1、第一部分教材知识巩固第一部分教材知识巩固第一单元力学第一单元力学第六讲浮力第六讲浮力第第1节浮力阿基米德原理节浮力阿基米德原理2022年版课程标准年版课程标准:通过实验通过实验,认识浮力认识浮力,探究并了解浮力大小与哪些因素有探究并了解浮力大小与哪些因素有关。关。1.定义定义:浸在液体浸在液体(或气体或气体)中的物体受到液体中的物体受到液体(或气体或气体)对其对其_的的力。力。竖直向上竖直向上考点考点1 1浮力浮力3.影响因素影响因素:浸在液体中的物体浸在液体中的物体,所受浮力的大小与其排开液体的体积和液所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越体的密度有关。物体
2、浸在液体中的体积越_、液体的密度越、液体的密度越_,浮力就越大。浮力就越大。2.产生原因产生原因:浸在液体中的物体浸在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同其上、下表面受到液体对它的压力不同,如如下图所示。下图所示。大大F浮浮=F向上向上-F向下向下F浮浮=F向上向上F浮浮=0大大重力重力考点考点2 2阿基米德原理阿基米德原理液液V排排g3.说明说明(1)阿基米德原理不仅适用于液体阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体也适用于气体;(2)“浸在浸在”包括包括:浸没浸没(V排排=V物物)和部分浸入和部分浸入(V排排V物物)。1.【阿基米德原理的理解】【阿基米德原理的理解】如图所示如图
3、所示,把装满水的烧杯放在盘子里把装满水的烧杯放在盘子里,再把空再把空的饮料罐按入水中的饮料罐按入水中,在手感受到浮力的同时在手感受到浮力的同时,会看到排开的水溢至盘中。若会看到排开的水溢至盘中。若溢出的水的体积为溢出的水的体积为150cm3,饮料罐受到的浮力的大小为饮料罐受到的浮力的大小为_N;饮料饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时罐浸入水中更深、排开的水更多时,受到的浮力受到的浮力_,水对烧杯底部的水对烧杯底部的压强压强_。(后两空均选填后两空均选填“更大更大”“更小更小”或或“不变不变”)1.5更大更大不变不变2.【阿基米德原理的理解】【阿基米德原理的理解】课外实践活动中课外实践活动中,小
4、雨用橡皮泥造船并放入水小雨用橡皮泥造船并放入水中中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中的过程中(船未沉底船未沉底)小船浸在水中的体积变小船浸在水中的体积变_,小船排开水的质量变小船排开水的质量变_,小船受到的浮力变小船受到的浮力变_。大大大大大大实验实验1 1探究浮力的大小跟哪些因素有关探究浮力的大小跟哪些因素有关1.实验器材实验器材:弹簧测力计、物体、烧杯、水、盐水等。弹簧测力计、物体、烧杯、水、盐水等。2.浮力的计算方法浮力的计算方法:用弹簧测力计分别测出物体在空气中的重力用弹簧测力计分别测出物
5、体在空气中的重力G和浸在液和浸在液体中时弹簧测力计的拉力体中时弹簧测力计的拉力F,则物体在液体中所受浮力则物体在液体中所受浮力F浮浮=_。3.实验方法实验方法:控制变量法控制变量法(1)探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系:控制控制_不变不变,改变改变_,比较浮力的大小。比较浮力的大小。(2)探究浮力的大小与液体密度的关系探究浮力的大小与液体密度的关系:控制控制_不不变变,改变改变_,比较浮力的大小。比较浮力的大小。4.实验结论实验结论:物体在液体中所受浮力的大小物体在液体中所受浮力的大小,跟物体排开液体的体积和液体跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。物体
6、排开液体的体积越的密度有关。物体排开液体的体积越_,液体的密度越液体的密度越_,浮力浮力就越大。就越大。G-F液体密度液体密度物体浸在液体中的体积物体浸在液体中的体积物体浸在液体中的体积物体浸在液体中的体积液体的密度液体的密度大大大大例例1如图如图1是某实验小组的同学探究是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关浮力大小与哪些因素有关”的实验步的实验步骤。骤。(水水=1.0103kg/m3,g取取10N/kg)ABCDE图图1(1)测量前测量前,需沿需沿_方向将弹簧测力计调零。方向将弹簧测力计调零。(2)从图中可知物块浸没在水中受到的浮力为从图中可知物块浸没在水中受到的浮力为_N。(3)比
7、较比较D和和E,可以得出可以得出:浮力的大小与浮力的大小与_有关。有关。(4)比较比较_和和_,可以得出可以得出:当物块完全浸没后当物块完全浸没后,浮力的大小与所处深浮力的大小与所处深度无关。度无关。(5)本实验采用的物理方法是本实验采用的物理方法是_(选填选填“控制变量法控制变量法”或或“转换转换法法”)。竖直竖直2液体的密度液体的密度CD控制变量法控制变量法拓展拓展设问设问:(6)该小组的同学根据阿基米德原理可计算出上述实验中所用物块的密度该小组的同学根据阿基米德原理可计算出上述实验中所用物块的密度为为_kg/m3。(7)根据本实验数据可计算出盐水的密度为根据本实验数据可计算出盐水的密度为
