浮力讨论课辅助学习卷.docx
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浮力讨论课辅助学习卷.docx
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浮力讨论课辅助学习卷
《浮力》讨论学习卷
1、讨论并列举日常生活中见过的物体受到浮力的实例。
2、讨论:
产生浮力的条件。
3、讨论:
为什么浸在液体中的物体会受到浮力?
(浮力的实质)
【提示】联系液体的压强与深度有关的知识和公式F=PS(△F=△PS)
4、浮力计算。
方法一:
二力平衡。
【例1】如图,重为10N的石块,浸在水中,弹簧测力计的读数为8.2N,则石块受到的浮力为多少?
解:
F浮=G-F拉=
习题1:
小明为了体验“浸在水中的物体会变轻”,他将一个物体逐渐提出水面,并画出了如图所示测力计拉力F与物体下表面深度h图像。
(1)求当物体全部浸没时物体受到的浮力;
(2)若该同学在提升过程中始终保持0.1m/s的速度,画出浮力F浮与提升时间t图像。
方法二:
浮力的本质。
F浮=△F=△PS
【例2】边长为10cm的正方体铝块浸没在水中时受到的浮力为多少?
习题2:
体积为200cm3的圆柱形铁块,底面积为20cm2。
(1)当把它没入水中一半时,求它受到的浮力
(2)当把它刚好全部浸没时,求它受到的浮力
(3)当把它浸没到上表面离水面10cm时,求它受到的浮力
(4)当把铁块换成同体积、形状的铝块时,求铝块受到的浮力
(5)当把它全部浸没在密度为0.8ρ水的煤油中时求它受到的浮力;
《阿基米德原理》辅助学习讨论卷
1、讨论:
哪些东西在水中会沉?
哪些东西在水中会浮?
会沉的有,共同点:
会浮的有,共同点:
结论:
2、物体的浮沉条件
【知识储备】:
物体在液体中的体积称之为V排。
浮沉状态
密度对比
体积对比
受力对比
静态
漂浮
ρ物ρ液
V排V物
F浮G
悬浮
ρ物ρ液
V排V物
F浮G
沉
ρ物ρ液
V排V物
F浮G
且:
动态
上浮
ρ物ρ液
F浮G
下沉
ρ物ρ液
F浮G
3、通过解答《浮力》卷中习题2谈一谈对浮力的理解和猜想。
【提示】可能影响浮力大小的因素有:
物体的重力G、物体的体积V物、物体的形状、浸入液体中的体积V排、物体的密度ρ物、液体的密度ρ液、物体浸入液体中的深度h。
猜想的因素
检验方案
结论
G
V物
形状
V排
ρ物
ρ液
h
3、看课本后掌握阿基米德原理的探究过程、和结论
探究过程:
结论:
4、习题:
(1)质量为270g的铝块浸没在水中时受到的浮力为,容器底对它的支持力为,丢入水银中受到的浮力为。
(2)一个铝块,放入一满杯水中浸没后溢出100g的水,当把它放入煤油中时将会溢出g的煤油,如果把它放入水银中呢?
(3)对比题:
一个铝块,放入一杯水中,浸没后溢出100g的水,它在水中受到的浮力一定1N。
(4)质量为78kg的铁球恰好在水中悬浮,则空心部分的体积为
《浮力》两个公式的推导
导入习题:
【例1】如图,正方体木块边长为10cm,放入水中时漂浮在水面上的高度为4cm,求:
(1)V木
(2)V排
(3)木块受到的浮力F浮
(4)G木
(5)ρ木
【启发与思考】就这两个条件就求出了ρ木,一定很惊奇吧?
!
想一想,算出的结果会有什么必然性吗?
提出你的猜想:
【验证】换为边长为20cm的物块,露出为4cm,算算结果并验证你的猜想。
【结论】
(适用漂浮情况)
【应用】
1、给你一把刻度尺、足量的水和一个水槽,测出一个小木块的密度
主要步骤:
表达式:
2、某探测船在一湖泊上发现一座漂移的冰山,用仪器测出其露出水面的体积为10m3,求冰山的重力为多少?
