1、甘肅省物理 浮力浮力 第九講1知道浮力產(chǎn)生的原因，能對探究“阿基米德原理”實驗的過程作出正確的說明，以及得出正確的結(jié)論等；能準(zhǔn)確表述阿基米德原理的內(nèi)容；能運用其關(guān)系式F液gV排進(jìn)行簡單的計算。2能通過簡單的受力分析以及二力平衡條件等知識判斷具體情況下物體的浮沉。3知道輪船、潛水艇、氣球和飛艇以及密度計的應(yīng)用原理。一、浮力1定義：浸在液體中的物體，受到液體對它向_的力。2浮力產(chǎn)生的原因：浸在液體中的物體上下表面存在著_，浮力的方向是_，可以用彈簧測力計測出物體在液體中所受到的浮力：F浮GF示數(shù)。3阿基米德原理(1)內(nèi)容：浸在液體中的物體受到液體_的浮力，浮力的大小等于它排開液體所受的_。(2)公

2、式：_，由公式可知，浮力只與_和_有關(guān)，而與放入液體中的物體的重力、密度、體積、形狀、所處位置和全部浸沒時的深度均無關(guān)。(3)阿基米德原理不僅適用于液體，還適用于_。 上壓力差豎直向上向上重力F浮G排液gV排液體密度排開液體的體積氣體阿基米德原理包含兩種狀態(tài)：一是物體全部浸入液體中，即V排V物，二是物體一部分浸入液體中，即V排V物。規(guī)則物體(如正方體、長方體、柱體、圓錐等)的底面與容器底緊密接觸時，物體不受浮力作用。二、浮力的應(yīng)用4物體的浮沉條件物體在液體中處于什么狀態(tài)，主要取決于物體所受的浮力和重力的大小關(guān)系，也可由物體的密度(物體為實心)和液體的密度的大小關(guān)系來判斷，具體情況如下：若F浮G

3、物(物液)，則物體上浮，最后漂浮在液面上；若F浮G物(物液)，則物體懸浮；若F浮G物(物液)，則物體下沉，最后靜止在容器底部。5浮力的應(yīng)用(1)輪船：輪船的大小用_表示，它表示輪船_時排開水的_；(2)潛水艇：靠_實現(xiàn)上浮與下沉的；(3)氣球、飛艇：靠_實現(xiàn)上升與下降的；(4)密度計：在任何液體中都處于_狀態(tài)，越靠上示數(shù)越_。 排水量滿載質(zhì)量改變自身重力改變浮力漂浮小1浮力計算方法：稱量法：F浮GG示；原因法：F浮F上F下；原理法：F浮G排液gV排；平衡法：漂浮或懸浮時F浮G物。2漂浮問題“五規(guī)律”：(1)物體漂浮時，所受浮力等于它受到的重力；(2)同一物體漂浮在不同液體里，所受浮力相同；(3

4、)同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積小；(4)漂浮物體浸入液體體積是它體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；(5)將漂浮物體全部浸入液體里，需加豎直向下的外力等于液體對物體增大的浮力。1(2014，蘭州)如圖所示，將一重力為18 N，體積為2103m3的蠟塊用細(xì)線系在彈簧測力計的掛鉤上，將它浸沒在酒精中，則蠟塊受到的浮力是_16_N，此時測力計的示數(shù)是_2_N。(g10 N/kg，酒精0.8103kg/m3)2(2014，聯(lián)考)遼寧號航空母艦滿載時排水量達(dá)67 500 t，它滿載時所受的浮力為_6.75108_N，當(dāng)艦載機起飛后，航空母艦所受浮力將_變小_(選填“不

5、變”“變小”或“變大”)。(g取10 N/kg) 3(2013，慶陽)如圖所示，將重為5 N的木塊放入燒杯中，靜止時木塊所受的浮力的大小為_5_N，方向為_豎直向上_。放入木塊后，燒杯底部所受水的壓強與原來相比_變大_(選填“變大”“變小”或“不變”)。4(2013，天水)把重5 N，密度為0.9103 kg/m3的實心物體投入水中，當(dāng)物體靜止時，物體處于_漂浮_(選填“漂浮”“懸浮”或“沉在水底”)狀態(tài)，物體在此時受到的浮力是_5_N。5(2012，蘭州)將一塊石蠟，分別放入足量的水和酒精中，當(dāng)石蠟靜止時，它排開水的體積與排開酒精的體積之比為_9 10_。(石蠟0.9103 kg/m3, 酒

