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- 2021-10-27 发布
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第九讲 浮力
方法小结
物体浸在液体或气体里受到竖直向上的托力叫浮力.浮力是由于物体受到液体或气体向上和向下的压力差而产生的.浮力的大小等于它所排开的液体或气体所受的重力.可用公式表示为:F浮=G排=ρ液gV排.从公式可知,物体所受浮力大小与液体的密度、物体所排开的液体体积有关,而与物体的密度、体积、形状、运动状态、深度等因素均 无关.若F浮>G,物体就会上浮,最终漂浮;F浮<G,物体就会下沉 ,最终沉底;F浮=G,物体可悬浮在液体内部任何深度的地方.对于实心物体,也可根据密度判断物体浮沉:当ρ液>ρ物,物体上浮;ρ液<ρ物,物体下沉;ρ液=ρ物,物体悬浮.求浮力的方法有:①称重法:F浮=G-F′;②阿基米德原理(排液法):F浮=G排=ρ液gV排;③压力差法:F 浮=F向上-F向下;④平衡法:F浮=G(适用漂浮或悬浮) .中考题中,求浮力的四种方法常会互相联系,互相渗透,增加了解题的难度,主要考查学生分析、解决问题的综合能力.
课前热身
1.液体或气体对浸在其中的物体具有_________的托力,这个托力叫浮力. 一块石头在水中搬运时比较省力,就是因为石头在水中受___力的作用.
2.浮力就是液体对浸在其中的物体具有_________的压力和_________的压力之差.它的大小等于物体排开的_____
___________,这就是著名的阿基米德原理.
3.鸡蛋放在清水中会下沉,是因为鸡蛋受到的浮力___它的重力; 在清水中倒入适量的浓盐水,鸡蛋就会上浮,这是因为鸡蛋受到的浮力___它的重力 ;当鸡蛋受到的浮力等于它的重力,鸡蛋就会处于____状态或____状态.
4.弹簧测力计下悬挂一物体,在空气中称时弹簧测力计的示数为5 N,浸在水中时,弹簧测 力计的示数为3 N,则物体受到的浮力为___ N.
5.将重2 N的金属块用线悬挂,使其全部浸入盛满酒精的容器内,测得溢出的酒精重为0.32 N,则金属块受到的浮力为_____ N,金属块的体积为_______m3.(g=10 N/kg)
6.一个边长为10 cm的正方体浸没在水中,下表面距水面20 cm,物体上、下表面所受的压 强差是_____ Pa,物体受到的压力差是_____ N,物体受到的 浮力为_____ N.
7.质量为250 g的物体静止在水中,有一半体积露出水面,这个物体的体积是_______ m3,它的密度是_______ kg/m3.
8.密度计是测量________的工具,它的工作原理是_____条件的应用.如图5-4-1所示,有一支密度计先后放在A、B两种液体中,静止时, 如图所示,由此可以判断,密度计在A液体中所受的浮力___在B液体 中所受的浮力,A液体的密度____B液体的密度(填“>”、“<”或 “=”).
9.关于物体的浮力,下列说法中正确的是( )
A.物体只有液体里才会受到浮力 B.浸没在液体里的物体,随着深度增加,浮力将会变大
C.浸没在液体中的物体一定受到浮力作用,浮力大小等于被物体排开的液体所受的 重力
D.浸没在液体中的物体受到的浮力与物体的形状有关,与液体的密度和物体的体积 有关
10.三个体积相同、由不同材料制成的实心球体,放入同一种液体中,最后静止时,如图5- 4-2所示.则
(1)它们所受浮力的大小关系是( )
A. F甲=F乙=F丙 B. F甲<F乙<F丙 C. F甲<F乙<F丙 D. F甲=F乙<F丙
(2)它们自重大小关系是( )
A. G甲=G乙=G丙 B. G甲<G乙<G丙 C. G甲<G乙=G丙 D. G甲=G乙<G丙
(3)它们的密度跟液体密度大小的关系是( )
A. ρ甲<ρ乙<ρ丙<ρ液 B. ρ甲<ρ乙=ρ液<ρ丙
C. ρ甲=ρ液<ρ乙<ρ丙 D. ρ甲=ρ乙=ρ丙=ρ液
11.把质量为2.7 kg的实心铝球分别放入水银和水中,铝球所受的浮力各为多大?(g=1 0N/kg)
12.质量为89 g的铜球浸没在密度为1.2×103 kg/m3的盐水中时,弹簧测力计的读数 为0.79 N(g=10N/kg).求:
(1)铜球的体积为多少?