【拓展】会沉的物体会怎样呢?
【例2】如图,一石块用弹簧测力计测出其重力为10N,然后将它浸没在水中时发现测力计的示数变为6N,求:
(1)石块受到的浮力
(2)石块的体积
(3)石块的密度
提出你的猜想:
【结论】
(适用沉的情况)
【应用】
1、给你一把弹簧测力计、足量的水和一个水槽,测出一个小石块的密度
主要步骤:
表达式:
浮力知识与测密度的相关练习
一、漂浮情况:
1、小明有一根密度为0.4×103kg/m3的圆柱体浮标,他想利用它来测定家用食用油的密度,请在他身边的器材中选取几项并完成该实验。
可选器材:
足量的水、水槽、刻度尺、天平和砝码、停表
你选取的器材是:
你的实验步骤是:
(1)
(2)
表达式:
2、学习了浮力的知识后,小红同学想运用相关知识测定牛奶的密度,于是他找到了刻度尺、正方体木块、一个够用的容器和足量的水,请帮助他设计出实验方案。
你的实验步骤是:
(1)
(2)
(3)
表达式:
二、沉的情况:
3、给你一只弹簧测力计、适量的水,细线等工具,设计一个实验测出一金属块的密度。
你的实验步骤是:
(1)
(2)
表达式:
4、现有弹簧测力计一只、适量的水,细线、工厂排出的污水,化学性质相对稳定的玻璃块等,设计一个实验测出污水的密度。
你的实验步骤是:
(1)
(2)
(3)
表达式:
三、可浮可沉的情况:
5、小张同学利用实验室中的量筒和少量的水就测出了一只酒杯的密度。
你的实验步骤是:
(1)
(2)
(3)
表达式:
类似的还有:
(1)量筒、空牙膏皮(橡皮泥、铁片)
(2)量筒、大头针、木块
可以利用的浮力
一、导入问题:
【例】如图,边长为为10cm正方体木块,放入水中时漂浮在水面上的高度为4cm,求:
(1)当用力F将它刚好压入水面,F的大小;
【定义】漂浮的物体露出水面的部分可以产生的浮力
思考:
如何增大可以利用的浮力?
【应用】如图,边长为为10cm正方体木块,放入水中时漂浮在水面上的高度为4cm,现在它上面放一小金属块刚好将木块全部浸没在水中,求:
(1)G金
(2)若将金属块至于木块下方,并用细线系在木块上,这时木块露出水面的高度为2cm,求金属块的密度。
(如图A)
(3)若细线断了,金属块沉入容器底,(如图B),水面将会样变化?
(用计算说明)
二、轮船的排水量
【定义】轮船满载时轮船和货物的总质量
【应用】
1、排水量为8000t的轮船质量为2000吨,则它最大的载货量为多少?
它由河里驶入到海洋里,船身将上浮些还是下沉些?
为什么?
2、一搜轮船空载时,水面以上的体积为200立方米,它可以晕在多大质量的货物?
为了安全起见,若它装了一定量的货物后,水面以上部分体积为50m3,则它装载货物的质量是多少?
三、潜水艇的工作原理
潜水艇靠改变自身的重力来实现浮沉。
鱼在水里如何实现上浮和下沉呢?
