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本章复习和总结
教 1.认识浮力,了解浮力产生的原因,会利用弹簧测力计“称重法”测量浮力,了解影
学 响浮力大小的因素.
目 2.知道阿基米德原理,会利用阿基米德原理计算浮力的大小.
标 3.理解浮沉条件,能利用浮沉条件解释轮船、潜水艇、热气球和飞艇等的工作原理.
1.实验法:会正确使用量筒、弹簧测力计、烧杯等仪器来探究阿基米德原理和影响浮
教 力大小的因素.
学 2.归纳法:通过对本章知识的归纳总结,体会知识内容之间的联系,进而系统复习本
方 章知识.
法 3.讲练结合法:通过典型习题的讲解,帮助学生加深理解浮力知识的内涵,熟悉解题
方法与技巧.
教具
多媒体课件 教学课时 1课时
准备
巩固 教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部
复习 分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
探究影响浮力大小的因素
例题1 在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了如图所示的一系列实验.请你
根据图中所标弹簧测力计的示数等信息回答下列问题.
a b c d
本
(1)物体全部浸入水中受到的浮力是______N.
章
(2)根据图a、c、d实验可得出浮力的大小与____________有关.
总
(3)根据图______实验可得出浮力的大小与排开液体的体积有关.
结
解析:当物体在空气中称量时,弹簧测力计示数为物体的重力,当物体浸在液体中时,
由于受到液体对物体向上的浮力,弹簧测力计示数减小,此时弹簧测力计与物体重力
之差为物体此时所受液体浮力的大小,因此可得c图中物体浸没在水中时所受浮力为
F =3.8N-2N=1.8N;由图a、c、d可知,物体排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数
浮
不同,物体在水中和酒精中受到的浮力不同,由此可知,浮力的大小与液体的密度有
关;而图a、b、c三个图中排开的液体相同,只是排开液体的体积不同,所受浮力不同,
所以得出物体所受浮力大小与排开的液体的体积有关.
答案:(1)1.8 (2)液体密度 (3)a、b、c(或b、c)
阿基米德原理
例题2 如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为5cm,体积为80cm3
1的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓受到的浮力是(g取
10N/kg)( )
A.0 B.0.3N
C.0.5N D.0.8N
解析:观察图中的石鼓,中间的圆柱部分和上部没受到水的压力,下底没有与水接触,
也不受水向上的压力,故石鼓中间圆柱部分不受浮力,石鼓两侧弯曲部分受浮力,根
据阿基米德原理,F =ρG(V-Sh)=1×103kg/m3×10N/kg×(80-10×5)×10-6m3=0.3N.
浮
答案:B
例题3 (多选)一个大物块甲,先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下,其上
表面恰好与水面相平,甲、乙之间用绳连接,如图所示.则下列说
法正确的是( )
A.两种情况下,甲物块所受浮力相等
B.绳的拉力与丙物块的重力大小相等
C.乙物块的密度比水小
D.乙物块的质量比丙物块大
解析:A项,因为两种情况下,甲排开的水的体积相同,所以甲所受浮力相等,A对;B
项,第一种情况,甲所受的平衡力为F =G +F ,第二种情况甲所受的平衡力为F
浮 甲 拉
=G +F ,分析丙的受力情况知G =F ,F 与F 为一对相互作用力,结合分析得
浮 甲 压 丙 支 支 压
F =F =G ,B对;C项,对乙进行受力分析,得F +F =G ,显然F <G ,即ρ
拉 压 丙 拉 乙浮 乙 乙浮 乙 水
V g<ρ V g,即ρ <ρ ,C错;D项,由B项知F =G ,再由C项F +F =G ,
乙 乙 乙 水 乙 拉 丙 拉 乙浮 乙
则G <G ,m <m ,D对.
丙 乙 丙 乙
答案:ABD
例题4 现有细线、弹簧测力计、带提手的小水桶、量筒、
水、溢水杯、形状不规则的小石块等器材,请你选取其中
的器材,用两种方法测出完全浸入水中的小石块所受的
浮力,写出选用的器材和简要步骤.
