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浮力
第五讲浮力
一、浮力的基础知识
1、浮力的定义:
一切浸入液体(气体)的物体都受到叫浮力。
2、浮力方向:
施力物体:
3、浮力产生的原因(实质):
液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,即浮力。
4、浮力的大小:
①阿基米德原理:
浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于。
公式表示:
F浮=G排=ρ液V排g。
②读数差法:
F浮= G-F(用弹簧测力计测浮力)。
③漂浮、悬浮时,F浮=G(二力平衡求浮力;)
④压力差法:
F浮=F向上-F向下(用浮力产生的原因求浮力)hfff
⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用)
5、物体的浮沉条件:
1、前提条件:
物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
2、沉浮示意图
F浮
G
下沉悬浮上浮漂浮
F浮GF浮GF浮GF浮G
ρ液ρ物ρ液ρ物ρ液ρ物ρ液ρ物
3、说明:
①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为
③悬浮与漂浮的比较
相同:
F浮=G
不同:
悬浮V排=V物;ρ液ρ物
漂浮V排 6、浮力的利用: 1、轮船: 工作原理: 要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。 排水量: 轮船满载时排开水的质量。 单位t。 由排水量m可计算出: 排开液体的体积V排=;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力 F浮=mg轮船和货物共重G=mg。 2、潜水艇: 工作原理: 潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。 3、气球和飞艇: 气球是利用空气的浮力升空的。 气球里充的是密度小于空气的气体如: 氢气、氦气或热空气。 为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。 4、密度计: 原理: 利用物体的漂浮条件来进行工作。 构造: 下面的铝粒能使密度计直立在液体中。 刻度: 刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大 二、考点分布 1、浮力的基本概念 例题1: 以下说法种错误的是() A、在游泳池游泳的人受到水对他的浮力作用 B、在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力作用 C、将一块石头扔到水中,在其下沉的过程中不受浮力的作用 D、在水中升起的木块受到浮力的作用 例题2: 如图所示,一个塑料小球在一个水池的出口出,水无法排出,则该小球() A、仍受到水的浮力 B、不受水的浮力 C、不受水的浮力,也不受水对它的压力 D、不受水的浮力,但受水对它的压力 例题3: 一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。 图上画了几个力的方向,你认为鸡蛋所受的浮力的方向应该是__________ 例4: 某同学在探究“浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积是否有关”的实验中,记录的实验数据如下表 (1)第5次试验,物体在液体中时弹簧测力计的示数如图所示,则表格中的①②处数据应该分别为_____、______ (2)第______次实验,是探究浮力的大小与液体的密度是否有关 (3)实验中,两个试验探究共用的一组数据是第________次实验数据。 (4)根据试验数据,得出的探究结论是: ____________________________ 2、浮力的大小 (1)阿基米德原理求浮力 例题1、将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N. 例题2: 底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图1—5—11(a)所示.已知物体B的密度为6×103kg/m3.质量为0.6kg.(取g=10N/kg) 求: (1)木块A的密度. (2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化. 例题3: 如图所示,A、B、C是三个用不同材料制成的体积相同的问题,现将他们用相同的弹簧连接于容器的底部,然后在容器中注入水,使三物体浸没在水中,三物体静止时的位置如图所示,则() A、A物体的密度最大 B、B物体的密度最大 C、C物体的密度最大 D、三物体的密度相等 例题4: 一物体挂在弹簧测力计下,使得弹簧测力计的示数8N,将此物题浸没在底面积为200cm2盛有水的圆柱形容器中,弹簧测力计的示数为6N,则水对容器底部增加的压力为多大? 例题5: (2)读数差法 例题1、用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N,此铜球的空心部分的体积是________m3.(已知铜的密度为8.9×103kg/m3) 例题2: 如图(a)所示,一个木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3,时,细绳对木块的拉力为0.6N.将细绳剪断,木块上浮,静止时有 的体积露出水面,如图(b)所示,求此时木块受到的浮力.(g取10N/kg) 例题3: 如图所示,长方形金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面iding的高度处,图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,取g=10N/kg。 