資源簡介

(共21張PPT)
物質科學（一）
第6課時
浮力
知識導引
1.
浮力
概念、成因、阿基米德原理
2.
探究浮力大小的影響因素
3.
物體浮沉條件
4.
浮力的應用
漂浮、懸浮
密度計、輪船、潛水艇、氣球
ρ液、V排
5.
浮力計算
豎直向上（與重力方向相反）
F1
F2
F3
F4
F4--F3
1.1
浮力概念
1.產生條件：
2.方向：
3.施力物體：
4.成因：
5.大小：
浸入液體（或氣體）
液體（或氣體）
液體（或氣體）對物體的向上壓力大于向下壓力
稱重法
F甲--F乙
　
甲　　
　　
乙　
　
　丙　　　　丁
A．甲圖：北斗衛星在高空中環繞地球
B．乙圖：國產大客機C919翱翔藍天
C．丙圖：國產武裝直升機武直?19盤旋空中
D．丁圖：乘坐熱氣球升空俯瞰河山美景
例1.近年來我國的科技水平不斷取得長足進步。試分析如圖所示幾種情況，主要是依靠空氣的浮力而升空的物體是(
)
1．一個盛有鹽水的容器中懸浮著一個雞蛋，容器放在斜面上，如圖所示，圖上畫出了幾個力的方向，你認為雞蛋所受浮力的方向應是(
)
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
C
D
阿基米德原理
F浮＝G排
1.2
阿基米德原理
F2--F3
F4--F1
═
例2
[2019·福建]如圖，“驗證阿基米德原理”的實驗步驟如下：
①用彈簧測力計測出物體所受的重力G(圖甲)；
②將物體浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中，用空的小桶
接從溢水杯里被物體排開的水，讀出這時測力計的示數F(圖乙)；
③測出接水后小桶與水所受的總重力G1(圖丙)；
④將小桶中的水倒出，測岀小桶所受的重力G2(圖丁)；
⑤分別計算出物體受到的浮力和排開的水所受的重力，并比較它們的大小是否相同。
回答下列問題：
(1)物體浸沒在水中，受到水的浮力F浮＝_________，
被排開的水所受的重力G排＝_________。(用上述測得的物理量符號表示)
(2)指出本實驗產生誤差的原因(寫出兩點)：
(a)
_____________________________________________；
(b)
_____________________________________________。
(3)物體沒有完全浸沒在水中，______(選填“能”或“不能”)用實驗驗證阿基米德原理。
G－F
G1－G2
測力計的精度不夠，測量時測力計未保持靜止等
小桶中的水未倒凈，排開的水未全部流入小桶等
能
為減小誤差，該如何操作？
更改操作順序為：丁甲乙丙
2.
探究浮力大小的影響因素
F浮=ρ
g
V排
例3　在探究影響浮力大小因素的實驗中，同學們提出了如下猜想：
猜想1：浮力大小與物體排開液體的體積有關；
猜想2：浮力大小與液體的密度有關；
猜想3：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有關。
(1)實驗中物體浸沒在水中時受到的浮力為____N。
(2)分析實驗B、C可知猜想1是正確的，可以得出
在同種液體中物體排開液體的體積越大，受到的浮力
_____。比較實驗
_____可
知，浮力大小還與液體的密度有關。
(3)圖中F3＝
__N，液體的密度ρ液＝________kg/m3。(ρ水＝1.0×103
kg/m3)
(4)實驗所用的科學研究方法是
___________。
(5)由A和C兩圖可以計算出物塊的密度約為
________
kg/m3。
3
越大
D、E
1.2×103
7
控制變量法
3.3×103
2．[基礎題]在如圖所示的“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，可以探究物體所受浮力大小與物體排開液體的體積有關的是圖中的(
)
A．甲和丙
B．甲和乙
C．乙和丁
D．丙和丁
A
例4
[2019·紹興]小敏對“物體在水中浸沒前受到的浮力是否與
浸入深度有關”進行了研究。
(1)將一長方體金屬塊橫放，部分體積浸入水中時，在液面所對的
燒杯壁作一標記線，讀出彈簧測力計的示數F甲(如圖甲)______N；
再把金屬塊豎放浸入同一杯水中，當_____________________時，
讀出彈簧測力計示數F乙(如圖乙)。比較發現F乙＝F甲，小敏得出：
浸沒前物體受到的浮力與浸入深度無關。
(2)圖中兩種狀態時，金屬塊底部受到水的壓強p甲_________p乙(選填“大于”“等于”或“小于”)。
1.6
水面與標記線相平
小于
浮力的大小與物體所處的深度有關嗎？
思考：1.實驗時應控制哪些變量相同?