方法一 器材:
简要步骤:
方法二 器材:
简要步骤:
答案:方法一 器材:细线、弹簧测力计、小桶、水、小石块 简要步骤:(1)用细线
拴住小石块,挂在弹簧测力计下,测出小石块所受的重力G;(2)用弹簧测力计提着小
石块,让它慢慢全部浸入小桶内的水中,读出弹簧测力计示数F,则小石块所受浮力
为G-F.
方法二 器材:细线、弹簧测力计、小桶、水、溢水杯、小石块 简要步骤:(1)用弹簧
测力计测出小桶所受的重力G;(2)在溢水杯中倒入与出水口相平的水;(3)用细线拴
1
住小石块,使之慢慢全部浸入水中,用小桶收集排出的水;(4)再用弹簧测力计测出小
桶与水所受的总重力G,则浮力为G-G.
2 2 1
方法三 器材:细线、水、量筒、小石块 简要步骤:(1)在量筒中倒入适量的水,读
出示数V;(2)用细线拴住小石块,使之慢慢全部浸入水中,再读出此时量筒示数V,
1 2
则浮力为ρ G(V-V).
水 2 1
物体的浮沉条件及应用
例题5 如图所示,是a、b两种物体的质量与体积的关系图象.分别用a、b两种物质制
成两个规则的实心长方体甲和乙,下列说法正确的是( )
A.将物体甲放入水中,一定漂浮在水面
B.将物体乙放入水中,一定沉入水底
C.将体积相等的甲、乙两种物体捆在一起放入水中,一定漂浮在水面
D.将质量相等的甲、乙两种物体捆在一起放入水中,一定漂浮在水面
解析:从图中可以看出,物质 a 的密度 ,物质 b 的密度
2,则ρ>ρ ,ρ<ρ ,根据物体的浮沉条件知,甲物体放入水中后
a 水 b 水
下沉,乙物体放入水中后会漂浮在水面上,A、B选项错误.将体积相等的甲、乙两物体
捆 在 一 起 时 , 它 们 的 平 均 密 度
>ρ ,
水
故放入水中一定会下沉,C选项错误.当将质
量相等的甲、乙两物体捆在一起时,它们的
平 均 密 度
<ρ ,故放入水中后最终一定漂浮在水面
水
上,D选项正确.
答案:D
例题6 为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、烧杯、金属
块、细线、水及其他简单辅助器材.实验步骤如下:
(1)按如图甲的方法测出金属块受到的重力,大小为______N.
(2)按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积,大小为______cm3.
(3)用公式F =ρ gV 计算金属块浸没在水中受到的浮力,大小为______N.(g取
浮 液 排
10N/kg)
(4)比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小,可知金属块浸没在
水中时会______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”).
解析:对弹簧测力计、量筒读数,得G=2.2N,V =40mL-20mL=20mL=20cm3,则F
排 浮
=ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N<2.2N,即F <G,所以金属块浸没在
水 排 浮
水中时会下沉.
答案:(1)2.2 (2)20 (3)0.2 (4)下沉
例题7 某物理小组决定测量一块鹅卵石的密度,但是手边的测量工具只有量筒.他们
设计了如图所示的实验装置.先把鹅卵石浸没在水杯内的水中,向矿泉水瓶中逐渐加
水,当加入225mL的水时,瓶子在如图甲所示的位置平衡.拿掉水杯后,再向瓶中加
入150mL的水,此时瓶子在如图乙所示的位置平衡.若不考虑鹅卵石的吸水性,忽略
瓶子的质量,g取10N/kg,求:
(1)鹅卵石在水中受到的浮力.
(2)鹅卵石的密度.
分析:(1)鹅卵石浸在水中受到浮力F 、拉力F和重力G ,三者平衡,有F +F=G
浮 石 浮
,当鹅卵石离开水面后,水的总重力G 等于鹅卵石的重力G .因此,鹅卵石在水中
石 水 石
受到的浮力等于后来增加的水的重力.(2)求鹅卵石密度关键是要求出鹅卵石的体积.