6、精0.8103 kg/m3) 8(2013，蘭州)核潛艇是潛艇中的一種類型，指以核反應(yīng)堆為動力來源設(shè)計的潛艇。核潛艇水下續(xù)航能力能達(dá)到20萬海里，自持力達(dá)6090天。某核潛艇排水量(排水量指潛艇潛行時排開水的質(zhì)量)：6500噸；航速：水上最大16節(jié)，水下最大22節(jié)；潛深：300m。(海 水1.03103 kg/m3，g取10 N/kg)求：(1)22節(jié)相當(dāng)于多少千米/小時？(1節(jié)是指1小時行駛1海里，1海里等于1852米)(2)該核潛艇在水下航行時受到的浮力是多少？(3)核潛艇潛入水下300m時，受到海水的壓強是多少？解：(1)v221.852 km/h40.744 km/h(2)F浮G排mg

7、6.5106 kg10 N/kg6.5107 N(3)p海水gh1.03103 kg/m310 N/kg300 m3.09106 Pa 【例1】用彈簧測力計懸掛實心圓柱體，圓柱體的底面剛好與水面接觸(未浸入水中)，如圖甲所示，然后將其逐漸浸入水中，圖乙所示是彈簧測力計示數(shù)隨圓柱體逐漸浸入水中深度的變化情況示意圖，則圓柱體受到的最大浮力是_。【解析】由圖乙可知彈簧測力計的示數(shù)先變小后不變，是因為圓柱體在浸入水中的過程中，受到水對它的浮力變大；當(dāng)物體完全浸沒時，它排開水的體積不變，此時所受到的浮力最大，由測量法可得F浮2.0 N1.4 N0.6 N。【答案】浮力的計算 0.6 N【變式題1】在“阿

8、基米德解開王冠之謎”的故事中，若王冠在空氣中稱時重5 N，浸沒在水中稱時重4.7N，則這頂王冠浸沒在水中所受的浮力為_N，它排開的水重為_N。【變式題2】(包頭中考)如圖所示，在容器中放一個上、下底面積均為10 cm2、高為5 cm，體積為80 cm3的均勻?qū)ΨQ石鼓，其下底表面與容器底部完全緊密接觸，石鼓全部浸沒于水中且上表面與水面齊平，則石鼓受到的浮力是( )0.30.3A0B0.3 NC0.5 ND0.8 NB【例2】(2014，遼陽)將一個小球放入裝有少量水的燒杯中，小球在如圖甲所示的位置靜止，向杯中緩緩倒水，直至小球在如圖乙所示位置靜止，此時小球露出水面的體積與圖甲中小球露出水面的體積

9、相同，則下列說法錯誤的是( )A圖乙中小球所受浮力大于圖甲中小球所受浮力B圖乙中水對杯底的壓強大于圖甲中水對杯底的壓強C圖乙中小球所受重力與小球所受浮力是平衡力D圖甲中小球只受兩個力的作用【解析】本題考查了浮力、壓強等知識，由甲圖和乙圖可以知道，排開水的體積相同，根據(jù)阿基米德原理可以知道，它們的浮力大小相等，A說法錯誤，圖乙中水的深度大于圖甲中的深度，圖乙中水的壓強大于圖甲中水的壓強，B說法正確；圖乙中和圖甲中小球都是漂浮，浮力等于重力，C、D說法正確，錯誤選項為A。【答案】浮力的應(yīng)用 A【變式題3】(株洲中考)南海黃巖島事件后，中國制造航母的呼聲越來越高，如圖是中國航母的設(shè)想圖。一艘航母的艦

10、載機飛離航母后，則( )A航母將上浮，所受浮力減小B航母將上浮，所受浮力增大C航母將下沉，所受浮力增大D航母將下沉，所受浮力減小A【變式題4】(2013，涼山)在一支鉛筆的下端粘上一塊橡皮泥，把它分別置于甲、乙、丙三種不同的液體中，鉛筆靜止時的情形如圖所示。則鉛筆分別在三種液體中受到浮力F的大小和三種液體密度之間的關(guān)系正確的是( )AF甲F乙F丙，甲乙丙BF甲F乙F丙，甲乙丙CF甲F乙F丙，甲乙丙DF甲F乙F丙，甲乙丙C浮力的大小等于什么1用稱量法測出物塊在水中受到的浮力，同時測出物塊排開水的重力，比較二者的數(shù)量關(guān)系。2若實驗用到溢水杯，注意溢水杯中一定要裝滿水 【例3】(2013，威海)小明

