初中浙教版第3节 水的浮力一等奖课件ppt
展开中国有句古训,叫做“水能载舟,亦能覆舟”。船既能够浮在水面上,为什么有时又会在水中沉没呢?生活中时有发生人在江河湖海中溺水身亡的事件,但在中东地区的死海,人为什么能悠然自得地躺在水面上看报呢?
活动:观察一下图片,分析物体受到的力?
轮船和热气球处于静止状态,受到平衡力的作用,受到竖直向下的重力G和海水、空气对于物体竖直向上的托力,这种托力即浮力。
浮力的定义浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力。
活动:感受浮力的存在(1)将一个空塑料瓶的瓶盖旋紧,然后把它压入水中,如图所示,你的手有什么感觉?(2)将手松开后,观察瓶子运动的情况。将塑料瓶压入水中的过程中,手会感受到向上的阻力;松手后,塑料瓶向上运动,直至漂在水面上。
飘在水面上的水瓶受到竖直向上的力,这个力就是浮力。
浮力的方向竖直向上浮力作用点物体上(一般在重心上)
在水中会上浮的物体受到水向上的浮力。那么,在水中会下沉的物体是否也受到了水的浮力呢?
要想知道这个问题,我们首先要了解如何测量浮力的大小,以方便我们分析下沉的物体是否会受到浮力。我们一般使用弹簧测力计测量力的大小,那么我们也可以用弹簧测力计测量浮力的大小。活动(1)如图所示,将物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的读数F1= 牛。(2)再将物体浸入水中,弹簧测力计的读数F2= 牛。(3)弹簧测力计的两次测量读数发生的变化说明了什么?
弹簧测力计示数减小是因为受到了手对物块向上的托力。托力的大小等于弹簧测力计示数的减小量。
弹簧测力计示数减小表明了水对物块也产生了一个向上的托力,这个力就是浮力。浮力的大小等于弹簧测力计示数的减小量。
注意:这种测量浮力的方法仅适用于在液体中下沉的物体
不仅是水,所有液体都会对浸入其中的物体产生一个向上的浮力。需要注意的是:这里所谓的“浸入”包括完全浸没和部分浸入。
思考与讨论:有没有浸在液体中的物体不受到浮力作用的情况呢?若是要解决这个问题,我们首先要了解浮力的成因是什么,我们已经学习过液体内部存在压强,那么浸入液体中的物体也会受到周围的液体对它产生的压力(压强)的作用。液体压强特点:①液体内部向各个方向都有压强;②同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等;③随液体深度的增加,压强随之增大。
我们已经知道浮力产生的原因是物体上、下表面受到的液体压力不同。那么,若物体下表面不受到液体的压力,是不是物体就不受到浮力了呢?生活中我们遇到过这种现象的产生,如桥墩深埋在河底,桥墩底部没有水,就不会受到水对桥墩向上的压力,故桥墩不受到浮力的作用。
思考:以下三种物体均与容器底部密合,这三种物体是否受到浮力的作用?A物体的侧壁受到水对其斜向上的压力,产生上下表面压力差,故会受到浮力的作用;B和C均不受浮力的作用。
注意:物体下表面没有液体(或与底部密合)时,且下表面不小于上表面时,物体不受浮力。
活动:如图所示,将一只塑料可乐瓶剪去底部,把一只乒乓球放在瓶内,从上面倒入水,发现有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,但兵乓球没有上浮。若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球浮起,这说明浮力是由于液体对于物体上下表面压力差而产生的。
典例1 下列关于浮力的说法中正确的是( )A.浮力都是由水产生的B.只有固体才能受到浮力的作用C.浮力方向与重力方向相反D.在不同液体中浮力方向会不同
考点分析:浮力的概念①在液体或气体中的物体受到向上的托力即浮力;②浮力的方向:竖直向上;
【解析】A.浸在液体或气体中的物体受到向上的托力即浮力,故浮力不都是由水产生的,故A错误;B.浮力是对浸在液体中的物体产生的,物体不一定只是固体,其它的物体如水面上的油、水中的水银也一样受到浮力的作用,故B错误;C.浮力的方向是竖直向上的,重力的方向是竖直向下的,故相反,故C正确;D.浮力的方向总是竖直向上的,故D错误。故选C。
典例2 如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞和b,且a、b在水中的体积相等,则( )A.a受到的浮力大B.a,b受到的浮力相等C.只有a塞受到的浮力为零D.a,b塞受到的浮力均为零
考点分析:浮力的成因浮力的成因是液体对物体上下表面产生的压力差,当物体下表面无水或与容器底部密合,且下表面不小于上表面时,物体不受浮力的作用。
【解析】浮力产生的原因是上下表面的压力差,而木塞的底部没有水,故没有向上的力,只受到水向下的力,故a不受浮力,而b上下表面都受到压力差,故b有浮力,故C符合题意,BCD不符合题意。故选C。
典例3 弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块受到的浮力为 ;若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为 。
典例4 下列物体中,没有受到浮力的是( )A.太空中的“嫦娥五号” B.下潜的“核潜艇” C.航行的航母 D.上升的飞艇
考点分析:浮力的概念及成因浸入液体或气体中的物体受到向上的托力即浮力。浮力的成因:液体对物体上下表面的压力差
【解析】A.太空中的“嫦娥五号”处于失重状态,太空中没有空气,故遨游的“嫦娥五号”不受到浮力,故A符合题意;B.下潜的“核潜艇”,浸没在水中,仍然受到水的浮力,故B不符合题意;C.航行的航母“山东舰”,能浮在海水面上,因为航母浸在水中,受到的浮力等于重力,故C不符合题意;D.上升的飞艇,因为浸没在空气中,受到的浮力大于重力,所以飞艇会上浮,故D不符合题意。故选A。
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