第十章浮力习题和部分课后答案.ppt

10章 浮力 1 浮力定义 2 浮力的方向 浸在液体中的物体受到向上力 这个力叫做浮力 用F浮表示 总是竖直向上 一 浮力的概念 3 浮力的施力物体 液体 4 浸在 的理解 部分浸没全部浸没 F浮 F浮 画出下列物体在水中所受浮力的示意图 思考与练习 5 浮力的测量方法 F浮 G F 称重法测浮力 G 物体在空气中受到的重力F 物体浸没在液体中弹簧测力计的示数 F浮 F下 F上 压力差法求浮力 阿基米德原理 浸在液体中的物体所受的浮力 大小等于它排开的液体所受的重力 F浮 G排 F浮 G排 液gV排 阿基米德原理也适用于气体 G F浮 四 物体的浮沉条件 F浮GF浮 G 物 液 物 液 物 液 物 液 1 前提条件 物体浸在液体中 且只受浮力和重力 2 浮沉条件 当F浮 G物时 合力方向竖直向下 物体就下沉 当F浮 G物时 合力为零 即二力平衡 此时物体将悬浮 当F浮 G物时 合力方向竖直向上 物体就上浮 当物体漂浮时 F浮 G物 一 物体的浮沉条件 轮船 采用空心的方法来增大排开水的体积从而增大浮力 潜水艇 改变自重从而实现上浮 悬浮和下沉 热气球 里面气体密度小于外面空气密度 密度计 露出液面也多表示密度越大 二 浮沉条件的应用 轮船总是漂浮在水面上 一艘轮船从河里驶向大海 它受到的重力大小 变大 变小 不变 它受到的浮力大小 变大 变小 不变 它排开水的体积 变大 变小 不变 轮船是下沉些还是上浮些 不变 不变 变小 上浮 第一节浮力P52 1 为了能把砍伐的木材从林场方便地运出 有水道的启顺流而下 这个例子中 木排受到河水的浮力 请你从日生活或常见的自然现象中再举两个例子说明浸入液体的物体受到浮力 1 人在地面上抱起一个人非常吃力 当在游泳池中抱起同一个人时会很轻松 说明浸入液体中的物体受到浮力 2 下饺子汤圆是 熟了的饺子汤圆会漂浮在水面上 说明浸入液体的物体受到浮力 2用什么实验可以证明 沉入水中的物体受到浮力的作用 答 用弹簧测力计拉着石块 在空气中是弹簧测力计的示数大 石块沉入水中时 弹簧测力计示数变小 说明石块受到了浮力 其实就是称重法测浮力 F浮 G F 3 弹簧测力计下悬挂一个重物 在空气中称量时的示数如图10 1甲所示 把重物浸在水中时的示数如图10 1乙所示 重物浸在水中时所受的浮力是多大 4 一个竖直悬挂在水中的圆柱体 上表面受到水的压力为5N 底部受到水的压力为13N 你认为这个物体受到水的浮力为多大 5 有人猜想 浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关 请你为检验这个猜想设计一个实验验 说出实验所需的器材和实验步骤 1 把铝线对折几下 变短些 2 用细线把铝线系在弹簧测力计下 在空气中测力它的重力 示数记为G3 把铝线浸没在水中 读出测力计的示数 记为G1 浮力 F1 G1 G4 改变铝线的形状后 再把铝线浸没在水中 读出测力计的示数 记为G2 浮力 F2 G2 G5 比较两次F1 F2的大小 如果F1 F2 说明浸没在液体中的固体所受的浮力跟固体的形状无关 反之有关结论 F1 F2 说明浸没在液体中的固体所受的浮力跟固体的形状无关 第二节阿基米德原理 1 北京 水立方 中游泳池的水深设计比一般标准游泳池深了0 5m 有人说 水的深度越深 其产生的浮力就越大 因此 各国运动员在 水立方 的比赛成绩普遍提高就不足为奇了 你认为他的说法正确吗 为什么 答 不对 由阿基米德原理得知F浮 g V排 g是固定的 对于相同的水质 是一样的 故浮力只和排水量有关 即和不同运动员在水中排开水的体积有关 和浸没的水深无关 2 请比较以下浮力的大小 1 同样重的两个铜块甲和乙 甲浸没在水中 乙浸没在煤油中 哪个受到的浮力大 甲受到的浮力大 2 同样重的铝块和铜块 都浸没在煤油中 哪个受到的浮力大 浸没 V物 V排 铝V铜 所以铝块受到的浮力大 3 同样重的铝块和铜块 铜块浸没在煤油中 铝块浸没在水中 哪个受到的浮力大 铝块受到的浮力大 3 一个在节日放飞的气球 体积是620m3 这个气球在地面附近受刭妁浮力有多大 设当地空气的密度是1 29kg m3 4 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件 示数是7 5N 当把零牛浸没在密度为0 8 103kg m3的油中时 测力计的示数是6 6N 金属零件的体积有多大 分析 抓住 浸没 二字 V物 V排 V排 F浮 液g 5 某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度 他把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上 铁块在空气中时弹簧测力计的示数是4 74N 把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是4 11N 该液体的密度是多少 铁的密度为7 9 103kg m3 解析 浮力中求液体密度只能是在已知浮力和排开液体的体积的情况下求 而此题有两个难度 首先利用称重法可以求出浮力的大小 而 浸没 可以得出V排 V物 可惜物的体积没有直接告诉 我们可以先求出来 V物应该等于物体的质量除以物体的密度 而物体的质量可由重力来得出 第三节物体的浮沉条件及应用P60 1 排水量为1000t的轮船在河水中航行 满载时船及所装货物总共有多重 所受河水的浮力是多少牛 如果河水密度为1 103kg m3 船排开河水的体积是多少立方米 g取10N kg 排水量定义 就是轮船装满货物时排开水的质量 表示此船载货时 货物和船身质量之和就是1000t 2 测量液体密度的仪器叫做密度计 将其插入被测液体中 待静止后直接读取液面处的刻度值 图10 3 9甲 图10 3乙和图10 3 9丙是自制的简易密度计 它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的 将其放入盛有不同液体的两个烧杯中 它会竖直立在液体中 由观察到的现象可以判断哪杯液体的密度大 说出你的理由 答 丙图中的液体密度越大 密度计在两杯液体中都处于漂浮状态 所以受到的浮力都等于密度计本身的重力 在浮力相同时 丙图露出体积越大那排开液体体积就越小 那么液体的密度就越大 记着 密度计露出越大代表该液体的密度越大 3 某一木块的体积为200立方厘米 密度为0 8x10的3次方千克每立方米 把它浸没在水中放手 为什么木块不能悬浮在水中 木块最终在水中静止时 浸在水中的体积有多大 解 漂浮的条件是 物 液 事实上 木 液 所以木块不会悬浮而是在松手后上浮 直到最终漂浮在液面上 F浮 G木 在不是 浸没 情况下 V排只能通过阿基米德公式来求解 4 体积为120立方厘米的一块固体 重1 8N 放在密度为1 1x103m3的盐水中为什么会下沉 当固体浸没在盐水中静止时 容器底部对它的支持力有多大 5 一个飞艇充入气体后的质量是1 5t 体积为1500立方米 当装入多少货物时 汽艇能悬浮在空中 空气密度为1 29千克每立方米 解 当汽艇悬浮在空中时 浮力等于飞艇和货物的总重力 即 10章 浮力一 什么是浮力 浸在液体物体受到向上力 这个力叫做浮力二 下