第10課時(shí)　浮力 物理課件PPT

這是一份第10課時(shí)　浮力 物理課件PPT，共30頁。PPT課件主要包含了知識(shí)梳理，自主測試，懸浮和漂浮等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、浮力1.定義:浸在液體中的物體受到向上的力。2.方向:豎直向上。3.決定浮力大小的因素:(1)浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān),液體的密度相同時(shí),排開液體的體積越大,浮力就越大;(2)浮力大小與液體的密度有關(guān),物體排開液體的體積相等時(shí),液體的密度越大,浮力就越大。
二、阿基米德原理1.內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。2.公式:F浮=G排。3.推導(dǎo)式:F浮=ρ液gV排4.適用范圍:阿基米德原理適用于浸在液體和氣體中的物體。
三、物體的浮沉條件及應(yīng)用1.浮沉條件
3.應(yīng)用(1)輪船:采用“空心”的辦法增大可以利用的浮力。(2)潛水艇:靠改變自身重力來實(shí)現(xiàn)上浮和下潛。(3)氣球和飛艇:充的是密度小于空氣的氣體。
1.下列有關(guān)浮力的說法正確的是(　　)A.物體的密度越大,受到的浮力越大B.物體的體積越大,受到的浮力越大C.物體浸入水中越深,受到的浮力越大D.浸沒在水中的物體,可能不受浮力答案:D解析:物體受到的浮力和液體的密度、物體排開液體的體積都有關(guān)系,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;物體完全浸沒在水中后,排開水的體積不變,受到的浮力不變,所以浮力和浸沒的深度無關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;浸沒在水中的物體不一定受到浮力,物體受到浮力一定是物體下表面接觸液體,上下表面形成壓力差,若下表面沒有接觸液體,則物體不受浮力。例如在水中的橋墩、緊密粘在燒杯底部的蠟塊等,選項(xiàng)D正確。
2.質(zhì)量相同的甲、乙、丙、丁4個(gè)小球,分別靜止在水中的不同深度處,如圖所示,則這4個(gè)小球在水中所受浮力最小的是(　　)A.甲B.乙C.丙D.丁答案:D解析:由題圖知,甲、乙兩球?yàn)槠?丙球?yàn)閼腋?丁球沉入容器底部,漂浮和懸浮時(shí),F浮=G=mg,又因4個(gè)小球的質(zhì)量相同,所以甲、乙、丙球受到的浮力F浮甲=F浮乙=F浮丙=G,丁球沉入容器底部時(shí),F浮丁F浮丁,丁小球受到的浮力最小。
3.如圖,小瓷碗漂浮在水面上,傾斜后能沉入水底,對(duì)這一情景分析正確的是(　　)A.小瓷碗能沉入水底是因?yàn)樗闹亓ψ兇罅薆.小瓷碗漂浮時(shí)受到的浮力小于它的重力C.小瓷碗浸沒時(shí)和漂浮時(shí)相比所受的浮力變小了D.小瓷碗下沉過程中浮力大于重力答案:C解析:由于瓷碗浸沒時(shí)是下沉,浮力小于重力,漂浮時(shí)與瓷碗重力相等,所以小瓷碗浸沒時(shí)和漂浮時(shí)相比所受的浮力變小,故C正確。
4.探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)的部分操作,裝置靜止時(shí)測力計(jì)指針的位置如圖所示。
(1)b圖中測力計(jì)的示數(shù)為　　　　 N。由a、b、c所示實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是:在液體密度相同時(shí),物體所受浮力的大小跟　　　　　　　　　　　　　　　　有關(guān)。?(2)由c、d所示實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是?　。?(3)由圖中提供的數(shù)據(jù),可以求出鹽水的密度為　　　　 kg/m3。　答案:(1)3.6　物體排開液體的體積　(2)物體排開液體體積相等時(shí),浮力大小與液體密度有關(guān)　(3)1.1×103
解析:(1)由題圖b知,其分度值為0.2 N,示數(shù)為3.6 N;由題圖a、b、c所示實(shí)驗(yàn)可知,物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同,物體受到的浮力不同,由此可知,在液體密度相同的情況下,物體受到的浮力與物體排開液體的體積有關(guān)。(2)由題圖c、d所示實(shí)驗(yàn)可知,物體排開液體的體積相同而液體密度不同,物體受到的浮力不同,由此可知,在物體排開液體體積相同的情況下,物體受到的浮力與液體密度有關(guān)。(3)由題圖a、c所示實(shí)驗(yàn)可知,物體浸沒在水中受到的浮力F浮=5 N-3 N=2 N,由題圖a、d所示實(shí)驗(yàn)可知,物體浸沒在鹽水中受到的浮力F浮'=5 N-2.8 N=2.2 N,設(shè)物體體積為V,由浮力公式F浮=ρgV排,F浮=ρ水gV,F浮'=ρ鹽水gV,則鹽水的密度