11、同學(xué)在探究影響浮力大小的因素時，做了如圖所示的實驗。請你根據(jù)小明的實驗探究回答下列問題。(1)在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與_的關(guān)系；根據(jù)A與E兩圖所示的實驗數(shù)據(jù)，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為_N。(2)小明對ABCD四個步驟進(jìn)行了觀察研究，發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時與深度有關(guān)，有時與深度又無關(guān)。對此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而_，當(dāng)物體浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度_。(3)在小明實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)實驗數(shù)據(jù)，可以計算出鹽水的密度為_kg/m3。【解析】(1)觀察C與E兩圖可以看出，液體的密度不同，而物體A排開液體的體積相同，彈簧測力計的

12、示數(shù)不同，因此可以探究浮力與液體密度的關(guān)系。由圖A知物重G8 N，由圖E知浸沒在鹽水中G05.6 N，則浮力F浮GG08 N5.6 N2.4 N。 (2)觀察B、C兩圖發(fā)現(xiàn)，物體浸入水中的深度增大，其實質(zhì)是物體排開水的體積增大，而彈簧測力計的示數(shù)減小，說明物體受到的浮力增大，于是得出結(jié)論：浮力的大小隨著物體排開水的體積的增大而增大；觀察C、D兩圖發(fā)現(xiàn)，當(dāng)A全部浸入水中時，深度增加，彈簧測力計的示數(shù)不變，即所受浮力的大小不變，于是得出結(jié)論：浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。(3)利用稱重法：F浮GG0，可分別求出物體A浸沒在鹽水中和水中的浮力為2.4 N和2 N，根據(jù)阿基米德原理則有下列兩

13、個等式成立：鹽水gV排2.4 N，水gV排2 N，因為是同一物體浸沒在鹽水中和水中，所以V排V排，由式得鹽水1.2103 kg/m3。【答案】(1)液體密度2.4(2)增大無關(guān)(3)1.2103【變式題5】(2013，吉林)為測定某種液體的密度，先用彈簧測力計測出一個塑料塊的重量，如圖甲所示，然后將其放入裝有60 mL該液體的量筒中，靜止時液面如圖乙所示，則 塑 料 塊 受 到 的 浮 力 為 _ _ _ _ N ， 液 體 的 密 度 為_kg/m3。若想測定塑料塊的密度，還需要測出_，請寫出測量該物理量的下一步操作：_。0.90.9103塑料塊的體積用大頭針(或細(xì)絲)將塑料塊全部壓入水中一

14、、方法技巧三種方法比較浮力大小1“比V排法”，即不同物體浸在同一液體中，根據(jù)F浮G排液gV排知，液相等，V排越大，受到的浮力越大。2“比液法”，即同體積的不同物體浸沒在不同液體中，根據(jù)F浮G排液gV排知，V排相等，液越大，受到的浮力越大。3“比重法”，即同一物體浸在不同液體中靜止，針對物體不同狀態(tài)進(jìn)行受力分析，以重力為中間不變量，對比出浮力大小。 二、常見易錯現(xiàn)象認(rèn)為一切浸在液體中的物體都受到浮力的作用(沒有深刻理解物體所受上下表面的壓力差而產(chǎn)生的浮力)；認(rèn)為物體浸沒液體越深，所受浮力越大(物體浸沒在液體中排開液體體積不變，所受浮力不變)；應(yīng)用浮力公式計算時，不注意前提條件而出錯(如利用F浮G

15、物求浮力的前提條件是物體在液體中漂浮或懸浮)；應(yīng)用物體的浮沉條件解題時易錯(a.輪船漂浮所受浮力一定，吃水深度的變化由阿基米德原理分析；b.潛水艇潛入水中排開水的體積一定，所受浮力一定，靠改變自身重力實現(xiàn)下潛和上浮的)。【例4】質(zhì)量相等的三個實心小球，放入某液體中靜止后處于如圖所示狀態(tài)。(C球沉底)，比較它們物理量的關(guān)系，正確的是( )A浮力關(guān)系：FAFBFCB浮力關(guān)系：FAFBFCC重力關(guān)系：GAGBGCD體積關(guān)系：VAVBVC【解析】由題中條件“質(zhì)量相等的三個小球”可知GAGBGC，由浮沉條件可知，它們浮力大小關(guān)系是FAFBFC。密度關(guān)系是AB水C，所以它們的體積關(guān)系是VAVBVC。【答案】D【例5】如圖所示，“遠(yuǎn)征號”潛水艇從長江某基