浮力产生的原因 阿基米德原理1.doc

浮力产生的原因 阿基米德原理1.doc 课 题 浮力产生的原因 阿基米德原理1 1、知道浮力和浮力的方向，理解浮力产生的原因 教学目的 2、会用弹簧测力计测浸入液体中的物体受到的浮力 3、知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论 教学内容 一、上次课的知识回顾 (检查作业的完成情况) 二、本次课的重点:浮力产生的原因 阿基米德原理 船可以浮在水面，潜水艇能潜入水下航行，节日放飞的气球可以升到空中，金鱼可以轻盈地在水中上下游动，这些都是有关浮力的问题。 从本节起我们将学习"浮力"。 (一)浮力 1. 定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。 2. 浮力的施力物体:液(气)体 3. 浮力的方向:竖直向上。 4. 浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体上下表面都有压力，浮力是上下表面的压力差(F—F)。 下上项目 含义 产生的原因 方向 用弹簧秤测物体受到的浮力大小 错误～未找到引用源。?弹簧秤竖直方向校零; 物体在液体或气体，对浸在其内的物体的下表面错误～未找到引用源。?用细绳将物体挂在弹竖 液体或向上的压力大于液体对上表面向下的压(G); 簧秤下，读出弹簧秤在空中的读数F空内 直 气体中力，这个压力差就产生了浮力。 错误～未找到引用源。?让物体浸在液体或气 受到竖体中读出弹簧秤的读数F或F; 液气容 向 (如下图，) F,F,F21浮 直向上错误～未找到引用源。?浮力等于弹簧秤前后上 的力 两次读数的差: F=F-F=G-F或F=F-F=G-F 浮空液液浮空气气 教材针对性训练题 1、 液体中的物体受到液体______的力叫浮力。 2、软木塞浮在水中，受到的浮力是______对______的作用，其中软木塞是______物体，水是______物体。 3、一石块挂在弹簧秤上，在空气中称时，弹簧秤的示数是4.7牛，把它全部浸在水中称时，弹簧秤的示数是2.7 牛，该石块所受水的浮力是______牛;如把它全部浸在酒精中称时，弹簧秤的示数是3.1牛，该石块所受酒精的浮力是______牛;石块浸没在不同液体中所受浮力大小不等，说明浮力的大小与液体的______有关。 4、当物体浸入到液体(或气体)中，物体受到向上的压力大于向下的压力，这个压力之差，就是对浸入到液体(或气体)里的物体的______。 5、浮力的方向总是______。 6漂浮在液面上的物体称为____________，在漂浮时物体所受的浮力等于物体受到的重力。 7、某同学为探究浮力产生的原因，截取透明塑料的中间一部分圆柱体，并用相同的两块很薄的橡皮膜蒙扎，再用一根细塑料管紧插在筒壁上，使筒内空气与大气相通。然后将其放入水中，如图， (1)从上左图可以发现，水平放入时，仔细观察两端橡皮膜凹入____________，原因是所处深度相同，受到的压强____________。 (2)从上右图可以发现，竖直放入时，仔细观察两端橡皮膜凹入____________，原因是所处深度不同，受到的压强____________。且深度大，压强也___________。 (3)归纳上述两图，可以得出浮力产生的原因是:浸在液体中的物体，左右、前后受到的压强____________，压力也____________，而上下表面的压强____________，压力也____________，因而浮力的大小等于上下表面的____________。 8、将同一小石块分别浸没在水和某种液体中，弹簧测力计的示数如图所示，则小石块 33的密度是__________kg/m,，这种液体的密度是__________ kg/m(g取10N/kg) 9、把一乒乓球放入去底的可乐瓶中，然后加水，可以看到如图情况，说明，此时乒乓 球____________受到浮力的作用，原因是下底面的压力为____________。而当用玻璃片 挡住瓶口时，乒乓球会浮上水面，说明此时乒乓球____________浮力的作用，原因是上下 底面产生____________。 10、在弹簧秤下悬挂一重物，当重物全部浸没在某种液体中，弹簧秤上的读数表示( ) A、物体所受浮力 B、物体所受重力 C、物体在液体中失去的重力 D、物体所受重力与浮力之差 11、关于浮力，下列说法不正确的是( ) A、在液体中的物体不一定受到浮力B、沉下去的物体受到的浮力一定比浮上来的物体受到的浮力小C、浮力大小与受到浮力物体的运动状态无关D、体积相等的铁球和木球都浸没在水中，它们受到的浮力一样大 12、有一块冰漂浮在一杯浓盐水中，如果冰块全部熔解后，液面将( ) A、不变 B、上升 C、下降 D、无法判断 13、液体中物体受到浮力的原因是( ) A、 物体受到的重力和液体对物体的压力的合力 B、液体对物体的向上的压力 C、物体受到液体对它的向上、向下的压力有压力差 D、液体对物体的向上的压强 14、一密度均匀的实心物体悬浮在某一种液体中，若将此物体均匀地切成两块，并轻轻地取出一半，余下的一半在液体中( ) A、将上浮 B、将下沉 C、仍然是悬浮 D、以上情况都有可能出现 15、游泳的人由河边走向深水处的过程中，如果河底布满碎石子，则( ) A、脚越来越疼，因为水对脚的压力越来越大B、脚疼得越为越轻，因为河底对人的支持力越来越小C、脚越来越疼，因为水对人的浮力越来越大D、脚疼得越来越轻，因为人受到的重力越来越小 16、饺子是大家喜爱的食品。