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教科版八年級下冊
第10章 流體的力現(xiàn)象
章末復(fù)習(xí)
知識結(jié)構(gòu)
在流體中運(yùn)動
流體的力現(xiàn)象
F浮＞G，上浮
應(yīng)用
沉與浮
原理
認(rèn)識浮力
F浮=G，懸浮
F浮＜G，下沉
物體的浮沉條件
適用范圍
內(nèi)容
應(yīng)用:輪船、熱氣球、潛艇等
方向
產(chǎn)生原因
定義
測量
科學(xué)探究：浮力的大小
影響因素
阿基米德原理
公式：F浮=G排
知識梳理
知識點(diǎn)1 在流體中運(yùn)動
1.流體的定義：液體和氣體具有流動性，統(tǒng)稱為流體。
2.流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系：對于流動的液體和氣體，在流速大的地方壓強(qiáng)____，流速小的地方壓強(qiáng)____。
3.升力：上方氣流的速度____，氣體的壓強(qiáng)____；下方氣流的速度____，氣體的壓強(qiáng)____。機(jī)翼上下表面產(chǎn)生______，使機(jī)翼獲得了升力。
小
小
小
大
壓強(qiáng)差
大
大
例1 某興趣小組用如圖裝置研究壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，將吹風(fēng)機(jī)對準(zhǔn)豎管上端管口向下吹風(fēng)，在三個(gè)水平玻璃管的右端口處同時(shí)釋放相同規(guī)格的乒乓球，某時(shí)刻乒乓球處于如圖所示的位置。下列說法合理的是（ ）
A.乒乓球運(yùn)動是因受到豎管氣流的吸引力
B.裝置中三個(gè)水平玻璃管的橫截面積不同
C.三個(gè)水平玻璃管的左端口處壓強(qiáng)不相同
D.該裝置可以測量豎管中各處的壓強(qiáng)大小
C
右側(cè)大氣壓向左的力
實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制三個(gè)玻璃管完全一致
只能比較大小，不能測量壓強(qiáng)值
知識點(diǎn)2 認(rèn)識浮力
1.定義：一切浸入流體中的物體，都受到流體對它向上的力，這個(gè)力叫作浮力。
2.方向：___________
豎直向上
3.產(chǎn)生原因：液體或氣體對物體上、下表面存在壓力差，即F浮=__________
F向上-F向下
壓力差法測浮力
4.測量浮力：F浮=__________
G-F拉
稱重法測浮力
例2 如圖所示，洗手盆底部的出水口塞著橡膠制成的水堵頭，則水堵頭（ ）
A.沒有受到水的壓力，但受到水的浮力
B.沒有受到水的壓力，也沒有受到水的浮力
C.受到水的壓力，沒有受到水的浮力
D.受到水的壓力，也受到水的浮力
下端沒有水，沒有受到水的浮力
C
知識點(diǎn)3 科學(xué)探究：浮力的大小
1.影響浮力大小的因素：_________________、________
浸在液體中的體積
液體密度
2.阿基米德原理
（1）內(nèi)容：浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受到的重力。
（2）公式：
F浮 = G排 = ρ液 gV排
浮力（N）
排開液體的重力（N）
液體密度（kg/m3）
9.8N/kg
排開液體體積（m3）
例3 小明發(fā)現(xiàn)木頭在水中是漂浮的，而石塊在水中會下沉，他猜想浮力的大小與浸在液體中的物體的密度有關(guān)。為此他進(jìn)行了如下探究，請你幫助他完成實(shí)驗(yàn)。
（1）實(shí)驗(yàn)思路：選取體積相同、_______________不同的物體A和B分別浸沒在水中，測出其所受浮力并進(jìn)行比較。
密度（或質(zhì)量）
（2）實(shí)驗(yàn)過程：按照實(shí)驗(yàn)思路依次進(jìn)行如圖所示的操作，從圖甲中可知物體 A所受的浮力為_____N。觀察圖乙可知物體 B在水中受到的拉力為______N，并計(jì)算出物體 B所受的浮力。
1.2
2.8
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可初步得出的結(jié)論是
