資源簡介

(共22張PPT)
第二節　阿基米德原理
阿基米德原理
1.影響浮力大小的因素:　　　　　、　　 　　　。
2.內容:浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于　　　 _
　　　　。
3.表達式:F浮=　　　=　　 　=　　　　　。
[注意] (1)阿基米德原理不僅適用于液體同樣也適用于氣體。(2)物體排開液體的體積等于物體浸在液體中的體積。(3)漂浮或者懸浮的物體受到的浮力等于其排開液體受到的重力,也等于自身的重力,即F浮=G排=G物。
液體密度
物體排開液體的體積
它排開的液體所受的
重力
G排
m排g　
ρ液gV排
浮力的大小與哪些因素有關
[典例1]小麗用裝有沙子的柱形帶蓋塑料瓶探究浮力大小的影響因素。
猜想1:浮力大小與液體的密度有關;
猜想2:浮力大小與物體排開液體的體積有關;
猜想3:浮力大小與物體的質量有關。
為了驗證上述猜想是否正確,小麗依次做了下列實驗,如圖所示。
(1)通過A、C實驗步驟可知,物體浸沒在水中所受浮力大小是　 N。
(2)通過　　　　 　(填字母)實驗步驟,可得猜想2是　　 　(選填“正確”或“錯誤”)的。
(3)通過A、C、E實驗步驟,可探究物體所受浮力大小與　 　 有關。
(4)為驗證猜想3,小麗將瓶子中的沙子倒掉一些,接著她仿照D實驗進行實驗,發現彈簧測力計示數小于2 N,繼續將瓶子中的沙子倒掉一 些,重復以上步驟,發現彈簧測力計示數始終小于2 N,便認為猜想3是正確的,小麗在該實驗環節中存在的問題是　 _
。
2
A、B、C　　
正確
液體密度
沒有測量出此時瓶子
(含有沙子)的重力
解析:(1)A、C實驗步驟中,根據稱重法可知,
浮力F浮=G-F=4 N-2 N=2 N。
(2)根據控制變量法可知,研究物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積有關,要控制排開液體的密度相同,改變物體排開液體的體積,B、C實驗中物體排開液體的體積不同,由于彈簧測力計示數不同,由稱重法知,兩實驗中受到的浮力不同,所以根據A、B、C的結果,可得猜想2是正確的。
(3)通過A、C、E實驗步驟可知,隨著液體密度的增大,彈簧測力計的示數減小,由稱重法可知,物體所受浮力增大,說明浮力的大小與液體密度有關。
(4)根據稱重法測浮力,F浮=G-F,將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體質量,則此時瓶子(含有沙子)的重力小于4 N,為驗證猜想3,即浮力與物體的質量有關,應測量出此時瓶子(含有沙子)的重力,故小麗在該實驗環節中存在的問題是沒有測量出此時瓶子(含有沙子)的重力。
[針對訓練1] 在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中,小偉把彈簧測力計下懸掛的鐵塊完全浸沒在水中,如圖所示。則下列說法正確的是( )
A.鐵塊深度增大時,水對燒杯底的壓強減小
B.鐵塊深度增大時,彈簧測力計的示數增大
C.向燒杯中加鹽并輕輕攪動后,彈簧測力計示數會變小
D.用體積相同的銅塊代替鐵塊,彈簧測力計示數不變(鐵的密度小于銅的密度)
C
[針對訓練2] 探究“浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗情形如圖所示,其中所用金屬塊a和塑料塊b的密度不同,但重力均為1.6 N,下列分析正確的是( )
A
甲 乙 丙 丁
A.金屬塊a浸沒在水中時,受到浮力的大小為0.6 N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小與物體體積的關系
C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小與液體密度的關系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小與物體密度的關系
