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第九章 浮力
認識浮力
第1節(jié)
01
1.通過實驗感受浮力、認識浮力。
02
2.知道什么是浮力及浮力產(chǎn)生的原因，會用彈簧測力計測量浮力。
相傳2000年前，羅馬帝國的遠征軍來到了死海附近，擊潰了這里的土著人，并抓獲了一群俘虜，統(tǒng)帥命令士兵把俘虜們投進死海。奇怪的是，這些俘虜居然沒有沉下去，而是個個都浮在水面，統(tǒng)帥認為這是神靈保佑他們，就把俘虜釋放了。
為什么士兵會漂浮在死海上？此時都受到哪些方向的力呢？
3
竹筏
帆船
遼寧艦
飛艇
潛水器
天鵝
你還能舉出哪些證明浮力存在的例子？
1.定義：無論是液體還是氣體，對浸入其中的物體都有豎直向上的作用力，物理學中把這個作用力叫做浮力。
2.符號： F浮
單位： 牛（N）
一、什么是浮力
F浮
F浮
3.分析:由二力平衡的條件可知，浮力的方向與重力的方向相反，即浮力的方向豎直向上。
G
G
浮力的方向可以簡稱為向上嗎？
(1)用彈簧測力計測出石塊的重力G
(2)把石塊浸入水中，記錄彈簧測力計的示數(shù)F示
比較G和F示的大小關系，為什么示數(shù)變小了呢？說明了什么？
石塊受浮力的作用
彈簧測力計的示數(shù)減少了多少？浮力大小怎么計算？
活動1：探究液體的浮力
4.稱重法
用彈簧測力計測量浮力大小
F浮=G-F示
分析：鋁塊的受力情況如圖所示，由力的平衡可知，G=F浮+F示，則F浮=G-F示。
G
F浮
F示
1.探究液體的浮力時，比較重力和彈簧測力計示數(shù)的大小關系，為什么示數(shù)變小了呢？
答案　液體對浸入其中的物體施加了豎直向上的力。
2.液體的浮力大小怎么計算？
答案　浮力大小等于物體的重力與物體浸入液體中彈簧測力計的示數(shù)之差，這種測量浮力的方法稱為稱重法。
3.探究空氣的浮力時，將扎在氣球上的氣針頭插入籃球的氣門內(nèi)，氣球隨即膨脹，此時的桿不平衡了，為什么？
答案　氣體對浸在其中的物體都有豎直向上的浮力。
將充足氣的籃球和套扎在氣針尾端的氣球一起掛于杠桿左端，調(diào)整杠桿右端的鉤碼，使杠桿平衡。
再將扎在氣球上的氣針頭插入籃球的氣門內(nèi)，氣球隨即膨脹，此時的杠桿不平衡了，為什么？
氣體對浸在其中的物體都有豎直向上的浮力。
活動2：探究液體的浮力
1.下列關于浮力的說法正確的是（　?。?br/>A．只有浸入液體中的物體才受到浮力的作用
B．不同物體在液體中受到的浮力方向會有所不同
C．在液體中下沉的物體不受浮力的作用
D．浮力方向總是與重力的方向相反
D
解析　一切浸入液體、氣體中的物體都受到液體、氣體對它施加的豎直向上的浮力，浮力的方向一定都是豎直向上的，與重力方向相反，故選D。
2. 如圖所示，將重為10N的鋁塊掛在彈簧測力計上，當它浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)為2N則鋁塊所受的浮力大小為（　?。?br/>A．2N B．8N C．10N D．12N
B
解析　物體浸沒在水里時，物體受到的浮力加上拉力(彈簧測力計的示數(shù))等于物體重力，即：F?。獸＝G，
所以，鋁塊所受的浮力為：F浮＝G－F＝10 N－2 N＝8 N。
浮力是由于液體對物體向上向下的壓力差產(chǎn)生的。
F=pS = ρ水ghS
F浮= F向上- F向下（壓力差法）
物體的下表面：
F上= ρ液gh2S
物體的上表面：
F下= ρ液gh1S
F浮=F上-F下
二、浮力產(chǎn)生的原因
h2
h1
F上
F下
活動3：觀看乒乓球上浮實驗
活動3：觀看塑料水膜實驗
觀看乒乓球上浮實驗、塑料水膜實驗，完成以下內(nèi)容。
1.下方開口時的乒乓球受到_____和_____。開口被堵上之后的乒乓球，上下表面都受到水提供的_____，合力方向_____，此合力大于_____，所以乒乓球_________。
