資源簡介 考點17 浮力、阿基米德原理1.了解浮力產生的原理。 2.會進行浮力的相關計算。 3.理解影響浮力大小的因素。 4.掌握阿基米德原理。一、浮力 (1)定義:浸在液體(或氣體)中的物體會受到向上的力,這個力叫做浮力。 (2)浮力的施力物體是液體(或氣體),方向是豎直向上。 (3)浮力產生的原因:浸在液體(或氣體)中的物體,受到液體(或氣體)對物體向上的壓力大于向下的壓力,向上、向下的壓力差即浮力F浮=F上–F下。 注意:若物體下部沒有液體則物體不受浮力作用。例如插入河底淤泥中的木樁和已粘在杯底上的鐵塊都不受水的浮力。浸在氣體中的物體也受到氣體對它豎直向上的浮力,但一般情況下不考慮氣體對物體的浮力。 二、決定浮力大小的因素 物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的密度有關;還與物體排開液體的體積有關,而與浸沒在液體中的深度無關。 注意:彈簧測力計下掛著一個物體,當物體逐漸浸入水中時,彈簧測力計的示數逐漸減小,物體受到的浮力逐漸增大。將一個空心的金屬球浸沒在水中并上浮,隨著露出水面的體積逐漸增大時,球所受的浮力將逐漸變小,球所受的重力不變,當球浮在水面靜止時,所受浮力和它的重力相等。 三、浮力的計算 1.稱重法:把物體掛在彈簧測力計上,記下彈簧測力計的示數為G,再把物體浸入液體中,記下彈簧測力計的示數F,則F浮=G–F。 2.原理法(根據阿基米德原理):利用阿基米德原理,F浮=G排=m排g=ρ液gV排,普遍適用于計算任何形狀物體受到的浮力。 3.漂浮或懸浮條件:物體漂浮或懸浮時,物體處于平衡狀態:F浮=G。 注意:(1)計算浮力時,可以依據物體所處狀態和題目已知條件選擇適當的方法來計算; (2)將阿基米德原理與物體漂浮、懸浮條件結合在一起來計算浮力大小; (3)漂浮、懸浮的物體F浮=G排=G物,m排=m物。 四、阿基米德原理 探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系。 (1)實驗器材:溢水杯、彈簧測力計、金屬塊、水、小桶。 (2)實驗步驟: ①如圖甲所示,用測力計測出金屬塊的重力; ②如圖乙所示,把被測物體浸沒在盛滿水的溢水杯中,讀出這時測力計的示數。同時,用小桶收集物體排開的水; ③如圖丙所示,測出小桶和物體排開的水所受的總重力; ④如圖丁所示,測量出小桶所受的重力。 結論1.內容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。 2.公式: 注意:在應用阿基米德原理時應注意:①“浸在”包含兩種情況:一是物體有一部分浸在液體中,此時V排=V浸入計算浮力的基本方法 1.用彈簧測力計測浮力即稱量法:把物體掛在彈簧測力計上,記下其在空氣中彈簧測力計的示數F1=G(G是物體受到重力),再把物體浸入液體,記下彈簧測力計的示數F2,則物體在液體中受到的浮力F浮=F1-F2 2.用浮力產生的原因求浮力即壓力差法:浸沒在液體中的物體受到液體向上的壓力為F1,向下的壓力為F2,則物體受到液體對其向上的浮力F浮=F1-F2 3.用漂浮或懸浮的條件求浮力即平衡法:物體漂浮或懸浮在液體中時,均有F浮=G。G為物體自身的重力,F浮為液體對物體的浮力。 4.用阿基米德原理求浮力即公式法:F浮=G排或F浮=ρ液 V排g(知道物體排開液體的質量或體積時常用)。【母題1】(真題來源:景縣期末)如圖所示,體積相同的兩圓錐體浸入水中,則兩圓錐體受到的水的壓力差相比 A.底面朝下的錐體受到的壓力差較大 B.底面朝上的錐體受到的壓力差較大 C.一樣大 D.