2.怎樣在控制其他變量前提下，改變深度不同？
應控制液體密度和排開液體的體積相同
漂浮
F浮＝G
ρ物＜ρ液
V排＜V物
上浮
F浮＞G
ρ物＜ρ液
V排＝V物
最終漂浮
懸浮
F浮＝G
ρ物＝ρ液
V排＝V物
下沉
F浮＜G
ρ物＞ρ液
V排＝V物
最終沉底
沉底
F浮＜G
ρ物＞ρ液
V排＝V物
1.當物體牌如下五種狀態時，存在下列關系：
2．漂浮問題：
規律1：所受浮力等于它的重力。
規律2：同一物體在不同液體里漂浮，所受浮力相同，ρ液
，V排
。
規律3：V排=
V物
，
ρ物=
ρ液。
F浮＝ρ液V排g
大
小
3.物體的浮沉條件
3．小胡同學在水槽中洗碗，一個大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗裝滿，碗就會沉入水槽底部，此時碗所受到的浮力比漂浮時碗所受到的浮力_____(選填“大”“小”
或“不變”)，水槽中的水面將會_______(選填“上升”“下降”或“不變”
)。
小
下降
4．如圖所示，兩只相同的氣球，分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同，放飛氣球時只有氫氣氣球升上空中。若它們在空氣中受到的浮力分別為F氫和F空，則下列說法中正確的是(
)
A．F氫＞F空
B．F氫＝F空
C．F氫＜F空
D．條件不足，無法比較
B
【基礎題】
5.小明用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作了一個“浮沉子”
(如圖)。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮
在礦泉水瓶內的水面上，礦泉水瓶內留有少量空氣，擰緊
瓶蓋使其密封。用力擠壓礦泉水瓶側面時“浮沉子”下沉，
松手后“浮沉子”即上浮。下列說法錯誤的是(
)
A．“浮沉子”下沉時，所受重力大于它受到的浮力
B．無論怎樣擠壓礦泉水瓶側面，“浮沉子”不可能懸浮在水中
C．“浮沉子”上浮時，小瓶內的壓縮空氣會將內部的水壓出
D．潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同
B
【提高題】
1．密度計
工作原理是物體漂浮時F浮＝G物(漂浮時浮力一定，ρ液與V排成反比)。密度計的刻度特點“上小下大、上疏下密”。
2．輪船
采用“空心法”，使船能夠排開更多的水增大浮力漂浮在液面上。輪船的排水量即輪船滿載時排開水的質量，單位為噸。
3．潛水艇
潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現的。
4．氣球和飛艇
氣球和飛艇是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體(氫氣、氦氣或熱空氣)。
漂浮
漂浮
懸浮
4.