阿基米德原理及應用
[典例2]如圖所示,在探究浮力的大小跟哪些因素有關時,雙雙同學將體積相同但形狀不同的銅塊、鐵塊和鋁塊浸沒在水中的不同深處(已知ρ銅>ρ鐵>ρ鋁),三者所受浮力的大小關系是( )
A.F銅=F鐵>F鋁
B.F銅>F鐵>F鋁
C.F銅>F鐵=F鋁
D.F銅=F鐵=F鋁
D
阿基米德原理的理解
由F浮=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關,而跟物體的體積、密度、形狀、在液體中的深度、在液體中的運動狀態、液體的多少等因素無關。
[針對訓練3]小明用彈簧測力計、溢水杯、小桶、鐵塊A、細線和水等實驗器材探究浮力大小跟排開液體所受重力的關系,操作步驟如圖所示。
(1)在整理數據時,他發現實驗時遺漏了一個步驟,他遺漏的實驗步驟丁是　 。
(2)通過實驗中　　　　兩個步驟的數據,可計算出鐵塊所受浮力的大小,甲、乙、丙、丁四個步驟中彈簧測力計的示數分別為F甲、F乙、F丙、F丁,若數據滿足F甲-F乙=F丙-F丁,則可得出實驗結論　 _
。
(3)為得到普遍性結論,小明把溢水杯中的水換用濃鹽水重新實驗,乙步驟中的彈簧測力計示數與原來相比將　　　　。
(4)實驗時,如果乙步驟中物體只浸入到液體中一部分,　　　　(選填“會”或“不會”)影響到實驗結論的得出。
用彈簧測力計測空小桶的重力　
甲、乙
浸在液體
中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小
減小
不會
解析:(1)實驗中要測出溢出水的重力,應先測空小桶的重力,由實驗步驟可知,小明的實驗操作漏掉的步驟丁是用彈簧測力計測空小桶的重力。(2)由稱重法測浮力,根據圖中步驟甲、乙,可知鐵塊浸沒水中時受到的浮力的大小;由實驗過程可知,鐵塊浸沒在液體中受到的浮力F浮=F甲-F乙,鐵塊排開液體的重力G排= F丙-F丁,若數據滿足F甲-F乙=F丙-F丁,即F浮=G排,可以得出結論:浸在液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小。(3)為得到普遍性結論,小明把溢水杯中的水換用濃鹽水重新實驗,由于鐵塊仍完全浸沒在液體中,即V排不變,液體密度變大,根據阿基米德原理可知,鐵塊受到的浮力變大,故乙步驟中的彈簧測力計示數與原來相比將減小。(4)如果乙步驟中物體只浸入到液體中一部分,此時鐵塊排開液體的體積減小,鐵塊受到的浮力也會減小,但F浮仍然等于G排,同樣可以得出實驗結論,故乙步驟中物體只浸入到液體中一部分,不會影響到實驗結論的得出。
[針對訓練4] 在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件,示數是7.5 N,把零件浸入密度為0.8×103 kg/m3的液體中,當零件的體積露出液面時,彈簧測力計的示數是6 N,(g取 10 N/kg)則金屬零件的體積是( )
A.2×10-4 m3 B.2.5×10-4 m3
C.6×10-4 m3 D.7.5×10-4 m3
B
1.將一重為80 N的物體,放在一盛滿水的溢水杯中,從杯中溢出了 30 N的水,則物體受到的浮力是( )
A.80 N B.30 N
C.50 N D.110 N
B
2.兩手分別用細線拉著一個小木塊和一個大石塊(大石塊體積比小木塊大)浸沒在水中,同時松手,小木塊上浮,大石塊下沉,比較松手時兩者所受的浮力( )
A.木塊受的浮力大
B.石塊受的浮力大
C.兩者受的浮力一樣大
D.條件不足,無法比較
B
3.體積完全相同的銅球、鐵球和木球,放入盛水容器靜止后如圖所 示,則關于三個小球所受浮力大小,下列說法正確的是( )
A.木球最大
B.鐵球最小
C.銅球和鐵球一樣大
D.條件不足,無法判斷
C
4.如圖所示,將一鐵塊用彈簧測力計懸掛起來,并逐漸浸入水中。在鐵塊未浸沒前,鐵塊所受的浮力逐漸　　　 ,彈簧測力計的示數逐漸　　　。(均選填“變大”“變小”或“不變”)
變大
變小