刚入水的饺子是沉在水底的，在水中煮一会就会漂浮起来，这是因为饺子受热_______，浮力_________(增大，减小，不变)，从而大于重力，上浮至水面。 17、某农户生绿豆芽时，将绿豆倒入盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，产生这一现象的原因是( ) A、 底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到浮力大于重力 B、沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到浮力等于重力 C、沉底的绿豆受到的浮力大于重力，漂浮在液面的绿豆受到浮力等于重力 D、沉底的绿豆受到的浮力等于重力，漂浮在液面的绿豆受到浮力小于重力 18、船能浮在水面上，说明船受到_________。石块扔进水中，会沉下去，甲同学认为石块没有受到浮力的作用，而乙同学认为石块也受到浮力的作用，只不过是浮力小于重力，所以石块才会沉下去，你同意_________同学的观点。 19、节日中，大家一定看到过氢气球，一放手，氢气球就会升空，说明氢气球也_________浮力的作用，可见浸 在气体的物体也会有浮力。 20、关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中不正确的是 ( ) A、浮力的方向竖直向上; B、浮力的施力物一定是水; C、浮力的大小与排开液体的质量成正比; D、实心的铁球也能浮在液面上( 21、两个完全相同烧杯，盛有水，置于托盘天平上时，横梁平衡，如图所示(当在左盘杯内慢慢地将一个吊着的 小球浸入杯内水中，但球不碰到杯子，则天平( ) A、 仍然保持横梁平衡 B、 左盘向下，横梁不平衡 C、 左盘向上，横梁不平衡 D、无法判断是否平衡 22、一物体所受重力为G，放入水中后，会沉入水底。那么这个所受的浮力( ) A、等于G B、小于G C、大于G D、不能确定 想一想:物体受到的浮力大小跟哪些因素有关系, (二)阿基米德原理 阿基米德原理 内 容 浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力 表示 F= G = ,gV 浮排排 液 适用范围 对浸没或部分浸在液体(气体)中的物体都适用 , 错误～未找到引用源。?浮力的大小决定于液体或气体的密度，或，和浸入其中,液气 , 的物体密度无关; 物 原理应用时注意点 错误～未找到引用源。?浮力的大小还决定于物体排开液体或气体的体积V，和物体浸排 没在液体或气体中的深度无关。但未浸没时，由于，而S不变，所以V与hV,hS排排 成正比，即未浸没时，浮力大小跟深度有关。 错误～未找到引用源。?浮力的大小与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等 均无关。 ,,V 错误～未找到引用源。?公式符号中写明脚标，以免和，和发生混淆; V液物物排 V,VV,V公式计算时的注意点 错误～未找到引用源。?物体浸没时，，部分浸入时，; 排物排物33,错误～未找到引用源。?单位要统一(:kg/m，g:N/kg，:m) V液排 阿基米德原理的几种推导方法 阿基米德原理可通过实验归纳得出，也可以从浮力的概念和力学原理出发，通过逻辑推理而导出。在推导过程中可清楚地看出，从整个力学体系看，阿基米德原理不过是力学原理在“物体浸在液体中”这一特定条件下的一个推论。 推导1 由浮力概念、压强概念及液体内部压强公式导出 对于完全浸入液体中的规则形状物体，教材中都有推导: F=F,F=(gh,gh)S=gsh=gV=G ,,,,浮向上向下排液12液液液液 对于浸入液体中任意形状的物体，运用积分方法仍可导出上述结论。 推导2 由浮力概念、等效方法及力学原理导出 浸在液体中的物体A所受浮力为它周围液体对它压力的合力F。设想从液体中取走A，A原来的位置被与它同体积、同形状、而且周围液体也相同的“液体块”A,占满。显然，A周围液体作用于A,表面上的压力的合力F,与作用于原来物质A表面上的压力的合力在效果上是相同的。由于A,受重力和周围液体压力的合力而平衡，根FGF,据力的平衡条件知F,=G?F=F,=G 排液排液 推导3 由浮力概念、力的平衡条件、牛顿第三定律导出。 ,,,液物物设物体A的体积为V，密度为(<)，现将A投入截面积为S的柱形容器中，稳定后液面高度由h升为 ,,液液h+?h。以容器中的液体为研究对象，则它受重力ghS，容器对它的支持力N=g(h+?h)S，和物体对它的压力 ,,液液F(该力与液体对物的浮力为作用力反作用力)而平衡，所以g(h+?h)S,ghs,F=0 ,,,,解得F=g?hS=gv=gVF=gV 排 浮排液液液液 教材针对性训练题 1、 弹簧秤下挂着铁块，将铁块慢慢浸入水中，发现在铁块由接触水面至浸没过程中，弹簧秤的示数逐渐变小， 由此可得铁块所受的浮力逐渐______(说明了浸在液体中的物体所受的浮力与排开的液体的______有关。 