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暑假新九年级物理辅导第四讲浮力
第四讲浮力(复习篇)
知识点归纳
一、浮力(F浮)
1、定义:
浸在液体(或气体)中的物体会受到向上托的力,叫浮力。
2、浮力的方向是竖直向上的。
3、产生原因:
由液体(或气体)对物体向上和向下的压力差。
4、,通过实验探究发现(控制变量法):
浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
二、阿基米德原理
1.实验:
浮力大小与物体排开液体所受的重力的关系:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G1,小桶所受的重力G2;
②把物体浸入液体,读出这时测力计的示数为F1,(计算出物体所受的浮力F浮=G1-F1)并且收集物体所排开的液体;
3测出小桶和物体排开的液体所受的总重力G3,计算出物体排开液体所受的重力
G排=G3-G2。
2.内容:
浸入液体中的物体受到液体向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。
3.公式:
F浮=G排=ρ液gV排
4.从阿基米德原理可知:
浮力的大小只决定于液体的密度、物体排液的体积(物体浸入液体的体积),与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。
三、物体的浮沉条件及应用:
1、物体的浮沉条件:
状态
F浮与G物
V排与V物
对实心物体ρ物与ρ液
上浮
F浮>G物
V排=V物
ρ物<ρ液
下沉
F浮<G物
ρ物>ρ液
悬浮
F浮=G物
ρ物=ρ液
漂浮
F浮=G物
V排 ρ物<ρ液 2.浮力的应用 1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。 轮船的排水量: 轮船满载时排开水的质量。 轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。 2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。 3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来改变浮力。 4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。 4、浮力的计算: 压力差法: F浮=F向上-F向下 称量法: F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法) 漂浮悬浮法: F浮=G物 阿基米德法: F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法) 典型例题 例1.将重为2N的物体,放入盛有水的溢水杯中,从杯中溢出0.5N的水,则物体受到的浮力为() A.一定为2.5NB.一定为0.5N C.可能为0.4ND.可能为0.5N 例2.A、B、C三个物体体积相同,在水中的情况如图所示,则三个物体受到的浮力大小情况是() A、FA>FB>FC;B、FC>FB>FA; C、FB>FA>FC;D、FA=FB=FC。 例3.同一物体分别放在三种液体中,静止时如图所示,则它们所受的浮力分别是F1、F2、F3。 则F1、F2、F3的大小关系是() A、F1=F2=F3B、F1>F2>F3 C、F1 例4.三个体积相同的物体分别放在同种液体中,静止时如图所示,则它们所受的浮力分别是F1、F2、F3。 则F1、F2、F3的大小关系是() A、F1=F2=F3B、F1>F2>F3 C、F1 例5、把重8N体积为1.0×103m3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态和所受浮力是() A、漂浮,F浮=10N B、悬浮,F浮=10N C、漂浮,F浮=8N D、沉在水底,F浮=0N 例6、如图所示是“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。 实验中保持物体处于静止状态,图甲和图乙中物体露出液面的体积相等,弹簧测力计测得的拉力大小的关系是: F1<F2,F2>F3=F4。 则: (1)由图甲和图乙的探究可以得出的结论是: 当物体排开液体的体积相同时,浮力大小与液体密度有关,液体密度越大,浮力越大 (2)由图乙和图丙的探究可以得出的结论是: 当液体密度相同时,浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力也越大 (3)由图丙和图丁的探究可以得出的结论是: 浸没在同种液体内部,物体所受浮力的大小与物体所处的深度无关 例7、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8.用弹簧秤称得铁块重力为20牛,当把这个铁块的一部分浸在水中时,弹簧秤的读数为16牛,这时铁块受到的浮力是4牛;若将铁块浸没在水中,铁块受到的浮力是10牛,这时弹簧秤的读数为10牛。 例9、体积是200平方厘米的铁块,一半浸在酒精里,它受到的浮力有多大? (g取10N/kg) 例10、轮船从河里驶入海里,重力不变,浮力不变,排开水的体积减小。 