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1、浮力与升力章末小结与提升 一、物体的浮沉条件状态运动静止上浮下沉漂浮悬浮沉底示意图F浮与G关系F浮GF浮物液物液=物液物典例1一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有76 g水溢出,将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有64 g酒精溢出,酒精的密度是0.8103 kg/m3,则物块的密度是()103 kg/m3B.0.95103 kg/m3C.0.90103 kg/m3D.0.84103 kg/m3【解析】由题中条件及V排=可求出物块在水中和酒精中排开液体的体积分别为76 cm3、80 cm3,因为76 cm3小于80 cm3,所以物块在水中一定是漂浮的,由漂浮条件可知物体所受重力G物=F浮
2、(水)=m排(水)g=0.76 N,在酒精中所受浮力F浮(酒精)=m排(酒精)g=0.64 N,由浮沉条件可知物块在酒精中是沉底的,即被浸没,所以V物=V排=80 cm3。由上述分析可知G物=0.76 N,所以m物=0.076 kg,由密度公式=可求出物块密度为0.95103 kg/m3,B项正确。【答案】 B二、计算浮力的常用方法压力差法浮力等于液体对浸在液体中的物体向上和向下的压力差:F浮=F向上-F向下称重法用弹簧测力计测出物体在空气中的示数G物和物体浸入液体后的示数F示,两者之差即为物体所受的浮力:F=G物-F示公式法F浮=G排=液gV排,此公式既适用于液体,又适用于气体平衡法F浮=G
3、物,只适用于漂浮或悬浮,需要注意的是物体漂浮时,物体排开液体的体积小于物体的体积,而悬浮时,物体排开液体的体积等于物体的体积典例2蓝莓被誉作“水果皇后”。蓝莓果实中含有丰富的花青素、鞣花酸及多种微量元素,具有明目、抗癌、预防动脉硬化等作用。小明同学将几颗蓝莓放到水中,发现每颗蓝莓有的体积露出水面,则蓝莓的密度是kg/m3。【解析】设蓝莓的体积为V,由阿基米德原理可知F浮=水gV排,蓝莓漂浮在液面上,则G物=F浮,因为G物=物gV,所以物gV=水gV排,又因为蓝莓排开水的体积V排=V=V,所以蓝莓的密度物=0.9103 kg/m3。【答案】 0.9103实验一:探究浮力的大小与哪些因素有关1.实
4、验器材:弹簧测力计、铁块、大烧杯、水、盐水。2.实验方法:控制变量法。3.实验步骤(1)在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,观察弹簧测力计的示数变化;(2)把同一铁块分别浸没在水和盐水中同一深度处,比较弹簧测力计的示数大小。4.实验结论:在同种液体中,物体浸入液体中的体积越大,物体所受浮力越大;浮力大小与物体浸没水中后的深度无关;物体排开液体体积一定时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。典例1如图所示为“探究影响浮力大小的因素”的实验。(1)分析实验B、C可知,在同种液体中物体排开液体的体积越大,受到的浮力;(2)图中F3=N,盐水的密度液=kg/m3;(3)实验所用的
5、科学研究方法是。【解析】(1)由图B、C可知,物体排开液体的体积不同,测力计的示数不同,且排开液体的体积越大,所受浮力越大;(2)浮力大小与物体浸没的深度无关,所以F3=F2=7 N;由图A、C可知,物体浸没在水中时所受浮力F浮=10 N-7 N=3 N,由图A、E可知,物体浸没在盐水中时所受浮力F浮=10 N-6.4 N=3.6 N,由F浮=水gV排得物体的体积V=V排=310-4 m3,盐水的密度液=1.2103 kg/m3;(3)该实验探究浮力大小与多个因素的关系,采用了控制变量法。【答案】 (1)越大(2)71.2103(3)控制变量法实验二:探究浮力的大小1.实验器材:弹簧测力计、物
6、块、小桶、溢水杯。2.实验装置图:如图所示。3.实验过程(1)先测出小物块的重力G物(如图A所示),同时测出一个空烧杯的重力G杯(如图B所示);(2)用弹簧测力计挂住物块将其缓慢浸入装满水的溢水杯中,用空烧杯接住被物块排开的水,同时读出此时弹簧测力计的示数F(如图C所示);(3)用弹簧测力计测出烧杯和排开的水的总重力G(如图D所示)。4.实验结论:物体所受的浮力F浮=G物-F,而被物体排开的液体的重力G排=G-G杯,通过对实验数据的比较可得出阿基米德原理:浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。典例2如图1所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开的液体
7、所受重力的关系”实验的五个步骤。(1)两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=N;两步骤可得出物块排开的水所受的重力G排,比较F浮与G排可以得到浮力的大小跟物块排开的水所受重力的关系;(2)如图2所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出的弹簧测力计示数F随物块浸入水中深度h变化的关系图像,分析图像可得,当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数(选填“变大”“变小”或“不变”);当h=4 cm 时,物块所受的浮力为N;浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数为N;该圆柱体物块的高度是cm。【解析】(1)由图B可知,物块的重力G=4.2 N,由图D可知,物块浸没在水中时
8、弹簧测力计示数F=3 N,则物块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=4.2 N-3 N=1.2 N,所以B、D两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=1.2 N;物块排开的水所受的重力G排等于桶和排开水的总重减去空桶的重,所以A、E两步骤可得出物块排开的水所受的重力G排;(2)由图2可知,物块没有浸没前,弹簧测力计的示数变小;当h=4 cm时,弹簧测力计的示数为3.4 N,物体受到浮力F浮=G-F=4.2 N-3.4 N=0.8 N;物块的深度在6 cm10 cm时,即物块浸没后,随深度的增加,弹簧测力计的示数保持在3 N不变;当圆柱体浸入水中的深度为6 cm 时,圆柱体刚好浸没在水中,所以圆柱体的高度为6 cm。【答案】 (1)B、D1.2A、E(2)变小0.836【针对训练】在“探究浮力大小与排开液体体积的关系”实验中,如图甲所示,用弹簧测力计测出物块所受的重力,然后将物块逐渐浸入水中。(1)在图乙位置时,物块受到的浮力是0.6N;(2)将物块逐渐浸入水中时,发现弹簧测力计的示数逐渐变小,说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而增大;(3)继续将物块逐渐浸入水中,发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变,最后突然变为0,示数为0时物块处于C。A.漂浮状态B.悬浮状态C.沉底状态
