物理浮力教案学生

一、浮力知识点1、浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体3、浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。4、物体的浮沉条件：(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。(2)请根据示意图完成下空。沉底沉底F浮<GF浮>GF浮=GF浮=GF浮+N=Gρ液<ρ物ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液<ρ物下沉和上浮处于动态（运动状态不断改变），受到非平衡力作用；悬浮、漂浮、下沉处于静态，受到平衡力的作用。悬浮可以停留在液体的任何深度处，漂浮是“上浮”过程的最终状态；沉底是“下沉”过程的最终状态。(3)说明：①密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。②物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为(2/3)ρ。分析：F浮=G；则：ρ液V排g=ρ物Vgρ物=（V排／V）·ρ液=(2/3)ρ液③悬浮与漂浮的比较相同：F浮=G；不同：悬浮ρ液=ρ物，V排=V物；漂浮ρ液<ρ物，V排<V物。④判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。⑤物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中，示数为F；则物体密度为：ρ物=Gρ/(G-F)⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。5、阿基米德原理：(1)内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。(2)公式表示：F浮=G排=ρ液V排g；从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。(3)适用条件：液体（或气体）6：漂浮问题“五规律”：（历年中考频率较高）规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同；规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。7、浮力的利用：(1)轮船：工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。排水量：轮船满载时排开水的质量。单位t由排水量m可计算出：排开液体的体积V排=m/ρ液；排开液体的重力G排=mg；轮船受到的浮力F浮=mg；轮船和货物共重G=mg。(2)潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。(3)气球和飞艇：工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气，改变气囊里气体的体积来改变气球和飞艇受到浮力的大小，从而实现升降。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。(4)密度计：原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大。密度计：测定液体密度的仪器，在液体处在漂浮状态，同密度计漂浮在不同的液体中，受到的浮力相同，密度计浸入液体的体积越大，该液体密度越小。名师点睛：物体浸入液体里，受到的浮力与液体的密度有关，跟该物体的密度无关。8、浮力计算题方法总结：(1)确定研究对象，认准要研究的物体。(2)分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。(3)选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。计算浮力方法:量法：F浮=G-F(用弹簧测力计测浮力)。②压力差法：F浮=F向上-F向下（用浮力产生的原因求浮力）③漂浮、悬浮时，F浮=G(二力平衡求浮力；)④F浮=G排或F浮=ρ液V排g（阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）⑤根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）二、浮力的经典例题（一）选择题1.把体积相等、质量不等的三个小球A、B、C放入同种液体中，静止后的位置如图所示，它们所受的浮力分别为FA、FB、FC，则这三个力大小关系正确的是（）A、FA＞FB＞FCB、FA＜FB＝FCC、FA＜FB＜FCD、FA＝FB＝FC2.在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图所示。其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力变化情况以及北大西洋与印度洋的海水密度ρl和ρ2的关系为()A．浮力增大，ρ1＝ρ2B．浮力减小，ρ1＝ρ2C．浮力不变，ρ1＞ρ2D．浮力不变，ρ1＜ρ23.将一个小球放入装有水的烧杯中，称得从烧杯中溢出的水为1N，下列判断正确的是（）A.水对烧杯底的压强一定增大B.小球所受的浮力可能等于1NC.小球所受的浮力一定等于1ND.小球的体积一定等于1×10-4m3（二）填空题：1.如图所示，小球浸没在水中，它受到水的浮力是。2.一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小，它受到的浮力，它排开水的体积。（填“变大”，“变小”或“不变”）。3.弹簧测力计下悬挂一物体，在空气中称时弹簧测力计的示数为5N，浸在水中时，弹簧测力计的示数为3N，则物体受到的浮力为___N。4.将重2N的金属块用线悬挂，使其全部浸入盛满酒精的容器内，测得溢出的酒精重为0.32N，则金属块受到的浮力为_____N，金属块的体积为_______m3.(g=10N/kg)5.一个边长为10cm的正方体浸没在水中，下表面距水面20cm，物体上、下表面所受的压强差是_____Pa，物体受到的压力差是_____N，物体受到的浮力为_____N。6．某物质的质量与体积的关系如图所示，该物质的密度是________kg/m3.由该物质构成的体积为4×10-5m3的实心物体，重是________N，把它放入密度为1.0×103kg/m3的水中，静止后受到的浮力大小是______N，排开水的体积是__________m3.(取g＝10N/kg)题6的图题7的图7.