5.把一個體積為200 cm3、重為1.6 N的物體放入水中后放手,當物體靜止時受到水的浮力是　　　N、排開水的體積是　　 　cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
6.小彤想測量校園里一小石塊的密度,她利用彈簧測力計、燒杯及足量的水,完成了測量,步驟如圖所示,小石塊受到的重力為　　　N,把小石塊完全浸沒在水中后,彈簧測力計的示數為1.5 N,則小石塊的密度為　　　　　kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
1.6　
160
2.5　
2.5×103
7.在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中,小明用彈簧測力計、金屬塊、兩個裝有適量水和鹽水的相同燒杯,對浸在液體中的金屬塊所受的浮力進行了探究。實驗裝置和每次實驗中彈簧測力計的示數如圖所示。
甲 乙 丙 丁 戊
(1)彈簧測力計使用前應觀察指針是否在　　 　處。如圖甲所 示,金屬塊的重力為　　　　N。
零刻度線
3
(2)圖乙中金屬塊受到的浮力大小為　　　　N。
(3)比較圖乙、丙可得出物體所受浮力的大小與它　　　 _　有關。
(4)通過圖乙、戊的探究,不能得到浮力大小與液體密度是否有關,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
0.6　
排開液體的體積
沒有控制排開液體的體積相同
謝謝觀賞！(共19張PPT)
第八章　浮　力
第一節　浮　力
一、浮力
1.定義:浸在　　　 　　中的物體都會受到液體　　　的力。
2.施力物體:　　 　或氣體。
3.方向:　　 　　　。
4.產生原因:　　　 　　　　　　　　　　　。
5.稱重法求浮力:　　　　　　。
液體或氣體
向上
液體
豎直向上
物體上、下表面受到液體或氣體的壓力差
F浮=G-F
[注意] (1)浸在液體和氣體中的物體都受浮力。(2)將物體掛在彈簧測力計上,然后浸在液體中,彈簧測力計減小的示數就等于物體受到的浮力。(3)浸在液體中的物體,由于物體下表面受到的壓力大于上表面受到的壓力,產生的壓力差就等于浮力。
二、物體的浮沉條件
1.上浮,如圖甲所示,F浮　　　G。
2.下沉,如圖乙所示,F浮　　　G。
3.懸浮,如圖丙所示,F浮　　　G。
4.漂浮,如圖丁所示,F浮　　　G。
>
<
=
=
[注意] (1)懸浮是指物體全部浸入液體中且只受重力和浮力而保持平衡狀態。(2)實心物體的浮沉可以通過比較物體密度和液體密度大小來判斷。
浮力
[典例1]如圖所示,將一重為 8 N 的物塊用細線系在彈簧測力計的掛鉤上,將它浸沒在水中靜止,彈簧測力計示數為5 N,則物塊受到的浮力是 　　　　N,浮力的方向是　　　　　　。
3
豎直向上
物體浸在液體中,彈簧測力計的示數為F,則重力G、彈簧測力計的示數F和浮力F浮三者的關系是F浮=G-F,這三個量知道兩個可求另 一個。
[針對訓練1] 2022年4月16日,“神舟十三號”載人飛船返回艙成功著陸。圖甲是航天員在空間站做的乒乓球浮力消失實驗,圖乙為某物理老師做的浮力實驗,關于液體浮力,下列說法錯誤的是( )
A.浮力是物體受到液體對它向上的壓力
B.液體內部存在向各個方向的壓強,是由于液體受重力,且有流動性
C.圖甲,液體對乒乓球沒有壓力差,因此浮力消失
D.圖乙,乒乓球受到液體壓力,因此受到浮力作用
A
解析:物體受到液體(或氣體)對它的上、下表面的壓力的合力,這個合力就叫浮力;液體內部向各個方向都有壓強,是由于液體受到重力且液體有流動性;在中國空間站微重力環境中,圖甲中乒乓球所受重力幾乎為零,乒乓球懸停處于平衡狀態,因此水對乒乓球的浮力幾乎為零,即乒乓球所受壓力及壓力差都為零;圖乙實驗中,漂浮的乒乓球處于平衡狀態,因此乒乓球受到水向上的壓力,即為乒乓球所受浮力,和重力大小相等,方向相反。
[針對訓練2]如圖所示,A、B是能自由移動的物體,C、D是容器自身凸起的一部分。現往容器里注入一些水,則下列說法錯誤的是( )