2、 质量是2千克的正方体木块静止在水面上，所受重力的大小是______牛，同时木块还受到______对它向 ______的______力，这个力的大小是______牛;如果将木块截取一半，则余下部分所受的浮力将______(木 块浸入水中部分的体积比原先______(选填“减少”、“不变”或“增大”)。 3、 浸没在液体中的物体受到液体______的浮力，浮力的大小等于______，这就是阿基米德原理，其数学表达式 是___________，这个定律适用于液体和______。 34、 如图所示，a、b、c为三个体积都是50厘米的木块， b有一半露出水面，这三个物体所受浮力的大小分别为 F=______牛、F=______牛、F=______牛。 abc 5、 甲、乙两物体，甲的体积是乙的两倍，若把它们浸 没在同种液体中，则甲、乙两物体受到的浮力之比是______。 6、 下列关于浮力的叙述中，正确的是( ) A、物体浸没在水中的深度越大，受到的浮力也就越大 B、同一木块分别漂浮在水面和酒精上，在酒精面上受到的浮力小于在水面上的浮力 C、物体浸在液体中受到的浮力由自身的重力决定 D、物体浸在液体中受到的浮力由排开液体的重力决定 7、 用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是 ( ) A、球所受的重力、浮力都不变B、球所受的重力不变，浮力变大 C、木球所受的重力、浮力都变小D、木球所受的重力不变、浮力逐渐变小 8 、 相同质量的实心铁球和空心铁球浸没在水中，它们所受的浮力是( ) A、一样大; B、实心球大; C、空心球大; D、无法确定。 9、 以下是小菲和她的同学在日常生活中观察到的现象及提出的问题。 实验器材:量筒一个、可放入量筒内的大小不一的若干冰块、小铁块一根、水。 请你实验: 通过分析表格内的实验数 注入水后，量放入冰块后，量将冰块全部压入冰块的体积 放入水中，漂浮时冰块露出的据，你可得到什么结论, 3筒水面的刻筒水面的刻度 水下后，水面的冰块露出水面的体积和总体 ( cm ) V43333积的比值 度V ( cm ) V( cm ) 刻度V ( cm ) 体积V ( cm ) 1235 30 39 40 基米德原理(F 10、由阿浮 30 57 60 30 84 90 =G)结合相关知识，可以推排液 得F=ρVg，从而看出物体受到的浮力大小与物体___________和液体的___________有关. 浮液排液 有些爱思考的同学进一步提出，除上述两个因素外，浮力的大小是否还与别的什么因素有关,其中，一个比较具体的问题是:物体所受浮力大小是否与物体的形状有关,针对这个问题，若提供下列器材由你选择，你将选择哪些器材、怎样进行探究, 供选择的器材有:弹簧测力计，三个形状不同的小石块，橡皮泥，烧杯、细线和水。 (1)你选择的器材是____________________________________________ (2)你的探究(即实验步骤)是:_________________________________。 (3)你如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论:_________________________。 11、将一重为80N的物体，放人一盛满水的溢水杯中，从杯中溢出了30N的水，则物体受到的浮力是( )。 A、80N B、30N C、50N D、110N 12、将两个物体分别挂在弹簧测力计上，然后都浸没在水中，发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N，那么这两个物体一定有相同的( )。 A、密度 B、体积 C、质量 D、重力 13、两手分别拿着一小木块和一大石块，把它们都浸没到水中，同时松开手，小木块上浮，大石块下沉，则它们受到的浮力( )。 A、因为木块上浮，所以受到的浮力较大 B、因为石块下沉，所以受到的浮力较小 C、因为木块体积较小，所以受到的浮力较大 D、因为石块体积较大，所以受到的浮力较大 14、根据下面给出的数据,一定能用阿基米德定律计算出浮力大小的一组数据是( )。 A、物体体积和液体密度 B、物体体积和物体密度 C、液体密度和物体所在处的深度 D、液体的密度和物体所排开液体的体积 15、 甲、乙两物体质量之比为3?4，密度之比为1?3，若把它们全部浸没在同种液体中，受到的浮力之比为_______。 -43 16、物体所受的重力为5N，体积为4×10m，当它浸没在水中时，所受的浮力为_______N，浮力和重力的合力为_______N，方向_______ 。(g=10N/kg) 17、把重17(8N的实心钢球挂在弹簧测力计上，浸没在水中后，弹簧测力计的示数是15(8N，铜球受到的浮 3力是_______N，铜球的体积是_______cm。(g取10N,kg)。 333 18、浮在海面上的冰山，水上部分的体积为1000m，求冰山的总体积,(ρ=0.9×10kg/m,ρ=1.03×冰海水3310kg/m) 19、有一方块，把它放入水中时，露出水面的部分是起总体积的2/5，把木块放入另一种液体中时，露出液面的部分是它总体积的1/3，求木块的密度及液体的密度,