如图所示，密度为ρ0的液体中有体积均为V的A、B、C三个实心物体，A正在向上运动，B静止，C正在向下运动．此刻它们受到的浮力分别为FA、FB、FC，三者的大小关系是___________，请写出B物体所受的浮力表达式FB＝_____________，B物体的密度__________。（三）简答题：1.一艘轮船从河里驶入海里后，会浮起来一些，为什么？（四）试验与探究1.小芳同学提出：浮力的大小是否与物体密度有关呢？请你自选器材对这一猜想进行探究。2、如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题：(1)若探究浮力大小与物体浸设深度的关系，应选用的操作是__________（填序号）。若按①⑤③⑥的顺序进行探究实验，在此过程中，测力计的示数F随时间t的变化图像可能是下图中的（）(2)若选用的操作是②④⑥，可探究浮力的大小与__________的关系。(3)若探究浮力大小与物体排汗液体体积的关系，应选用的操作是_________（填序号）。（4）实验中他采用了的研究方法。（五）计算题1.一个质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体物块，放置在水平地面上，g取10N/kg.求:(1)物块受到的重力．(2)物块对地面的压强．(3)若将物块浸没在水中后松手，通过计算判断该物块的浮沉情况。2.如图所示，体积为V=200cm3的木块在绳子拉F=0.8N的作用下完全浸没在水中（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg,绳子重力不计）。求：（1）木块此时受到浮力。（2）木块的重力。（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积3.如图所示，把甲铁块放在木块上，木块恰好浸没于水中，把乙块系在这个木块下面，木块也恰好浸没水中，已知铁的密度为7.9×103kg/m3．求：甲、乙铁块的质量比。（难度较大）一、升力知识点1、流体压强与流速的关系（1）气体、流体都可以流动，它们统称为流体。（2）关系：在气体和液体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大。（3）飞机的升力：飞机飞行时，在相同时间内，机翼上的气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小，下方气流通过的路程较短，因而速度较小，它对机翼的压强较大，机翼上下表面的压强差产生向上的升力，飞机的升力不是飞机受到的浮力。二、升力经典例题（一）选择题1.如图所示，大风中的雨伞会被向上吸起来，则（）A．这是由于空气浮力大于伞的重力，所以会上升B．这是由于伞下方空气流速比上方快，下方的压强比上方的大C．这是由于伞下方空气流速比上方慢，下方的压强比上方的大D．以上几种说法都不对2、物理老师经常引导同学利用身边的生活用品做实验，通过动手动脑，学习物理知识，揭示物理规律．下面的实验(图4)不是揭示流体压强与流速关系的实验是（）（二）填空题：1.火车站台边缘处标有一条安全线，人必须站在安全线以外的位置候车，其原因是火车急速驶过车站时，安全线以内的空气流速、压强，易发生安全事故。（填“增大”、“减小”或“不变”）2.用电吹风吹机翼模型，机翼模型上升．图中A、B、C三点，气体流速最快的是_____，气体压强最大的是________．若增大风力，机翼模型获得的升力将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。（三）简答题1.坐小轿车时，有人在车内吸烟，为了防止烟味呛人，驾驶员会让吸烟者将他身旁的车窗打开一条小缝，会看见吸烟者吐出的烟雾顺着玻璃缝隙钻出车外，产生这种现象的原因是什么？2.如图所示，撑一把雨伞行走在雨中，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”起，严重变形。解释其原因。答案：浮力的经典例题（一）选择题：1、B；2、C；3、B（二）填空题：1、F2；2、不变；不变；变大；3、2N；4、0.32；4×10-55、980；9.8；9.8；6、0.8×103；0.32；0.32；3.2×10-5；7、FA=FB=FC；ρ0gv;ρ0.（三）简答题：答：漂浮在液面上的物体，所受浮力等于其重力。轮船漂浮在水面上，由于其重力没变，所以浮力也不变。因为海水密度大于河水密度，根据阿基米德原理知，当浮力一定时，液体密度越大，排开液体体积越小。所以船会浮起一些。（四）实验与探究1.答：器材：弹簧测力计、细线、体积相等的铁块和铝块、烧杯、水。步骤：1、将铁块用细线挂在弹簧测力计下，记下示数G1；2、将铁块浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F1；3、将铝块用细线挂在弹簧测力计下，记下示数G2；4、将铝块浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F2。结论：如果G1-F1=G2-F2,那么浮力的大小是否与物体的密度无关；如果G1-F1≠G2-F2,那么浮力的大小是否与物体的密度有关；2.⑴③⑥C（2）液体的密度（2分）⑶①⑤③（4）控制变量（2分）初中物理实验常用方法：观察法、控制变量法、转换法、积累法、等效替代法、对比法等。（五）计算题：1.解：(1)G＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N；（2）p=eq\f(F,s)=eq\f(G,S)=eq\f(6N,0.01m2)=600Pa;（3）解法一：F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3＝10N因为F浮>G，所以物块上浮。解法二：ρ物=eq\f(m,v)=eq\f(0.6kg,0.1m3)=0.6×103kg/m3因为ρ物＜ρ水，所以物块上浮。2.解:（1）木块受到的浮力为：F浮=ρ水gV排=1×103×10×200×10-6N=2N（2）木块静止，受力平衡，有：F浮=G+F所以，木块的重力是：G=F浮-F=2N-0.8N=1.2N（3）剪断绳子，木块最终会漂浮在水面上，F’浮=G＝1.2N所以木块静止时排开水的体积是：V排=F’浮/（ρ水g）=G/（ρ水g）=eq\f(1.2,103×10)N=1.2×10-4N3、解析：当几个物体在一起时，可将木块和铁块整体做受力分析，通常有几个物体，就写出几个重力，哪个物体浸在液体中，就写出哪个物体受的浮力。已知：铁＝7.9×103kg/m3求：解：甲在木块上静止：F浮木＝G木＋G甲①乙在木块下静止：F浮木＋F浮乙＝G水＋G乙②不要急于将公