水的浮力

第3节 水的浮力（1）

【学习目标】1.确认水及其他液体对浸入其内的物体都会产生浮力的作用。

2.确认空气也有浮力。

3.会用称重法测浮力。

【学习重点】理解水及其他液体对浸入其内的物体都会产生浮力。

【学习难点】学会用实验来验证浮力的存在及实验过程，最后得出结论。

【预习导学】1.浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它 的力叫浮力。注：这里所谓“浸入”包括完全浸入和部分浸入。

2.浮力方向：竖直向上。施力物体： 。

3.浮力产生的原因：液体（气体）对物体向上的压力大于向下的压力， 即浮力。

4.浮力大小的测量：(详见教材11页活动)

（1）准备实验器材：弹簧测力计、物体A、烧杯、水。

（2）将物体A竖直挂在弹簧测力计下，此时测力计的示数为F1。

（3）将物体A浸入水中，测力计的示数为F2，由于物体A受到 力的作用，使弹簧测力计示数F1 F2.

（4）物体A在水中受到的浮力大小为 .

【课堂练习】

1.将一小石块和小木块抛入一杯水中，结果发现木块浮在水面上，而石块却沉入水中，就此现象，下列分析正确的是（ ）

A．木块受到浮力，石块不受浮力

B．石块沉入水中，所受浮力小于自身的重力

C．木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力

D．木块浮在水面上，所受浮力大于自身的重力

2.如图所示，一个塑料小球堵在一个水池的出口处，水无法排出，则该小球（　　）

A.仍受水的浮力 B.不受水的浮力，也不受水对它的压力。

C.不受水的浮力，但受水对它的压力 D.无法判断

3.将一个乒乓球放在剪成漏斗状的可乐瓶内，把瓶口堵住，向瓶内倒水。下列对乒乓球受力正确的是（ ）

A:重力、浮力、支持力 B：压力、浮力、支持力

C:重力、浮力、支持力 D：压力、重力、支持力

4.如图所示，圆锥体重为Ｇ，悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1，向下的压力为Ｆ2这两个力之间的关系是:（ ）

A． F1＞ F2 ; B． F1＝F2; C．F1 ＜F2; D．无法判断.

5.用弹簧秤测得铁球和铝球在空气中的示数为7.64N和6.87N，当将铁球和铝球都浸在水中时，测得弹簧秤示数是4.60N和3.83N则两球（　　）

A.质量相等 B.所受浮力相等 C.密度相等 D.上述各项都无法判断

【课后作业】

1.一容器中盛有一定量水，容器底部有一个塑料小球向右上方开始运动，下列关于该小球在水中运动时受到的重力和浮力方向说法正确的是（ ）

A.重力方向竖直向下，浮力方向竖直向上

B.重力方向竖直向下，浮力方向指向右方

C.重力方向指向右上方，浮力方向竖直向上

D.重力方向竖直向上，浮力方向竖直向上

2.如图，取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶里注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮．若用手指堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来．此实验说明了（　　）

A．浮力大小与液体深度右端 B．大气存在压强

C．浮力产生的原因 D．液体的压强与液体的密度和深度有关

3.将一个铜块挂在弹簧秤上，当铜块浸在水中时，弹簧秤的示数表示铜块受到（ ）

A.浮力大小 B.重力大小 C.重力和浮力之差 D.重力和浮力之和

4.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 液体对物体向上的压强

5.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.弹簧测力计示数减小，台秤示数不变

B.弹簧测力计示数不变，台秤示数也不变

C.弹簧测力计示数减小，台秤示数增大

D.弹簧测力计示数不变，台秤示数增大

6.如图所示．是认识浮力的探究实验．

(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端，如(a)实验所示，物重G＝___________N．

(2)当用手向上托物体时，如(b)实验所示，手对物体向上的托力F2＝___________N．

(3)当物体浸入水后，如(c)实验所示．将(c)实验与(a)、(b)实验对照．说明水对物体也有向上的托力，即浮力．水对物体的浮力F浮＝_________________N．