無法確定 【分析】由圖可知,底面朝下和底面朝上兩種浸法排開液體的體積關系,利用可判斷兩種情況下錐體受到水的浮力的大小;浮力大小等于液體對物體上下兩個表面的壓力差。 【解答】解:由圖可知,底面朝下和底面朝上兩種浸法排開液體的體積相同,由可知,兩種情況下椎體受到水的浮力的大小相同,由浮力產生的原因可知,受到水的上下壓力差的大小相同。 故選:。1.(真題來源:永年區校級期末)關于浮力,下列說法中正確的是 A.只有浮在液體表面上的物體才受到浮力B.只要下沉的物體就不會受到浮力C.一切浸入液體中的物體(其下表面未與容器底緊密接觸)都受到液體對它施加豎直向上的浮力D.浮力的方向不一定都是豎直向上的【分析】(1)浸沒在液體(或氣體)中的物體,若受到的重力大于浮力,物體下沉;若受到的重力小于浮力,物體上浮;若受到的重力等于浮力,物體懸浮;(2)浮力產生的實質:浸沒在液體中的物體,液體對物體向上的壓力大于向下的壓力,物體受到向上和向下的壓力差就是物體受到的浮力;(3)浮力的方向一定是豎直向上的。【解答】解:、在液體中懸浮和下沉的物體也受到浮力,故錯誤;、下沉的物體也受到浮力,物體之所以下沉,是因為受到的重力大于浮力,故錯誤;、一切浸入液體中的物體(其下表面未與容器底緊密接觸),都受到液體對它施加的豎直向上的浮力,故正確;、浮力的方向一定都是豎直向上的,故錯誤。故選:。2.(真題來源:石家莊期末)2021年12月9日下午 “天宮課堂”時隔8年再次開講,“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課。如圖是演示“浮力消失”實驗的情景。下列說法中正確的是 A.乒乓球不受浮力B.乒乓球在水中靜止時所受的重力與浮力平衡C.乒乓球下表面所受的壓力大于上表面所受的壓力D.若此時在水中放一個實心鐵球,鐵球會沉入水中【分析】太空中屬于失重狀態;浮力產生的原因是浸入水中的物體受到液體對物體上下表面的壓力差。【解答】解:在太空中,物體都處于失重狀態,乒乓球在水中靜止時,沒有受到水的壓力,所以不會受到浮力,即乒乓球沒有受到力;在水中放一個實心鐵球,由于鐵球處于失重狀態,鐵球不會沉入水底,故正確,錯誤。故選:。3.(真題來源:承德縣期末)如圖所示,洗手盆底部的出水口塞著橡膠制成的水堵頭,則水堵頭 A.受到水的壓力,沒有受到水的浮力B.受到水的壓力,也受到水的浮力C.沒有受到水的壓力,但受到水的浮力D.沒有受到水的壓力,也沒有受到水的浮力【分析】浸沒在液體中的物體,液體對物體向上的壓強大于向下的壓強,向上的壓力大于向下的壓力,物體受到向上和向下的壓力差的作用,這個壓力差是物體受到的浮力(適用于氣體和液體),浮力的方向總是豎直向上的。【母題2】(真題來源:石家莊期末)水平桌面上有甲、乙兩個相同的圓柱形薄壁溢水杯,且分別裝滿水和酒精。將小球分別放入溢水杯中,小球靜止時從甲溢水杯中溢出水,從乙溢水杯中溢出酒精,如圖所示。已知溢水杯的底面積為,,,取。下列說法中正確的是 A.小球 的質量為 B.小球 的體積為 C.小球 靜止在水中時,水對甲溢水杯底的壓強增加 D.小球 靜止在酒精中時,乙溢水杯對桌面的壓力增加 【分析】、已知溢出水和酒精的質量,根據密度公式計算小球排開水和酒精的體積,根據阿基米德原理計算小球在水和酒精中受到的浮力,比較確定小球在水和酒精中的浮沉情況;根據小球的浮沉情況得出小球的質量和體積; 、由于甲溢水杯中的水原來是裝滿的,小球靜止在水中時,甲溢水杯中的水深度不變,根據分析水對甲溢水杯底的壓強變化情況; 、小球在酒精中沉入酒精底部,此時乙溢水杯對水平桌面增加的壓力大小等于小球的重力減去溢出酒精的重力,由此可求出乙溢水杯對桌面增加的壓力大小。 