5.小明同學(xué)對(duì)一個(gè)金屬塊進(jìn)行了兩次測量:第一次如圖甲所示,用細(xì)線系住金屬塊掛在彈簧測力計(jì)上,彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為2.7 N。第二次如圖乙所示,讓金屬塊浸沒在盛水的杯子中,這時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為1.7 N。(g取10 N/kg)
(1)求金屬塊在水中受到的浮力。(2)求金屬塊的體積。(3)通過進(jìn)一步計(jì)算,結(jié)合下表所列的“某些金屬的密度”,說明金屬塊是何種金屬。
答案:(1)1 N　(2)1×10-4 m3　(3)金屬塊的密度是 2.7×103 kg/m3,即此金屬塊是鋁解析:(1)金屬塊在水中受到的浮力F浮=G-F=2.7 N-1.7 N=1 N。(2)由F浮=ρ液gV排得
1.利用“控制變量法”探究影響浮力大小的因素探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)時(shí),用“控制變量”的思想去分析和設(shè)計(jì),具體采用“稱重法”來進(jìn)行探究,既能從彈簧測力計(jì)示數(shù)的變化中體現(xiàn)浮力,同時(shí)還能準(zhǔn)確地測出浮力的大小?！纠?】 在探究浮力的大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們提出了如下猜想:A.可能與物體的密度ρ1有關(guān);B.可能與液體的密度ρ2有關(guān);C.可能與物體的體積V1有關(guān);D.可能與物體浸在液體中的體積V2有關(guān);E.可能與物體浸在液體中的深度h有關(guān)。小明所在的實(shí)驗(yàn)小組得到的實(shí)驗(yàn)器材有:柱形鐵塊一個(gè)、彈簧測力計(jì)一個(gè)、一杯水(足夠多)、細(xì)線。
(1)只用這些器材,他們可以驗(yàn)證上述猜想中的E和　　　(填序號(hào)即可)是否正確。?(2)他們在驗(yàn)證猜想E的過程中,先讓鐵塊靜止在如圖所示的位置,讀出測力計(jì)的示數(shù)F1,接著向下移動(dòng)測力計(jì)和鐵塊(實(shí)驗(yàn)過程中,鐵塊始終沒有碰到杯底),增大h,待鐵塊處于　　　　　　　狀態(tài)時(shí),再讀出測力計(jì)的示數(shù)F2。繼續(xù)增大h,重復(fù)上述操作。若每次測量,測力計(jì)的示數(shù)都相等,說明猜想E　　　　　　。?
解析:(1)因?yàn)槠鞑闹兄挥幸粋€(gè)鐵塊,所以無法探究浮力與物體密度及體積的關(guān)系,不能驗(yàn)證猜想A、C;題目中只給出了一杯水,所以無法探究浮力與液體密度的關(guān)系,不能驗(yàn)證猜想B;可以在實(shí)驗(yàn)中改變物體浸在液體中的體積,所以可以驗(yàn)證猜想D。(2)由題圖知,物體完全浸沒在水中,在實(shí)驗(yàn)過程中要保持物體靜止時(shí)的讀數(shù),不受液體阻力的影響,此時(shí)F浮=G-F。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)每次測量,測力計(jì)的示數(shù)都相等,說明所受的浮力不變,即浸沒在液體中的物體所受的浮力與物體浸在液體中的深度h無關(guān),所以猜想E錯(cuò)誤。答案:(1)D　(2)靜止　錯(cuò)誤
探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材:體積相同的甲、乙兩物體(ρ甲>ρ乙>ρ鹽水>ρ水),彈簧測力計(jì),一杯水,一杯鹽水,細(xì)繩。小明利用上述器材完成實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù)如下表:
(1)在第4次實(shí)驗(yàn)中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示。這個(gè)彈簧測力計(jì)的分度值為　　　　 N,表格中①的數(shù)據(jù)為　　　　 N,②的數(shù)據(jù)為　　　　 N。?
