第1节浮力

第十章 浮力第1节 浮力潜水器潜水器热气球热气球 新课导入在我国宋朝的河中府发生过一次洪水,冲断了一座浮桥,连固定浮桥的大铁牛也被冲到下游,陷入淤泥中了,洪水退后,官府重新修复浮桥,但这些铁牛,一个就重几万斤,怎么打捞起来呢?当时,有个叫怀丙的和尚自告奋勇,他叫人找来两艘大船,拴在一起,装满泥沙,并在两艘船上搭上结实的木架,一切安排妥当后,和尚招呼大家把船上的泥沙卸下,泥沙一点点减少,船一点点上浮,绑在船上的绳索也拉着铁牛从淤泥里出来了.情境导入 几万斤重的铁牛为什么被怀丙打捞上来了？一、浮力一、浮力木块在水中木块在水中受到浮力受到浮力铁块在水中铁块在水中也受到浮力也受到浮力2符号：符号：F浮浮3用弹簧测力计测浮力：用弹簧测力计测浮力：F浮浮=GF4浮力的方向：浮力的方向：竖直向上竖直向上5浮力的施力物体：浮力的施力物体：液体液体6浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力。浸在气体中的物体也受到气体对物体的浮力。一、浮力一、浮力（F浮浮）1浮力：浸在液体中的物体受到液体对物体浮力：浸在液体中的物体受到液体对物体向上浮的力叫浮力。向上浮的力叫浮力。浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压力。的压力。四个侧面所受压力关系四个侧面所受压力关系 F合合=0边长为边长为L的立方体的立方体位于水面下位于水面下h 深处深处上、下两面所受压力关系上、下两面所受压力关系 p向上向上 p向下向下 F向上向上 F向下向下 F浮浮=F向上向上-F向下向下F向下向下F向上向上浮力是液体对物体浮力是液体对物体的压力的合力的压力的合力hL浮力产生的原因：浮力产生的原因：浮力是由于液体对物体向上和向下的压力浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。差产生的。F F1 1F F2 2 1.将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起。将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起。2.将瓶下口堵住，乒乓球浮起。将瓶下口堵住，乒乓球浮起。实验现象实验现象:二、浮力的大小与哪些因素有关二、浮力的大小与哪些因素有关小实验小实验把空饮料罐用手按入水把空饮料罐用手按入水桶，饮料罐进入水中越深，桶，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？手的感觉有什么变化？分析一下，浮力大小和什分析一下，浮力大小和什么因素有关？么因素有关？猜猜 想想可能跟可能跟有关。有关。提出问题提出问题实验探究实验探究水水酒精酒精浓盐水浓盐水弹簧测力计弹簧测力计实验器材实验器材实验方法实验方法注意运用控制变量的方法。注意运用控制变量的方法。圆柱体圆柱体1探究浮力与物体浸没后的深度的关系探究浮力与物体浸没后的深度的关系深度深度h/cm重力重力G/N弹簧测力计示数弹簧测力计示数F/N浮力浮力F浮浮/N结论：结论：浮力大小与物体浸没水中后的深度无关。浮力大小与物体浸没水中后的深度无关。检验猜想检验猜想记录表格记录表格2探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系结论：结论：在同一液体中，物体浸在液体中的的体积越在同一液体中，物体浸在液体中的的体积越大，浮力越大。大，浮力越大。V排排/格格重力重力G/N弹簧测力计示数弹簧测力计示数F/N浮力浮力F浮浮/N记录表格记录表格3探究浮力与液体密度的关系探究浮力与液体密度的关系液体液体种类种类 液/kg.m-3重力重力G/N弹簧测力计示数弹簧测力计示数F/N浮力浮力F浮浮/N记录表格记录表格结论：结论：物体排开液体体积一定时，液体密度越物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大大，浮力越大。讨讨论论使用体积相等的铁块和铝块可以检验哪一个猜想？使用体积相等的铁块和铝块可以检验哪一个猜想？使用体积不等的铁块可以检验哪一个猜想？使用体积不等的铁块可以检验哪一个猜想？做一做做一做实验结果表明实验结果表明物体在液体中所受的物体在液体中所受的浮力大小，浮力大小，跟它跟它浸在液体中浸在液体中的体积的体积有关，跟有关，跟液体的密度液体的密度有关。浸在液体中的有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。物体在液体中所受浮力的大物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的小不仅与液体的密度密度有关，还有关，还与物体排开液体的与物体排开液体的体积体积有关，有关，而与浸没在液体中的而与浸没在液体中的深度深度无关。