2.通過水膜實驗觀察可知，左右形變量_____，上下兩個表面的形變量____，說明深度不同，水的壓強不同，對塑料膜的壓力不同，這也說明了浮力是因_____________________________而產(chǎn)生的。
3.F浮＝___________(壓力差法)。
重力
壓力
壓力
向上
重力
向上運動
相同
不同
液體對浸在其中的物體有壓力差
F向上－F向下
思考：所有浸在液體里的物體都受到浮力嗎？請舉例說明。
答案　不是。當物體浸沒在液體中，并且物體的下表面與容器底部緊密接觸時，物體的下表面不受液體壓力的作用，即F向上＝0，此時物體不受浮力。如深埋在淤泥里的橋墩。
1. 用彈簧測力計提著重3N的石塊，當將石塊浸沒于水中，彈簧測力計的示數(shù)為2.2N，則下列說法中正確的是（　?。?br/>A．石塊所受的浮力為2.2N
B．石塊下表面受到水向上的壓力為0.8N
C．石塊受到水的浮力為5.2N
D．石塊上、下表面受到水的壓力差為0.8N
D
解析　由題知，石塊的重力G＝3 N，當把石塊浸沒于水中時，彈簧測力計的示數(shù)F示＝2.2 N，則石塊受到的浮力：F?。紾－F示＝3 N－2.2 N＝0.8 N；由浮力產(chǎn)生的原因可知，石塊上、下表面受到水的壓力差ΔF＝F下－F上＝F?。?.8 N，則石塊下表面受到水向上的壓力F下>0.8 N，故選D。
2. 如圖所示的圓柱體浸沒在液體中時，它的側(cè)面受到的各個方向液體的壓力相互 　　，其下表面受到液體向上的壓力比上表面受到液體向下的壓力 　　，這就是浸沒在液體中的物體受到浮力的原因。
平衡
大
解析　根據(jù)相同深度處液體向各個方向的壓強相等的特點可知，圓柱體浸沒在液體中時，它的側(cè)面受到的各個方向液體的壓力相互平衡；而圓柱體上、下表面所受的液體壓力是不同的，設上表面所處的深度為h1，下表面所處的深度為h2。則上表面受到的壓強為p向下＝ρ液gh1，受到的壓力為F向下＝p向下S＝ρ液gh1S；下表面受到的壓強為p向上＝ρ液 gh2，受到的壓力為F向上＝p向上S＝ρ液 gh2S。
因為h1F向下，
則液體對物體產(chǎn)生向上的壓力和向下的壓力不相等，壓力差就產(chǎn)生了浮力，即F?。紽向上－F向下。
浮力
浮力
產(chǎn)生
原因
概念：浸在液體或氣體中的物體受到豎直向上的作用力叫浮力。
方向：豎直向上
液體或氣體對物體向上向下的壓力差產(chǎn)生的。
測量：F浮=G-F示 1.壓力差法2.稱重法
1.(2024·合肥廬陽區(qū)期中)下列四幅情景中物體不受浮力作用的是(　　)
D
A.勻速上升的氣球
B.快速航行的航母
C.空氣中加速
下落的樹葉
D.固定在水底的橋墩
解析　勻速上升的氣球、快速航行的航母、空氣中加速下落的樹葉，都受到液體或氣體向上的壓力，由浮力的產(chǎn)生原因可知，它們都受到浮力作用。固定在水底的橋墩由于底面埋在地下，其底面不與水接觸，因此橋墩沒有受到水對其向上的壓力，則橋墩不受浮力作用，故選D。
2．關于浮力的說法你認為不正確的是（　?。?br/>A．將石塊拋入水中，石塊在下沉過程中不受浮力
B．在水中上升的木塊受到浮力
C．在海邊游泳的人受到海水對他產(chǎn)生的浮力
D．在空中上升的氫氣球受到空氣對它的浮力
A
解析　將一石塊拋入水中，石塊受到水向上的壓力和向下的壓力差，在下沉過程中一直受浮力作用，故A錯誤；液體和氣體對浸在其中的物體都有豎直向上的浮力，則在水中上升的木塊、在海邊游泳的人、在空中上升的氫氣球都受到浮力作用，故B、C、D正確。故選A。
3．一物體在彈簧測力計下，示數(shù)為8N，當它浸入水中時，示數(shù)為5N，此時物體所受的浮力為（　　）
A．3N B．5N C．8N D．13N
A
解析　把物體浸入在水里時，根據(jù)稱重法可知所受浮力：
F?。紾－F示＝ 8 N－5 N＝3 N，故選A。
4.(2024·商洛山陽縣期末)如圖，浸沒在水中的物體，上表面受到水的壓力大小為2 N，下表面受到水的壓力大小為6N，請在圖中畫出該物體受到的浮力F浮的示意圖。
F浮=4N

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