浮力的應用
F浮＝ρ液V排g
?例5　在木棒的一端纏繞一些銅絲制成兩個完全相同的簡易密度計，現將它們分別放入盛有不同液體的兩個燒杯中，如圖所示，當它們豎直靜止在液體中時，液面高度相同。從觀察到的現象可以判斷：兩個簡易密度計所受浮力F甲_______F乙，兩杯液體的密度ρ甲_______ρ乙，兩個燒杯底部所受液體的壓強p甲_______p乙。(均選填“大于”“小于”或“等于”)
等于
小于
小于
F浮＝ρ液V排g
p＝ρ液gh
G液＝G物
6．我國自主研制的“蛟龍號”載人潛水器可達到的最大下潛
深度為7
km，具有無動力下潛上浮的先進技術，以及近底自動
航行和懸停定位等多項先進功能。其中“深海潛水器無動力
下潛上浮技術”主要是在潛水器兩側配備4塊壓載鐵，重量可
以根據不同深度與要求調整。(1標準大氣壓近似取
p0＝1.0×105
Pa，海水密度ρ近似取1.0×103kg/m3，
g取10
N/kg)下列說法正確的是(
)
A．潛水器從60m深處下潛到70m深處的過程中，受到的浮力變大
B．若潛水器最快下潛的速度是0.7m/s，則到達7km海底需要4h
C．潛水器在水面下處于懸停時，它在豎直方向上受到的重力與浮力是一對平衡力
D．深海潛水器采用拋棄壓載鐵的辦法實現上浮，與潛水艇上浮的原理相同
C
A.F甲＝F乙＝F丙
B．F甲＞F乙＝F丙
C．F甲＞F乙＞F丙
D．F甲＜F乙＜F丙
7．2020年4月23日，“雪龍”號考察船圓滿完成歷時198天的南極考察任務，返回上海碼頭落錨。在鐵鏈拉著鐵錨緩慢放入水中時，經歷了如圖所示三種情況：圖甲中鐵錨部分浸入水中；圖乙中鐵錨完全浸沒水中但未觸底；圖丙中鐵錨沉底。三種情況下船身受到的浮力大小分別為F甲、F乙、F丙，它們的大小關系正確的是(
)
【提高題】
C
(1)稱量法：物體在空氣中的重力與物體浸入液體中彈簧測力計拉力的差值等于浮力。
計算公式：F浮＝G－F拉。
(2)公式法：F浮＝G排＝ρ液V排g。多數浮力計算需用該公式進行計算。
(3)上、下表面壓力差法：F浮＝F向上－F向下。
(4)平衡法：
①如果物體在液體中處于漂浮或懸浮狀態，物體只受重力和浮力作用且二力平
衡，則F浮＝G物，如圖甲所示。
②如果物體用一繩子向下拉住浮于水中，則F浮＝G物＋F拉，如圖乙所示。
③當物體沉底時，則F浮＝G物－F支持，如圖丙所示。
5.
浮力計算
計算浮力的主要方法
?例6　“蛟龍號”是我國首臺自主設計、自主集成研制、世界上下潛最深的作業型深海載人潛水器“蛟龍號”體積約為30m3，空載時質量約22t，最大荷載240kg。(海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
(1)“蛟龍號”空載漂浮在水面時受到的浮力為多大？
(2)若“蛟龍號”某次滿載時潛入水底作業，此時受到的浮力為多大？
解：(1)空載漂浮時受到的浮力：F浮＝G＝mg＝22×103kg×10N/kg
＝2.2×105N。
(2)完全浸沒：V排＝V船，
∴
F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103
kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N
平衡法
公式法
例7.