A.A物體一定受浮力的作用
B.B物體一定受浮力的作用
C.C物體一定不受浮力的作用
D.D物體一定不受浮力的作用
D
物體的浮沉條件
[典例2]將一實心物體掛在彈簧測力計上,待其靜止時彈簧測力計的示數為7.2 N,當把物體的三分之一浸在水中時,彈簧測力計的示數變為5.2 N,此時物體受到的浮力為　　　N。如果彈簧測力計不拉著物體,物體在水中會　　　　(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”),你判斷的依據是　　　　　　　　 　　　　　。
2
下沉
物體浸沒在水中受到的浮力小于重力
解析:由題意可知,物體的重力G=7.2 N,當把物體的三分之一浸在水中時,彈簧測力計的示數F示=5.2 N,此時物體受到的浮力F浮=G-F示= 7.2 N-5.2 N=2 N,當物體全部浸入水中時,受到的浮力為3×2 N= 6 N<7.2 N,故浮力小于重力,如果彈簧測力計不拉著物體,物體在水中將會下沉。
物體浮沉的判斷
(1)F浮>G物→物體上浮→最終漂浮→F浮′=G物。
(2)F浮(3)F浮=G物→物體懸浮→可停留在液面下的任何位置。
[針對訓練3]一個重為2 N的木塊,浸沒在水中時受到的浮力為3 N,則它將　　　　(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”),木塊靜止后受到的浮力為　　　N。
上浮
2
解析:木塊的重力為2 N,浸沒在水中時受到的浮力為3 N,浮力大于重力,則木塊要上浮;待木塊靜止時,漂浮在水面上,此時木塊所受的浮力等于木塊的重力,F浮=G=2 N。
1.下列物體中不受浮力作用的是( )
A.深入河底的橋墩 B.正在水中下沉的石頭
C.漂浮在水面的木頭 D.在河中游泳的人
2.下列關于浮力的說法正確的是( )
A.浮力都是由水產生的
B.在不同液體中浮力的方向不同
C.只要物體浸入液體中,就一定會受到浮力的作用
D.沉在水底的石塊所受浮力的施力物體是水
A
D
3.一只鴨子漂浮在水面上,此時,它受到了　　　對它產生的向上的浮力;一條金魚在水里游泳,此時,它　　　(選填“受到”或“不受”)浮力作用。
水
受到
4.如圖所示,質地均勻的實心木球漂浮在水面上,作出木球所受浮力的示意圖。
答案:如圖所示
5.如圖所示是認識浮力的探究實驗。
(1)將物體懸掛在彈簧測力計下端,如甲實驗所示,物重G=　　　N。
(2)當用手向上托物體時,如乙實驗所示,手對物體向上的托力F=
　　　N。
5
3
(3)當物體浸入水中后,如丙實驗所示。將丙實驗與甲、乙實驗對照,說明水對物體也有向上的托力,即浮力,水對物體的浮力F浮=　　N。
(4)該實驗中建立浮力概念時,所采用的物理方法是　　　　　　。
2
類比法
謝謝觀賞！(共13張PPT)
第三節　浮力的利用
浮力的利用
1.輪船:將密度大于水的材料制成　　　,增加其排開液體的體積,從而增大其受到的　　　。
2.潛水艇:通過水艙排水或者充水來　　　 　　　,實現上浮或者下潛。
3.氣球和飛艇:內部充入密度　　　空氣的氣體,靠空氣的浮力工作。
[注意] (1)密度計是根據二力平衡以及阿基米德原理制成的,密度計在不同的液體中都處于漂浮狀態,所受浮力不變。(2)輪船排水量是指輪船滿載時排開水的質量,此時F浮=G排=G總。
空心
浮力
改變自身的重力　
小于
浮力的利用
[典例] 如圖所示是關于浮力知識的應用實例,其中說法正確的是( )
A.圖甲中浸沒在水中的潛水艇在下潛過程中所受浮力逐漸變大
B.圖乙中巨輪之所以能夠浮在水面是因為用空心的辦法增大了排開液體的體積
C.圖丙中液體的密度越大密度計漂浮時受到的浮力就越大
D.圖丁中氣球是利用填充氣體密度大于空氣密度的原理上浮的
B
浮力應用實例及分析
實例 應用分析
輪船 把密度大于水的材料制成空心的,通過增大排開水的體積來增大浮力,從而漂浮在水面上
潛水艇 靠改變自身的重力實現上浮、下潛或懸浮
