四、浮力壓強和浮力第九章第九章壓強和浮力四、浮力新知梳理

應用示例

課堂小結

1.定義:浸在液體或氣體里的物體,受到液體或氣體向上的托力,這個力叫作浮力。2.方向:

。

3.測量:將物體懸掛在彈簧測力計下在空氣中靜止,測量物體的重力G;再將物體浸入液體中,測出拉力F,則此時物體所受的浮力F浮=

。

一、浮力豎直向上G-F1.發現問題、提出問題升空的熱氣球、浮在水面的船舶都受到了浮力的作用,浮力的大小與哪些因素有關呢?2.實驗器材:彈簧測力計,圓柱體,分別盛有水、濃鹽水的容器各一個。3.實驗步驟:①用彈簧測力計測出圓柱體所受的重力;二、探究影響浮力大小的因素②將圓柱體逐漸浸入水中,直到浸沒,觀察并記錄彈簧測力計的示數;③改變圓柱體浸沒在水中的深度,觀察并記錄彈簧測力計的示數;④將圓柱體浸沒在濃鹽水中,觀察彈簧測力計的示數,并與圓柱體浸沒在水中時彈簧測力計的示數進行比較。4.實驗結論:浸在液體中的物體,所受浮力的大小與其

和

有關。

排開液體的體積液體的密度5.評估交流:實驗時選用不同液體進行多次實驗,是因為一次實驗具有偶然性,要尋找普遍規律。1.內容:浸在液體中的物體所受浮力的大小,等于被物體排開的液體所受的重力。2.公式:F浮=G排=ρ液V排g。[點撥]

從公式中可以看出:液體對物體的浮力與液體的

和物體

有關,而與物體的質量、體積、形狀、浸沒的深度等均無關。

三、阿基米德原理密度排開液體的體積1.探究過程(1)如圖9-4-1所示,物塊(上、下表面面積均為S)上表面受到的液體的壓強p1=

,壓力F1=

,方向

。四、探究浮力產生的原因圖9-4-1ρ液gh1ρ液gh1S豎直向下(2)物塊下表面受到的液體的壓強p2=

,壓力F2=

,方向

。

(3)相對的側面受到的壓強大小

,壓力大小

(前兩空均選填“相同”或“不同”),相對的側面所受的壓力

(選填“相互平衡”或“不平衡”)。

圖9-4-1ρ液gh2ρ液gh2S豎直向上相同相同相互平衡(4)由于h2>h1,物塊上、下表面的受力面積相同,所以液體對物塊向上的壓力F2

(選填“大于”“等于”或“小于”)液體對物塊向下的壓力F1。

圖9-4-1大于2.探究結論:浮力產生的原因是

。

3.探究應用:壓力差法計算浮力若物體浸沒在液體中時,上表面受到液體的壓力大小為F向下,下表面受到液體的壓力大小為F向上,則物體所受浮力的大小可表示為F浮=

。

物體上下表面受到液體的壓力差F向上-F向下類型一浮力例1關于浮力,下列說法中錯誤的是 (

)A.在水中上浮的木塊受到水對它的浮力B.在空中上浮的氫氣球受到空氣對它的浮力C.將一石塊扔進水中,在其下沉過程中不受浮力D.浮力的方向一定豎直向上C[易錯警示]

浸在液體中的物體,無論是上浮還是下沉,都受到液體的浮力作用;物體受到浮力的施力物體是其周圍的液體或氣體,而非物體本身。類型二稱重法測浮力例2彈簧測力計通過細線吊著一個金屬塊,靜止時彈簧測力計的示數如圖9-4-2甲所示,則金屬塊的重力是

N;如圖乙所示,將金屬塊浸沒在水中,靜止時彈簧測力計的示數是1.6N,則金屬塊在水中受到的浮力是

N。

圖9-4-22.81.2[方法指導]

稱重法測浮力F浮=G-F示,具體受力分析如下:物體受到自身的重力G、水對它的浮力F浮以及彈簧測力計對物體的拉力F拉,F拉的大小等于彈簧測力計的示數F示,受力分析如圖9-4-3所示,根據物體在平衡狀態下所受合力為零,則有F示+F浮=G,所以F浮=G-F示。圖9-4-3類型三影響浮力大小的因素例3

(2024南通通州區一模改編)小明用彈簧測力計、金屬塊、兩個相同的燒杯(分別裝有一定量的水和酒精)對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究,其探究過程及有關數據如圖9-4-4所示:圖9-4-4(1)分析圖甲、乙、丙、丁四次實驗,可知浮力大小跟

有關。

(2)分析圖甲、

三次實驗可知,浮力大小跟液體密度有關。

圖9-4-4排開液體的體積丁、戊(3)該金屬塊浸沒在酒精中時所受的浮力為

N,金屬塊的密度為

g/cm3。

圖9-4-42.44(4)探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關,可以選擇下表中的

兩個物體,將它們浸沒在

(選填“同種”或“不同”)液體中,測出所受浮力的大小來進行判斷。

ABCDE鐵塊銅塊鐵塊銅塊銅塊50g50g10cm310cm315cm3C、D同種[方法指導]

控制變量法探究影響浮力大小的因素浮力大小與多個因素有關,在探究過程中需要采用控制變量法。在探究浮力大小與液體密度的關系時,需控制物體排開液體的體積不變;在探究浮力大小與物體排開液體的體積關系時,需控制液體密度不變;在探究浮力大小與所處液體深度的關系時,需控制液體密度、物體排開液體的體積等因素不變。在結論描述時要注意語言的完整性與規范性,如一定要指明“在……因素一定時”。類型四阿基米德原理例4

(2023宿遷泗洪二模)小強為了探究“物體所受浮力的大小跟其排開的液體所受重力的關系”,做了如圖9-4-5所示的實驗:(1)你認為最合理的實驗順序是

(填字母)。

圖9-4-5DABC(2)由上述實驗過程可知,物塊浸沒時受到的浮力大小為

N,通過實驗可以得到結論:浸在液體中的物體,所受浮力的大小等于

;物塊浸沒后,逐漸增大浸沒的深度(未觸底),彈簧測力計的示數

(選填“會”或“不會”)發生變化。

圖9-4-51排開液體的重力不會(3)下列實驗過程中的操作會影響驗證結果的是

。

①圖A中溢水杯內未裝滿水②圖D中小桶內有少量水③圖B中物塊未浸沒圖9-4-5①[實驗點撥]

驗證阿基米德原理實驗分析注意:實驗前一定要在溢水杯中裝滿水,這樣才能將物體排開的水全部收集。例5

(2023南京)如圖9-4-6所示,在一只輕薄透明塑料袋中裝入半袋水,用彈簧測力計吊住塑料袋并將其緩慢浸入水中,當測力計示數減小為零時(塑料袋不接觸杯底),發現袋內外水面相平。為了說明浮力的大小與液體的密度有關,僅提供密度不同的甲、乙兩種液體(ρ甲>ρ水>ρ乙),在前面步驟的基礎上,要求控制V排不變,圖9-4-6以下關于器材選用的設計方案正確的是 (

)A.將袋內水換成等體積的甲液體,袋外水不變B.將袋內水換成等體積的乙液體,袋外水不變C.將袋外水換成甲液體,袋內水不變D.將袋外水換成乙液體,袋內水不變圖9-4-6D例6

(2024連云港濱海模擬)一塊礦石重3N,浸沒在水中稱時,彈簧測力計示數為2N;浸沒在未知液體