小明利用如圖甲所示的實驗，研究浮力大小與深度的關系。根據測得的實驗數據，作出了彈簧測力計的示數F與物體下表面在水中所處深度h的關系圖象(如圖乙)。根據該圖象求：(ρ水＝1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克)
(1)物體的質量是多少？
(2)物體浸沒在水中時，受到的浮力大小為多少？
解：(1)m＝G/g＝12N/(10N/kg)＝1.2kg。
(2)完全浸沒時：F浮＝G－F拉＝12N－4N＝8N。
稱重法中小學教育資源及組卷應用平臺
1.6
浮力
學案
知識導引
二、浮力
例1
近年來我國的科技水平不斷取得長足進步。試分析如圖所示幾種情況，主要是依靠空氣的浮力而升空的物體是(
)
甲　　
　　
乙　
　
　丙　
　　　丁
A．甲圖：北斗衛星在高空中環繞地球
B．乙圖：國產大客機C919翱翔藍天
C．丙圖：國產武裝直升機武直?19盤旋空中
D．丁圖：乘坐熱氣球升空俯瞰河山美景
1．一個盛有鹽水的容器中懸浮著一個雞蛋，容器放在斜面上，如圖所示，圖上畫出了幾個力的方向，你認為雞蛋所受浮力的方向應是(
)
F1
B．F2
C．F3
D．F4
三、探究浮力大小的影響因素
例2
[2019·福建]如圖，“驗證阿基米德原理”的實驗步驟如下：
①用彈簧測力計測出物體所受的重力G(圖甲)；
②將物體浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中，用空的小桶
接從溢水杯里被物體排開的水，讀出這時測力計的示數F(圖乙)；
③測出接水后小桶與水所受的總重力G1(圖丙)；
④將小桶中的水倒出，測岀小桶所受的重力G2(圖丁)；
⑤分別計算出物體受到的浮力和排開的水所受的重力，并比較它們的大小是否相同。
回答下列問題：
(1)物體浸沒在水中，受到水的浮力F浮＝_________，
被排開的水所受的重力G排＝_________。(用上述測得的物理量符號表示)
(2)指出本實驗產生誤差的原因(寫出兩點)：
(a)
_____________________________________________；
(b)
_____________________________________________。
(3)物體沒有完全浸沒在水中，______(選填“能”或“不能”)用實驗驗證阿基米德原理
例3　在探究影響浮力大小因素的實驗中，同學們提出了如下猜想：
猜想1：浮力大小與物體排開液體的體積有關；
猜想2：浮力大小與液體的密度有關；
猜想3：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有關。
(1)實驗中物體浸沒在水中時受到的浮力為____N。
(2)分析實驗B、C可知猜想1是正確的，可以得出在同種液體中物體排開液體的體積越大，受到的浮力
_____。比較實驗
_____可知，浮力大小還與液體的密度有關。
(3)圖中F3＝
__N，液體的密度ρ液＝________kg/m3。(ρ水＝1.0×103
kg/m3)
(4)實驗所用的科學研究方法是
___________。
(5)由A和C兩圖可以計算出物塊的密度約為
________
kg/m3。
2．[基礎題]在如圖所示的“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，可以探究物體所受浮力大小與物體排開液體的體積有關的是圖中的(
)
A．甲和丙
B．甲和乙
C．乙和丁
D．丙和丁
例4
[2019·紹興]小敏對“物體在水中浸沒前受到的浮力是否與浸入深度有關”進行了研究。
(1)將一長方體金屬塊橫放，部分體積浸入水中時，在液面所對的燒杯壁作一標記線，讀出彈簧測力計的示數F甲(如圖甲)______N；再把金屬塊豎放浸入同一杯水中，當_____________________時，讀出彈簧測力計示數F乙(如圖乙)。比較發現F乙＝F甲，小敏得出：浸沒前物體受到的浮力與浸入深度無關。
(2)圖中兩種狀態時，金屬塊底部受到水的壓強p甲_________p乙(選填“大于”“等于”或“小于”)。
四、物體的浮沉條件
3．小胡同學在水槽中洗碗，一個大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗裝滿，碗就會沉入水槽底部，此時碗所受到的浮力比漂浮時碗所受到的浮力_____(選填“大”“小”
或“不變”)，水槽中的水面將會_______(選填“上升”“下降”或“不變”
)。
4．如圖所示，兩只相同的氣球，分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同，放飛氣球時只有氫氣氣球升上空中。若它們在空氣中受到的浮力分別為F氫和F空，則下列說法中正確的是(
)
A．F氫＞F空
B．F氫＝F空
C．F氫＜F空
D．條件不足，無法比較
5.
