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第八章 浮力
第 02 讲 阿基米德原理 浮力的应用
考向1 阿基米德原理
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
(1)实验器材:溢水杯、弹簧测力计、 金属块、
水、小桶
(2)实验步骤:
① 如图甲所示,用测力计测出金属块的重力;
②如图乙所示,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数。同时,用小桶收集物体排开的
水;
③如图丙所示,测出小桶和物体排开的水所受的总重力;
④如图丁所示,测量出小桶所受的重力。
[来源:学*科*网]
结论1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
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2.公式:
解读:在应用阿基米德原理时应注意①“浸在”包含两种情况:一是物体有一部分浸在液体中,此时
;二是物体全部没入液体中,此时 。
②“ 浮 力 的 大 小 等 于 物 体 排 开 液 体 所 受 的 重 力 ” , 这 里 要 注
意浮力本身是力,只能和力相等,很多同学常
把 这 句 话 说 成 “ 浮 力 大 小 等 于 物 体 排 开 液 体 的 体 积
”。力和体积不是同一物理量,不具有可比性
这里所受的重力,不是物体所受的重力,而是被排开液体所受的重力。
③由 ,可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关,而跟物体
本 身 的 体 积 、 密 度 、 形 状 , 与 在 液 体 中 是 否 运 动 , 液 体 的 多 少 等 因
素无关。
④阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小,等于它排开的气体所受的重力。
即 。
典 型 例 题 如 图 甲 所 示 , 长 方 体 金 属 块 在 细 绳 竖 直 向 上 拉 力 作 用 下 从 水 中 开 始 一
直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面
一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像,取g=10N/Kg。根据图像信息,下列判断正确的是(
)
[来源:.Com]
A.该金属块重力的大小为34N
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B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.在t 至t 时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
1 2
D.该金属块的密度是3.4×103kg/m3
针对练习1下列说法中正确的是 ()
A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大
B.密度较大的物体在水中受的浮力大
C.重的物体受的浮力小
[来源:]
D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
针对练习2小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉。在此过程中,鸡蛋受
到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的()
A B C D
针对练习3质量相同的甲、乙、丙、丁 4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如右图所示,则这
4个小球在水中所受浮力最小的是
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
考向2 浮力的应用
( 1 ) 轮 船 是 采 用 空 心 的 方 法 来 增 大 浮 力 的 。 轮 船 的 排
水量:轮船满载时排开水的质量。轮船从河里
驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于
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轮船所受的重力)。
(2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。
(3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来实现升空的;靠改变自身体积的大小
来改变浮力的。
(4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。
[来源:]
注 意 : 轮 船 在 不 同 的 水 中 ( 如 江 水 、 海 水 ) 都 处 在 漂 浮 状 态 所 受 浮 力 相 等 ;
靠改变自身重力实现浮与沉,在没有露出水
面之前潜水艇受到的浮力不变。气球升空时气球里充密度小于空气的气体。
典型例题 以下是浮力知识的应用 ,说法正
确的是 ( )
A.一艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大
B.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大
C.密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同
D.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大
针 对 练 习 1 潜 水 艇 在 水 中 能 够 浮 沉 , 你 认 为 它 主 要 是 靠 改 变
( )
A.所受的浮力 B.水的密度 C.自身的重力 D.水的压强
针对练习2 某物体的质量为0.06千克,将它放入装满水的溢水杯中,溢出50毫升的水,则此物体的沉浮情
况( )
A.上浮,最终漂浮 B.悬浮在水中
C.下沉到容器底部 D.条件不足,无法判断
针对练习3 将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的土仪
器.将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如图所示. 对于这个土仪器所运用的知识或用途,下列
说法中不正确的是( )
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A.运用了二力平衡的知识
[来源:学+科+网Z+X+X+K]
B.可以测出液体密度的大小
C.可以比较不同液体密度的大小
D.运用了物体的漂浮条件
考向3 浮力的计算
1.称重法:把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数为G,再把物体浸入液体中,记下弹簧测力计的
示数F,则F =G-F。
浮
2 . 原 理 法 ( 根 据 阿 基 米 德 原 理 ) : 利 用 阿 基 米 德 原 理 , F =G =m g=ρ
浮 排 排 液
gV , 普 遍 适 用
排
于计算任何形状物体受到的浮力。
3.漂浮或悬浮条件:物体漂浮或悬浮时,物体处于平衡状态:F =G。
浮
解读:(1)计算浮力时,可以依据物体所处状态和题目已知条件选择适当的方法来计算;(2)将阿基米德原理
与物体漂浮、悬浮条件结合在一起来计算浮力大小;(3)漂浮、悬浮的物体F =G =G ,m =m 。
浮 排 物 排 物
典型例题 一个密度为0.6×103kg/m3的木块,体积为0.02 m3,用绳子系在底面积为1000cm2的柱形容器底,
使木块完全没入水中,如图所示。求:(1)此时木块所受的浮力是多少?(2)绳子的拉力是多少?(3)剪断绳
子,木块静止后,容器底所受压强改变了多少?
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针对练习 1 一木块漂浮在水面上,其浸入水中的体积为1.5×10-4米3,求木块受到的浮力大小。
针对练习 2 一边长为2cm的正方体实心铝块,密度为2.7x103kg/m3,先按图甲所示把铝块挂在弹簧测力计
下静止,然后按图乙所示用弹簧秤吊着慢慢浸没在盛水的,容器中,容器的底面积100cm2,铝块浸没后水末
溢出,g 取 10N/kg。根据以上提供的数据和物理情景,可以求出哪些物理量?(求出五个物
理量即可,要求写出详细求解过程)
针对练习3 如图所示,质量为1.2kg的木块浮在水面上静止不动,求:
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(1)这时木块受到的浮力是多大?
(2)此时木块浸在水中的体积为多少?
(3)该木块体积是2×10-3m3,要使木块刚好浸没在水中,至少需要多大的力向下压木块?
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