8、_kg/m3。(8)(2024广安节选广安节选)物理兴趣小组的同学在物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素探究影响浮力大小的因素”过过程中程中,经过讨论提出如下猜想经过讨论提出如下猜想:浮力的大小与物体的形状有关。为了验证猜浮力的大小与物体的形状有关。为了验证猜想想,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验行实验,实验步骤如下实验步骤如下:将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底观察到铝片下沉至杯底;将另一薄铝片弯成将另一薄铝片弯成“碗状碗状”也放入该烧
9、杯中也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。观察到铝片漂浮在水面上。根据以上现象根据以上现象,小丽得出猜想是正确的。她的结论不可靠小丽得出猜想是正确的。她的结论不可靠,原因是原因是_。2.41031.1103没有控制物体排开液体的体积相同没有控制物体排开液体的体积相同(9)(2024山西节选山西节选)小明发现木头在水中是漂浮的小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉而铁块在水中会下沉,他他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他应选取体积相猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他应选取体积相同、同、_不同的物体不同的物体A和和B分别浸没在水中分别浸没在水中,测出其所受
10、浮测出其所受浮力并进行比较。按照实验思路依次进行如图力并进行比较。按照实验思路依次进行如图2所示的操作所示的操作,分析实验数据分析实验数据,可可得出初步结论得出初步结论:_。密度密度(或质量或质量)甲甲乙乙图图2浮力的大小与浸在液体中的浮力的大小与浸在液体中的物体的密度无关物体的密度无关(10)如图如图3是同组的小云在进行是同组的小云在进行“探究浮力大小与哪些因素有关探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装的实验装置置,此装置中弹簧测力计固定不动此装置中弹簧测力计固定不动,通过调节烧杯的高度进行探究通过调节烧杯的高度进行探究,此装置的此装置的好处是好处是_。弹簧测力计读数时稳定弹簧测力计读数时稳定
11、图图3实验实验2 2探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系1.实验器材实验器材:弹簧测力计、物体、溢水杯、小桶、细线、水等。弹簧测力计、物体、溢水杯、小桶、细线、水等。甲甲乙乙丙丙丁丁图图12.实验操作实验操作(1)测量浮力的方法测量浮力的方法:先测出物体的重力先测出物体的重力G1,再测出物体浸在液体中时弹簧测再测出物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力力计的拉力F,则物体浸在液体中所受的浮力则物体浸在液体中所受的浮力F浮浮=_。(2)测量物体排开液体的重力的方法测量物体排开液体的重力的方法:先测出先测出_的重力的重力G2,再测出再测出_的重力的重力G3,则排开
12、的液体所受的重力则排开的液体所受的重力G排排=_。3.数据分析数据分析:若若G排排_F浮浮,则浮力的大小与物体排开液体的重力相等则浮力的大小与物体排开液体的重力相等;若若G排排_F浮浮,则浮力的大小与物体排开液体的重力不相等。则浮力的大小与物体排开液体的重力不相等。4.实验结论实验结论:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力重力(F浮浮=G排排)。G1-F小桶小桶小桶和排开液体小桶和排开液体G3-G2=5.方案改进方案改进:某小组利用两个相同的弹簧测力计某小组利用两个相同的弹簧测力计A和和B、饮料瓶吸管组成的、饮料瓶吸管组成
13、的溢水杯、薄塑料袋溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计质量忽略不计)对实验进行改进对实验进行改进,装置如图装置如图2所示。向下所示。向下移动水平横杆移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到观察到A的示数逐渐的示数逐渐_(选填选填“增大增大”“不变不变”或或“减小减小”),B的示数逐渐增大的示数逐渐增大,且且A、B示数的示数的变化量变化量_(选填选填“相等相等”或或“不相等不相等”)。比较两种实验方案。比较两种实验方案,改进后的优改进后的优点是点是_(多选多选)。减小减小图图2A.弹簧测力计弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小的示数就是物体所受浮力的大小B
14、.实验器材生活化实验器材生活化,弹簧测力计固定弹簧测力计固定,示数更稳定示数更稳定C.能同步观察测力计能同步观察测力计A、B示数的变化示数的变化相等相等BC例例2下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水杯、圆柱形物块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系体所受重力的关系”的过程情景的过程情景,其中弹簧测力计的示数依次是其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。(1)在实验操作前细心的明天同学指出在实验操作前细心的明天同学指出:
