初二物理第十七讲 浮力二.docx

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初二物理第十七讲浮力二

学员编号：

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3

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授课类型

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教学目标

授课日期及时段

教学内容

一、专题精讲

考点一浮力

1.浮力的产生

（1）浮力产生的原因是受到液体向上和向下的压力差。

（2）浮力产生的条件是下表面受到液体向上的升力。

（3）浮力的方向总是竖直向上的。

注意：

物体浸在液体中，由于物体上、下表面所处的深度不同，下表面所处的深度大于上表面的深度，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，因次液体对物体产生的向上的压力大于向下的压力，实际上，这两个压力的合力就是液体对物体施加的向上托的作用力，这个力习惯上称为浮力。

浮力是一种合成力。

2.浮力的大小

（1）由于浮力产生的原因是受到液体向上和向下的压力差，设上表面受到的压力为f，下表面受到的压力为F，则F浮=F-f。

（2）读出物体在空气中称重G和浸没在水中时弹簧测力计的示数F’,F浮=G-F’。

注意：

浮力随深度的变化规律：

浸没前，物体浸入水中越深，受到的浮力越大；浸没后，物体受到的浮力与浸没深度无关。

【例1】一个正方体浸没在水中，下列说法中正确的是（　　）

A．它的上、下表面都受到水的压强，上表面比下表面受到的压强大

B．上、下表面都受到水的压力，这两个表面受到的压力相等

C．下表面受到水的压强比上表面大

D．上、下表面受到的水的压力是一对平衡力

【解析】正方体浸没在水中，由于它上、下表面都受到睡的压力，而且下表面受到水的压强比上表面大，由此可知下表面受到睡的压力比上表面大，这就是正方体受到浮力的原因，所以选项A、B、D错误

【答案】C

【学法总结】解答此题的关键是从浮力产生的原因，平衡力的辨别等知识点，为后面学习浮力计算、浮力的利用等知识打基础，因此同学们一定要把这些知识理解透彻

【变式训练1】用弹簧测力计测出一个物体重为4N，然后将该物体浸没在水中，这时弹簧测力计的示数变为3N，则该物体在水中受到的浮力是（　　）

A．7N

B．4N

C．3N

D．1N

【答案】D

【例2】小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，由此他提出两个问题：

问题1：

浸入水中的铁块是否受到浮力？

问题2：

浮力大小与哪些因素有关？

为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如如图所示实验．

（1）（b）、（c）图中弹簧测力计示数均小于（a）图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块（选填“受到”或“不受到”）浮力；

（2）做（选填字母）两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；

（3）做（d）、（e）两次实验，是为了探究浮力大小与的关系．

【解析】

（1）物体体受到液体的浮力就是液体对它向上托的力，会导致在液体中用弹簧测力计测重力时示数减小，减小的示数就是受到的浮力大小；

（2）探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关，应该控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同，改变物体在液体中浸没的深度，比较弹簧测力计示数的大小就可以得出结论．

（3）比较（d）、（e）两次实验，找出相同因素和不同因素，结合控制变量法的思想得出实验结论．

【答案】：

（1）受到；

（2）c、d；（3）液体密度．

【学法总结】

（1）（b）、（c）图中弹簧测力计示数均小于（a）图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块受到浮力作用；

（2）探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时，控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同，物体在液体中浸没的深度，符合这个条件的是c、d两图；

（3）（d）、（e）两次实验中，物体在液体中浸没的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，因此研究的是浮力大小与液体密度的关系．

【变式训练2】小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验．将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中（不接触容器，无水溢出）．在该过程中，下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是

A、弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变

B、弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变

C、弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大

D、弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大

考点二阿基米德原理

阿基米德原理透析

（1）原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态，一是物体全部浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上。

（2）G排是指物体排开的液体所受的重力，F浮=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。

（3）V排是表示被物体排开的液体的体积，当物体浸没在液体里时，V排=V物；当物体只有一部分进入液体里时，则V排

（4）由F浮=G排=ρ液V排g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这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、处在液体中的深度等因素无关。

【例1】如图所示，三个相同的容器内水面高度相同，甲容器内只有水，乙容器内有木块漂浮在水面上，丙容器中悬浮着一个小球，则下列四种说法正确的是

A.三个容器对水平桌面的压力相等

B.三个容器中，丙容器对水平桌面的压力最大

C.如果向乙容器中加人盐水，木块受到的浮力变大

D.如果向丙容器中加人酒精，小球受到的浮力不变

【解析】依据阿基米德原理，物体所受浮力等于排开水所受的重力，

把木块和小球都换成等质量的水，则三者装的水一样多。

所以对水平桌面压力相等，A正确。

B错误。

如果向乙中加入盐水导致液体密度变大，根据

，导致浮力变大，木块上浮减少排开水的体积直到浮力等于重力平衡，因此C错误。

最后一项加入酒精导致液体密度变小，小球下沉，浮力由等于重力变为小于重力，浮力变小。

【答案】A

【学法总结】由阿基米德原理可知排开的水重等于物体所受的重力，由此可知三个容器的总质量相同。

【变式训练1】跳水运动员，从入水到上岸的整个过程中，浮力的变化情况是

A.由小变大，由大变小B.由小变小，由大变大

C.大小始终不变D.情况复杂无法判断

【答案】A

【例2】一个边长为a的立方体铁块从如图所示的实线位置（此时该立方体的下表面恰与水面齐平）下降至图中的虚线位置，则下面选项图中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块浸入水中的深度（以下表面）h关系的图象是

