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第1节 浮力
一、学习目标
1.认识浮力的概念。
2.知道浮力产生原因。
3.称重法测浮力。
4.浮力与哪些因素有关?
学习的重点是浮力的概念
学习的难点是浮力产生的原因
二、知识点解读
知识点一:什么是浮力
当物体浸在液体或气体中时会受到一个向上托起的力,这个力就是浮力。
注:一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
知识点二:产生原因
由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。浮力的方向总是向上的,与 重力 的方向相反。
知识点三:称重法测浮力
浮力等于物体重减去物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮= G—F弹
三、深化理解知识点的例题及其解析
【例题1】如图所示,乒乓球漂浮在水面上,请画出乒乓球受到的重力G和浮力F浮的示意图。
答案如图所示:
解析:根据乒乓球漂浮在水面上,则可判断乒乓球受到的浮力与重力是一对平衡力,浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下,浮力大小等于重力,作用点在球重心上;根据力的示意图的做法,用一条带箭头的线段把浮力和重力的大小、方向、作用点分别表示出来。
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乒乓球所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出F浮;乒乓球的重力与浮力大小相等,方向相等,作用点都在重心,同理做出重力的示意图,如图所示。
【例题2】北方人有吃饺子的习惯,刚包好的饺子,为什么放入水中会下沉,而过一会儿饺子会浮起来?
答案:刚刚包好的饺子,放入水中时,由于饺子所受浮力小于重力,所以下沉;过一会儿,由于饺子受热后内部空气膨胀,饺子的体积增大,排开水的体积也增大、浮力增大,当饺子所受到的浮力大于重力时,它会浮起来。
四、本节课的课时作业(含答案与解析)
第1节 《浮力》 课外同步课时作业
一、选择题
1.浮力产生的原因是由于 ( )
A.液体(或气体)对物体有压力 B.液体(或气体)对物体有压力差
C.液体(或气体)有质量 D.物体对液体(或气体)有压力
2.一正方体浸没在水中,上表面与水面相平,关于它下列说法中正确的是( )
A.它的上、下表面都受到水的压强,其中上表面受的压强较大
B.它的上、下表面都受到水的压力,两表面受的压力相等
C.它的上表面受的压力向上,下表面受的压力向下
D.它的下表面受的压强较大,下表面受的压力向上
3.有一实心长方体金属块挂在弹簧秤上,静止时弹簧秤读数为F1;将此金属块全部浸没在水中,静止时弹簧秤示数为F2。据此实验及所得数据,一定不能求出的量是( )
A 金属块上、下表面压力差 B 金属块上、下表面压强差
C 金属块的质量 D 金属块的密度
4.物体处于密度为ρ的液体中,物体体积为V,物体的上下表面受到液体的压力分别为F1、 F2,则下列叙述正确的是 ( )
A. F1一定大于F2 B. F2一定大于F1
C. F浮=F2-F1 D. F浮=ρgV
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二、填空题
1.浮力的大小由 和 来决定,与物体的密度 关,与物体的体积 关,
与物体浸没在液体中的深度 关.
2.有一边长为10cm正方体浸没在水中,上表面离水面20cm,水对上表面的压强为 Pa,水对上表面产生的压力为 N, 水对下表面的压强为 Pa, 水对下表面产生的压力为 N,物体受到的浮力为 N.
3.一个半球形物体浸没在水中,受到水向下的压力30N,半球受到水施加的浮力为80 N,则半球受到向上的压力为_________ N。
4.有一边长为20cm正方体木块,放在水中,其有五分之三的体积浸入水中,那么木块受到的浮力为 N;木块下表面受到水的压力为 N。(取g=10N/kg).
三、作图题
1.水中正在上浮的乒乓球,画出所受的重力G和浮力F的示意图.
2.如图所示是正在水中上浮的木块,请画出木块在水中所受重力G和浮力F浮的受力示意图.
四、实验探究题
1.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明用弹簧测力计、圆柱体、两个装有适量水和盐水的同样的烧杯,对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究,实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数如图所示.请按要求回答下列问题:
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(1)比较图甲、乙可知:乙图中圆柱体受到的浮力的大小为 N.
(2)比较图乙、丙,说明浮力的大小与 有关.
(3)通过图乙和戊的探究,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是 .
(4)通过图中数据可知:圆柱体的密度是 kg/m3(取g=10N/kg).
五、计算题
1.如图所示,边长为20厘米的正方体木块,其下表面距水面15厘米,试求:
(1)上、下表面受到的液体的压力差;
(2)木块排开的水重。
六、综合能力题
1.如图所示,设想有一个高为H,上、下底面积为S的长方体浸没在密度为ρ的液体中,设长方体上表面在液体中的深度为h 1,下表面在液体中的深度为h 2,该长方体上、下表面受到液体的压强可用公式p=ρgh(ρ为液体密度,h为深度)来计算,试推导出长方体上、下表面在液体中所受压力差F=ρgHS.
第1节 《浮力》 课外同步课时作业答案与解析
一、选择题
1.答案:B
2.答案:D
3.答案:B
4.答案:D
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二、填空题
1.液体的种类 排开液体的体积,无,无,无。
2. 1.96×103.19.6. 2.94×103。29.4。9.8。
3.110
4.48;48.
三、作图题
[XXK]
2.解答:因为物体在水中,所以受浮力和重力的关系,浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下;又物体上浮,所以物体受到的浮力大于重力,作用点都画在重心处,如图所示:
四、实验探究题
1.答案:(1)0.6;(2)物体排开液体的体积;(3)没有控制排开液体的体积相同;
(4)1.5×103.
提示:(1)由图甲可知圆柱体的重力,由图乙可知弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力;
(2)物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体密度有关,应用控制变量法分析图示实验,根据实验现象分析答题;
(3)探究浮力与液体密度的关系,液体的密度不同,其它量相同;
(4)图丁可知圆柱体浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理表示出排开水的体积即为圆柱体的体积,根据G=mg和ρ=m/v求圆柱体的密度.
五、计算题
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1.已知: ρ液=1.0×103kg/m3,g=9.8N/kg,h上=0m,h下=0.15m,
S 上=S 下=0.04 m2,V 排=0.2m×0.2m×0.15m=0.006 m3[来
求:(1)F上-F下 (2)G排
(2)G排=ρg V 排=58.8N
可见,部分浸入液体的物体所受的浮力,也等于液体对物体向上的压力和向下的压力之差。
六、综合能力题
1.推导:(1)由液体压强公式P=ρgh得,
液体对这个长方体上表面的压强为P1=ρ液g h1
则液体对这个长方体上表面的压力F1=P1S=ρ液gh1S;
液体对这个长方体下表面的压强为:P2=ρ液gh2,
则液体对这个长方体下表面的压力F2=P2S=ρ液gh2S.
(2)长方体在液体中所受压力的合力(上下压力差)
F=F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液gS(h2﹣h1)=ρ液gSH
其合力的方向是竖直向上.
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