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专题10.1 浮力
知识点1:什么是浮力
当物体浸在液体或气体中时会受到一个向上托起的力,这个力就是浮力。
注:一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
知识点2:产生原因
由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。浮力的方向总是向上的,与 重力 的方向相反。
即F =F - F
浮 下 上
知识点3:称重法测浮力
浮力等于物体重减去物体在液体中的弹簧秤读数,即F = G—F
浮 弹
注意:物体在液体中所受浮力的大小,跟它在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的
体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
计算浮力的基本方法
1.用弹簧测力计测浮力即称量法:把物体挂在弹簧测力计上,记下其在空气中弹簧测力计的示数 F=G(G
1
是物体受到重力),再把物体浸入液体,记下弹簧测力计的示数F,则物体在液体中受到的浮力F =F-F
2 浮 1 2
2.用浮力产生的原因求浮力即压力差法:浸没在液体中的物体受到液体向上的压力为 F ,向下的压力为
1
F,则物体受到液体对其向上的浮力F =F-F
2 浮 1 2
知识点1:什么是浮力
【例题1】如图所示,乒乓球漂浮在水面上,请画出乒乓球受到的重力G和浮力F 的示意图。
浮知识点2:产生原因
【例题2】一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示.已知它的底面积为S,上表面所处深度为h,下表面
1
所处深度为h,则长方体下表面所受到液体的压力表达式为 、浮力表达式为 .(液体密度ρ
2
和g为已知量)
液
知识点3:称重法测浮力
【例题3】一铁块挂在弹簧秤下,静止时,弹簧秤的示数为15.484N,当铁块全部浸没在水中静止后,弹簧
秤的示数为13.524N,铁块在水中受到的浮力是____N,铁块的体积是____m3,铁块的密度是____kg/m3。若
把该铁块全部浸没在煤油中,铁块受到的浮力是_____N。
1. 浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。叫做________。浮力的方向是_______向上。浸在液体里的物体上下表面受到的压力差就是浮力产生的原因。用公式表示即______
2.浮力产生的原因是由于( )
A.液体(或气体)对物体有压力
B.液体(或气体)对物体有压力差
C.液体(或气体)有质量
D.物体对液体(或气体)有压力
3.如图所示是正在水中上浮的木块,请画出木块在水中所受重力G和浮力F 的受力示意图.
浮
一、选择题
1.(2019山东临沂)被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两
部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h ,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。
下列说法正确的是( )
A. 水中的桥墩不受海水的浮力 B. 桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C. 通过海底隧道最少需要34.2min D. 光在装饰材料上发生镜面反射
2.一正方体浸没在水中,上表面与水面相平,关于它下列说法中正确的是( )
A.它的上、下表面都受到水的压强,其中上表面受的压强较大
B.它的上、下表面都受到水的压力,两表面受的压力相等
C.它的上表面受的压力向上,下表面受的压力向下
D.它的下表面受的压强较大,下表面受的压力向上
二、填空题
3.浮力的大小由 和 来决定,与物体的密度 关,与物体的体积 关,与物体浸没在
液体中的深度 关.
4.有一边长为10cm正方体浸没在水中,上表面离水面20cm,水对上表面的压强为 Pa,水对上表面产生的压力为 N, 水对下表面的压强为 Pa,水对下表面产生的压力为 N,物体受到的浮力为
N.
三、作图题
5.水中正在上浮的乒乓球,画出所受的重力G和浮力F的示意图.
6.如图所示是正在水中上浮的木块,请画出木块在水中所受重力G和浮力F 的受力示意图.
浮
7.(2019贵州黔东南)如图所示,用弹簧测力计悬挂着物体静止在水中,请画出此时物体受到力的示意
图。
四、实验探究题
8.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明用弹簧测力计、圆柱体、两个装有适量水和盐水
的同样的烧杯,对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究,实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数
如图所示.请按要求回答下列问题:(1)比较图甲、乙可知:乙图中圆柱体受到的浮力的大小为 N.
(2)比较图乙、丙,说明浮力的大小与 有关.
(3)通过图乙和戊的探究,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是 .
(4)通过图中数据可知:圆柱体的密度是 kg/m3(取g=10N/kg).
9.(2019上海)某小組同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力
计拉着一个圆柱体,测力计示数为F .现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中,倒入液体A,圆柱体的下表面
0
到液面的深度为h,记录下此时弹簧测力计的示数为F以及F 和F的差为△F.接着,将液体A替换为液体
0
B,重复上述实验,记录数据如下表一、二所示。
表一 液体A(ρ=0.8×103千克/米3)
A
实验序号 h(厘米) F(牛) △F(牛)
1 3 8.5 1.5
2 6 7 3
3 9 5.5 4.5
4 12 5 5
表二 液体B (ρ=1.0×103千克/米3)
B
实验序号 h(厘米) F(牛) △F(牛)
5 3 8.5 1.2
6 6 7.6 2.4
7 9 6.4 3.6
8 12 6 4
①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据,分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的
深度h的大小关系,可得出的初步结论是:同一物体在同种液体中, 。
②根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据,分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关
系,可得出的初步结论是:同一物体在同种液体中, 。
③根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据,分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关
系,可得出的初步结论是 。
④本实验中,圆柱体的重力为 牛,高度为 厘米。
五、综合能力题
10.如图所示,边长为20厘米的正方体木块,其下表面距水面15厘米,试求:(1)上、下表面受到的液
体的压力差;(2)木块排开的水重。
11.如图所示,设想有一个高为H,上、下底面积为S的长方体浸没在密度为ρ的液体中,设长方体上表面在液体中的深度为h ,下表面在液体中的深度为h ,该长方体上、下表面受到液体的压强可用公式
1 2
p=ρgh(ρ为液体密度,h为深度)来计算,试推导出长方体上、下表面在液体中所受压力差F=ρgHS.