(4)该实验是通过_______________________物理方法．建立起浮力概念的．

水的浮力（2）

【复习巩固】

1、浸在液体中的物体受到一个方向 的浮力，浮力大小的决定因素是物体浸入液体的 和液体的 。

2、浮力的测量方法：用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G,把物体浸人液体中，弹簧测力计的示数为F,则浮力F浮= 。

【学习目标】1.探究浮力的大小，知道阿基米德原理。

2.探究影响浮力大小的因素。

【学习重点】浮力的大小，阿基米德原理。

【学习难点】浮力大小与密度、体积、深度是否有关。

【预习导学】1.阿基米德原理内容：（1）浸入液体中的物体受到液体 的浮力，浮力的大小等于物体 . (2)阿基米德原理的数学表达式：F浮＝G排＝ρ液gV排式中G排即为 ，单位是N；ρ液是 ，其单位必须用kg/m3；V排表示 ，单位必须用m3，g＝9.8N/kg（或取10N/kg）. (3)由阿基米德原理可知，浮力F浮的大小只跟

和 有关，跟物体本身的形状、构成物体的材料的密度无关，此外和物体在液体中的情况，如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等，都无关. (4).阿基米德原理也适用于气体，这就是：浸没在气体里的物体受到的浮力大小，等于它排开的气体所受到的重力.即：F浮＝G排气＝ρ气gV排。

2.阿基米德原理（1）用弹簧测力计测出金属块的重力G。

（2）用弹簧测力计测出空桶的重力G桶。

（3）在溢水杯中装满水。

（4）把金属块浸没在溢水杯的水中,当水停止外流时读出弹簧测力计的示数F,根据上节课学过的内容算出金属块受到的浮力G-F。

（5）用弹簧测力计称出装有水的桶的重力G桶′，算出物体排开液体的重力G桶′-G桶。

（6）比较G-F和G桶′-G桶的大小。

〖结论〗浸在液体中的物体所受的浮力大小等于 即F浮= = = 。

【课堂练习】浮力的计算

一：称重法

1、在空气中用弹簧测力计测得某石块重5N；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为2N，求该石块是密度（取g=10N/kg）

二：状态法

2、把质量为250g，体积为300cm3的金属球放入水中，静止时它受到的浮力为多少？

三：阿基米德原理

3、将一个边长为10cm的实心立方体木块轻轻放在盛满水的大烧杯内，待木块禁止时溢出600g水，g取10N/kg,求：（1）木块受到的浮力；

（2）木块的密度。

4．同样重的铁块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，__________铁块受到的浮力要大一些．（水＞煤油）

5．2010年8月17日，美韩“乙支自由卫士”演习第三天，据说，为防患于未然，中国094级战略潜水艇从长江某基地赴黄海执行任务，在此过程中（ ）

A．潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力

B．潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力

C．潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力

D．潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力

6.某物体重为0.5N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出0.3N的水，则它受到的浮力（ ）

A一定为0.3N B可能为0.2N C一定为0.5N D可能为0.4N

7.一个很薄的塑料袋装满水，袋口扎紧后挂在弹簧秤下，读数是6 N，若使塑料袋体积的2/3浸在水中称，弹簧秤的读数接近于（ ）

A.0 N ; B.6 N ; C.4 N; D.2 N.

8.甲乙两物体的体积相等，在液体中分别向上和向下运动，则他们受到的浮力是（ ）A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法比较

9.如图所示将一铁块用弹簧测力计悬挂起来，并逐渐浸人水中，下列能正确表示铁块所受浮力与浸入深度关系的是（　　）

12.如图（a）所示，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直到全部没入水中，然后石料继续下降一段距离；图（b）是钢绳拉力F随时间t变化的图象．若不计水的阻力，则石料的密度为（　　）

【课后作业】

1.如将一只盛有水的薄塑料袋，用细线扎紧袋口，用弹簧测力计测得其重力为9N，再将这个装水的塑料袋浸入水中，当弹簧测力计示数为7N时，袋内水面与袋外水面相比较（　　）

A、塑料袋内水面比袋外水面高 B、塑料袋内水面比袋外水面低

C、塑料袋内水面与袋外水面相平 D、塑料袋内水面与袋外

2.某地在江面上修建一座大桥，如图中甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图。在整个投放过程中，石料以恒定速度下降。乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图像（从开始投放到石料刚好接触湖底前）。t=0时刻吊车开始下放石料，忽略水的摩擦阻力，则下列说法错误的是（ ）