无关。检测反馈乒乓球不受浮力乒乓球不受浮力 1.一位物理实验小组的同学利用一个可乐瓶与一一位物理实验小组的同学利用一个可乐瓶与一个乒乓球做个乒乓球做“研究浮力产生原因研究浮力产生原因”的实验的实验,如图所示，将如图所示，将一个塑料可乐瓶剪去底部一个塑料可乐瓶剪去底部,把一个乒乓球放在瓶内，从把一个乒乓球放在瓶内，从上面倒入水上面倒入水,观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出出(如图甲如图甲),但乒乓但乒乓球并不上浮，这是因为球并不上浮，这是因为。若用手堵住瓶口。若用手堵住瓶口(如图乙如图乙)，可观察到乒乓球浮起，这，可观察到乒乓球浮起，这是因为是因为 。【解析解析】本题考查浮力产生的原因。甲图本题考查浮力产生的原因。甲图中中,乒乓球下部没有水乒乓球下部没有水,它的底部不受水的它的底部不受水的向上的压力向上的压力,也就没有压力差也就没有压力差,所以所以,乒乓球乒乓球不受浮力不受浮力;乙图中乙图中,用手堵住瓶口用手堵住瓶口,它的下部它的下部也受到向上的压力也受到向上的压力,所以所以,乒乓球受到浮力乒乓球受到浮力而上浮。而上浮。乒乓球受到浮力的作用乒乓球受到浮力的作用2.小华在游泳池游泳小华在游泳池游泳,当他从浅水区走向深水区当他从浅水区走向深水区,若水若水底布满小石头底布满小石头,则下述体验与分析合理的是（则下述体验与分析合理的是（）A.脚底疼痛感觉减弱脚底疼痛感觉减弱,因为人越来越轻因为人越来越轻B.脚底疼痛感觉减弱脚底疼痛感觉减弱,因为水对人的浮力越来越大因为水对人的浮力越来越大C.脚底疼痛感觉加重脚底疼痛感觉加重,因为人越来越重因为人越来越重D.脚底疼痛感觉加重脚底疼痛感觉加重,因为水对人的浮力越来越小因为水对人的浮力越来越小【解析解析】本题考查对浮力大小的判断。浸在液体本题考查对浮力大小的判断。浸在液体中的物体受到浮力的大小中的物体受到浮力的大小,与物体浸入液体的体积与物体浸入液体的体积有关有关,浸入的体积越大浸入的体积越大,所受的浮力越大所受的浮力越大,人对水底人对水底小石头的压力越小小石头的压力越小,故脚底疼痛感觉减弱。故脚底疼痛感觉减弱。B B3.3.如如图所示所示,A,A、B B是能自由移是能自由移动的物体的物体,C,C、D D是容器自是容器自身凸起的一部分身凸起的一部分,现在往容器中注入一些水在往容器中注入一些水,则下列下列说法法错误的是的是()A.AA.A物体一定受浮力的作用物体一定受浮力的作用B.BB.B物体一定受浮力的作用物体一定受浮力的作用C.CC.C部分一定受浮力的作用部分一定受浮力的作用D.DD.D部分一定受浮力的作用部分一定受浮力的作用【解析解析】本题考查浮力产生的原因。浮力产生的原因是本题考查浮力产生的原因。浮力产生的原因是浸在液体中的物体受到向上和向下浸在液体中的物体受到向上和向下 的压力差。由题图的压力差。由题图可知可知,物体物体A A和容器和容器C C部分的上下表面都受到水的压力部分的上下表面都受到水的压力,且且F F向上向上FF向下向下,所以所以A A、C C一定受到浮力的作用一定受到浮力的作用;而而B B物体物体F F向下向下=0,F=0,F浮浮=F=F向上向上,故也受到浮力的作用故也受到浮力的作用;D;D是容器底部凸起的是容器底部凸起的一部分一部分,它的下表面没有水它的下表面没有水,也就没有受到向上的压力也就没有受到向上的压力,所以它一定不受浮力的作用所以它一定不受浮力的作用,故选故选D D。D D 4.4.一个盛有一个盛有盐水的容器中水的容器中悬浮着一个浮着一个鸡蛋，蛋，容器放在斜面上，如容器放在斜面上，如图所示，所示，图中画出了几个中画出了几个力的方向，你力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向蛋所受浮力的方向应是（是（）A AF F1 1 B BF F2 2 C CF F3 3 D DF F4 4C C【解析】鸡蛋悬浮在液体中，此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同，这个压力差就是鸡蛋所受浮力，浮力的方向总是竖直向上的.5.小敏同学在探究小敏同学在探究“影响浮力大小的因素影响浮力大小的因素”时，做时，做了如图所示的实验，请你根据小敏的实验探究回答下了如图所示的实验，请你根据小敏的实验探究回答下列问题列问题（1 1）比）比较图和和图，说明浸在液体明浸在液体中的物体会受到液体中的物体会受到液体对物体的浮力作用物体的浮力作用（2 2）比）比较图b b与与图c c可得到的可得到的结论是是_._.