液面的变化和V排的关系
【公式】v排=s容·△h=s物·h深
图解公式:
如图A:
体积可记为V水
放入木块后水面上升,如图B和图C
图B的体积可记为:
V水+s容·△h
图C的体积可记为:
V水+s物·h深
图B的体积=图C的体积,
所以:
v排=s容·△h=s物·h深
【习题】
1、如图,重3.6N底面积为20cm2的木块,高度为30cm,放在底面积为80cm2的容器中,如图。
现在逐渐往其中注水,直到木块能够刚好漂浮。
求:
(1)此时注水的质量
(2)继续注水直到2Kg,求此时水对容器底的压强。
2、如图,底面积为100cm2的容器,放入一正方体木块后,容器底受到水的压强由300Pa上升到了500Pa,求:
(1)求容器中水的质量
(2)求木块受到的浮力
(3)求木块的边长
(4)若木块露出水面的体积是整个体积的3/5,求木块的密度
3、如图,矩形木块长为10cm,用细线悬挂于天花板上,距底面积100cm2的容器底5cm处,细线受到的拉力为4N,当往容器中注入900g的水时,细线的拉力刚好为零。
求:
(1)木块的密度
(2)木块的底面积
《浮力》计算综合题
1、木块A的体积为500cm3,质量为300g,用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中,容器的底面积为100cm2,容器内水面高度为30cm。
如图所示。
求:
(1)细线对木块的拉力;
(2)剪断细线后,木块静止时水对容器底的压强。
2、如图,把一个边长为0.1m正方体木块放入水中,然后在其表面放一块底面积为25cm2的小柱体,静止时,方木块刚好全部浸入水中,如图甲;现把小柱体拿走,方木块上浮,静止时有1/5的体积露出水面,如图乙。
求:
(1)木块的密度
(2)小柱体放在木块上面时,对木块的压强。
3、如图所示,圆柱形容器内盛有某种液体,一正方体木块漂浮在液面上,已知木块的体积为1000cm3,木块的密度为0.7×103kg/m3,容器的底面积是木块底面积的2倍。
求
(1)木块受到的浮力
(2)要使木块浮出液面的高度恰好为1cm,必须向木块施加2N竖直向下的压力,求液体的密度是多大。
4、如图质量为540g的凹形铝槽,放入盛有某种液体的为底面积为100cm2的圆柱形容器中,液面上升3.6cm,这时铝槽浮在液面上,槽口恰好与液面相平。
求:
(1)铝槽受到的浮力;
(2)液体的密度
(3)该铝槽沉入液体中,则沉入前后液体对容器底的压强变化了多少帕?
(ρ铝=2.7×103kg/m3)
5、小林和爸爸周末到郊外去钓鱼,他观察到爸爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠(铅坠由合金制成)的大小,尽量使“浮标”更灵敏(如图甲所示),图乙是浮标和铅坠的位置示意图。
假若球形浮标的体积大小为15cm3,铅坠的密度为11g/cm3。
(取水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
6、为防止停水,小明给家里设计了一个自动贮水箱,他先画了如图所示的原理图,又根据小区给水系统估算出活塞C处水的压强约为1.2×105Pa,设计进水管口的面积为2.5cm2,支点O到浮球球心A的距离OA为OB的5倍.要求贮水深度1.2m时,杠杆呈水平状态,塞子C刚好顶住自来水进口,这时浮球有2/3浸入水中,此时为贮满水状态.求:
(塞子、杠杆OA、BC及浮球质量不计,g取10N/kg)
(1)贮满水时,贮水箱底受到水的压强为多大?
(2)小明选用浮球的体积应为多大?
7、科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型,如图所示,总重为4N,A底部与浮子B用细绳相连。
水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升,使航标灯静止时A浸入水中的深度始终为5cm,排开水的质量为500g,浮子B重0.5N(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)
1、泡沫塑料底部受到水的压强是多少?
2、航标灯静止时,浮子B体积应为多大?
8、“曹冲称象”是家喻户晓的典故.某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”.将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示.已知玻璃杯的质量为200g,底面积为30cm2,高度15cm。
求:
(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:
水未进入杯内),杯子受到的浮力.
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置).
(3)此浮力秤的最大称量(即量程).
