流体力现象一、浮力的概念三、漂浮条件的应用四、液面升降问题五、浮力与压力、压强相结合问题六、浮力计算题解题思路二、物体的浮沉条件知识要点一、浮力的概念1、定义:2、产生原因:3、方向:浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对物体_______的力叫浮力。浸在液体或气体中的物体,受到向上和向下的_______就是液体或气体对物体的浮力。向上托压力差总是_________竖直向上(1).当物体浸入液体中时,浮力的施力物体是液体,当物体浸入气体中时,浮力的施力物体是气体,而受力物体则是浸入液体或气体中的物体.(2).将物体浸入液体中后,物体由于受到重力,会对阻碍它下沉的液体施加向下的压力,因为物体之间力的作用是相互的,所以液体也会对物体施加反作用力.注意:(3).物体是否受到浮力取决于所受的压力,而压力又取决于下表面所受的压力,只有物体下表面受到压力才会有产生浮力。4、大小:(1)产生原因:——压力差法F浮=F向上—F向下2)称量法:——弹簧测力计的示数差F浮=G一FGF(3)排液法——阿基米德原理内容:浸在液体中的物体受到_________的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的_______。表达式:排液排液浮VgGF竖直向上重力*阿基米德原理和称重法经常一起应用于求解有关问题.一般解题思路是根据题意由F浮=G一F示求出浮力,再根据F浮=ρ液gV排求解有关量.对阿基米德的原理的理解1、原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体全部体积都当浸入液体里,即“浸没”;二是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面上。2、V排是指被物体排开的液体的体积,当物体全部浸没在液体里时,V排=V物,当物体仅有一部分浸入液体里时,V排V物。4、阿基米德原理也适用于气体,但公式中ρ液应该为ρ气。3、浮力大小与液体的______和物体排开液体的_______有关.密度体积而与物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、是否运动、液体的多少等因素无关。(4)等量替代法漂浮:物体在液面上静止物浮GF物排VV悬浮:物体在液体中静止,不沉底。物排VV物浮GF例在”浮力的研究“实验中(1)取一铁块,把它挂在弹簧测力计的挂钩上,如图甲所示,当铁块浸入水中的体积缓慢增大时,铁块受到浮力大小的变化是_________.(2)探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程:①如图乙,用弹簧测力计测出石块的重力为F1;②如图丙,用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2;增大③如图丁,把石块浸入盛满水的溢水杯中,用该烧杯承接从溢水杯里被排出的水,当石块全部浸入水中时,读出弹簧测力计的示数为F3;④如图戊,用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4,用F1、F2、F3、F4表示,实验中测得石块所受的浮力为_____,排出水的重力为______.根据该实验的测量数据,可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是_____________.F1-F3F4-F2物体所受浮力大小等于排开水的重力解析:本题考查对浮力大小的探究.(1)图甲中,当铁块浸入水中的体积缓慢增大时,铁块排开水的体积变大,根据F浮=ρgV排可知,铁块受到的浮力增大;(2)根据称量法可知,石块所受的浮力为F1-F3;排出水的重力为F4-F2;物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是:物体所受浮力的大小等于排开水的重力(或F1-F3=F4-F2).例如图甲所示,弹簧测力计示数为5N.如图乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2N.则小球受到的浮力为______N,小球的体积为____cm3.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为_______N.(g取10N/kg)36005解析:本题考查浮力及相关计算.根据称重法可知F浮=G-F拉=5N-2N=3N,因为小球一半浸入水中,所以=6×10-4m3=600cm3,当小球一半体积浸入时,受到的浮力是3N,若全部浸入,则受到的浮力是6N,因为此时浮力大于重力,所以小球会上浮,最终漂浮在水面上,此时受到的浮力等于小球重力为5N.333N2221.010kg/m10N/kg浮物排水FVVg物体的状态对物体受力分析上浮物浮GF悬浮物浮GF下沉物浮GF自由浸入于液体中的物体沉底的物体物浮GNF物液物液物液二、物体的浮沉条件:取决于物体在液体中受到_______力和________力重浮三、浮沉条件的应用(1)轮船(空心):——排水量轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量船和货排水排水浮GgmGF注意:同一物体漂浮在不同的液体中受到的浮力________,在密度较小的液体中浸入的体积________。相等较大(2)密度计:——测量液体密度适用条件:漂浮刻度值特点:越靠下数值越大CBAABC密度计浸入液体中的深度越深,表明该液体的密度值越小,浸入液体中的深度越浅,就表明该液体的密度值越大(3)比例关系:漂浮物浮GF物物排液gVVg液物物排VV物体密度和液体密度不变,则V排与V物的比值不变应用:削切问题(4)、潜水艇:靠改变自身_____来实现上浮、下沉或悬浮。重力(5)、气球和飞艇:是通过改变______来实现上升、下降。浮力例分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个小球,将它们放入水中,三个小球静止时位置如图所示,以下判断正确的是()A.甲小球一定是空心的B.乙小球一定是空心的C.丙小球一定是空心的D.三个小球都是空心的B例小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯溢出了100cm3的水,则物体(g取10N/kg)()A.漂浮在水面上B.悬浮在水中C.沉在溢水杯底部D.受到1.2N的浮力C四、液面升降问题—浮力变化?思路:液面升降?—总体积变化?—物体排开液体的总体积变化?(1)船中物问题ShSh1思路:整体法船和物均漂浮总总浮GFG总不变F总浮不变V排总不变液面不变h1=h水物ShSh2思路:甲图中船和物漂浮总总浮GFF总浮变小V排总变小液面下降甲图乙图G球NF球浮G船F船浮G总F浮总乙图中球球浮GFhh2水物(2)冰熔化问题思路:冰漂浮化水冰浮GGF化水冰排水mmm化水水排水VV化水排VV液面不变h1=h点题:实际就是比较V排和V化水Sh水Sh1水化水排VV液面上升h1〉hSh盐水Sh盐水Sh1淡盐水(3)冰中物,冰熔化问题Sh水Sh1水Sh水等效熔化液面不变h1=h水物Sh水Sh水Sh1水等效熔化液面下降hh1水物五、浮力与压力、压强相结合问题hSh1S甲h1S乙h1S丙h1S丁水VhS排水VVSh1液体对容器底的压力变化浮排液液压FgVhSgPSF排VhS从无到有Sh1Sh2排总水VVSh1排总水VVSh2液体对容器底的压力变化PSF压有中有变排总VhS浮FhSg液排液Vg六、浮力计算题解题思路(1)正确分析物体的受力情况,画出受力分析图;(2)根据受力情况判断物体的运动状态(部分浸入或浸没;漂浮、悬浮或下沉)(3)根据各力之间的关系,未知量和已知量关系,列出等式(5)必要时把浮力、重力带入展开排液浮VgF物物物VgG(4)、利用恰当的计算浮力方法求解。例用手将一重为5N的物体全部压入水中,物体排开的水重为8N,此时物体受到的浮力为_______N.放手后物体将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为_________N,排开水的体积是________m3.(g取10N/kg)解析:根据阿基米德原理得F浮=G排=8N,因为G物=5N,则F浮G物,物体处于上浮状态,最后漂浮在水面上,这时F浮′=G物=5N,根据F浮′=G排=ρ水gV排,8上浮55×10-4所以排开水的体积是=5×10-4m3.浮排水FVg335N=1.010kg/m10N/kg