資源簡(jiǎn)介

第9章 浮力 復(fù)習(xí)課
素養(yǎng)目標(biāo)
1.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究,建立浮力的概念,說(shuō)出浮力產(chǎn)生的原因。
2.經(jīng)歷探究影響浮力大小的過(guò)程,體驗(yàn)探究過(guò)程中運(yùn)用的科學(xué)方法。
3.經(jīng)歷從提出問(wèn)題、作出猜想到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程,概述阿基米德原理。
4.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究,聯(lián)系二力平衡條件、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,概括物體的浮沉條件,說(shuō)出其簡(jiǎn)單的應(yīng)用。
◎重點(diǎn):經(jīng)歷探究過(guò)程,靈活運(yùn)用物理思想和方法去解決實(shí)際問(wèn)題。
思維導(dǎo)圖
【單元達(dá)標(biāo)】
達(dá)標(biāo)點(diǎn)一 浮力
例1下列物體中,不受浮力作用的是 ( )
A.在水中下沉的鐵塊
B.在水中的橋墩
C.浮在水面上的輪船
D.空中上升的氣球
思路導(dǎo)引浸在液體中的物體,液體對(duì)物體向上的壓強(qiáng)大于向下的壓強(qiáng),向上的壓力大于向下的壓力,物體受到向上和向下的壓力差的作用,這個(gè)壓力差是物體受到的浮力;同理可知在氣體中的物體也受到浮力的作用。
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
1旅游景區(qū)的“熱氣球”升空是利用了空氣產(chǎn)生的 ;民航客機(jī)起飛,是利用機(jī)翼上、下表面空氣流速不同而產(chǎn)生的 。(均選填“升力”或“浮力”)
【參考答案】
達(dá)標(biāo)點(diǎn)一
例1　B
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
1.浮力　升力
【解析】旅游景區(qū)的“熱氣球”升空是由于氣球受到了空氣的浮力的作用,當(dāng)浮力大于氣球的重力時(shí),氣球就會(huì)升空;飛機(jī)的機(jī)翼上方突起,下方平直。這樣的結(jié)構(gòu)決定了當(dāng)飛機(jī)啟動(dòng)后,機(jī)翼上方空氣流速快,空氣壓強(qiáng)小,空氣壓力方向向下;機(jī)翼下方空氣流速慢,空氣壓強(qiáng)大,空氣壓力方向向上。兩個(gè)壓力形成一個(gè)向上的合力,這個(gè)合力就是升力,當(dāng)合力達(dá)到一定程度后,飛機(jī)就可以騰空而起。
達(dá)標(biāo)點(diǎn)二 阿基米德原理
例2如圖所示,某同學(xué)正在探究影響浮力大小的因素。
(1)為了探究浮力大小與物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系,接下來(lái)的操作是 ,并觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化;
(2)將水換成酒精,比較物體浸沒(méi)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),可探究物體所受浮力大小與
的關(guān)系。
思路導(dǎo)引物體浸入液體中所受浮力的大小與物體排開(kāi)液體的密度和體積有關(guān),研究浮力大小與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí),要控制另一個(gè)因素不變。
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
2一個(gè)柱形溢水杯盛有一定質(zhì)量的水,溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,從溢水杯中溢出的水的質(zhì)量為20 g,再往溢水杯中投入一個(gè)質(zhì)量為2m的小球B,從溢水杯中再次溢出的水的質(zhì)量為80 g,此時(shí)A、B小球受到的總浮力為F浮,水對(duì)溢水杯底部產(chǎn)生的壓力比兩小球投入溢水杯前增加了ΔF,已知小球A、B的密度相同且均小于水的密度,則 ( )
A.F浮=1.2 N,ΔF=0.2 N
B.F浮=1.2 N,ΔF=1.2 N
C.F浮=1.0 N,ΔF=1.0 N
D.F浮=1.0 N,ΔF=0 N
【參考答案】
達(dá)標(biāo)點(diǎn)二
例2　(1)減小物體排開(kāi)水的體積　(2)液體的密度
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
2.A　【解析】先往溢水杯中投入一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,從溢水杯中溢出的水的質(zhì)量為20 g;再往溢水杯中投入一個(gè)質(zhì)量為2 m的小球B,從溢水杯中再次溢出的水的質(zhì)量為80 g;投入2 m的小球之前溢水杯是滿的,所以小球排開(kāi)的水的重力等于浮力:F浮B=G排B=m排B g=0.08 kg×10 N/kg=0.8 N;小球A、B的材質(zhì)相同,密度相同,小球A的質(zhì)量和體積均為小球B的一半,則其放入水中時(shí),排開(kāi)的水的質(zhì)量應(yīng)該為m排A=80 g×=40 g=0.04 kg,則小球A受到的浮力為F浮A=G排A=m排Ag=0.04 kg×10 N/kg=0.4 N;此時(shí)A、B小球受到的總浮力為F浮=F浮A+F浮B=0.4 N+0.8 N=1.2 N;由于小球A排開(kāi)的是的質(zhì)量要大于溢水杯中溢出的水的質(zhì)量,即開(kāi)始時(shí)溢水杯沒(méi)有加滿,放入小球A后,液面會(huì)上升,則上升的水的質(zhì)量為m'=40 g-20 g=20 g=0.02 kg,其重力為G'=m'g=0.02 kg×10 N/kg=0.2 N;由于溢水杯是規(guī)則的容器,則液體產(chǎn)生的壓力等于液體的重力,所以增大的壓力為ΔF=G'=0.2 N。
達(dá)標(biāo)點(diǎn)三 物體的浮與沉