浮力的其它问题
一、浮力的比较问题。
【例1】把一物体放入三杯盛有不同液体的烧杯中,如图所示,则有()
A:
ρ甲>ρ乙>ρ丙B:
ρ甲<ρ乙<ρ丙
C:
F浮甲>F浮乙>F浮丙
D:
F浮甲 【例2】如图,甲乙两个体积相等的物体放入盛有液体的容器中。 则有() A: ρ甲>ρ乙B: ρ甲<ρ乙 C: F浮甲>F浮乙D: F浮甲 【方法】: 同物看状态,同液比V排 二、液面的变化问题 【例3】如图,水面上漂浮一块冰,过一段时间,冰块熔化后,水面将 【结论】 1、ρ液>ρ水,上升;ρ液=ρ水,不变;ρ液<ρ水,下降 2、冰内包有比ρ液大的物体均下降,冰内包有比ρ液小的物体均不变。 三、开放性问题: 【例】往一盛有液体的烧杯中丢入一木块,木块漂浮,则杯底受到液体的压强将() A: 一定增大B: 一定不变C: 可能减小D: 可能不变 【关键】审题要小心,看清是不是装满 四、动态问题。 【例4】木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N。 剪断细线,待木块静止后,木块有300立方厘米的体积浸在水中,求木块的密度是多少? 【例5】没电时我们通常会点蜡烛,为了防止由此而发生火灾,某同学想到了这样一个办法。 他在蜡烛的底部插入一个铁钉,之后使其竖立在水中。 若蜡烛长为20cm,此时蜡烛露出水面1cm,蜡烛的密度为水密度的0.9倍,现将蜡烛点燃,则蜡烛燃烧了多长后才熄灭? 【关键】情景比较,平衡状态下的受力分析 五、不受浮力的情况: 【例5】如图,体积为300dm3的圆柱形木桩,将它的1/3竖直钉入水池底,求木桩受到的浮力? 【注意】凡是跟容器底紧密接触的竖直柱体,均不受到浮力 【配套练习】 1、轮船从河里驶入海里,其所受浮力将,船身将; 2、一木块放入装满水的烧杯中时溢出了200g的水,把它放入装满盐水的杯中,将能溢出g盐水; 3、一铁块放入装满水的烧杯中时溢出了200g的水,把它放入装满盐水的杯中,将能溢出g盐水; 4、一木块放入装有水的烧杯中时溢出了200g的水,它受到的浮力() A: 一定为2NB: 一定大于2NC: 一定不小于2ND: 无法确定 5、边长为10cm质量为0.9Kg的物块,放入水中时受到的浮力为,把它放入到酒精中受到的浮力为,把它放入到盐水中受到的浮力为 6、质量为270g的铝块浸没在水中时受到的浮力为,容器底对它的支持力为,丢入水银中受到的浮力为。 7、质量为78kg的铁球恰好在水中悬浮,则空心部分的体积为 8、如图13-25所示,球从水面下上浮至漂浮在水面上的过程中,判断正确的是( ) A.露出水面前,浮力逐渐增大;露出水面后,浮力继续增大 B.露出水面前,浮力保持不变 C.露出水面前,浮力逐渐减小 D.露出水面前,浮力保持不变;露出水面后,浮力开始逐渐增大 9.用一根细线将一个石块系住,分别浸没在盛有盐水和水的容器中(石块未触及容器的底及侧壁,且盐水的密度大于水的密度),由于细线拉力的作用,石块静止在液体中,此时线上拉力分别为F1、F2,则两次拉力大小关系是( ) A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法比较 8.甲、乙、丙三个完全相同的小球,分别投入三种不同的液体中,静止后,甲漂浮,乙悬浮,并沉底,如图13-26所示,它们所受浮力分别是F甲、F乙、F丙,则其大小关系是() A.F甲=F乙>F丙B.F甲>F乙>F丙 C.F甲>F乙=F丙D.F甲>F乙=F丙 9.将物体投入液体中,受力情况如图13-27所示,四个物体中将会下沉的是() A.甲B.乙C.丙D.丁 10.甲、乙、丙、丁四个形状体积都相同而材料不同的球体,它们在水中静止的情况如图13-28所示,其中所受浮力最小的是() A.