（3 3）为探究浮力大小跟物体浸没地液体中的深度的关探究浮力大小跟物体浸没地液体中的深度的关系系 ，应选用用图来研究来研究（4 4）在）在图d d与与图e e中，保持了中，保持了 不不变，研究，研究 与与 的关系，得到的的关系，得到的结论是是 _ _ ，这种方法叫做种方法叫做 在已学在已学过的物理知的物理知识中中还有很有很多多实验用到了用到了这种方法，种方法，请你你举一例一例_【解析解析】（1 1）由图）由图a a可知，物体的重力是可知，物体的重力是4N4N，在图，在图b b中，中，物体浸入水中时弹簧测力计的示数变为物体浸入水中时弹簧测力计的示数变为3.6N3.6N，示数减，示数减小了就说明物体受到了竖直向上的浮力；在图小了就说明物体受到了竖直向上的浮力；在图c c、图、图d d和图和图e e中，弹簧测力计的示数都减小了，说明浸在液体中，弹簧测力计的示数都减小了，说明浸在液体中的物体都受到了竖直向上的浮力中的物体都受到了竖直向上的浮力.（2 2）b b、c c两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，是一定的，c c图中物体排开水的体积比较大；图中物体排开水的体积比较大；c c图中物图中物体受到的浮力等于体受到的浮力等于4N-3N=1N4N-3N=1N，b b图中物体受到的浮力等图中物体受到的浮力等于于4N-3.6N=0.4N4N-3.6N=0.4N由此得出：在液体的密度一定时，由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积一定时，物体受到的浮力就会变物体排开液体的体积一定时，物体受到的浮力就会变大大.（3 3）要探究浮力和物体浸没在液体中深度的关系，就）要探究浮力和物体浸没在液体中深度的关系，就要让物体浸没在同种液体中，而深度不同，这样液体要让物体浸没在同种液体中，而深度不同，这样液体的密度和物体排开液体的体积就是一定的，的密度和物体排开液体的体积就是一定的，c c、d d两图两图符合这种情况符合这种情况.（4 4）图）图d d与图与图e e，物体都是浸没，物体排开液体的体，物体都是浸没，物体排开液体的体积是一定的，但液体密度不同，是探究浮力的大小和积是一定的，但液体密度不同，是探究浮力的大小和液体密度的关系，盐水密度比水的密度大，物体浸在液体密度的关系，盐水密度比水的密度大，物体浸在盐水的浮力（盐水的浮力（4N-2.8N=1.2N4N-2.8N=1.2N）大于水中的浮力（）大于水中的浮力（4N-4N-3N=1N3N=1N），所以得出结论：在物体排开液体的体积一），所以得出结论：在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大；探定时，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大；探究浮力大小和液体密度的关系时，保证了物体排开液究浮力大小和液体密度的关系时，保证了物体排开液体体积一定，这种探究方法就叫控制变量法；初中物体体积一定，这种探究方法就叫控制变量法；初中物体实验中用到控制变量法的比较多，有：探究影响滑体实验中用到控制变量法的比较多，有：探究影响滑动摩擦力大小的因素，压力的作用效果和哪些因素有动摩擦力大小的因素，压力的作用效果和哪些因素有关，以及影响动能大小的因素关，以及影响动能大小的因素5.小敏同学在探究小敏同学在探究“影响浮力大小的因素影响浮力大小的因素”时，做时，做了如图所示的实验，请你根据小敏的实验探究回答下了如图所示的实验，请你根据小敏的实验探究回答下列问题列问题（1 1）比）比较图和和图，说明浸在液体明浸在液体中的物体会受到液体中的物体会受到液体对物体的浮力作用物体的浮力作用（2 2）比）比较图b b与与图c c可得到的可得到的结论是是_._.（3 3）为探究浮力大小跟物体浸没地液体中的深度的关探究浮力大小跟物体浸没地液体中的深度的关系系 ，应选用用图来研究来研究a ab（c、d、e）液体密度一定时，液体密度一定时，浮力的大小和物体排开液体的体积有关，物体排开液体浮力的大小和物体排开液体的体积有关，物体排开液体的体积越大，浮力就越大的体积越大，浮力就越大c c、d d（4 4）在）在图d d与与图e e中，保持了中，保持了 不不变，研究，研究 与与 的关系，得到的的关系，得到的结论是是 _ _ ，这种方法叫做种方法叫做 在已学在已学过的物理知的物理知识中中还有很有很多多实验用到了用到了这种方法，种方法，请你你举一例一例_物体排开液体的体积物体排开液体的体积浮力的大小浮力的大小液体密度液体密度物体排开液体的体积一定时，液体的密度物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大越大，物体受到的浮力就越大控制变量法控制变量法探究影响滑动摩擦探究影响滑动摩擦力大小的因素力大小的因素