《浮力》备课讲义.doc
第十章浮力第1节浮力
知识点1:浮力
概念
浸在液体中的物体受到向上的力叫浮力
产生
原因
以浸没在水中的正方体为例,正方体的六个面分别受到液体的压强和压力
位置
深度
压强
面积
压力
图示
前后两
个面
相等
相等
相等
F前、F后是平衡力,大小相等
左右两
个面
相等
相等
相等
F左、F右是平衡力,大小相等
上下两
个面
h上h下
p上p下
相等
F上=p上S;F下=p下S;F浮=F下-F上
方向
竖直向上
公式
F浮=F下-F上
F浮=G-F
如图所示,F上:物体上表面受到的液体压力;F下:物体下表面受到的液体压力
如图所示,物体受三个力:重力G、弹簧测力计拉力F和浮力F浮,因为物体静止,所以受平衡力,此时拉力F和浮力F浮的二力之和与重力G平衡,即F+F浮=G,F浮=G-F
适用于形状规则的物体,且物体下表面与容器底不密合
适用于密度大于液体密度的物体
拓展延伸??浮力产生的两种特殊情况:
?(1)当物体的一部分浸入液体中时,如图1(a)所示,上表面受到液体向下的压力为0,则F浮=F下。
图1
(2)若浸在液体中的物体下表面与容器底部密合,如图1(b)所示,则液体对物体向上的压力为零,物体不受浮力的作用,只受向下的压力。
【例】下列物体没有受到浮力作用的是()
A.在水中嬉戏的小鸭
B.在蓝天飞翔的老鹰
C.深海潜游的鲸鱼
D.深入河底的桥墩
答案：D
点拨：浮力产生的原因是浸在液体中的物体上、下表面存在压力差。桥墩由于埋在地下,故下表面没有与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,桥墩不受浮力作用。
知识点2:探究浮力的大小跟哪些因素有关
提出问题浮力的大小跟哪些因素有关呢?
假设猜想[猜想一]浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
[猜想二]浮力的大小跟物体浸入液体的深度有关;
[猜想三]浮力的大小跟液体的密度有关。
实验设计探究
[思考]1.如何测出浮力的大小?
2.该实验如何采用控制变量法设计步骤?
[实验设计方案]实验目的:探究影响浮力大小的因素。
实验器材:弹簧测力计、水、盐水、物体、烧杯。
实验步骤:(1)用弹簧测力计测出物体的重力G,如图2A所示;
图2
(2)将物体悬挂于弹簧测力计下端,部分浸入水中,读出弹簧测力计的示数为F1,如图2B所示;
(3)将物体浸没入水中,读出弹簧测力计的示数为F2(F2F1),如图2C所示;
(4)让物体浸没在水中,改变物体在水中的深度,读出弹簧测力计的示数仍为F2,如图2D所示;
(5)将物体浸没在盐水中,读出弹簧测力计的示数为F3(F3F2),如图2E所示。
分析论证??实验现象及数据如下表:
实验步骤
液体种类
浸入体积
浸没深度
弹簧测力计示数
浮力
(2)
水
部分浸入
F1
G-F1
(3)
水
完全浸没
浅
F2
G-F2
(4)
水
完全浸没
深
F2
G-F2
(5)
盐水
完全浸没
深
F3
G-F3
分析步骤(2)、(3)可知:物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,即受到的浮力越大,由此得出:物体受到的浮力跟物体浸入水中的体积有关,液体的密度相同时,浸入的体积越大,受到的浮力越大;
分析步骤(3)、(4)可知:改变物体浸没在水中的深度,弹簧测力计的示数不变,即受到的浮力不变,由此得出:物体受到的浮力跟物体浸没入水中的深度无关;
分析步骤(4)、(5)可知:物体浸没在液体中的体积相同时,液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,即受到的浮力越大,由此得出:物体受到的浮力跟液体的密度有关,物体浸入液体中的体积相同时,液体的密度越大,受到的浮力越大。
综上所述:物体受到的浮力跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关,跟物体浸没入液体的深度无关。
实验点拨??1.本实验中计算浮力的大小时,采用公式:F浮=G-F。
2.在实验中应采用“控制变量法”设计实验步骤:探究浮力的大小跟ρ液的关系时,应控制V排相同;探究浮力的大小跟V排的关系时,应控制ρ液相同。
3.浮力的大小只跟液体密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动等因素无关。
【例】某同学在“探究浮力大小跟什么因素有关系”时,做了如图3所示的实验。
图3
次数
1
2
3
4
G/N
3.65
3.60
3.50
F/N
0
(1)请你将表格内容填写完整。
(2)由实验数据可以得出:浸在液体中的物体所受的浮力与有关系。?
(3)实验中他采用了的研究方法。?
解：(1)如下表所示:
次数
1
2
3
4
G/N
4.0
3.65
3.60
3.50
F/N
0
0.35
0.40
0.50
(2)液体的密度(3)控制变量
点拨：从题图上看出,当物体不受浮力时,弹簧测力计示数即物体