A．石料在t=20s时开始浸入水中

B．石料的重力是1400N

C．石料受到的浮力始终是500N

D．石料完全浸没水中后钢绳的拉力为900N

3.如图所示，将一铁块慢慢提起离开水面的过程中，铁块所受浮力的变化情况是 （选填“增大”、“不变”或“减小”） ；若某时刻h=5cm，铁块的底面积以1.0×10-2m2计,则铁块下底面受到水的压强是 Pa，此时铁块受到的浮力大小是 N．(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)

4.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲，然后将其逐渐浸入水中，如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况，求：(g取10N／kg)

(1)圆柱体受的最大浮力。 (2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。

（3）圆柱体的密度

水的浮力（3）

【复习巩固】1.浸入液体中的物体受到液体 的浮力，浮力的大小等于物体 . 阿基米德原理的数学表达式：F浮＝G排＝ρ液gV排式中G排即为 ，单位是N；ρ液是 ，其单位必须用kg/m3；V排表示 ，单位必须用m3，g＝9.8N/kg（或取10N/kg）.

2.由阿基米德原理可知，浮力F浮的大小只跟

和 有关，跟物体本身的形状、构成物体的材料的密度无关，此外和物体在液体中的情况，如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等，都无关.

【学习目标】1.理解物体的沉浮条件。

2.知道轮船、潜水艇、气球、密度计的沉浮原理。

3.能应用沉浮条件解释一些简单的问题。

4.通过对物体沉浮条件的学习，培养学生解决一些简单的问题。

【学习重点】利用阿基米德原理研究物体的沉浮条件

【学习难点】浸在液体中的物体，当物体受到的浮力大于重力时将上浮，当物体受到的浮力小于重力时将下沉，当物体受到的浮力等于重力时将悬浮。

【预习导学】 一、物体的浮沉条件

1、实验演示：将体积相同的铁块和木块分别放入水中，观察有什么现象发生。请根据刚才的实验，讨论并回答下列问题：（1）浸没在水中的木块、铁块，各受到什么力的作用，松手后为什么一个浮起，一个沉下？

（2）浸没在水中的木块、铁块的浮力相等不相等？为什么？受到的重力相等不相等？

（3）最终静止时为什么木块、铁块受到的浮力不相等？

完成物体的浮沉条件：

漂浮：F浮_____G，ρ物_____ρ液（例： ）

悬浮：F浮_____G，ρ物_____ρ液（例： ）

下沉：F浮_____G，ρ物_____ρ液（例： ）

上浮：F浮_____G，ρ物_____ρ液（例： ）

【课堂练习】

1、在学习了浮力的有关知识后，甲、乙两同学进行了探究。他们各自将一根新鲜萝卜浸没在水中，松手后，发现萝卜要上浮直至漂浮在水面上（如图1所示）.为了使漂浮的萝卜沉下去，两同学分别进行了实验：

甲、将一根铁钉全部插入萝卜中（如图2所示），将萝卜浸没水中松手，发现萝卜沉入水底。

乙：也用同样的铁钉，但只将其一半插入萝卜中（如图3所示），将萝卜浸没水中松手，发现萝卜也沉入水底。

请回答下列问题：

（1）从物体受力的角度看，他们在萝卜中插入铁钉是为了改变 的大小。

（2）结合两位同学的实验目的、过程及现象，可以得出的结论是

（3）虽然两同学的实验结果基本一致，但老师认为甲同学的方法更科学。你认为老师这样评价的主要理由是

2.小胡同学在水槽中洗碗，一个大的瓷碗正漂浮在水槽中．小胡用水槽中的水把碗装满，碗就会沉入水槽底部，此时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力 （选填“大”、“小”、“不变”） ，水槽中的水面将会 （选填“上升”、“下降”、“不变”）．

2．在研究物体的浮沉条件实验中，张聪同学将鸡蛋放入装有密度为1.1×103kg/m3盐水的量筒中，如图所示，鸡蛋恰好能悬浮处于静止状态，测得鸡蛋排开盐水的体积是5×10-3m3（g=10N/kg）