________________________________________。
浮力的大小與浸在液體中的物體的密度無關(guān)
例4 如圖甲所示，小李進(jìn)行了驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)。
（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差且操作方便，最合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)開___________(填序號)。
（2）按照最合理的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)中的測量結(jié)果
(彈簧測力計(jì)的示數(shù))滿足 ______________，的關(guān)系式時(shí)，說明阿基米德原理成立。
④②①③
F2-F1=F3-F4
（3）按照最合理的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)分別為F1=2 N，F(xiàn)2=4 N，F(xiàn)3=2.6 N，F(xiàn)4=1N。出現(xiàn)上述數(shù)據(jù)的原因可能是_____(填字母)。
A.步驟④中小桶內(nèi)有少量水
B.步驟①中物體未浸沒在水中
C.步驟①中物體觸碰了燒杯底部
C
（4）小張利用身邊的器材：兩個(gè)相同的彈簧測力計(jì)A 和B、重物、溢水杯(由飲料瓶和吸管組成)、薄塑料杯(質(zhì)量忽略不計(jì))等對小李的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，裝置如圖乙所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)小張逐漸向下移動水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，觀察到彈簧測力計(jì)A的示數(shù)逐漸______，彈簧測力計(jì) B的示數(shù)逐漸 ______。若彈簧測力計(jì) A的示數(shù)變化量為 FA，彈簧測力計(jì)B的示數(shù)變化量為 FB，則大小關(guān)系是 FA _____ (選填“>”“=”或“<”) FB 。
變小
變大
=
（5）小張實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)是 ______(填字母)。
A.彈簧測力計(jì) A 的示數(shù)就是重物所受浮力的大小
B.實(shí)驗(yàn)器材生活化，實(shí)驗(yàn)中能同步觀察彈簧測力計(jì)A、B示數(shù)的變化
B
輪船
潛艇
熱氣球
密度計(jì)
原理：物體漂浮時(shí)，F(xiàn)浮=G
特點(diǎn)：刻度上小下大，上疏下密
通過排水、吸水來改變自身重力從而實(shí)現(xiàn)上浮和下沉
加熱球內(nèi)的空氣以減小整體所受重力
將鋼鐵做制成空心的，可以排開更多的水，漂浮在水面上，排水量：m船+m貨= m排
物體沉浮條件的應(yīng)用
例5 水平桌面上兩個(gè)相同的燒杯中分別裝有甲、乙兩種不同液體，將兩個(gè)不同材料制成的正方體A、B(VA＜VB)分別放入兩種液體中，靜止后如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A.甲液體的密度較大
B.甲液體對容器底的壓力較小
C.甲液體中的物體所受的浮力較大
D.兩種液體對容器底的壓強(qiáng)相等
B
把 A、B兩物體作為一個(gè)整體，該整體在兩液體中都處于漂浮狀態(tài)，F(xiàn)浮=GA+GB ，該整體在兩液體中受到的浮力相等
F浮=ρ液gV排
V排甲＞V排乙
ρ甲＜ρ乙
已知兩液體的深度相同，且ρ甲＜ρ乙，F(xiàn)=pS=ρghS，兩容器底面積相同，p甲＜p乙，F(xiàn)甲＜F乙
知識點(diǎn)4 浮力的計(jì)算
稱重法
壓力差法
公式法
平衡法
浮力等于物體的重力G減去物體浸在液體中時(shí)彈簧測力計(jì)的拉力F拉，即F浮=G-F拉
浮力等于液體對物體向上、向下的壓力差，即
