浮力及利用

第11课时┃浮力及其应用第11课时┃考点聚焦考点聚焦[点拨]浸入液体中的物体不一定受到液体对它的浮力，例如深入泥底的柱状桥墩或水里打的木桩等。考点1浮力的产生定义一切浸入液体(气体)里的物体都受到液体(气体)对它____________的托力叫浮力产生原因液体(气体)对物体上下表面的压力不相等，并且向上的压力________向下的压力，向上、向下的压力差即浮力公式F浮＝F向上－F向下方向________竖直向上大于竖直向上第11课时┃考点聚焦考点2浮力的大小1．利用弹簧测力计分别测出物体在空气中的重力G和物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力F，则物体受到的浮力F浮＝________。2．阿基米德原理内容浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的________表达式F浮＝__________＝___________适用范围适用于液体和气体中的物体，计算物体在气体中受到的浮力时，公式中的ρ液要改为ρ气说明液体对物体的浮力与液体的________、物体排开液体的________有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关G－F重力G排ρ液V排g密度体积第11课时┃考点聚焦考点3物体的浮沉条件及应用1．物体的浮沉条件上浮下沉悬浮漂浮沉底F浮____GF浮____GF浮____GF浮____GF浮＋N＝Gρ液____ρ物ρ液____ρ物ρ液____ρ物ρ液____ρ物ρ液____ρ物处于动态(运动状态不断改变)，受非平衡力作用可以停留在液体的任何深度处是“上浮”过程的最终状态是“下沉”过程的最终状态处于静态，受平衡力的作用＞＝＝＜＝第11课时┃考点聚焦2.物体浮沉条件的应用应用原理和特点木船物体的密度小于液体的密度，可以漂浮在液体的表面上，做成________增大可以利用的浮力轮船①物体的密度大于液体的密度，做成空心的可以漂浮在液体的表面上，也增大了可以利用的浮力；②轮船的大小用________表示，排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开液体的________潜水艇通过水箱吸水和排水的方式改变自身________来实现上浮和下沉(浸没时浮力不变)气球、飞艇靠充入密度________空气密度的气体(热空气、氢气、氦气等)来工作密度计根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成用来测定__________的仪器；密度计示数越靠下，示数越_______(选填“大”或“小”)空心排水量质量重力小于液体密度大第11课时┃考点聚焦考点4浮力的计算常用计算浮力的方法方法表达式称重法F浮＝G－F(用弹簧测力计测浮力)压力差法F浮＝F向上－F向下(用浮力产生的原因求浮力)二力平衡法F浮＝G(明确状态时用二力平衡分析求浮力)阿基米德原理法F浮＝G排＝ρ液V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用阿基米德原理求浮力)第11课时┃考点聚焦[点拨]解浮力问题的步骤：(1)确定研究对象，认准要研究的物体；(2)分析物体受力情况，画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)；(3)选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。第11课时┃知识纵横知识纵横悬浮与漂浮项目悬浮漂浮ρ液＝ρ物ρ液＞ρ物不同点V排＝V物V排V物相同点F浮＝G第11课时┃归类示例归类示例►类型一浮力及其探究命题角度：(1)设计情景考查浮力产生的原因；(2)探究“浮力的大小与哪些因素有关”；(3)通过生活实例考查阿基米德原理内容；(4)简单浮力的分析及计算问题。第11课时┃归类示例例1[2012•重庆]在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图11－1所示的装置，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，为了便于操作和准确收集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积，他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积，实验数据记录在下表中。第11课时┃归类示例图11－1图11－2第11课时┃归类示例(1)分析表中数据，实验所用物体的重力为________N，第一次实验中物体所受的浮力F1＝________N。液体种类实验序号物体重力G物/N弹簧测力计示数F/N物体受到浮力F浮/N排开液体体积V排/cm3水(ρ水＝1．0g/cm3)121.5____5021.01.010030.51.5150酒精(ρ酒精＝0．8g/cm3)421.60.45051.20.810060.81.215020.5(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论：当液体的种类相同时，排开液体的体积越________，浸在液体中的物体受到的浮力越大；分析比较实验序号____________________可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大。(3)你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G排＝________N。通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证____________原理。(4)本实验在探究浮力的大小与哪些因素有关时，选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是为了________(选填字母序号)。A．寻找普遍规律B．取平均值减小误差第11课时┃归类示例大1、4(或2、5；或3、6)0.5阿基米德A(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越________。于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块，如图11－2甲所示；当他把物块浸没在水中时，如图乙所示，弹簧测力计的读数为0.5N，他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样；当他把物块浸没在酒精中时，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘的________N处对应标上0.8g/cm3字样，聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤。第11课时┃归类示例小0.7第11课时┃归类示例此题综合考查了浮力的测量、影响浮力大小的因素、分析实验数据的能力及如何利用已知数据来把弹簧测力计改装为测量液体密度的密度秤。第11课时┃归类示例►类型二物体浮沉条件及应用命题角度：(1)利用受力分析判断物体的浮沉；(2)利用密度比较判断物体的浮沉；(3)物体浮沉条件在生活中的灵活运用；(4)利用图像描述物体浮沉时的受力情况。第11课时┃归类示例例2[2012·连云港]中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航，当航母在平静的水面上航行时，它所受的浮力________(选填“大于”、“等于”或“小于”)它的总重力。当航空母舰上舰载飞机起飞后，它排开水的体积________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。图11－3等于减小第11课时┃归类示例本题主要考查了物体的浮沉条件及阿基米德原理。第11课时┃归类示例►类型三浮力的简单计算命题角度：(1)利用阿基米德原理求解物体所受的浮力；(2)根据物体的浮沉状态求物体受到的浮力；(3)利用浮力知识来进行密度测量；(4)实验法求解物体所受浮力。第11课时┃归类示例例3将质量为890g的实心铜球放入水中时，它受的浮力是多大？若将铜球放入水银中，当铜球静止时所受的浮力是多大？(ρ铜＝8.9g/cm3，ρ水银＝13.6g/cm3，g取10N/kg)第11课时┃归类示例本题集物体的浮沉条件、阿基米德原理知识于一体，考查了综合能力，但难度适宜，是不错的命题。[解析]当铜球放入水中时，因为ρ铜ρ水，故铜球在水中将下沉，V排＝V铜＝m铜ρ铜＝890g8.9g/cm3＝100cm3＝10－4m3，F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10－4m3＝1N；当铜球放入水银中时，因为ρ铜ρ水银，故铜球在水银中上浮，当铜球静止时，应漂浮在水银面上，F浮′＝G铜＝m铜g＝0.89kg×10N/kg＝8.9N。