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1、第十四章 压强和浮力浮力一 教学目标1. 知道一切物体在液体或气体中都受到浮力。浮力的方向是竖直向上的。2. 知道浮力产生的原因是液体上下表面的压力差。3 知道物体的浮沉是由重力和浮力决定的。会判断物体浮沉。4. 会对物体进行简单的受力分析，并知道漂浮的物体浮力大小等于物重。二 知识要点1.浮力的产生：浸在液体中的物体受到液体向上托起的力叫做浮力。当一个正立方体浸在液体中处于某一位置A时，如图1所求，由于上，下两表面的深度不同，所受液体的压强不同，下表面受到的向上的压强大于上表面受到的向下的压强，从而使物体受到向上的压力大于向下的压力，这两个压力的差就是液体对物体的浮力。物体处于位置B，则浮力
2、就是物体受到的向上的压力。浮力即是压力差。2.阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于物体排开的液体所受的重力。 数学表达式： 关于阿基米德原理的几点说明： （1）本定律包含三点内容：浮力的施力者和受力者；浮力的方向；浮力的大小。（2）物体所受的浮力的大小只与物体排开液体的体积及液体的密度有关，而与物体浸在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状均无关。 （3）适用范围：本定律对于物体在液体或气体中都适用。3.计算浮力的方法：（1）根据浮力产生的原因计算如果上下表面都与水面相平行的规则物体，且知道它的上、下表面在液体内的深度、上、下表面的面积及液体的密度，便可根据深度计算压强，再算
3、出上、下压力差，即浮力来。（2）应用阿基米德原理计算这是计算浮力的最基本的方法，只要和已知，或者可以由其他条件求得，即可利用进行计算。（3）利用平衡条件计算浮力当物体处于漂浮或悬浮状态，只受重力和浮力，。如果知道重力或根据其它条件求出重力，即可求出浮力。当物体在三个力的作用下处于平衡状态时，也可以利用三个力的关系求出浮力，例如，挂在弹簧秤上的物体浸入液体中时，（为物体浸在液体中时弹簧秤的示数）。又如，漂浮在液体表面的物体，下面还挂着另一个物体，则物体受到的浮力，只要知道和由其它条件得到另一物对它的拉力，即可求出浮力。4.物体的浮沉条件（1）物体浮沉条件的分析与表达讨论物体的浮沉问题的前提有二：
4、一是物体浸没在液体中，二是物体只受重力和浮力。与的关系与的关系现象上浮浸没在液体中的物体，若受力不平衡，合力不等于零，则物体的运动状态将发生改变，下沉的物体下沉到底时，将受到底部的支承力的作用，当三力平衡即时，物体静止于液体底部；上浮的物体上升至液面，部分体积露出时，逐渐减小，直至时，物体将漂浮于液面，处于平衡状态。（2）漂浮与悬浮的比较漂浮与悬浮的共同点：二者都是平衡状态。漂浮与悬浮的不同点：漂浮物体的，悬浮物体的，。5.阿基米德原理及物体浮沉条件的应用（1）船船属于漂浮物体，。轮船的排水量是轮船满载时排开水的质量。根据轮船的排水量，即可求出轮船受到的浮力。（2）潜水艇、气球、飞艇潜水艇、气
5、球、飞艇共同一处是可以上浮、下沉、悬浮，不同之处只是控制的方法不同。潜水艇是利用改变自重，实现它的上浮和下潜。气球和飞艇的升空和下降，主要是靠改变它们所受浮力来实现的。三 典型应用1.必须弄清楚的一些概念（1）物重G与弹簧秤的示数弹簧秤的示数显示了，物体拉弹簧的力，或弹簧拉物体的力的大小，和是一对作用力和反作用力。在浮力问题中通常弹簧的示数，就给出了。如图2，物体在空气中静止，与二力平衡。如果物体浸在液体中静止，、G三力平衡，此时。（2）物重G与物体排开的液重当物体完全浸没，。（3）浸在（浸入）与浸没（没入）浸在（浸入）是指物体一部分在液体中，或物体全部在液体中的两种情况。浸没（没入）是指物体
6、全部在液体中的一种情况。（4）上浮、漂浮、悬浮物体只受重力和浮力作用下，如果物体向上运动的状态叫做上浮；如果，物体静止在液面上的状态叫做漂浮，如果物体没入液体中静止叫做悬浮。（5）物体的密度与液体的密度。（6）物体的体积，物体排开液体的体积，物体露出液面的体积。如图3所示，物体漂浮在液面上，是物体的体积，是物体浸入液体中的体积，是物体露出液面的体积。所以=+。2.浮力的计算例1：体积相同的铁球、铝球和木块，浸在液体中的情况如图4所示，则比较它们受到的浮力：A铁球受到的浮力最大B铝球受到的浮力最大C木块受到的浮力最大D它们受到的浮力一样大分析与解：根据阿基米德原理可知，物体受到浮力的大小由两个因
7、素决定，一是液体的密度，二是排开液体的体积。铁球 、铝块、木块浸在同一种液体中，相同，且它们的体积相同，全部浸没在液体中，因此它们排开液体的体积相等，所以铁球、铅块、木块受到的浮力一样大。正确答案应为D。说明：铁球、铝块、木块三个物体的密度不同，重力不同，形状不同，浸在液体中不同深度的地方，但却受到同样大小的浮力。说明浮力说明大小与组成物体的物质的密度，物体的重力、物体的形状及全浸物体在液体中的深度都无关。例2：一个物体重为88.2牛，将其放入密度为千克/米3的液体中静止，受到的浮力为78.4牛，若此物体放入水中静止时，受到的浮力为牛。分析与解：判断物体有浮沉有两种方法：（1）受力比较法：物体