例11、一木块漂浮在水面上,没入水中的体积为总体积的3/5,则该木块密度为。 跟踪训练 一、选择题 1、下列说法中正确的是: ( ) A.密度大的液体对物体的浮力一定大 B.潜水员在水面下50米比在水面下10米受到的浮力大 C.将体积不同的两个物体浸入水中,体积大的物体受到的浮力一定大 D.体积相同的铁球和木球浸没在水中,它们受到的浮力一定相等 2、将一个铜块挂在弹簧秤上,当铜块浸在水中时,弹簧秤上的示数表示铜块所受到的: () A.浮力大小 B.重力大小 C.重力和浮力之差 D.重力和浮力之和 3、浸在液体中的物体如果受到浮力的作用,那么施力物体是: ( ) A.地球B.液体C.盛液体的容器D.物体本身 4、“海宝”是2010年世博会的吉祥物,其形象如图10.2-1所示。 小玲的爸爸从上海给她带回一个“海宝”。 经测量,她发现该“海宝”的质量为200g,体积为300cm3。 已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,则: ( ) A.将该“海宝”浸没在水中,它受到的浮力为2N B.将该“海宝”浸没在水中,放手后“海宝”将下沉 C.将该“海宝”浸没在水中,放手后“海宝”将上浮 D.将该“海宝”浸没在水中,放手后“海宝”将悬浮 5、一铁球用绳子系住浸没在水中,使铁球缓慢的向水深处移动,此过程中铁球受的水的压强和浮力: ( ) A.压强和浮力都变大B.压强和浮力都不变 C.压强变大,浮力不变D.压强不变,浮力变大 6、一个大物块甲,先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下,其上表面恰好与水面相平,甲、乙之间用绳连接,如图10.2-2所示。 则下列说法不正确的是: ( ) A.两种情况下,甲物块所受浮力相等 B.绳的拉力与丙物块的重力大小相等 C.乙物块的密度比水小 D.乙物块的质量比丙物块大 7、如图10.2-3所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况,此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙,则下面关系正确的是: ( ) 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 8、在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图10.2-4所示。 其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线。 当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系,有: ( ) A.浮力增大,ρ1=ρ2B.浮力减小,ρ1=ρ2 C.浮力不变,ρ1>ρ2D.浮力不变,ρ1<ρ2 9、如图10.2-5所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲,ρ乙,将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙,则下列关系正确的是: ( ) A.ρ甲>ρB.ρ甲<ρ乙C.F甲>F乙D.F甲<F乙 10、A、B两个同样的实心铁球,A沉于水底,B浮于水银液面上,则两球受到浮力的FA、FB的大小关系为: ( ) A.FA>FB B.FA=FB C.FA<FB D.不能确定 11、甲、乙两个实心金属球,它们的质量相同,其密度分别是5×103kg/m3和10×103kg/m3。 甲球挂在甲弹簧秤下,乙球挂在乙弹簧秤下,并且让两金属球都全部没入水中,这时: () A.甲乙两球所受浮力之比是2: 1 B.甲乙两球所受浮力之比是1: 2 C.甲乙两弹簧秤示数之比是3: 9 D.甲乙两弹簧秤示数之比是11: 12 12、有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0.9×103kg/m3,浓盐水密度是1.1×103kg/m3),如果冰块全部熔解后,液面将: ( ) A.上升B.下降 C.不变D.无法判断 13、有一个体积为1.0×105cm3的物体浮在水面上,有 的体积露出水面,则物体的重力是: ( ) A.784N B.196N C.980N D.不能确定 14、在一段细木棍的一端缠绕几圈铁丝,使它能直立浮在水中,并有一段露出水面.如果用剪刀将露出水面的部分剪去,则剩下的部分将: ( ) A.下沉到水底B.下沉,但悬浮在水中 C.上浮D.不下沉也不上浮,断面仍与水面相齐 15、一正方体物块放在密度可改变的盐水中,能漂浮在液面上或悬浮在盐水中,物块底面与液面保持平行,底面到液面的距离为h,盐水的密度为ρ.如图10.2-6所示的关于ρ与h的关系图象中,可能正确的是: ( ) 二、填空题(每空1分,共20分) 1、潜艇在水中受到的浮力是___对潜艇的作用,它的方向是____。 测量液体密度的仪器,叫____。 2、一个物体浮在液面上静止,这种情况称为漂浮。 物体漂浮时,它在竖直方向只受重力和浮力的作用,根据二力平衡的知识,物体所受的浮力____重力,浮力和重力的合力为____。 