15、在情景甲中存在错误在情景甲中存在错误,该错误是溢水该错误是溢水杯中水面杯中水面_。(2)纠正错误后纠正错误后,该探究实验的合理顺序为该探究实验的合理顺序为_(用甲、乙、用甲、乙、丙、丁表示丙、丁表示),物体受到的浮力物体受到的浮力F浮浮=_。(3)以下选项中若以下选项中若_成立成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。的关系。A.F1-F2=F3-F4B.F1-F3=F4-F2C.F3-F2=F1-F4未到达溢水杯杯口未到达溢水杯杯口丁、甲、乙、丙丁、甲、乙、丙F1-F2A拓展拓展设问设问:(4)若在情景乙的测量中若在情景乙的测量中,溢水口还在溢
16、水过程中溢水口还在溢水过程中,义正同学便急忙把小桶移义正同学便急忙把小桶移开开,开始测量小桶和溢出水的总重力开始测量小桶和溢出水的总重力,这样会导致测得这样会导致测得“排开液体所受重排开液体所受重力力”_(选填选填“偏小偏小”“不变不变”或或“偏大偏大”)。(5)物体没有完全浸没在水中物体没有完全浸没在水中,_(选填选填“能能”或或“不能不能”)用实验验证阿基米用实验验证阿基米德原理。德原理。(6)小红利用上述实验中的器材和木块小红利用上述实验中的器材和木块,探究探究“漂浮在液面上的物体所受浮力漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中实验过程
17、中_(选填选填“甲甲”“乙乙”“丙丙”或或“丁丁”)步骤不需要弹簧测力计。步骤不需要弹簧测力计。偏小偏小能能乙乙(7)(2024临夏州节选临夏州节选)完成实验后完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材,首先将溢水杯放首先将溢水杯放到天平的左盘到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢
18、放入溢将木块缓慢放入溢水杯水杯,待水不流出时待水不流出时,天平依然平衡天平依然平衡(如图如图2),说明说明_。物体所受浮力的大小等于物体所受浮力的大小等于图图2物体排开的液体受到的重力大小物体排开的液体受到的重力大小命题命题点点1 1浮力与阿基米德原理浮力与阿基米德原理1.(2021衡阳衡阳)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把把它们放入水中静止后的情况如图所示它们放入水中静止后的情况如图所示,则它们在水中所受浮力相等的是则它们在水中所受浮力相等的是()A.甲和乙甲和乙B.乙和丙乙和丙C.丙和丁丙和丁D.甲和丁甲和丁答案C2.
19、(2024湖南湖南)常用水来冷却汽车发动机是因为它的常用水来冷却汽车发动机是因为它的_较大。水能较大。水能提供浮力提供浮力,但存在溺水风险。不慎落水的人但存在溺水风险。不慎落水的人,情急之下可以利用打湿的衣服情急之下可以利用打湿的衣服鼓足空气等方式来增大鼓足空气等方式来增大_从而增大浮力从而增大浮力,使自己漂浮于使自己漂浮于水面等待救援。水面等待救援。3.(2022岳阳岳阳)我国我国“奋斗者奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者奋斗者”
20、号在号在深水下潜过程中所受水的压强深水下潜过程中所受水的压强_,浮力浮力_。(均选填均选填“变大变大”“变变小小”或或“不变不变”,潜水器的体积不变潜水器的体积不变)4.(2023郴州郴州)重为重为5N的实心物体挂在弹簧测力计下的实心物体挂在弹簧测力计下,物体浸没在水中时物体浸没在水中时,弹弹簧测力计的示数为簧测力计的示数为3N,此时物体受到的浮力为此时物体受到的浮力为_N,物体的密度是物体的密度是_kg/m3。(g取取10N/kg)答案比热容比热容排开液体的体积排开液体的体积变大变大不变不变22.51035.(2022永州永州)如图所示如图所示,将一木块放在水中将一木块放在水中,木块处于静止
21、状态。请在图中木块处于静止状态。请在图中画出木块所受浮力的示意图。画出木块所受浮力的示意图。答案答案：答案：命题命题点点2 2浮力相关实验浮力相关实验6.(2023常德常德)小霞同学按照如图小霞同学按照如图1所示的操作所示的操作,探究影响浮力大小的因素。探究影响浮力大小的因素。(1)物体全部浸没在水中时物体全部浸没在水中时,受到的浮力是受到的浮力是_N。(2)观 察观 察 A、B、C、D 四 幅 图四 幅 图,可 得 出 金 属 块 受 到 的 浮 力 大 小 与可 得 出 金 属 块 受 到 的 浮 力 大 小 与_有关。有关。(3)由由D、E两图可得出结论两图可得出结论:物体受到的浮力大小
22、与物体受到的浮力大小与_有关。有关。答案1排开液体的体积排开液体的体积液体密度液体密度(4)小明还想用图小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的弹簧测力计甲的示数变小示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会此时弹簧测力计乙的示数会_(选填选填“变大变大”“变小变小”或或“不不变变”),若它们的变化量相等若它们的变化量相等,则证明则证明F浮浮=G排排;在图在图2中中,已知重物是底面积为已知重物是底面积为100cm2,高为高为8cm,重为重为10N的实心长方体的实心长方体,从重物刚接触水面开始从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升将升降台缓慢上升6cm,则重物最终浸入的深度为则重物最终浸入的深度为_cm(弹簧测力计每弹簧测力计每1N的刻度线间距为的刻度线间距为0.5cm,不计浸入物体导致液不计浸入物体导致液面高度的变化面高度的变化)。答案变大变大图图24