根据图像信息,下列判断正确的是() A、该金属块重力的大小为34N B、浸没在水中的金属块受到的浮力的大小是20N C、在t1到t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大 D、该金属块的密度是3.4X103kg/m3 例题4: (3)压力差法 例题1: 如图所示,一个半球形物体浸没在水中,受到水向下的压力是30N,半球受到水施加的浮力为80N,则半球受到水向上的压力为________N (4)二力平衡求浮力 例题1、如图重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( ) A.5N,竖直向下 B.3N,竖直向上 C.2N,竖直向上 D.8N,竖直向下 例题2: 物体甲的体积为25cm3,乙的体积为10cm3,现用细线将他们连接起来,放在水中如图所示,正好平衡,已知细线上的拉力为0.15N,求甲、乙物体的密度。 3、物体的浮沉条件 例题1、将三个体积相同的小球放在水中,如图,则这三个小球所受浮力的大小正确的是: () A、A球所受浮力最小 B、B球所受浮力最小 C、C球所受浮力最小 D、三个球所受浮力一样大 例题2、分别用木头、铜、铁制成ABC三个小球,将它们放在水中,三个小球静止时位置如图所示,以下判断正确的是() A、A小球一定是空心的 B、B小球一定是空心的 C、C小球一定是空心的 D、三个小球都是空心的 例题3、如图(a),在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A,此时木块漂浮;如果将A从木块上拿下,并放入水中,当木块和A都静止时(水未溢出),下面说法正确的是 ( ) A.当A的密度小于水的密度时,容器中水面上升 B.当A的密度大于水的密度时,容器中水面下降 C.当A的密度等于水的密度时,容器中水面下降 D.当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下面,如图1—3—15(b),容器中水面不变 例题4、如图8所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入水中,待A、B静止时,三个容器中木块下表面所受的压强相比较,正确的是() A.P甲>P乙>P丙B.P甲=P乙>P丙C.P甲 例题5: 如图所示,密度均匀的木块漂浮在水面上,现在沿着虚线将下部分截去,则剩下部分将() A、上浮一些B、静止不动C、下沉一些D、无法确定 例题6: 边长为4cm、密度为2×103kg/m3的立方体橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底;当把它捏成一只小船时,便能漂浮在水面上.以下计算结果正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)() A.橡皮泥块的质量是l2.8gB.橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是1.28N C.橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.64ND.橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是l.28×10-4m3 例题7: 图是某车站厕所的自动冲水装置,圆柱体浮筒A的底面积为400cm2,高为0.2m,盖片B的面积为60cm2(盖片B的质量,厚度不计)。 连接AB是长为0.3m,体积和质量都不计的硬杆。 当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被撇开,水通过排水管流出冲洗厕所。 (已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg) 请解答下列问题: (1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是多少? (2)浮筒A的重力是多少? (3)水箱中水多深时盖片B又自动关上? 4、浮力的实际应用 气球 例题1: 三国时代,诸葛亮曾经放出一种“会飞”的灯笼,后人称其为“孔明灯”,如图所示。 它上升的主要原因是: 灯笼内的热空气密度_______空气密度,导致灯笼受到的浮力________灯笼重力,所以灯笼才上升。 潜水艇 例题2: 2012年6月,我国首台载人潜水艇“蛟龙号”在太平洋马里亚纳海沟,进行7km级海试。 “蛟龙号”采用的是向空气舱中注入海水实现下沉,用抛弃压载铁的办法实现上浮。 “蛟龙号”下沉、上浮的原理是() A下沉时靠减小浮力,上浮时靠增大浮力 B下沉时靠增加自重,上浮时靠减小自重 C下沉时考减小浮力,上浮时靠减小自重 D下沉时靠增加自重,上浮时靠增大浮力 例题3: 2012年6月,我国首台载人潜水艇“蛟龙号”在太平洋马里亚纳海沟,进行7km级海试。 假设海水密度不变,下列与潜水器有关的说法中,错误的是() A下潜越深,受到海水的压强越大 B受到海水的压强与其自身的体积有关 C浸没前,下潜过程中受到的浮力越来越大 D浸没后,下潜过程中收到的浮力不变 例题4: 在帮妈妈做家务的时候,小明发现两根相同的筷子,甲浮在水面上,乙沉在水底,由此可知甲比乙() A所受浮力小 B质量大 C所受压强大 D密度大 密度计 例题5: 例题6 在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它们分别放到甲乙丙三种密度不同的液体中,木棍进入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力的大小及三种液体密度之间的关系,正确的是() 轮船 例题7 例题8
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