【解答】解:、小球排開水的體積為:,小球在水中受到的浮力為:, 小球排開酒精的體積為:,小球在酒精中受到的浮力為:, 綜上可知,小球兩次受到的浮力大小之比為:, 排開液體的體積之比為:, 所以小球靜止時,在水中漂浮,在酒精中沉底, 小球漂浮時,受到的浮力等于小球的重力,即:,則有:,故錯誤; 小球浸沒在酒精中,排開酒精的體積等于小球的體積,所以小球的體積為:,故錯誤; 、由于甲溢水杯中的水原來是裝滿的,小球靜止在水中時,甲溢水杯中的水深度不變,根據可知,水對甲溢水杯底的壓強不變,故錯誤; 、小球在酒精中靜止時沉底,乙溢水杯對桌面的壓力變化量為:△,故正確。 故選:。1.(真題來源:永年區校級期末)體積相同的鉛球、銅塊和木塊浸在液體中的情況如圖所示,比較它們受到的浮力大小,正確的是 A.鉛球受到的浮力最大 B.木塊受到的浮力最大C.銅塊受到的浮力最大 D.它們受到的浮力一樣大【分析】根據阿基米德原理的推導公式可知,浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關。【解答】解:由圖可知,鉛球、銅塊和木塊均浸沒在同種液體中,因物體浸沒時排開液體的體積相等,所以,體積相同的鉛球、銅塊和木塊排開液體的體積相等,由可知,它們受到的浮力一樣大。故選:。2.(真題來源:長安區校級月考)把一金屬塊浸沒在盛滿水的杯中時,從杯中溢出的水,若將該金屬塊浸沒在盛滿酒精的杯中時,從杯中溢出酒精的質量是 A. B. C. D.【分析】金屬塊在水中受到的浮力等于它排開的水的重力,根據浮力公式可求金屬塊的體積;浸入酒精后,金屬塊的體積不變,根據公式可求在酒精中受到的浮力,也就是排開酒精的重力,進一步求出溢出酒精的質量。【解答】解:金屬塊在水中受到的浮力,由可得,金屬塊的體積:,,溢出酒精的重力,溢出酒精的質量。故選:。3.(真題來源:滄州期末)下列關于浮力的說法中正確的是 A.浮力的大小等于物體排開液體的質量B.浮力的方向是垂直于物體的下表面C.浮力的施力物體是氣體或液體D.排開液體的體積越大,浮力也越大【分析】(1)浸在液體或氣體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于該物體排開液體或氣體受到的重力;(2)浮力與液體或氣體的密度和排開液體或氣體的體積有關。【解答】解:、浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于該物體排開液體受到的重力,故錯誤;、浮力的方向是豎直向上的,故錯誤;、浸在液體或氣體中的物體受到豎直向上的浮力,則浮力的施力物體是氣體或液體,故正確;、浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關,因此,排開液體的體積越大,浮力并不一定就越大,故錯誤。故選:。4.(真題來源:永年區校級月考)小鷺兩手分別拿著一個小乒乓球和一個大石塊浸沒在水中。同時松手,發現小乒乓球上浮,大石塊下沉,兩者所受浮力較大的物體是 A.小乒乓球 B.大石塊 C.一樣大 D.無法確定【分析】大石塊的體積大于小乒乓球的體積,浸沒時排開水的體積和自身的體積相等,根據阿基米德原理比較兩者所受浮力的關系。【解答】解:根據題意可知,大石塊的體積大于小乒乓球的體積;浸沒在水中時,大石塊排開水的體積大于小乒乓球的體積,由可知,大石塊受到的浮力大于小乒乓球受到的浮力。故選:。 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