填序号即可)是否正确。(2)他们在验证猜想E的过程中，先让铁块静止在右图所示的状态，读出测 力计的示数F1。接着向下移动测力计和铁块，增大深度h，待铁块处于_ _ _状态时，再读出测力计的示数F2。继续增大h，重复上述操作。若 每次测量，测力计的示数都相等，说明猜想E_D静止 错误物体的浮沉条件及应应用1物体的浮沉条件： (1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受_ _和_ _。 (2)物体的浮沉条件 当F
9、浮G物或液物时时，物体_ _。 在物体未露出液面以前，由于排开液体的体积积没有变变化，所以受到的浮力不变变。当 物体露出液面处处于静止状态时态时 ，物体_，此时时F浮G物。 当F浮G物或液物时时，物体_ _。 当F浮G物或液物时时，物体_ _。重力浮力上浮漂浮悬悬浮 下沉2浮沉条件的应应用： 密度计计：根据漂浮时时_ _的原理制成的。密度计计在各种液体中受到的 浮力相等。 轮轮船：轮轮船在不同的水中处处于漂浮状态态，但排开液体的体积积不同。 潜水艇：靠_ _达到上浮和下沉的目的。 热热气球：使气球内的气体体积变积变 化(即排开空气的体积积)而改变变浮力大小达到 上升和下降的目的。 注意：在比较
10、较F浮和G物关系判断物体浮沉时时，F浮指的是该该物体浸没在液体中的 浮力。F浮G物改变变自身重力例6.如图图所示，同一个鸡鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐盐水中，鸡鸡蛋在甲杯处处于漂浮状态态 ，所受浮力为为F甲，在乙杯处处于悬悬浮状态态，所受浮力为为F乙。以下判断正确的是( ) AF甲F乙 BF甲F乙 C向甲杯中加入盐盐，鸡鸡蛋所受浮力会增大 D向乙杯中加入水，鸡鸡蛋所受浮力会减小 【解析】同一个鸡蛋漂浮和悬浮于不同的液体中，浮力大小相等，都等于重力大小。 向甲杯中加盐，鸡蛋仍漂浮；向乙杯中加水，液体密度变小，鸡蛋所受浮力变小，鸡蛋 会下沉。D例7.如图图，鱼鱼缸中小金鱼鱼吐出的气泡，在水中上升的过过
11、程体积积逐渐变渐变 大， 则则气泡所受压压强和浮力的变变化情况是( ) A压压强变变小，浮力变变小 B压压强变变小，浮力变变大 C压压强变变大，浮力不变变 D压压强不变变，浮力不变变 【解析】气泡在上升过程中，所处的深度变小，气泡受到的压强在不断减小 ；气泡排开液体的体积变大，根据F浮gV排，气泡受到的浮力在不断变大。B例8.某潜水艇在海面下隐隐蔽跟踪某个目标标，有时时要上浮或下潜，但都未露出水面。 若该该潜水艇下潜时时所受的重力为为G1，浮力为为F1；上浮时时所受的重力为为G2，浮力为为F2 ，下列对对力之间间大小关系的判断，正确的是( ) AF1F2，G1G2 BF1F2，G1G2 CF1
12、F2，G1G2 DF1G1，F2G2 【解析】在海水中，潜水艇所受F浮海水gV排，始终没有露出水面，所以所受浮 力不变；可以通过“让海水进入压力舱”增大自重，F浮G1时，潜水艇下沉；“将 海水排出压力舱”减小自重，F浮G2时，潜水艇上浮。A7如图图所示，中国辽辽宁号航空母舰舰是中国人民解放军军海军军的第一艘航空母 舰舰，舰长舰长 304 m、舰宽舰宽 70.5 m，满载时满载时 排水量达67 500 t。(1)它满载时满载时 所受的浮力为为_ _N(取g10 N/kg)。 (2)2012年9月25日，该舰该舰 正式加入中国海军军序列。2012年11月23日，中国航 母舰载舰载 机“歼歼15”着
13、舰舰成功。当舰载舰载 机着舰舰后，浮力将_(填“不变变”“变变小”或“变变大”)。6.75108变变大8质质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球，分别别静止在水中的不同深度处处， 如图图所示，则这则这 4个小球在水中所受浮力最小的是( ) A甲 B乙 C丙 D丁D9资资料显显示：牛奶中掺掺水量越多，牛奶密度越小。小丽丽想通过测过测 定密度来比较较两种牛奶 品质质的优优劣，她自制了一个可测测液体密度的“浮标标”在竹筷子下面缠绕缠绕 一些铁丝铁丝 ，如 图图甲所示。 (1)纯纯牛奶是_ _(填“纯净纯净 物”或“混合物”)。 (2)分别别将“浮标标”浸入A、B两种牛奶中，待静止后，筷子上与液面相平的位置
14、分别标记别标记 为为A和B，如图图乙所示。比较标线较标线 A和B的上下位置，可知A、B牛奶的密度为为A B ，由此可知A、B牛奶品质质的优优劣。 (3)在实际测实际测 量过过程中，发现发现 “浮标标”杆上的两条标记线标记线 靠得很近，为为了更易区分，请请你 提出一条改进进“浮标标”的建议议 _ 。混合物_(或小于)_“浮标标”的杆做得更细细些有关浮力的分析与计计算1计计算浮力方法：(公式表示) (1)称量法：_F浮GF_(用弹弹簧测测力计测计测 浮力)。 (2)压压力差法：_F浮F下F上_(用浮力产产生的原因求浮力)。 (3)_F浮G排液液gV排液_(用阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质质量或 体积时积时 常用，是求解浮力问题问题 的基本方法)。 (4)漂浮、悬悬浮时时，_F浮G物_(用二力平衡求浮力)。例9.有一个实实心球形物体，用弹弹簧测测力计计在空气中称重时时，测测力计计的示数为为12 N；当把物体一半体积积浸入水中时时，测测力计计的示数为为5 N。把