8、静止在水中，有三种情况，如果，可能漂浮或悬浮，如果，物体处于沉底静止状态。本题，静止在的液体中受到浮力则物体在此液体中沉底静止。（2）密度比较法：计算出物体的密度，与水的密度相比较，确定其浮沉。根据上个状态可计算物体在水中静止时一定漂浮。浮力与重力平衡，例3：弹簧平下挂一金属块，当金属块浸没在水中时，弹簧秤的示数是29.4牛，这个金属块所受的重力是多少？（已知金属的密度为7.0103千克/米3）。分析与解：浮力问题的一般解题步骤：（1）通过审题明确研究对象，确定它所处的状态。若物体浸没在液体中，；若物体浮在液面上，因此。（2）分析研究对象的受力情况，画出力的示意图，在图中标出已知力的符号、量值
9、和未知力的符号。（3）根据力的平衡原理列方程，代入公式、数值，进行计算，得出结果。例题中弹簧秤下面挂着的金属是研究对象。当金属块浸没在水中时，受到浮力、拉力、重力的作用。其受力示意图如图6所示。将公式、数值代入已知，就可推导计算金属块的重力。例4：一木块浮在水面上，露出水面的体积为32厘米3，把露出水面的部分截去后，原水下部分又有24厘米3体积露出水面，求：（1）木块的体积。（2）木块的密度。分析与解：审题确定研究对象所处状态，画出状态图分析研究对象受力情况画出示意图。解法一：木块被截前后受力分别如图7（甲）（乙）所示。其中（甲）图中，（乙）图中，（甲）图中（乙）图中代入公式展开（1）（2）式
10、得：代入（1）式解法二：漂浮物体即漂浮体静止时，被液面分成两部分，其中与物体整体之比为物体密度与液体密度之比，而且无论如何切割物体，因为物体密度均匀，密度不改变，那么剩余部分静止时，被液面分成两部分的体积比不变。则本题中：课后练习一、掌握篇：1、将一个物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数是1.96牛，若把它浸没在水中时，弹簧秤的示数是1.47牛，则此物体的体积为米3，物体的密度为千克/米3。2、质量相等的木块和冰块（）漂浮在水中，木块受到的浮力冰块受到的浮力，木块排开水的体积冰排开受到的体积（填“大于”，“等于”“小于”）。3、某物体浸没在水中时，弹簧平的示数是它在空气中称时的4/5，则物体的密度等
11、于千克/米3。4、将铁块浸在水银中，它静止时浸在水银中的体积是总体积的。（）5、一个正方体木块漂浮在水面上，水上部分与水下部分体积比为37，则这个木块的密度为千克/米3。6、把一个木块和一铁块捆在一起放入水中，恰能悬浮，已知，则铁块与木块的质量之比是。7、一只密封的箱子体积是，质量是4千克，不慎落入水中，木箱在水中将（）A上浮B下沉C悬浮D无法判断8、一木块放入盛满水的容器中，溢出水的质量是10克。若将它放入盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是：（）（）（）A8克B10克C12.5克D无法确定9、将一个实心球分别放入水、盐水和水银中，如图8所示，实心球受到的浮力分别用、表示，比较浮力大小，应为：
12、（）A=BCD =10、体积相同的A、B两个物体浸在某种液体中，静止时如图9所示，比较A、B两个物体的质量的大小，应为：（）AA比B的质量大BA比B的质量小CA、B的质量一样大D若其中有空心的，就无法判断11、甲、乙两上实心的金属球，它们的质量相同，其密度分别是和。甲球挂在甲弹簧秤下，乙球挂在乙弹簧秤下，并且让金属球全部没入水中。这时：A甲、乙两球所受浮力之比为21 B甲、乙两球所受浮力之比是12C甲、乙两弹簧秤示数之比是89 D甲、乙两弹簧平示数之比是1112二、提高篇：1、重90牛的球放入足够多的密度为0.8103千克/米3的油中静止时，受到的浮力为80牛，该球放入足够多的水中静止，受到的
13、浮力为牛。2、正立方体木块边长为a，密度是，且。它在水中静止时，受到的浮力是，如果木块有上、下表面都与液面保持平行，木块下表面在水中的深度是。3、将一方盒放入水中时，方盒浮在水面上，若在方盒底部均匀贴满3厘米厚的塑料后，方盒露出水面的部分减少了1.8厘米，则塑料的密度是千克/米3。4、甲、乙两个体积相等的实心球吊在两个弹簧秤下，分别浸没在水和酒精中静止。已知，比较两个弹簧秤示数大小，下列判断正确的是：（）A挂甲球的弹簧秤示数大 B挂乙球的弹簧秤示数大C两个弹簧秤示数一样大 D无法判断哪个弹簧乎的示数大5、将铝、铁、铜 制成的三个实心金属球，用细线拴好，分别挂在三只完全相同的弹簧秤下，将三个金属
14、球都浸没在水中，此时三只弹簧秤的示数相同，现在将三个金属提出水面则：A挂着铅球的弹簧秤示数最小 B挂着铁球的弹簧秤示数最小C挂着铜球的弹簧秤示数最小 D三个弹簧秤示数相同6、质量相等的A、B、C三个小球，放在同一液体中，A球漂浮，B球悬浮，C球沉在容器底部，下列说法正确的是：A如果三个小球都是空心的，它们的体积可能相等B如果三个小球的材料相同，则A、B两球一定是空心的C如果三个小球材料是空心的，则A球体积最大，C球的体积最小D如果三个小球都是实心的，则A球的体积最大，C球的体积最小7、如图10所示，在一个较大的容器的水面上放一木块，木块上放一个体积为1分米3，重7.84牛的物体，此时木块漂浮。如果将物体从木块上拿下并放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将：A上升B下降C不变D无法判断8、一木块
