資源簡介

10.1 浮力
素養目標
1.結合實例和探究,知道浸在液體和氣體中的物體一般會受到浮力。
2.結合液體壓力和壓強的知識,分析得出浸在液體中的物體受浮力的原因。
3.會用稱重法測浮力和進行浮力計算。
4.通過實驗探究,得出浮力大小與液體密度、浸入液體的體積的關系。
◎重點:通過實驗探究,得出浮力大小與液體密度、浸入液體的體積的關系。
【預習導學】
生活中的物理
樹上的椰子掉在水中后,浮在水面上。
椰子受到重力從樹上下落,落到水中后為什么不繼續下落 漂浮在水中的椰子受到什么力呢
重點梳理
知識點一 浮力
1.概念:浸在液體(或氣體)中的物體,受到向 的力,這個力叫浮力。
(1)浮力的施力物體是 。
(2)浮力的方向是 。
(3)在水中下沉的物體 (選填“受”或“不受”)浮力。
2.稱重法測浮力:
如圖,把物體懸掛在彈簧測力計下,測得示數是F1,把物體浸在液體中后,示數為F2,則物體所受浮力大小為:F浮= 。
·學習小助手·
通過平衡條件,理解稱重法。用彈簧測力計懸掛物體浸在液體中后,物體受向上的浮力F浮、拉力F拉和向下的重力G物作用下,處于靜止狀態,根據平衡條件有“F浮+F拉=G物”,所以:F浮=G物-F拉。
3.浮力產生的原因:
如圖,浸沒在液體中的物體,上表面受到液體的壓力為F向下、下表面受到液體的壓力為F向上,則物體受到的浮力為F浮= 。
對點自測
1.下列物體不受浮力作用的是 ( )
A.水中的氣泡
B.漂在水面上的樹葉
C.太空中的人造衛星
D.水中正在下沉的石頭
2.彈簧測力計通過細線吊著一個金屬塊,靜止時彈簧測力計的示數如圖甲所示,則金屬塊的重力是 N。如圖乙所示,將金屬塊浸沒在水中,靜止時彈簧測力計的示數是1.6 N。則金屬塊在水中受到的浮力是 N。
3.如圖所示,一塊長方體正立靜止在水中,已知其前后左右四個表面受到水的壓力均為 10 N,下表面受到水的壓力為8 N,上表面受到水的壓力為3 N,則該長方體受到的浮力為 ( )
A.5 N B.11 N
C.21 N D.51 N
【參考答案】
知識點一
1.上
(1)液體(或氣體)
(2)豎直向上
(3)受
2.F1-F2
3.F向上-F向下
對點自測
1.C
2.2.8　1.2
3.A
知識點二 決定浮力大小的因素
浮力大小的影響因素:物體在液體中所受浮力的大小,跟它 有關、跟 有關,隨著它們的增大而 ;跟浸沒的深度 (選填“有關”或“無關”)。
·概念辨析·
物體體積、浸入液體的體積、露出液面的體積
(1)物體體積:是指物體所占空間的大小,與是否浸入液體、浸入液體多少無關。
(2)浸入液體的體積:物體在液面下部分的體積,大小等于物體排開液體的體積。
(3)露出液面的體積:物體在液面上部分的體積。
三者之間的關系:V物=V浸入+V露出
對點自測
4.根據圖示實驗情景可以知道該同學操作的目的 ( )
A.探究浮力與液體密度的關系
B.探究浮力與液體深度的關系
C.探究浮力與液體質量的關系
D.探究浮力與液體體積的關系
【參考答案】
知識點二
浸在液體中的體積　液體的密度　增大　無關
對點自測
4.A
【合作探究】
任務驅動一 推導浮力產生的原因
推導目的:通過推導,得出F浮=F向上-F向下的結論。
推導過程:如圖,一長方體物體懸浮在液體中,長方體每個側面積為S,液體密度為ρ液。
(1)左、右側面受力分析:設左、右側面平均深度為h。
①左、右兩側面受到液體壓強分別為
p左= ,p右= ,
②左、右兩側面受到液體壓力分別為
F左=p左S= ,F右=p右S= ,
③所以,F左 F右。
(2)前、后側面受力分析:
同左、右側面受力分析相同,可以得出
F前 F后。
(3)上、下底面受力分析:設上、下表面深度分別為h上、h下,則h下 (選填“>”或“<”)h上。①上、下兩底面受到液體壓強分別為
p上= ,p下= ,
②上、下兩底面受到液體壓力分別為
F向下=p上S上= ,F向上=p下S下= ,
③由于h下>h上,S上=S下。
所以F向下 F向上。
綜上:長方體兩個相對的側面所受液體的壓力相互平衡,液體對長方體向上的壓力F向上大于液體對它向下的壓力F向下;所以長方體受到浮力F浮= 。
【參考答案】
驅動一
(1)①ρ液gh　ρ液gh
②ρ液ghS　ρ液ghS　③=
(2)=
(3)>　①ρ液gh上　ρ液gh下
②ρ液gh上S上　ρ液gh下S下
③<　F向上-F向下
任務驅動二 探究浮力的大小跟哪些因素有關
探究目的:探究浮力的大小跟哪些因素有關。
測量浮力的方法:利用稱重法F浮= 測量物體所受浮力大小。
猜想假設:物體所受浮力大小可能與液體密度、物體浸入液體體積、物體浸沒在液體中的深度有關。
探究方法:運用 法,分別探究浮力大小與液體密度、物體浸入液體體積、物體浸沒在液體中的深度的關系。
探究過程:
(1)根據①②③,得出物體所受浮力大小與 有關,隨之增大而 。
(2)根據①④⑤,得出物體所受浮力大小與 有關,隨之增大而 。
(3)根據①③④,得出物體所受浮力大小與 無關。
探究結論:物體在液體中所受浮力的大小,跟它 有關、跟 有關,隨著它們的增大而 ;跟浸沒的深度 (選填“有關”或“無關”)。
【參考答案】
驅動二
G物-F拉　控制變量
(1)物體浸入液體的體積　增大
(2)液體的密度　增大
(3)浸沒的深度　浸在液體中的體積　液體的密度　增大　無關

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