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第十章《浮力》
§10.1阿基米德原理
一、浮力的产生
1.水中的船,水中的乒乓球等都受到 ,而这个力是 给的,故施力物体是 。
2.浮力产生
举例:①
甲图中的小球受浮力作用吗?
,原因: 。
乙图中的小球受浮力作用吗?
,原因: 。
对比甲乙可以得出浮力产生的实质是:
。
②判断右图中的A、B、C、D是否受浮力。
A: 浮力
B: 浮力
C: 浮力
D: 浮力
3.根据对于浮力产生的原理可以知道浮力的方向是: 。
与重力的方向 。
作出下列各图中物体受力的示意图。
甲 乙 丙
4.探究影响浮力大小的因素
A B C D E F G
①对比 、 、 ,随着物体浸入水中的深度增加,物体所受的浮力 。
②对比 、 ,无论物体在液体中的深度怎样变化,物体所受的浮力 。
③对比 、 ,影响物体所受浮力的另外一个因素是: 。
综上,影响浮力大小的因素是: 、 。
*二、阿基米德原理
1.阿基米德原理的探究过程
通过①③可以得出:物体所受的浮力等于 。
通过②④可以得出:物体排开液体的重力等于 。
根据实验的数据可以得出物体所受的浮力等于 。
结论:F浮=
2.阿基米德原理的内容:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它 。
公式:F浮=
推导公式: 。
根据F浮=ρ液gv排,不难发现:浮力的大小只跟 和 有关,跟物体浸入液体的深度 ,跟物体的浮沉状态 。
3.阿基米德原理的应用
① 排水量 F浮=G排
(排开水的质量)
举例:
ⅰ“辽宁号”航母满载时的排水量为67500t,它满载时所受的浮力大小是 。
ⅱ将重6N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4N的水,物体所受浮力的大小是 。
②F浮=ρ液gv排(v排--------物体浸入液体的体积,或者物体排开液体的体积)
已知v排求F浮 F浮=ρ液gv排
应用:
已知F浮求v排 v排= F浮/ρ液g
举例:
①有一艘观光船满载时的排开水的体积为2.4m3,该船的排水量为 ,它所受水的浮力是 ,若船的自重为104N,为了保证安全,该船最多承载的人数是
人。(每人体重均取50kg)
②同体积的三个小球,在水中的状态如图,则判断3个小球在水中所受浮力的大小关系:
FA FB FC
③如图所示,一木块A体积是0.04m3,当它静 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 ,然后在其上表面放一块底面积为2.0×10-3m2的小柱体,如图乙所示,静止时方木块刚好全部浸入水中,(g=10N/Kg)
(1)木块的密度
(2)小柱体放在木块上面时对木块的压强
二、密度计
/
举例:
如右图所示,是一个自制的密度计在两种液体中的情况,
根据判断可以得出:ρ甲 ρ乙,F浮甲 F浮乙。
A 的示数比B的示数 。
三、轮船问题
①如图所示,一艘远洋轮船上标有在不同海域航行时的吃水线,当这艘满载的船在?不同水域航行时,下列说法正确的是( )???
A.?这艘船受到的浮力?F?印度洋<F?北大西洋
B.?这艘船排开海水的质量?m?印度洋=m?北大西洋
C.?印度洋和北大西洋海水的密度ρ印度洋>ρ北大西洋
D.?这艘船排开海水的体积?V?印度洋=V?北大西洋
②目前,我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练.如图所示的是中国航母训练的设想图,航母的舰载机飞回航母后,则( )A.航母将上浮些,所受浮力减小B.航母将下沉些,所受浮力增大C.航母将下沉些,所受浮力减小D.航母始终漂浮,所受浮力不变
③有一潜水艇悬浮在水中,如图所示.当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将______(选填“上浮”或“下沉”),在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力______,压强______(后两空选填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、计算题:
如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有/的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
/
(1)物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)往容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量△p(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示).
§10.3称重法(工具:弹簧测力计)
一、称重法
①第一次在空中称,此时,弹簧测力计的示数就是物体的重力
F空=G物
②第二次在液体中称(完全浸没),此时,弹簧测力计的示数是F液
则F浮=F空-F液= G物- F液
举例:
二、利用称重法测固体的密度
m物=
v物=
ρ物=
举例:
①下图甲是修建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像(取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)长方体A的密度。
②小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象如图乙,从图乙可知
/
A. 圆柱体A的高为8cm
B. 当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C. 该物体的密度为4.0×103kg/m3
D. 当h在0∽8cm范围内,浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
③如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是(?? )
/
A .金属块所受重力大小为26N B .金属块的密度为2.3×103kg/m3
C .金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D .金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
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