人教版中考物理一轮复习--第12课时 浮力 阿基米德原理(课件)
展开· 知识点1 浮力
· 知识点2 阿基米德原理
【易错辨析】浸在液体中的物体一定受到浮力。(×)理由:如桥墩与河床底部紧密接触,液体对其向上的压力为零,因此不受浮力。
知识点2 阿基米德原理
· 重点1 “称重法”测量浮力大小
· 重点2 利用阿基米德原理计算浮力【6年4考】
· 重点3 ★实验:探究浮力的大小与哪些因素有关
· 重点4 实验:探究浮力的大小与物体排开液体 所受的重力大小的关系
【例1】用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图1甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图1乙所示,物块浸没在水中时受到的浮力为________N。
重点1 “称重法”测量浮力大小
【点拨】由乙图可知,G物=8 N,物块浸没在水中时受到的拉力F拉=4 N,所以F浮=G物-F拉=8 N-4 N=4 N。
【例2】科考队员在南极格罗夫山地区发现了新的陨石分布区,并找到上千块陨石。科考队员对编号为“cz20100603”的陨石进行密度测量:首先将陨石悬挂于弹簧测力计下,读出弹簧测力计的示数是3.4 N;然后将陨石全部浸没于装有水的烧杯中,读出弹簧测力计的示数是2.4 N,求:(1)陨石受到浮力多大?
解:(1)将陨石悬挂于弹簧测力计下时其示数F=3.4 N,由二力平衡条件可得,陨石重G=F=3.4 N,将陨石全部浸没于水中,弹簧测力计示数F′=2.4 N,则陨石受到的浮力F 浮=G-F′=3.4 N-2.4 N=1 N;
(2)陨石的质量是多少?(3)陨石的密度是多少?(g取10 N/kg)
【例3】【2022漳州质检改编2分】如图2所示, 两个完全相同容器放在水平桌面上, 将长方体物块A、B放在甲、乙两种液体中且两液面相平,物块A浸入液体的深度相同。则甲、乙两种液体的密度ρ甲______ρ乙,物块A受到的浮力F甲______F乙。
重点2 利用阿基米德原理计算浮力【6年4考】
【例4】重4.5 N、体积是500 cm3的空心铝球浸没在水中时所受浮力为____N。当静止时铝球受到的浮力是____N。(g取10 N/kg)
【例5】如图3所示,有一软木块,体积是100 cm3,置于水中静止时,有60 cm3露出水面,求:(g取10 N/kg)(1)木块所受的浮力。
解:(1)V排=V木-V露=100 cm3-60 cm3= 40 cm3= 4×10-5m3,木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3× 10 N/kg× 4×10-5 m3= 0.4 N。
(3)若要将软木块完全浸没在水中,则至少要在软木块上加多大竖直向下的力?
木块浸没在水中,V排′=V木=100 cm3,受到浮力F浮′=ρ水gV排′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×100×10-6 m3=1 N,需要施加的压力F压=F浮′-G=1 N-0.4 N=0.6 N。
1.猜想与假设(1)浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关。(2)浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关。(3)浮力的大小可能与液体的密度有关。2.主要实验器材:弹簧测力计、 铁球、两种不同密度的液体(以水和盐水为例)。3.实验方法:____________法。
重点3 ★实验:探究浮力的大小与哪些因素有关
4.实验过程(1)用弹簧测力计测出铁球的重力。(2)让弹簧测力计下的铁球慢慢浸入水中,记下铁球在水中不同深度时弹簧测力计的示数。(3)让弹簧测力计下的铁球浸没在盐水中,记下此时弹簧测力计的示数。
5.实验分析(1)由步骤a、d、e可得,浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度________。(2)由步骤a、b、c、d可得,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力就________。(3)由步骤a、e、f可得,当物体浸在液体中的体积相同时,液体密度越大,物体所受的浮力就________。
6.实验误差分析:实验时若先测量物体在水中受到的拉力,再测量物体的重力,会导致浮力的测量结果________。7.实验结论:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与物体浸没在液体中的深度无关。
【例6】探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,如图5甲所示,将体积为100 cm3的物体缓缓浸入某液体中(液体未溢出);根据实验数据绘制了测力计的示数F与物体下表面浸入液体中的深度h的关系图像,如图5乙所示。(g取10 N/kg)
(1)分析图乙发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与________________(填“物体体积”或“排开液体体积”)有关,与物体浸没在液体中的深度________(填“有关”或“无关”)。(2)当h=4 cm时,物体受到的浮力为________N。物体下表面所受液体压强p与其浸入液体中深度h的关系图像应该是图丙中的______。
(3)物体密度为______g/cm3,若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力为________N。(4)将容器中液体更换为水,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与____________有关。
1.实验器材:溢水杯、弹簧测力计、水、重物、小桶。2.实验方法(1)称重法测量浮力的大小:F浮=G物-F拉。(2)排液法测量排开液体的重力:G排=G总-G桶。
重点4 实验:探究浮力的大小与物体排开液体所受的 重力大小的关系
3.实验过程(1)用弹簧测力计测出小桶的重力G1和重物的重力G2。(2)在溢水杯中装满水。
(3)将重物挂在弹簧测力计下,然后将重物浸没在装满水的溢水杯中,记录此时弹簧测力计的示数为F。(4)用弹簧测力计测出桶和溢出水的总重力G3。(5)计算出重物所受浮力的大小为________,重物排开水的重力为________,并比较两者的大小。(6)换用铁块、铝块,重复以上实验,并将实验数据记录下来。
4.分析实验数据5.交流与反思(1)先测桶与排开水所受的重力,再测桶的重力,会引起所测桶的重力偏大,所测排开水的重力________。(2)实验过程中,若溢水杯没有装满水,所测排开液体的重力________。(3)若物体没有浸没在水中,对实验结论________(填“有”或“没有”)影响。
6.实验结论:浸入液体的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
【例7】如图7所示的是物理兴趣小组利用金属块研究浮力的实验。(g取10 N/kg)
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是________N。(2)比较 _____________(填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。 (3)比较________(填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。(4)金属块的密度为__________kg/m3。
(5)若兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,请指出实验操作中可能造成这种结果的原因:____________________________。【实验拓展】(6)某实验小组在进行实验时只将金属块部分浸入水中,其他步骤操作相同,则他们______(填“能”或“不能”)得到结论:物体所受浮力的大小等于物体排开液体的重力。
1.【2020福建2分】如图,体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A有四分之一体积露出水面,细线被拉直。已知A重4 N,B受到的浮力为 8 N,A、B密度之比为2:5,那么( )A.A、B所受的重力之比为5:2B.A、B所受的浮力之比为1:2C.细线对A的拉力大小为1 ND.B对容器底部的压力为0
2.【2021福建1分】如图所示,将一棱长为10 cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2 cm,液面比放入前升高了1 cm,容器底部受到液体的压强变化了80 Pa,木块受到的浮力为________N。(g取10 N/kg)
3.【2019福建5分】如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:①用弹簧测力计测出物体所受的重力为G (如图甲);②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数为F(如图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(如图丙);④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(如图丁);⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。回答下列问题:(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=________,被排开的水所受的重力G排=________。(用上述测量量的符号表示)
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