《浮力》章末小结与提升

1、PAGE12章末小结与提升认识浮力定义:无论是液体还是气体,对浸在其中的物体都有浮力的计算对于浮力的计算,通常有如下三种基本方法:1利用阿基米德原理计算。若已知液体的密度液和物体排开液体的体积V排,可根据阿基米德原理公式F浮=G排=液gV排计算当物体浸在气体中时,则有F浮=气gV排,此方法也叫原理法或公式法。2利用漂浮或悬浮条件计算。若物体漂浮在液面或悬浮在液体或气体中时,可根据物体所受的浮力与重力大小相等即F浮=G物计算,此方法也称为平衡法。3利用两次测量之差计算。若用弹簧测力计先后称量同一物体在空气中和液体中所受的重力,其读数分别为G和G,则物体在液体中所受的浮力为F浮=G-G,此方法常称

2、为称重法。典例1两块完全相同的橡皮泥,体积均为10cm3,质量均为12g,一个捏成实心,一个捏成碗状,分别放在装有水的甲、乙两个容器中,如图所示。水对它们的浮力分别为F甲=N、F乙=Ng取10N/g。【解析】题图甲中,实心橡皮泥处于沉底状态,则橡皮泥排开水的体积V排=V泥=10cm3=110-5m3,橡皮泥受到的浮力F甲=水V排g=;题图乙中,橡皮泥处于漂浮状态,受到平衡力的作用,即此时橡皮泥受到的浮力F乙=G泥=m泥g=。【答案】典例2如图甲所示,某同学在一平底圆柱形容器中装入500g水后,测得容器中水的深度为10cm。随后,该同学又用弹簧测力计提着一个密度为103g/m3的石头浸没在水中,

3、这时测得容器中水的深度为14cm如图乙所示,g取10N/g。求:1容器的底面积;2石头的重力;3石头浸没在水中时弹簧测力计的示数。【答案】1水的体积V水=m水水由V=Sh可知,容器的底面积S=V水h12石头浸没在水中排开水的体积V排=Sh=50cm214cm-10cm=200cm3石头的体积V=V排=200cm3=210-4m3石头的重力G=m石g=石Vg=103g/m3210-4m310N/g=5N3石头浸没在水中受到的浮力F浮=水V排g=103g/m3210-4m310N/g=2N根据称重法可知,石头浸没在水中时弹簧测力计的示数F=G-F浮=5N-2N=3N实验一:探究浮力的大小与哪些因素

4、有关1实验器材:弹簧测力计、烧杯、水、圆柱体、盐水等。2实验过程1探究浮力的大小是否与物体浸没的深度有关:将挂在弹簧测力计下端的圆柱体浸没在水中,改变圆柱体浸没的深度,观察弹簧测力计的示数变化;2探究浮力的大小是否与物体浸入的体积有关:把圆柱体悬挂在弹簧测力计的下端,当圆柱体浸在液体中的体积逐渐增大时,观察弹簧测力计的示数变化;3探究浮力的大小是否与液体的密度有关:保持圆柱体浸入液体中的体积不变,先把圆柱体浸没到清水中,再将圆柱体浸没到盐水中,观察弹簧测力计的示数变化。3实验结论物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关。典例1在做“

5、探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们先提出了如下的猜想:猜想A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;猜想B:可能与液体的密度有关;猜想C:可能与物体浸在液体中的体积有关。为了验证上述猜想,同学们用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线做了如图所示的实验。1通过实验a和c可知,物体浸没在水中时受到的浮力大小是N;2通过分析比较所有实验,可以验证猜想填字母是错误的,而其他猜想是正确的;3该实验探究主要运用的科学探究方法是。【解析】1物体完全浸没在水中受到的浮力F浮=G-F=8N-6N=2N;2根据a、c、d可知,浮力的大小不会随着物体浸入液体中的深度的增加而改变,即浮力与物体浸入液体中的深度

6、无关,猜想A错误;3当研究一个物理量与多个因素的关系时,可以采用控制变量法,每次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对此物理量的影响,本实验采用了控制变量法。【答案】122A3控制变量法【针对训练】1在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中:1如图甲所示,依次将物体缓缓浸入水中,从位置2到位置3的过程中,物体受到的重力不变,受到的浮力变大均选填“变大”“变小”或“不变”;2从位置3到位置4的过程中,物体受到的浮力不变,说明物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关选填“有关”或“无关”;3图乙中的b选填“a”或“b”能反映弹簧测力计的示数在图甲实验过程中的

7、变化;4实验中用手提着弹簧测力计,可能会使弹簧测力计的示数不稳定,你的改进建议是将弹簧测力计挂在铁架台上,通过调节物体浸入水中的深度来读数。实验二:探究浮力的大小1实验器材:弹簧测力计、物块、溢水杯、细线、水等。2实验装置:如图所示。3实验步骤1如图a、b,用弹簧测力计分别测出物块和空杯在空气中受到的重力G和G杯;2如图c、d,用弹簧测力计吊着物块慢慢浸入水中,至溢水杯中的水不再溢出时,读出物块受到的拉力F拉和装了水的杯子的重力G杯水;3利用公式F浮=G-F拉和G排=G杯水-G杯求出物块受到的浮力F浮和排开的水重G排,比较它们的大小;4换用不同的物块重复上述实验三次,对结果进行比较,得出结论。

8、4实验结论浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。典例2小华在做“验证阿基米德原理”的实验中,用图a所示的溢水杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图b、c、d、e所示。1图c所示是小华在使用测量石块的;2若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式,该原理将得到验证;3以下实验过程中的操作,会影响验证结果的是填字母。中溢水杯内未盛满水中小桶内有少量水中石块未浸没在水中【解析】1由题图c可知,弹簧测力计下竖直挂着石块是在用弹簧测力计测量石块的重力;2题图c测出了石块的重力,题图d测出了石块浸没在液体中时测力计的拉力,题图b测出了小桶的重力,题图e测出了小桶和石

9、块排开液体的重力,则石块浸入液体中时受到的浮力为F2-F3,石块排开液体的重力为F4-F1,如果F2-F3=F4-F1,即石块浸在液体中受到的浮力等于石块排开液体的重力,阿基米德原理可以得到验证;3题图a中溢水杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果,A项符合题意;题图b中小桶内有少量水,石块排开水后,弹簧测力计的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响验证结果,B项不符合题意;题图d中石块未浸没在水中,此时浮力减小,排开的水的体积也减小,不影响验证结果,C项不符合题意。【答案】1弹簧测力计重力2F2-F3=F4-F13A【针对训练】2如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。1小芳同学用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力,如图甲、乙所示,则桶A重2N,桶B重N;2将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示,则空桶A受到的浮力为2N;3测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力为2N;4接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第3次,实验中,随着加入沙子越多,桶A浸入水中就越深选填“深”或“浅”;次数1234桶A与沙子的总重量/N桶B与水的总重量/N5分析以上