(1)该鸡蛋的重力是多少？

（2）请说出使鸡蛋下沉的可行方案

【课后练习】

1．某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时，将重为100g的物体放入盛满水的盆中,有90g水溢出,则（ ）

A.物块会浮在水面上 B.物块会悬浮在水中

C.物块会沉入盆底 D.不能据此判断出物块的沉浮

2．把重5N、体积为6×10-4m3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是（ ）

A．物体上浮，F浮＝6N B．物体悬浮， F浮＝5N

C．物体漂浮，F浮＝5N D．物体沉在水底，F浮＝6N 

3．把重5 N、密度为0．9×103 kg／m3的实心物体投入水中．当物体静止时，物体处于 状态(填“漂浮"、“悬浮”或“沉在水底")，物体所受的浮力是 N，物体排开的水重是 N。 (水的密度为1.0×103 kg／m3)

4．一艘轮船从海里驶入到河里，则 （    ）

Ａ．它受到的重力变小，浮力不变；      Ｂ．它受到的重力变大，浮力不变；

Ｃ．它受到的重力不变，浮力变小；      Ｄ．它受到的重力不变，浮力不变．

5．潜水艇能够上浮和下沉是通过________ __ _______来实现的．鱼的上浮和下沉是通过_ __ _______来实现的，气球或飞艇能升空_____ __ ____来实现的。

6．一只苹果的质量为140g、体积为1.8×10-4m3，用手将其浸没在水中时，苹果受到的浮力为 N（g取10N/kg），松手后苹果将 （选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）．

7．把重10N，体积为1．2×103cm3的物体投入水中，当物体静止时，物体的状态是 ．（填“漂浮”、“悬浮”、“沉到水底”）

8．“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中 （ ）

A．潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力

B．潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力

C．潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力

D．潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力

9．物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从A管吸气，烧瓶将会（ ）

A．上浮，它受到的浮力增大 B.下沉，它受到的浮力减小

C．下沉，它受到的浮力不变 D. 上浮，它受到的浮力不变

10．在干净的塑料杯中倒入雪碧后，饮料中不断地产生一个个小气泡。将几粒葡萄干加入饮料中，葡萄干沉入杯底。不久，有些葡萄干由于吸附了足够多的小气泡，使得它们受到的浮力 重力，从而上升；上浮到液面后，由于小气泡破裂，导致它们受到的浮力 重力，于是又沉入杯底。

11．将一块实心均匀物体放入盛水的烧杯中，物体静止时如图所示。若将该物体分成大小不同的两块，仍然放在盛水的烧杯中，则（ ）

A.大块沉入杯底，小块漂在水面上 B.大块、小块都沉入杯底

C.大块、小块都漂在水面上 D.大块、小块都悬浮在水中

12．如图所示，金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中，气泡受到水的压强将____（填“变大”、“变小”或“不变”）；气泡受到水的浮力将____（填“变大”、“变小”或“不变”）。

13．有塑料球、木球和铁球各一个，当它们在水中静止时，如图所示．____

球一定是空心的；__________球所受的浮力小于它的重力，木球所受的浮力_______于它的重力（填“大于”、“等于”或“小于”）

14.饺子是大家喜爱的食品，在水中煮一会儿会浮上来，是因为饺子受热膨胀，体积＿＿＿＿＿，浮力＿＿＿＿＿(均选填“增大”“减小”或“不变”)；重力＿＿＿浮力，上浮到水面．

15.轮船排水量为10000t,（1）在河水中V排多大？（2）在海水中V排多大？它从河入海是浮起一些还是沉下一些_______________如果是从海驶入河是浮起一些还是沉下一些_______________2.潜水艇靠改变_______________来实现浮沉。

16小刚自制了一个泡沫救生圈，其质量为8kg，体积为0．06m3，求:

(1)救生圈漂浮在水面上时,它所受的浮力多大?

(2)当小刚躺到救生圈上面时,救生圈刚好完全浸没在水中,则小刚的重力是多少?(g=l0N／kg)

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