[提高題]小明用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作了一個“浮沉子”(如圖)。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在礦泉水瓶內的水面上，礦泉水瓶內留有少量空氣，擰緊瓶蓋使其密封。用力擠壓礦泉水瓶側面時“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列說法錯誤的是(
)
A．“浮沉子”下沉時，所受重力大于它受到的浮力
B．無論怎樣擠壓礦泉水瓶側面，“浮沉子”不可能懸浮在水中
C．“浮沉子”上浮時，小瓶內的壓縮空氣會將內部的水壓出
D．潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同
五、浮力的應用
例5　在木棒的一端纏繞一些銅絲制成兩個完全相同的簡易密度計，現將它們分別放入盛有不同液體的兩個燒杯中，如圖所示，當它們豎直靜止在液體中時，液面高度相同。從觀察到的現象可以判斷：兩個簡易密度計所受浮力F甲_______F乙，兩杯液體的密度ρ甲_______ρ乙，兩個燒杯底部所受液體的壓強p=_______p乙。(均選填“大于”“小于”或“等于”)
6．我國自主研制的“蛟龍號”載人潛水器可達到的最大下潛深度為7
km，具有無動力下潛上浮的先進技術，以及近底自動航行和懸停定位等多項先進功能。其中“深海潛水器無動力下潛上浮技術”主要是在潛水器兩側配備4塊壓載鐵，重量可以根據不同深度與要求調整。(1標準大氣壓近似取p0＝1.0×105
Pa，海水密度ρ近似取1.0×103kg/m3，g取10
N/kg)下列說法正確的是(
)
A．潛水器從60m深處下潛到70m深處的過程中，受到的浮力變大
B．若潛水器最快下潛的速度是0.7m/s，則到達7km海底需要4h
C．潛水器在水面下處于懸停時，它在豎直方向上受到的重力與浮力是一對平衡力
D．深海潛水器采用拋棄壓載鐵的辦法實現上浮，與潛水艇上浮的原理相同
7．[提高題]2020年4月23日，“雪龍”號考察船圓滿完成歷時198天的南極考察任務，返回上海碼頭落錨。在鐵鏈拉著鐵錨緩慢放入水中時，經歷了如圖所示三種情況：圖甲中鐵錨部分浸入水中；圖乙中鐵錨完全浸沒水中但未觸底；圖丙中鐵錨沉底。三種情況下船身受到的浮力大小分別為F甲、F乙、F丙，它們的大小關系正確的是(
)
A.F甲＝F乙＝F丙
B．F甲＞F乙＝F丙
C．F甲＞F乙＞F丙
D．F甲＜F乙＜F丙
六、浮力計算
例6　“蛟龍號”是我國首臺自主設計、自主集成研制、世界上下潛最深的作業型深海載人潛水器“蛟龍號”體積約為30m3，空載時質量約22t，最大荷載240kg。(海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
(1)“蛟龍號”空載漂浮在水面時受到的浮力為多大？
(2)若“蛟龍號”某次滿載時潛入水底作業，此時受到的浮力為多大？
例7.
小明利用如圖甲所示的實驗，研究浮力大小與深度的關系。根據測得的實驗數據，作出了彈簧測力計的示數F與物體下表面在水中所處深度h的關系圖象(如圖乙)。根據該圖象求：(ρ水＝1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克)
(1)物體的質量是多少？
(2)物體浸沒在水中時，受到的浮力大小為多少？
參考答案：
例1
D
1.C
例2.(1)G－F
G1－G2
(2)測力計的精度不夠，測量時測力計未保持靜止等
小桶中的水未倒凈，排開的水未全部流入小桶等
(3)能
例3
(1)3
(2)越大
(3)7
1.2×103
控制變量法
(5)3.3×103
2.A
例4(1)1.6
水面與標記線相平
(2)
小于
四、3.小
下降
4.B
5.B
五、例5
等于
小于
小于
6.C
7.C
六、例6
(1)空載漂浮時受到的浮力：F浮＝G＝mg＝22×103kg×10N/kg
＝2.2×105N。
(2)完全浸沒：V排＝V船，∴
F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103
kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N
例7
(1)m＝G/g＝12N/(10N/kg)＝1.2kg。
(2)完全浸沒時：F浮＝G－F拉＝12N－4N＝8N
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