由(1)问中浮力的大小可以求出排开水的体积,而排开水的体积等于鹅卵石的体积.
解:(1)由图乙可知,G =G =m g=ρ Vg,又由图甲得,鹅卵石在水中受到的浮力
石 水 水 水
F =G -F=ρ Vg-ρ V′g=ρ ΔVg=1.0×103kg/m3×150×10-6m3×10N/kg=1.5N.
浮 石 水 水 水
(2)根据F =ρ V g,则 ,鹅卵石
浮 液 排
浸没在水中,V =V ,则鹅卵石的密度
石 排
3教学
板书
布置作业:教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.
【教材P81“复习与提高”】
1.解:(1)图甲中物体所受的浮力F =G-F =4.8N-4.0N=0.8N,图乙中物体所受的
浮甲 示甲
浮力F =G-F =4.8N-3.4N=1.4N.可初步得出结论:物体排开同种液体的体积越
浮乙 示乙
大,所受的浮力越大.
(2)对比图乙、丙可初步得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度
无关.对比图丙、丁可初步得出结论:物体所受浮力的大小与液体的密度有关.
(3)还可以算出物体的体积、盐水的密度.根据F =ρ gV 可得,物体的体积
浮 液 排
.由图丁可知 F
浮丁
=G-F =4.8N-3.2N=1.6N,因为物体在盐水中浸没,所以V =V=1.4×10-4m3,根
示丁 排盐水
据 F =ρ gV 可 得 , 盐 水 的 密 度
浮 液 排
.
教
材 2.土豆受到的浮力大.体积较小的蜜橘漂浮在水面上,体积较大的土豆沉入水底,蜜橘
习 排开水的体积小于土豆排开水的体积,根据F =ρ gV 可知,蜜橘受到的浮力小于
浮 液 排
题 土豆受到的浮力.
解 3.解:福建舰满载时,处于漂浮状态,受到的浮力等于其排开水的重力,即所受到的浮
答
力F =G =m g=8×107kg×10N/kg=8×108N.当舰载机升空后,福建舰整体的重力减
浮 排 排
小,根据F ′=G′可知其所受的浮力减小,根据F =ρ gV 可知液体密度不变,福
浮 浮 液 排
建舰排开水的体积减小.
4.点燃松脂后,“孔明灯”内部空气被加热,密度变小,“孔明灯”的质量变小,重力
变小,而其受到的浮力不变,当浮力大于重力时,“孔明灯”就能上升.
5.解:教室的长、宽、高约为10m、8m和3m,则教室的体积V=10m×8m×3m=240m3.根
据阿基米德原理可得,这个气球在空气中受到的浮力 F =ρ gV =ρ
浮 空 排 空
gV=1.29kg/m3×10N/kg×240m3=3096N.
6.解:根据物体的浮沉条件和阿基米德原理可得,冰山受到的浮力等于自身重力,即F
=G,则有ρ gV =ρ gV ,解得 ,则冰山露出
浮 水 排 冰 冰
水面的体积与水下体积之比 .
47.潜水艇模型悬浮于液体中时,所受浮力等于自身的重力.通过橡皮管吸气时,瓶内气
体压强变小,一部分水进入瓶中,潜水艇模型的重力变大,潜水艇模型排开液体的体
积不变,其受到的浮力不变,故重力大于浮力,潜水艇模型下沉.通过橡皮管吹气时,
瓶内气体压强变大,一部分水从瓶中排出,潜水艇模型的重力变小,潜水艇模型排开
液体的体积不变,其受到的浮力不变,故重力小于浮力,潜水艇模型上浮
8. 解 : 该 同 学 的 重 力 G=mg=52.5kg×10N/kg=525N , 该 同 学 的 体 积
.气囊完全打开后,该同学和气囊处于漂浮
状态,受到的浮力 F =G=525N.根据 F =ρ gV 可得,排开水的体积
浮 浮 液 排
.该同学浸入水中的体积
,所以充气后气囊的体积至少
应为V =V -V =0.0525m3-0.045m3=0.0075m3.
气囊 排 浸
5