人教版八年级第十章浮力复习讲义及典型例题精讲Word格式文档下载.doc
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知识点2阿基米德原理
1.影响浮力大小的因素:
(1)物体排开液体的体积;
(2)液体的密度。
2.阿基米德原理:
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体所受的重力。
3.阿基米德原理公式(浮力公式):
F浮=G排=m液g=ρ液gV排
在公式中G排表示物体排开液体的重力,m液表示物体排开液体的质量,ρ液表示液体的密度,V排表示物体排开液体的体积,
g一般取9.8N/kg。
使用阿基米德原理时,应注意以下六点:
①阿基米德原理阐明了浮力的三要素:
浮力作用在浸在液体(或气体)里的物体上,其方向是竖直向上的,其大小等于物体排开的液体(或气体)受到的重力的大小,即F浮=G排。
②原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:
一是物体的全部体积都浸入液体里,即物体浸没在液体里;
二是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面以上。
③G排是指被物体排开的液体所受的重力,F浮=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开液体的重力。
④V排是表示被物体排开的液体的体积,当物体浸没在液体里时,V排=V物;
当物体只有一部分浸入液体里时,则V排<
V物.
⑤由F浮=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开的液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的材料、体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。
⑥阿基米德原理也适用于气体,但公式中ρ液要改为ρ气。
知识点3物体的浮沉条件
1.物体的浮沉条件浸没在液体中的物体,当F浮>
G时,物体上浮;
当F浮=G时,物体悬浮,可以停留在液体中的任意位置;
当F浮<
G时,物体下沉。
2.物体浮在液面上的条件当物体漂浮在液面上时,F浮=G。
〖规律技巧〗对浸没在液体中的实心物体来说,判断的浮沉有两种方法:
比较F浮和G物
比较ρ液和ρ物
物体的浮沉判断
F浮>
G
ρ液>
ρ物
上浮
F浮=G
ρ液=ρ物
悬浮
F浮<
ρ液<
下沉
1.物体的浮沉与物体和液体密度的关系对于实心物体,还可以根据物体的和液体的相对大小来判断物体的浮沉,如果物体的密度ρ物,液体的密度为ρ液,物体完全浸没在液体中,当ρ液>
ρ物时物体上浮,最终漂浮;
当ρ液=ρ物时,物体悬浮;
当ρ液<
ρ物时,物体下沉,最终沉到液体底部。
2.漂浮与悬浮的区别当物体悬浮时,V排=V物,而物体漂浮时,V排<
V物。
〖规律方法总结〗综上所述,计算浮力大小可以概括以下四种方法:
称重法
压力差法
公式法
平衡力法
浮力等于物体的重力G减去物体浸在液体中弹簧测力计的示数F,即F浮=G-F示。
浮力等于物体受到的液体对它向上和向下的压力差,即
F浮=F向上-F向下。
根据阿基米德原理计算:
F浮=G排=m液g=ρ液gV排。
物体漂浮在液面上或悬浮在液体中时,由二
力平衡条件:
F浮=G排。
难点突破
1.物体的下表面与容器底完全密合时浮力大小的计算
当浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触时,根据浮力产生的原因知,如果物体是竖直的,则物体不受浮力作用;
但物体不是竖直的应该怎样确定浮力的大小呢?
这时我们计算浮力大小要减去不应受浮力部分的体积,或先根据阿基米德原理计算出整个物体所受浮力,然后再减去不应受浮力的竖直部分的浮力。
例1如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为5cm,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是()
A.0 B.0.3NC.0.5N D.0.8N
【思维切入点】浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的,即F浮=F向上—F向下。
【解析】由于下底表面与容器底部完全紧密接触,所以以底面积为底,以其高为高的圆柱体不受浮力,其余部分所受浮力为其排开水的受到的重力,根据阿其米德原理可得F浮=ρ水g(V-sh),代入数据后得F浮=0.3N。
【答案】B
2.密度、压强、浮力综合计算
涉及公式
①ρ=②G=mg③P=
②④P=ρ液gh⑤F浮=G排=ρ液gV排
知识关
联点
水平面上的物体,对水平面的压力等于物体的重力,即F=G。
②漂浮或悬浮的物体,所受浮力等于重力,即F浮=G。
③对同一种液体来说,上面公式中的液体密度ρ液是相等的。
④浮力等于物体受到液体的向上与向下的压力差,即F浮=F向上-F向下。
⑤浮力等于物体所受重力与弹簧测力计示数之差,即F浮=G-F示。
例2墨西哥湾的海底石油开采平台发生火灾,泄漏的石油造成石油公司和科学家对泄露量上发生争论。
小明认为应先测量石油密度才能估算,他设计了如图所示的装置。
在杯子内盛有适量石油,放入一个质量是5.6×
10—3kg,边长是2cm的正方体物块,有3/4的体积浸没在石油中,此时石油深度为0.1m。
(g=10N/kg)
(1)石油的密度为多少?