例3將一個(gè)新鮮的雞蛋分別浸入盛有水和濃鹽水的容器中,雞蛋靜止在兩個(gè)容器中的位置如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.雞蛋在水中受到的浮力大
B.雞蛋在水和濃鹽水中受到的浮力一樣大
C.雞蛋的密度大于水的密度
D.雞蛋的密度小于濃鹽水的密度
思路導(dǎo)引物體在液體中的浮沉條件:上浮時(shí),F浮>G;懸浮或漂浮時(shí),F浮=G;下沉?xí)r,F浮ρ液,下沉。
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
3某同學(xué)將一支自制的簡(jiǎn)易密度計(jì)放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中,靜止后的情形如圖所示,兩液面相平,下列判斷正確的是 ( )
A.密度計(jì)在甲液體中受到的浮力比在乙液體中受到的浮力小
B.甲液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)比乙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)小
C.密度計(jì)越靠上的刻度,對(duì)應(yīng)的密度值越大
D.甲液體的密度比乙液體的密度大
【參考答案】
達(dá)標(biāo)點(diǎn)三
例3　C
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
3.B　【解析】同一個(gè)密度計(jì)放在甲乙液體中都漂浮,F浮乙=F浮甲=G,密度計(jì)在甲乙兩種液體中受到的浮力都等于密度計(jì)受到的重力G,故A錯(cuò)誤;由圖知密度計(jì)排開(kāi)液體的體積V排甲>V排乙,又F浮=ρ液V排g,浮力相等,則ρ甲<ρ乙,故D錯(cuò)誤,因?yàn)槿萜髦械囊好嫦嗥?根據(jù)p=ρgh知甲液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)比乙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)小,故B正確;根據(jù)同一物體浮在不同液體中F浮一定時(shí),V排、ρ液成反比可知,液體的密度越大,排開(kāi)液體的體積越小,所以密度計(jì)的刻度越靠下密度值越大,故C錯(cuò)誤。
達(dá)標(biāo)點(diǎn)四 浮力的計(jì)算
例4如圖甲所示,小聰課余時(shí)間用彈簧測(cè)力計(jì)做浮力實(shí)驗(yàn)。他用彈簧測(cè)力計(jì)掛著實(shí)心圓柱體,圓柱體浸沒(méi)在水中且不與容器壁接觸,然后將其緩慢拉出水面,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)隨圓柱體上升距離的變化情況如圖乙,g取10 N/kg,則圓柱體的重力為 N,圓柱體受到的最大浮力是
N。
思路導(dǎo)引由圖乙可知,當(dāng)圓柱體上升高度在20 cm 以上,圓柱體脫離水面,知道此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),由于此時(shí)圓柱體處于空氣中,圓柱體的重力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);由圖乙可知,圓柱體上升高度在0~10 cm時(shí),圓柱體浸沒(méi)水中,知道此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),此時(shí)圓柱體受到的浮力最大,利用稱重法求浮力。
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
4如圖甲所示,有一體積、質(zhì)量忽略不計(jì)的彈簧,其兩端分別固定在容器底部和正方體形狀的物體上。已知物體的邊長(zhǎng)為10 cm,彈簧沒(méi)有發(fā)生形變時(shí)的長(zhǎng)度為10 cm,彈簧受到拉力作用后,伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度ΔL與拉力F的關(guān)系如圖乙所示。向容器中加水,直到物體上表面與液面相平,此時(shí)水深24 cm。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)物體受到水的浮力;
(2)打開(kāi)出水口,緩慢放水,當(dāng)彈簧處于沒(méi)有發(fā)生形變的狀態(tài)時(shí),關(guān)閉出水口。求放水前后水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量。
【參考答案】
達(dá)標(biāo)點(diǎn)四
例4　2　0.4　
達(dá)標(biāo)檢測(cè)
4.解:(1)物塊剛好浸沒(méi)在水中,則有:
V排=V物=(0.1 m)3=1×10-3m3
物體所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N
(2)由圖甲可知,當(dāng)物體上表面上液面齊平時(shí),物體上表面距容器底的距離為h=24 cm,彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度:
ΔL=24 cm-10 cm-10 cm=4 cm
由圖乙可知,此時(shí)彈簧對(duì)物體的拉力為F拉=4 N,木塊的重力:G物=F浮-F拉=10 N-4 N=6 N
當(dāng)彈簧處于沒(méi)有發(fā)生形變的自然狀態(tài)時(shí),L彈簧=10 cm,此時(shí)物體受的浮力:F'浮=G物=6 N,由F浮=ρ水gV排可得,物體排開(kāi)水的體積V'排===6×10-4 m3物體浸入水中的深度:
h浸===0.06 m
此時(shí)水的深度h'=L彈簧+h浸=0.1 m+0.06 m=0.16 m
放水前后水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量:
Δp=p-p'=ρ水 g(h-h')=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.24 m-0.16 m)=800 Pa
單元實(shí)踐作業(yè)
了解深潛器的浮沉原理
　　查閱資料,了解我國(guó)“奮斗者”號(hào)載人潛水器的深潛信息,討論影響其所受液體壓強(qiáng)和浮力大小的因素

展開(kāi)更多......

收起↑