(2)若浸没在密度为0.8×103 kg/m3的酒精中称,则弹簧测力计读数为多少?
典型例题解析
【例1】用手把一正方体石蜡压在盛有水的容器底上,使石蜡块下表面与容 器底密合,放手后,对石蜡受力分析正确的是( )
A.重力、压力、支持力 B.重力、浮力、支持力 C.浮力、压力、支持力 D.重力、浮力、压力
【例2】如图,甲、乙两球用细线相连,放入水中,两球刚好悬 浮在水中.如果细线断开后,下面判断正确的是( )
A.甲球下沉,乙球上浮 B.甲球上浮,乙球下沉 C.两球都不沉 D.两球仍悬浮在水中
【例3】有一金属球在空气中称时,弹簧测力计的示数为14.7 N,将它一 半浸入水中称时,弹簧测力计的示数为9.8 N.已知该金属的密度是2.7×103 kg/m3, 问 这金属球是空心还是实心的?
【例4】质量相等的甲、乙两物体,密度之比为5∶3,将甲放入水 中,乙放入密度为0.9×103kg/m3的液体中静止时,甲、乙两物体受到的浮力之比为4 ∶5,求
(1)甲、乙两物体的体积之比;
(2)甲物体的密度.
【例5】给你刻度尺一把,一个内含木块足够大的正方体冰块,一个足够大 的盛水容器.若已知水的密度为ρ水,冰的密度为ρ冰,冰块中木块的体积为V 木.用它们如何测出冰块中木块的密度ρ木?要求写出实验步骤和计算木块密度的公式.( 假定实验中冰不溶化,ρ冰和ρ木都小于ρ水)
【例6】小明用实验测量粗细均匀木棍的横截面积,他用短细线在竹棍的下端系一小石块,然后将它们放入水中,竹棍竖直立在水中,水面距竹棍上端16.8 cm;再将系石块的竹棍放到煤油中,竹棍竖直立在煤油中,煤油的液面距竹棍上端9.8 cm ,两次实验中石块都不跟容器底接触.已知竹棍长40 cm,质量是24 g,石块的质量是18 g, 煤油的密度是水的密度的4/5.由上述所给条件求:
(1)细竹棍的横截面积;
(2)石块的密度.
【例7】2001年,俄罗斯建造两艘巨型趸船打捞沉没在巴伦之海海底深处的核潜艇“库尔斯克”号,该核潜艇残骸约12700吨,巨大的艇身在趸船钢缆的拉力作用下将被逐渐从海底拉起,在上拉至水面的过程中,潜艇所受浮力如何变化?
【例8】给你一杯待测液体和一杯水,一个大量筒,一个密度比水的密度和待测液体密度都小的 实心物体,该物体可放入量筒中.利用所给器材,设计一个测液体密度的实验.
①将实验的主要步骤补充完整,并用字母表示需要测量的物理量.实验的主要步骤有:
A.向量筒内倒入适量的待测液体,记下液面所示的刻度值V1;
B.将实心物体放入量筒中液体里,待其静止时记下液面上升的刻度值V2;
C. _______________________________________________;
D. ________________________________________________
②推导出计算待测液体密度的表达式:
【例8】如图,将一空玻璃小试管放入盛有60 mL水的量筒中,量筒中水面升至73 mL处, 再将其压入水中,水面下降至66 mL处.(量筒中水的质量不变.g=10N/kg)
求:(1)小试管的质量;(2)小试管玻璃的密度.
1.水上浮着一个物体,露出水面和浸在水里的体积之比为2∶3,则此物体的密度为________kg/m3;当物体浮在另一种液面上时,露出液面和浸在液体内的体 积之比为1∶3,则这种液体的密度为_________kg/m3.
2.下列关于浮力的说法中正确的是( )
A.同一物体浸没在水中越深,受到的浮力越大
B.不种材料制成的体积相同的实心球A和B,浸没在同种液体中,受到的浮 力一样大
C.同种材料制成的体积相同的实心球和空心球,浸没在同种液体中,受到的浮力不 同
D.当物体在上浮的过程中,浮力逐渐增大
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