(保留两位小数)
(2)石油对杯底的压强是多少?
【思维切入点】漂浮在液面上的物体,所受浮力等于物体的重力即F浮=G。
【解析】物块是漂浮在石油上,即浮力与重力相等,通过题意可求得物块的重力及物块的体积,从而求出物块排开石油的体积,所以利用公式F浮=G排=ρ油gV排可求得石油的密度ρ油=;
杯内石油的深度h=0.1m,根据液体压强的计算公式P=ρ油gh,代入数据即可求出杯底受到石油的压强。
【答案】解:
(1)排开的石油体积:
V油=V物=×
(0.02m)3=6×
10-6m3
木块受到的浮力:
F浮=G物=mg=5.6×
10—3kg×
10N/kg=5.6×
10—2N
石油的密度:
ρ油===0.93×
103kg/m3
(2)杯底受到的压强:
P=ρ液gh=0.93×
103kg/m3×
10N/kg×
0.1m=930Pa
精讲精练
1.浮力大小的探究
例1在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
①可能跟物体浸入液体的深度有关;
②可能跟物体的重力有关;
③可能跟物体的体积有关;
④可能跟物体浸入液体的体积有关;
⑤可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验:
他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,在这一实验中:
(1)铁块从位置1—→2—→3的过程中,弹簧测力计的示数_________,说明铁块受到的浮力_________;
从位置3—→4的过程中,弹簧测力计的示数_________,说明铁块受到的浮力_________.(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)通过这一实验可以验证上述猜想_________是正确的,猜想_________是不正确的(填上面猜想的序号)。
(3)给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐(如图),请你设计实验验证浮力与液体的密度是否有关。
简要写出你的实验验证的方法。
【解析】从实验中的1→2→3可以看出,随着铁块浸入水中的体积的增大,弹簧测力计的示数逐渐减小,说明物体所受的浮力与物体排开的液体的体积有关;
从3→4可知,物体排开的水的体积不变,弹簧测力计的示数不变,说明物体所受浮力大小与物体所处的深度无关;
要验证浮力大小与排开的液体的种类的关系可使物体排开液体的体积相同,而排开液体的种类不同。
取鸡蛋放入清水中使其浸没下沉,此时重力大于鸡蛋的浮力,当向清水中逐渐加盐后,盐水的密度变大,鸡蛋会逐渐上浮,说明浮力变大,即验证物体所受浮力大小与物体排开液体的密度有关。
【答案】
(1)变小变大不变不变
(2)④①(3)先把鸡蛋放入清水中,鸡蛋会下沉,在向水中放入适量的食盐的过程中,鸡蛋会慢慢上浮。
说明鸡蛋浸没在清水和盐水中受到的浮力不同,由此验证物体受到的浮力与液体的密度有关。
【方法点拨】由于影响浮力大小的因素有多个,所以在探究物体是否受浮力以及所受浮力大小与哪些因素有关的实验中,要注意控制变量法的应用。
搭配训练1如图所示是小华利用合金块、水等器材来探究浮力的实验情景。
设计甲、乙、丙所示实验的目的是为了探究浮力的大小与的关系.合金块浸没在水中时所受浮力为N,合金块的体积为m3,其密度为kg/m3.(g取10N/kg)
【答案】排开液体的体积11×
10-43×
103
【解析】从装置图看出,合金块浸入水中的体积不同,所受浮力大小不同,说明浮力大小与物体排开的水的体积有关;
当合金块浸没时,弹簧测力计的示数为2N,而合金块的重力是3N,根据称重法测浮力可知,合金块浸没时所受浮力大小为1N,根据阿基米德原理可得V排=F浮/ρ水g==1×
10-4m3,合金块的密度ρ合金==3×
103kg/m3。
2.判断物体的浮沉
例2小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,则物体( )。
(g取10N/kg)
A.漂浮在水面上B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部D.受到1.2N的浮力
【解析】物体的重力G=mg=0.12kg×
10N/kg=1.2N;
物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×
10-4m3=1N;
因为F浮﹤G,所以物体在水中静止时,会沉在溢水杯底部。
【答案】C
【易错警示】对浸没在液体中的实心物体来说,判断的浮沉可采用比较浮力与重力大小或物体密度与液体密度大小两种方法;
但不知物体是否实心时,只能用比较浮力与重力大小的方法,不能用比较物体密度与液体密度大小的方法。
搭配训练2小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,则物体( )。
A.漂浮在水面上B.悬浮在水中
【答案】C
本题答案为C。
3.浮力大小的测量方法
例3现有细线
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- 人教版八 年级 第十 浮力 复习 讲义 典型 例题