F浮=F向上-F向下
根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排 計(jì)算
物體漂浮或懸浮時(shí)，由二力平衡條件得，浮力等于重力，即F浮=G
例6 從高處掉入水里的蘋果(如圖)，最終會漂浮在水面上。設(shè)蘋果的質(zhì)量 m=150g，蘋果密度均勻，其密度ρ蘋=0.6×103kg/m3，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取 10 N/kg。求：
（1）蘋果漂浮在水面上時(shí)受到的浮力大小。
（2）蘋果浸沒在水中時(shí)受到的浮力大小。
解：（1）蘋果的重力 G=mg=150×10-3kg×10N/kg=1.5N，
蘋果漂浮在水面，受到的浮力F浮=G=1.5 N。
（2）蘋果的密度ρ蘋=0.6×103kg/m3=0.6 g/cm3，則蘋果的體積 ，蘋果浸沒在水中時(shí)排開水的體積V排=V=2.5×10-4m3，受到的浮力F浮′= ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10 -4 m3=2.5 N。
本章復(fù)習(xí)題
1.如圖所示，若向兩張自然下垂的紙中間吹氣，吹氣時(shí)兩張紙將會發(fā)生什么現(xiàn)象？請解釋原因。
兩張紙將向中間靠攏。向兩張紙中間吹氣時(shí)，兩張紙中間空氣流速大，壓強(qiáng)小；兩張紙外側(cè)空氣流速小，壓強(qiáng)大，兩張紙受到向內(nèi)的壓強(qiáng)大于向外的壓強(qiáng)，受到向內(nèi)的壓力大于向外的壓力，兩張紙?jiān)趬毫Σ畹淖饔孟孪蛑虚g靠攏。
吹氣
2.如圖所示，雞蛋在鹽水中受到浮力，這個(gè)浮力的施力物體和受力物體分別是什么？圖中畫出了幾個(gè)力的方向，雞蛋所受浮力的方向是哪一個(gè)？
雞蛋所受浮力的施力物體是水，受力物體是雞蛋。雞蛋所受浮力的方向豎直向上，即F3的方向。
3.為了測量鹽水的密度，某同學(xué)用彈簧測力計(jì)、燒杯、水（密度用ρ水表示）、金屬塊A，鹽水以及不吸水的細(xì)線等器材完成了圖中實(shí)驗(yàn)。請推導(dǎo)出鹽水的密度表達(dá)式ρ鹽水（用F1、F2、F3、ρ水表示）。
根據(jù)稱重法可知，A在水中受到的浮力F浮水=F1-F2，A在鹽水中受到的浮力F浮鹽水=F1-F3，A浸沒在液體中時(shí)排開液體的體積不變，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，
4.為保證安全，海船的船舷上畫有“吃水線”（又叫作載重線），吃水線以下船的體積表示船安全航行時(shí)排開水的最大體積。在如圖所示的吃水線中，最上面的一條是淡水線，表示船在淡水中航行，淡水的水面與這條線齊平時(shí)，輪船已裝足了貨物。其他四條線分別是印度洋線、夏季海洋線、冬季海洋線和北大西洋線。請回答下列問題：
（1）為什么淡水線在吃水線的最上面？
（2）當(dāng)船舶從北大西洋區(qū)域駛?cè)胗《妊髤^(qū)域時(shí)，船舶的吃水線會有所變化，船舶的總重力不變，船舶受到的浮力是否變化？
（3）根據(jù)圖中的載重線，請判斷印度洋和北大西洋的海水密度哪個(gè)大。為什么？
（1）海船在裝足貨物時(shí)，水面與吃水線相平，船處于漂浮狀態(tài)，此時(shí)船所受浮力與自身的總重力相等。根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，液體的密度越小，排開液體的體積越大，船的吃水線越靠近上面。淡水的密度最小，所以淡水線在吃水線的最上面。
（2）船舶在不同海域時(shí)處于漂浮狀態(tài)，所受浮力均等于其自身重力。船舶的總重力不變，則船舶受到的浮力不變。
（3）由題可知，海船在不同的海域時(shí)，若海面與相應(yīng)的吃水線相平，均表明船裝足了貨物，即海船的總重力相同，則所受的浮力也相等。根據(jù)F浮=ρ液gV排可知，吃水線越在上面，排開海水的體積越大，海水的密度就越小。印度洋線在北大西洋線的上面，則北大西洋的海水密度更大。
課堂小結(jié)
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