(2)分析比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn),能夠得到物體在液體中受到的浮力大小與　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　有關(guān);分析比較第3、4次實(shí)驗(yàn),能夠得到物體在液體中受到的浮力大小與　　　　　　　　　　　　　　有關(guān)。?(3)探究物體在液體中受到的浮力大小與物體本身密度的關(guān)系時(shí),應(yīng)分析比較　　　　兩次實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知物體在液體中受到的浮力大小與物體密度　　　　(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。 ?
答案:(1)0.2　2.8　1.2　(2)排開液體的體積　液體的密度　(3)4、5　無關(guān)解析:(1)彈簧測力計(jì)的分度值是0.2 N,物體浸在液體中時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.8 N,物體浸在液體中所受的浮力為F浮=G-F拉=4 N-2.8 N=1.2 N。(2)分析比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn),其他因素都相同,只有排開液體的體積不同,所以得到物體在液體中受到的浮力大小與排開液體的體積有關(guān);分析比較第3、4次實(shí)驗(yàn),其他因素都相同,只有排開液體的密度不同,能夠得到物體在液體中受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)。(3)探究物體在液體中受到的浮力大小與物體本身密度的關(guān)系時(shí),可選擇排開液體體積相同、液體密度相同但物體密度不同的操作,操作4、5符合要求,通過計(jì)算浮力兩次都為1.2 N,所以物體在同種液體中受到的浮力大小與物體密度無關(guān)。
2.關(guān)于浮力的計(jì)算問題(1)稱重法把物體掛在彈簧測力計(jì)下,記下示數(shù)為G(等于物體的重力),再把物體浸入液體中,記下測力計(jì)示數(shù)F,則F浮=G-F。
【例2】 如圖所示,放在水平面上裝滿水的一溢水杯,水深為20 cm。彈簧測力計(jì)掛著重為10 N的物塊?，F(xiàn)將物塊浸沒在裝滿水的溢水杯中,靜止后溢出水的質(zhì)量為0.4 kg(g取10 N/kg)。求:(1)彈簧測力計(jì)的示數(shù);(2)物塊的密度。
解析:(1)物塊受到浮力F浮=G排=m排g=0.4 kg×10 N/kg=4 N彈簧測力計(jì)讀數(shù)F=G-F浮=10 N-4 N=6 N。(2)由F浮=G排=ρ水gV排=ρ水gV物可得,物塊的體積答案:(1)6 N　(2)2.5×103 kg/m3(2)原理法根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排,利用液體的密度、排開液體的體積計(jì)算。這是一個(gè)應(yīng)用廣泛、適用性強(qiáng)的普遍原理。
(2)原理法根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排,利用液體的密度、排開液體的體積計(jì)算。這是一個(gè)應(yīng)用廣泛、適用性強(qiáng)的普遍原理。【例3】 用手將一重力為5 N的物體全部壓入水中,物體排開水的重力為8 N,此時(shí)物體受到的浮力為　　N,放手后物體將　　　　　　(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”),待物體靜止時(shí)所受浮力為　　　N,排開水的體積是　　　m3(g取10 N/kg)。?解析:物體受到的浮力F浮=G排=8 N;由于物體重G=5 N,F浮>G,所以放手后物體將上浮;待物體靜止時(shí),漂浮在水面上,F浮'=G=5 N,此時(shí)排開水的體積答案:8　上浮　5　5×10-4
(3)平衡法漂浮于液體表面或懸浮于液體中的物體,根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知,F浮=G。此方法適用于漂浮或懸浮的物體?！纠?】 將一塊石蠟分別放入足量的水和酒精中,當(dāng)石蠟靜止時(shí),它排開水的體積與排開酒精的體積之比為　　　。(ρ石蠟=0.9×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3)?解析:石蠟在水中漂浮在水面上,則F浮=G,F浮=ρ水gV排,G=ρ石蠟gV,即得ρ水gV排=ρ石蠟gV, 而石蠟在酒精中會(huì)下沉,完全浸沒,所以排開酒精的體積等于石蠟塊的體積,因此石蠟塊排開水的體積與排開酒精的體積之比為9∶10。答案:9∶10
3.浮沉條件和阿基米德原理的綜合運(yùn)用對(duì)于浮沉條件和阿基米德原理的綜合應(yīng)用問題,在近幾年中考中經(jīng)常出現(xiàn),往往與密度、壓強(qiáng)、二力平衡條件和杠桿等相結(jié)合,題目難度一般較大,但只要靈活運(yùn)用各種方法,問題可以得到順利解決。