氣球和 飛艇 充入密度小于空氣的氣體,靠空氣的浮力工作
密度計 自身密度小于液體密度,漂浮在液面上
[針對訓練1] (1)輪船制造的原理是　　　　　　　　　　 _
　 　　,輪船自河里開入海里所受浮力　　　　(選填“變大”“不變”或“變小”),輪船應　　　　(選填“上浮一些”或“下沉一些”)。
(2)潛水艇是靠　 　　　實現上浮和下潛的,潛水艇自水面下開始下潛過程中所受水的浮力　　　　,所受水的壓強　　　　(后兩空均選填“變大”“不變”或“變小”)。
密度大于水的鋼鐵制成空心
可以浮在水面上
不變　
上浮一些
改變自身重力
不變
變大
解析:(1)由物體的浮沉條件可知,漂浮在水面上的輪船,受到的浮力等于船受到的重力,即利用密度大于水的鋼鐵制成空心可以浮在水面上; 同一艘輪船從河里駛進海里,船始終漂浮,浮力等于重力,船質量沒有變化,則受到的重力大小不變,所以,船受到的浮力不變;海水的密度大于河水的密度,由F浮=ρ液gV排可知,排開海水的體積小于排開河水的體積,所以,船身相對于水面將上浮一些。(2)潛水艇是靠改變自身重力實現上浮和下潛的;潛水艇在水面下下潛過程中,排開水的體積始終等于潛水艇的自身體積,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,潛水艇受到水的浮力不變;潛水艇在水面下下潛過程中,水的深度變大,由p=ρgh可知,潛水艇受到水的壓強變大。
[針對訓練2] 如圖所示的熱氣球,其下方開口處燃燒液化氣,隨著熱氣球內部氣體溫度升高,熱氣球開始離地,徐徐升空,則氣球內的氣體密度　　　　,氣球所受浮力　　　　(前兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)。體積為620 m3的熱氣球懸浮在空中時,氣球吊籃和乘客的總重是　　　 　N。(空氣密度保持1.3 kg/m3不變,g取10 N/kg)
變小
不變
8 060
解析:熱氣球內部氣體溫度升高,其氣體體積增大,氣球內氣體的密度減小;熱氣球外空氣的密度不變,排開空氣的體積也不變,根據F浮= ρ空氣gV排可知,熱氣球所受的浮力也不變。熱氣球在空氣中所受的浮力F浮=ρ空氣gV排=1.3 kg/m3×10 N/kg×620 m3=8 060 N;熱氣球在空中懸浮,則由二力平衡條件可知,氣球吊籃和乘客的總重G總=F浮= 8 060 N。
1.關于浮沉條件的應用,下列說法不正確的是( )
A.密度計放在不同液體中所受浮力的大小相等
B.飛艇里所充氣體的密度小于空氣的密度
C.乒乓球從水中上浮至漂浮的過程中,所受浮力不變
D.輪船從河里開到海里,要浮起來一些,浮力大小不變
C
2.飛艇內充的氣體的密度　　　　空氣的密度;當飛艇勻速上升時,浮力等于飛艇的　　　　;如果此時從飛艇上拋下一些重物,飛艇將
　　　上升;要使飛艇回到地面上可以采用的方法是　 　　　　 _
　 。
3.在海水中游泳的人要上岸,從深水處向淺水處走的過程中,人所受的重力　　　,所受的浮力　　　,海底對人的支持力　　　。(均選填“增大”“減小”或“不變”)
小于
重力
加速
放掉飛艇內一部
分氣體
不變
減小
增大
解析:人的體重一定,從深水處向淺水處走的過程中,排開水的體積不斷減小,由公式F浮=ρ液gV排知,所受浮力減小;人在水中受到重力、浮力及支持力三個力,且G=F浮+F支,浮力減小,重力不變,故支持力增大。
4.如圖所示,我國自主設計建造的“凱桂”號油輪是中國目前最大的原油運輸船,它滿載時的排水量達46.9萬噸,續航能力可達22 000海里。它滿載時,所受浮力為　　　 　N;當它停靠在碼頭裝貨時,油輪排開水的質量　 　　(選填“變大”“不變”或“變小”)。(g取10 N/kg)
4.69×109
變大
5.如圖所示是同一艘潛水艇在水中上浮和下潛的情景,其中潛水艇正在水中上浮的是圖　　　　,正在水中下潛的是圖　　　　,這兩種情況中,潛水艇所受的浮力F甲　　 　　(選填“<”“>”或“=”) F乙。
甲
乙
=
謝謝觀賞！

展開更多......

收起↑