专题 浮力(第1课时)课件PPT
展开考点1:浮力的四种求法
考点2:浮力的图像分析
考点4:利用浮力知识测算密度
1.浮力:浸入液体或气体中的物体受到的向上的托力。2.浮力方向:竖直向上。
浸入分为部分浸没在水中和完全浸没在水中两种情况。
F浮 = F向上- F向下 = F2- F1 = p2 S- p1 S = ρgh2S - ρgh1S
溢水杯中的水一定要注满~
物体漂浮或悬浮时:F浮 = G物
物体沉底时:F浮 = G物 -FN
1.如图所示,已知边长为10cm的正方体木块漂浮在水面上,浸入水中深度 h 为6cm,木块下表面受到的水的压强为________Pa,木块受到的浮力为________N。
由压强公式可得:木块下表面受到的水的压强:p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
2.如图所示,把铁块放在空容器中,沿容器壁缓慢向容器中加水至虚线处。加水过程中,铁块受到浮力。则在加水的全过程中,容器底对铁块的支持力 F 与时间 t 的关系图像是( )
3.把体积为2×10-3m3、重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)( )A.漂浮,F浮=20N B.漂浮,F浮=12NC.沉底,F浮=20N D.沉底,F浮=12N
如果物体全部浸没到水中时所受的浮力为: F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N>12N, 浮力大于重力,所以物体不会浸没到水中,最后是漂浮在水面上,所受的浮力与重力相等,是一对平衡力;应选B。
一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。
F浮=ρ液gV排,V排不变, F浮不变。
1.(多选)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。( g取10N/kg )下列说法正确的是( )A. 当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700PaB. 圆柱体受到的重力是12NC. 圆柱体受到的最大浮力是4ND. 圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
p = ρ液gh=103kg/m3 ×10N/kg ×0.04m = 400Pa
F浮max=G-F示=12N-4N=8N
2.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求:
①圆柱体的密度是多少?
由图像知,F浮=G-F=12N-4N=8N
②该圆柱体的底面积为多少?
测量时,让密度计漂浮在液面上,液体的密度不同,密度计排开液体的体积就不同,液面对应密度计的位置也就不同。
密度计刻度:上小下大、上疏下密。
密度计是根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的,密度计在任何液体里都处于漂浮状态,所受浮力大小都等于它受到的重力。
轮船在设计时将密度比水大的钢铁制成了空心,使它能排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上。
潜水艇是通过改变自身重力实现上浮或下潜的,潜水艇中设有水仓,当需要下潜时,就向水仓内充水,当需要上浮时,就排出水仓内的水。
轮船从海里开到河里,所受浮力不变,排开水的重力不变,排开水的体积变大。
潜水艇从海里开到河里,所受浮力变小,为了保持原来的运动状态,需往外排水,即:所受重力也要变小。
1.一艘集装箱货轮载满货物后,从常州港出发驶向辽宁大连港,在长江口进入大海的过程中,货轮(海水密度大于江水密度)( )A.所受浮力增大 B.所受浮力减小C.排开水的体积增大 D.排开水的体积减小
2.如图为一艘潜水艇在水中上浮和下潜时的情景,其中潜水艇在水中上浮的是图_____(选填“甲”或“乙”)。这两种情景中,潜水艇受到的浮力F甲________(选填“>”、“<”或“=”)F乙。潜艇下潜过程中受到水的压强_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
1.若ρ物>ρ液,物体浸没在液体中,解题思路如下:
2.对于漂浮的物体,解题思路如下:
F浮= G,即 ρ液gV排= ρ物gV物,可求:
即:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
根据推导出的“漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几”可知:
则甲、乙、丙密度之比也是:ρ甲 : ρ乙 :ρ丙 = 2 :3 :4
2.某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度:他把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铁块在空气中时弹簧测力计的示数是4.74N,把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是4.11N,该液体的密度是多少?铁的密度为7.9×103 kg/m3。
解:F浮=G-F拉= 4.74N-4.11N= 0.63N
1.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为________N,它所受浮力的方向是__________;若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为_____________N。
F浮 = G - F拉= 14.7N - 9.8N = 4.9N = G排
F浮 = F向上- F向下 = F向上- 19.6N = 4.9N得: F向上= 24.5N
2.如图甲所示,实心物体被绳子拉着浸没在水中,剪断绳子后该物体运动直至静止,请在图乙画出浮力 F浮 随时间 t 变化的大致图象。
3.将创“世界之最”的沱江特大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件,如图甲所示。一正方体构件从江顶被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力 F2 随 h 的变化关系如图乙所示(g取10N/kg,ρ江水=1.0×103kg/m3)。下列判断正确的是( )A.构件的边长为4m
物体的高度为2m,即:正方体边长等于2m。
3.将创“世界之最”的沱江特大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件,如图甲所示。一正方体构件从江顶被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力 F2 随 h 的变化关系如图乙所示(g取10N/kg,ρ江水=1.0×103kg/m3)。下列判断正确的是( )B.构件的密度为3×103kg/m³
V物 =(2m)3 = 8m3
完全浸没时,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物=1.0×103kg/m3× 10N/kg ×8m3=8×104N
完全浸没时:G=F拉+F浮=1.6×105N+8×104N =2.4×105N
3.将创“世界之最”的沱江特大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件,如图甲所示。一正方体构件从江顶被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力 F2 随 h 的变化关系如图乙所示(g取10N/kg,ρ江水=1.0×103kg/m3)。下列判断正确的是( )C.浮力F1随h变化的图线是图乙中的②图线D.当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面受到江水的压强为2×104Pa
此时,构件上表面的深度为:h=4m-2m=2mp=ρgh=103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa
3.将创“世界之最”的沱江特大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件,如图甲所示。一正方体构件从江顶被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力 F2 随 h 的变化关系如图乙所示(g取10N/kg,ρ江水=1.0×103kg/m3)。下列判断正确的是( )A.构件的边长为4m B.构件的密度为3×103kg/m³C.浮力F1随h变化的图线是图乙中的②图线D.当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面受到江水的压强为2×104Pa
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