甲B.乙C.丙D.丁 11、上题中,如果乙丙丁分别为木、铝、铁,则() A: 木球一定空心B: 铝球一定空心 C: 丁球一定实心D: 木求一定实心 纠错专题 一、关于平衡力、相互力 参与物体个数 受力物体个数 力的作用形式 相同点 平衡力 3 1 A→B←C 大小、方向、一条直线 相互力 2 2 AB 判断受力物体的方法: “对”: 位于后面的物体。 如: 桌面对课本的支持力。 “受”: 位于前面的物体。 如: 课本受到桌面的支持力。 二、关于力和运动的关系、惯性 1、物体运动不需要力,而取决于惯性(原来的运动状态),但力可以改变一个物体的运动状态。 【注意】匀速直线运动和静止都是物体的运动状态没有改变。 2、物体受合力不为零,必定有朝合力方向运动的趋势(和结果)。 3、惯性是物质的固有属性,只与物体的质量有关,与物体是否运动或者运动的速度均无关。 三、二力平衡和受力分析 1、匀速直线运动或者静止的物体必定受平衡力作用。 (不受力的物体现实不存在) 2、判断物体受力是否平衡的主要依据是判断物体怎样运动;判断物体怎样运动的主要依据是判断物体怎样受力。 3、常见的力: 重力、摩擦力(或阻力)、压力、支持力、吸引力、浮力和其它外力(推、拉、提、压)。 4、分析物体受力的顺序: 先竖直、再水平、然后与接触面平行(垂直)。 四、力臂和最小力 1、力臂: 支点到力的作用线的距离。 2、最小力必须对应最大的力臂,杠杆上某一点的最大力臂必须是支点到这个点(力的作用点)的连线。 3、连线是否是力臂取决于是否有力与这条连线垂直。 五、压强 压强的性质 主要公式 相关因素 外形规则、质地均匀时公式适用情况 固体 P=F/S或P=G/S 外力(重力)、受力面积 P=ρgh 密闭液体 P=F/S 外力、受力面积 无 液体 P=ρgh 液体密度、深度 P=G/S 大气 定值105Pa 海拔、季节、天气 无 气体 气体密度 流体 流速 1、明确题目中所牵涉的压强的性质,物体的性质,依据的公式、因素。 尤其是固液压强通用公式的情况。 2、液体压强的计算要分清是内部还是外部;液体压力的计算一般只能F=PS,规则时F=G;容器不规则时可以比较F与G的关系,但计算必须F=PS。 六、摩擦力 1、关键是判断摩擦属于静摩擦还是动摩擦。 (f静=F;f动=f限=uN) 2、改变粗糙程度和改变压力只能改变摩擦限度(f限),与是否改变f无关。 七、计算题 1、密度混合计算: 紧紧抓住: ρ=m总/V总=(m1+m2)/(V1+V2)=(m1+m2)/(m1/ρ1+m2/ρ2) 2、杠杆的计算 一要: 牢记杠杆平衡条件: 动力矩=阻力矩;掌握比例式和变形。 二要: 稍复杂问题不怕未知数,想办法消元、比较。 3、压强的计算 分清压强类型,有无通用关系,然后确定使用某一公式。 4、浮力的计算 记熟浮力的所有公式,标出题目所给和所求的物理量,根据题目已知条件确定使用公式和求解方法。 八、测密度问题: 1、质量转换的主要方式: 弹簧测力计、一定体积的水代替砝码。 2、体积转换的主要方式: 等积转换。 (溢水法、曹冲称象法、等积替代法) 九、机械的计算 杠杆 滑轮 斜面 轮轴 平衡条件 FS=Gh nF=G+G动 FS=Gh n的取值 n=l1/l2 n=绳子的段数 n=L/h n=R/r S与v S=nh;vF=nvG F与G 理想状态: F=G/n;非理想状态: η=G/G总=G/nF=G/(G+G动) 十、物理分析问题的核心: 情景对比分析,比较相同点和不同点。 当从一种情景转化为另一种情景时,有哪些量没变,有哪些在变,怎么变。
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