第十四章复习教学案浮力

第十四章复习教学案（2）——浮力
罗红保2010-1-20
课标要求：通过实验探究，认识浮力。

知道物体浮沉的条件。

经历探究浮力大小的过程。

知道阿基米德原理。

一、浮力
1．浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。

（浸入包括部分浸入和）
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。

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
下沉悬浮上浮漂浮
F浮G F浮G F浮G F浮G
ρ液ρ物ρ液ρ物ρ液ρ物ρ液ρ物
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= m排g = 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）
二、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，利用“空心”原理，使它增大，浮力。

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= ；排开液体的重力G排= ；轮船受到的浮力F浮= ，轮船和货物共重G= ,轮船和货物质量共M= 。

（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。

外形密封的潜水艇内部是“空心”的。

当其没入水中后，浮力，通过水仓充水或排水，从而改变，实现潜水艇上浮、下沉或悬浮。

（3）气球和飞艇：工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。

气球里充的是密度空气的气体如：氢气、氦气或热空气。

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，且刻度是。

使用时应注意：．
三、漂浮问题“五规律”：
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。

四、计算浮力方法：
①称量法：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=m排g 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）。

五、例题讲解：
例1：把一小球放入盛满酒精的溢杯中，它将下沉到杯底，从杯中溢出8克酒精。

若将
该小球放人盛满水的溢水杯中，它漂浮在水面上，则从杯中溢出水的质量
(A)大于8克，因为水的密度更大，小球所排开水的质量更多。

(B)大于8克，因为所溢出酒精的质量小于小球质量，而所溢出水的质量等于小球质量。

(C)小于8克，因为小球所排开液体的体积变小，所受浮力变小。

(D)等于8克，因为小球在酒精和水中所受的浮力一样大。

例2：将铁、铜、铅制成三个实心金属球，用细线拴好，分别挂在三只完全相同的弹簧
秤下，将三个金属球没入水中，但不碰容器底，此时三只弹簧秤的示数相同。

现将三个金属
球提出水面后静止，则（ρ铁<ρ铜<ρ铅）
A.挂着铁球的弹簧秤示数最小 B．挂着铜球的弹簧秤示数最小
C．挂着铅球的弹簧秤示数最小 D．三个弹簧秤示数相同
例3：质量相同的两个实心正方体A和B。

如图甲所示，
将它们放在水平地面上时，它们对地面产生的压强P A P B.
当将它们放入水中后分别静止在如图乙所示的位置，则它们受
到水的浮力F A F B（填“大于”、“等于”或“小于”）。

例4：如图所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、
乙两个溢水杯中，甲杯中溢出的液体质量是40g，乙杯中溢出
的液体质量是50g，则：小球质量是______g，甲、乙两杯中
液体的密度之比ρ甲:ρ乙______4：5（填“<”“＝”或“>”）
若溢水杯的底面积为100cm2 ,放入小球后，杯对水平面
的压强会增大，增大 Pa。

例5：如图甲所示，一圆柱形容器竖直放置在水平桌面上，其侧壁有一溢水口C，容器内的液面恰好与溢水口C齐平。

先将一个由均匀材料制成的船形A开口向上放入容器中，当船形物A漂浮在液面上时（如图乙所示），从溢水口溢出液体的体积为V；然后使船形物A 反转90°，当它浸没在液体中后容器内的液面下降了（在船
形物由漂浮到浸没的过程中，容器内的液体未溢出）。

已知圆
柱形容器的底面积为S，液体的密度为ρ，则：（1）船形物
A的质量m A= ；（2）组成船形物A材料的密度
甲
ρA= 。

例6：小华同学想用弹簧测力计来测某液
体的密度，由于没有量筒，他找来两个相同的
柱形烧杯分别盛满水和某液体，将一实心圆柱
体挂在测力计下。

如图甲和乙分别是圆柱体逐
渐浸入水和该液体中时，弹簧测力计的示数与
圆柱体下表面离液面距离的关系。

（1）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N。

（2）图乙中测力计的示数为0时，说明圆柱体在该液体中（填浮沉状态）。

（3）圆柱体的密度为 kg/m3，该液体的密度为 kg/m3。

例7、已知某固体的密度大于水的密度。

小明设想不用量筒，而只用天平和砝码、一支烧杯、水、一根细线测出该固体的密度。

下面是他设计的测量该固体密度的步骤：
A、将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的零刻度处，调节平衡螺母使天平平衡。

B、将用细线系住的固体浸没在装有适量水的烧杯中，用天平测出其总质量为86g
C、用天平测出装有适量水的烧杯的总质量为56g
D、用天平测出该固体的质量为30g
E、实验完毕，将实验器材还原
F、用手提起系住固体的细线，使固体浸没在水中但不接触烧杯底，用天平测出其总质量为68g
（1）以上步骤中有一步是多余的。

该步骤是（填序号）
（2）若按先后顺序排列，测量该固体物质密度的合理步骤
为（填序号）
（3）该固体物质的体积为多少m3？
（4）该固体物质的密度为多少kg/ m3？
例8、如图所示，一边长为10cm的正方体木块在水中静止
时，刚好有2/5露出水面，（g=10N/kg）。

求：（1）木块受到的
浮力多大？（2）木块的密度多大？（3）用手将木块缓慢压入水
中，当木块刚好全部没人水中时，手对木块的压力是多大?继续将
木块压入容器底部，手对木块的压力是否变化？
例9：科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型(如
图)，总重为4N，A底部与浮子B用细绳相连。

水位上升时，浮子B
下降；水位下降时，浮子B 上升，使航标灯静止时A浸入水中的深度
始终为5cm，排开水的质量为500g，浮子B重 0.5N(不计绳重和绳与
滑轮间的摩擦)
求：(1)泡沫塑料A底部受到水的压强是多少?
(2)航标灯静止时，浮子B体积应为多大?
例10、如图，放在水平面上的圆柱形容器B高为20cm，底
面积为30cm2，容器中放一质量m为0.8kg的正方体木块A,边长
为10cm,(g=10N/kg)
(1)A对容器B的压强多大？
(2)把水沿容器壁慢慢倒入容器B中，当木块A对容器B的压
强刚好为0时，容器B中水的质量为多少？
例11、如图所示，用弹簧秤在空气中称合金块重为2N，把合金块浸
没在水中称弹簧秤的读数为1N。

（1）此合金块的密度为多少？（2）将此
弹簧秤下的合金块浸没在某种液体中，弹簧秤的读数为Fˊ，求该液体的
密度。

（3）此弹簧秤连同合金块就成为一种液体密度秤，使用时只要合
金块浸没在待测液体中，可以从弹簧秤指示的位置读出液体的密度，请在
弹簧秤刻度右侧标出密度秤的“0”刻度和能够测量的最大值及其刻度位
置。

例12、一实心小球放入足量的水和酒精中，静止时所受的浮力分别为0.9N、0.8N,则小球的密度是：
A、1.1ρ水
B、1.0ρ水
C、0.9ρ水
D、0.8ρ水。