【解析】铁块在没有完全浸没时，根据公式F浮=ρgV排可知，物体所受浮力随浸没深度的增加而增大，因为浸没的深度越大，排开水的体积越大；当完全浸没后，排开水的体积不再变化，不管浸入多深，所受浮力将不再改变．

【答案】A

【学法总结】根据公式F浮=ρgV排可知，物体排开水的体积越大，受到的浮力越大，完全浸没后物体排开水的体积不再变化，所受浮力不再变化．

【变式训练1】一艘船从东海驶入黄浦江时，船受的浮力将会（　　）

A．浮力减少，船身下沉些

B．浮力增大，船身上浮些

C．浮力不变，船身下沉些

D．无法确定

【答案】C

考点三物体的沉浮条件

物体的浮沉条件

浸没在液体中的物体

（1）如果物体受到的浮力大小大于物体的重力，即F浮>G，物体将上浮。

（2）如果物体受到的浮力大小等于物体的重力，即F浮=G，物体将悬浮。

（3）如果物体受到的浮力大小小于物体的重力，即F浮

注意：

物体的浮沉也有自己的条件即浸没，漂浮是上浮的最终结果。

如果物体受到的浮力大于物体的重力，物体将上浮，露出水面后，浮力减小，当减小到F浮=G时，物体漂浮。

【例1】（2013•嘉兴）端午节那天，小明发现煮熟的咸鸭蛋有的沉在水底，有的浮在水面（如图所示）．若甲的体积比乙小，则下列分析合理的是（　　）

A．甲的质量比乙大

B．甲受到的浮力等于重力

C．甲的密度比乙大

D．乙受到的浮力大于重力

【解析】甲漂浮，乙沉在水底，并且甲的体积比乙小，故甲排开睡的体积较小，由阿基米德原理可知，甲受到的浮力小于乙受到的浮力；

【答案】B

【学法总结】浮力大于重物时，物体上浮，最终漂浮；悬浮时；物重等于浮力，即物体密度等于液体密度；浮力小于重物时，物体下沉，即物体密度大于液体密度。

【变式训练1】如图5所示，A和B是两块质量相同的实心正方体积木，小明将它们分别放入甲、乙两种不同的液体后，分别静止在图中所示的位置，此时两容器中的液面相平。

A、B受到的浮力分别为FA、FB，甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲、p乙，则

A.FA＞FB   pA＞pB      B.FA＝FB   pA＞pB    

C.FA＝FB   pA＝pB         D.FA＞FB  pA＝pB

【答案】B

【例2】一个鸡蛋漂浮在装盐水的烧杯中，在慢慢往烧杯里注入清水的过程中（）

A.鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力越小

B.鸡蛋在露出部分越来越少的过程中受到的浮力越大

C.鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力越小

D.鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力不变

【解析】鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力越小。

【答案】C

【学法总结】鸡蛋从浮在液面到完全侵入液面（即悬浮）的过程中，受到的浮力不变，等于鸡蛋的重力。

鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中，随着清水的加入，溶液的密度逐渐减小，鸡蛋受到的浮力等于排开液体的重力，由于液体密度减小，所以排开液体的重力也减小，受到的浮力也减小。

所以选C．鸡蛋从悬浮到沉入烧杯底的过程中受到的浮力越小

【变式训练2】水平桌面上的烧杯内装有一定量的水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出100g的水，则下列判断正确的是（　　）

A．小球所受浮力可能等于1N

B．水对烧杯的压强一定增大

C．小球的质量可能小于100g

D．小球的体积一定等于100cm3

【答案】A

考点四浮力的应用

浮沉条件的应用

浸没在液体中的物体

（1）要让密度比水大的物体漂浮在水面，那就必须使其空心。

轮船从海里驶入河里，始终处于漂浮状态，即处于平衡状态，轮船重力不变，则浮力大小不变，但由于液体密度较小，则排开液体体积变大。

密度计也是根据漂浮的原理工作的。

（2）潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的。

（3）孔明灯罩内的气体被加热，体积膨胀，密度减小，小于灯罩外空气的密度，使孔明灯受到空气的浮力大于孔明灯自重，孔明灯上升；氢气球、飞艇都是利用空气浮力工作的，它们的共同点是气体密度比空气小。

注意：

潜水艇是模仿鱼来完成上浮和下沉的。

所不同的是潜水艇通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮，而鱼是通过改变自身排开水的体积而是受到的浮力改变，实现上浮、悬浮和下潜的。

这门科学叫仿生学，雷达与蝙蝠也是如此。

【例1】甲乙丙三小球质量相同，放入水中后，甲漂浮，乙球悬浮，丙球下沉，位置如图，则（　　）

A．三小球在不同深度处的压强大小关系是甲＜乙＜丙

B．三小球密度大小关系是甲＞乙＞丙

C．三小球体积大小关系是甲＜乙＜丙

D．三球所受浮力大小关系是 甲＜乙＜丙

【解析】：

（1）由图可知，h甲＜h乙＜h丙，

∵p=ρgh，

∴在液体密度相同情况下，p甲＜p乙＜p丙，故A正确；

（2）由图可知，甲漂浮，乙悬浮，丙沉入底部，

∵当物体的密度大于液体的密度时物体下沉，当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮，

∴ρ甲＜ρ乙＜ρ丙，故B不正确；

（3）∵当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉，当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮，

∴在三球质量相等情况下，F甲＞F乙＞F丙，故D不正确；

∵F浮=ρgV排，

∴V排甲＞V排乙＞V排丙，

由图可知，V甲＞V排甲，V乙