3、将一个铁块侵没到水中时,铁块受的浮力是F1;将它浸没到酒精中时,受到的浮力是F2。 那么,Fl和F2的关系是F1____F2(填大小关系) 4、轮船从海里驶到河里,它受到的浮力___,它排开河水的体积___它排开海水的体积。 5、甲、乙两物体的体积分别为V1和V2,若把它们浸没在同种液体中,则它们受到的浮力之比F1: F2____;若把它们分别浸没在密度为ρ1和ρ2的液体中,则它们受到的浮力之比F1’: F2’____ 6、将一个封闭的盛满水的薄膜袋挂在弹簧秤上,弹簧秤示数为G牛顿,薄膜袋重量可以忽略,当把这个挂在弹簧秤上的薄膜水袋完全浸没在水中时。 弹簧秤的示数是____,说明此薄膜袋所受的浮力是____。 7、水面上浮着一物体,露出水面和浸在水里的体积之比是2: 3,则此物体与水的密度之比是____;当物体浮在另一种液面上时,露出液面和浸在液内的体积之比是1: 3那么这种液体和水的密度之比是____。 8、元宵佳节,老河口市许多人燃放孔明灯(如图10.2-7所示)祈福。 (1)孔明灯上升时,灯罩内的气体密度____(选填“大于”、“小于”或“等于”)灯罩外的空气密度。 (2)孔明灯内火焰温度高达300℃以上,燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地,易使可燃物温度达到____而引发火灾,因此我市现已禁止燃放孔明灯。 9、在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称时重5N,浸没在水中称时重4.6N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为____N,它排开的水重为____N。 10、一艘油轮满载时排水量为5800t,它受到的浮力为____N,在码头卸下8×105kg的燃料后,油轮排开水的体积是____m3。 三、实验题 1、在探究“浮力大小等于什么”的实验中,小宇同学的一次操作过程如图10.2-8所示。 (1)测出铁块所受到的重力G铁 (2)将水倒入溢水杯中(3)把铁块浸入溢水杯中,读出测力计示数F(4)测出小桶和被排开水的总重G(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材。 分析评估小宇的实验,指出存在的问题并改正。 问题: (1)_______________; (2)_____________; 改正: (1)_______________; (2)_____________。 2、如图10.2-9所示是小慧利用合金块、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,合金块的密度为___kg/m3. 四、计算题(第1小题4分,第2小题4分,第3小题5分,共13分) 1、有一个空心铝球,重4.5N,体积为0.5dm3,如果把这个铝球浸没在水中, (1)结合计算,说明它为什么上浮? (2)漂浮的空心铝球露出水面的体积是多少? 2、在水中放入质量为3kg的木块,木块静止时有 的体积浸入水中。 求: (1)木块静止时所受的浮力。 (2)木块的体积。 3、弹簧秤下挂一个金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为29.4N,这个金属块所受的重力是多少? (已知金属块的密度为7.0×103kg/m3) 答案 一、选择题 1、D2、A3、B4、C5、C6、D7、C8、C 9、B10、C11、A12、A13、B14、C15、C 二、填空题 1、水竖直向上密度计 2、等于零 3、800 4、 (1)小于 (2)着火点 5、大于 6、不变大于 7、V1: V2ρ1V1: ρ2V2 8、0G 9、5: 34: 3 10、0.4,0.4 11、5.8×1075×103 三、实验题 1、排开液体的体积 1 3×l03 2、问题: (1)没有测空小桶的重力; (2)溢水杯的水量不足; 改正: (1)测空小桶的重力G桶; (2)将溢水杯中的水加至溢水口处 (其它说法正确均给分)。 四、计算题 1、解: (1)当铝球浸没在水中时,它排开水的体积等于铝球的体积,即: V排=V球=0.5dm3=0.5×10-3m3 此时铝球受到的浮力为: F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10-3m3=5N F浮>G铝球上浮 (2)当铝球漂浮时: F浮’=G=4.5N V排= = =0.45×10-3m3 V露=V球-V排 =0.5×10-3m3-0.45×10-3m3 =0.05×10-3m3 2、解: (1)木块所受的重力为: G=mg=3kg×10N/kg=30N 由于木块漂浮, 所以F浮=G=30N (2)V排= = =3.0×10-3m3 V木= V排=3.0×10-3m3=5.0×10-3m3 3、解: 同题意可知: F浮=G -F读………① G=ρ物gV物………② F浮=ρ水gV排………③ 由于金属块浸没在水中,所以: V物=V排………④ 解①②③④得: V物= 所以: G=ρ物gV物=ρ物g× = = = =34.3N
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