最新大学物理化学授课课件第18讲浮力(本科专业)PPT课件.ppt
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1、浮力及产生原因浮力及产生原因1定义:浸在定义:浸在_ _(或或_ _)里的物体受到液体里的物体受到液体(或气体或气体)_ _的的_ _,这个托力,这个托力叫做浮力。叫做浮力。2方向:方向:_ _。3施力物体:施力物体:_ _(或或_ _)。4单位:牛单位:牛(N)。 5产生原因:物体上下表面受到的液体的产生原因:物体上下表面受到的液体的_ _,浮力是液体对物体的压力的合力。,浮力是液体对物体的压力的合力。液体液体气体气体竖直向上竖直向上托力托力竖直向上竖直向上液体液体气体气体压力差压力差例例4.用弹簧测力计在空气中称得一石块重为用弹簧测力计在空气中称得一石块重为1 N,将石块完全浸入水中,弹簧
2、测力,将石块完全浸入水中,弹簧测力计的示数为计的示数为0.6 N,则石块在水中受到的浮力为,则石块在水中受到的浮力为_N,此后,当石块在水中的深度增,此后,当石块在水中的深度增大时,浮力大时,浮力_(填填“不变不变”“”“变大变大”或或“变小变小”)。【解析】【解析】根据阿基米德原理可知,浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,根据阿基米德原理可知,浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,所以浸没在水中的物体深度增大时浮力不变。所以浸没在水中的物体深度增大时浮力不变。0.4不变不变例例5.在在“浮力的研究浮力的研究”实验中。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
3、。当铁块浸入水中取一铁块,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的体积缓慢增大时,铁块受到浮力大小的变化是_ _。(2)探究探究“浮力大小与排开水的重力关系浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程:的实验过程:增大增大如图乙,用弹簧测力计测出石块的重力为如图乙,用弹簧测力计测出石块的重力为F1;如图丙,用弹簧测力计测出空烧杯的重力为如图丙,用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2;如图丁,把石块浸入盛满水的溢杯中,用该空烧杯承接从溢杯里被排出的水,如图丁,把石块浸入盛满水的溢杯中,用该空烧杯承接从溢杯里被排出的水,当石块全部浸入水中时,读出弹簧
4、测力计的示数为当石块全部浸入水中时,读出弹簧测力计的示数为F3;如图戊,用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为如图戊,用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。用用F1、F2、F3、F4表示,实验中测得石块所受的浮力为表示,实验中测得石块所受的浮力为_ _,排出水的重,排出水的重力为力为_ _。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。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重力的定量关系是 。【解析】【解析】用弹簧测力计测量重力和物体浸入水中的拉力大小,进行阿基米德原理用弹簧测力计测量重力和物体浸入水中的拉力大小,进行阿基米德原理的探究。
5、浮力大小等于物体排开液体的重力,即的探究。浮力大小等于物体排开液体的重力,即F F1 1F F3 3 F F4 4F F2 2。F1F3F4F2F1F3F4F24一长方体铁块按图甲所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位一长方体铁块按图甲所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮浮与铁块下表面浸入液体深度与铁块下表面浸入液体深度h深深关系的图像是关系的图像是( )B5在探究在探究“浮力的大小与什么因素有关浮力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了如的实验中,同学们提出了如下猜想:下猜想:A可
6、能与液体的密度可能与液体的密度1有关;有关;B可能与物体的密度可能与物体的密度2有关;有关;C可能与物体的体积可能与物体的体积V1有关;有关;D可能与物体浸在液体中的体积可能与物体浸在液体中的体积V2有关;有关;E可能与物体浸没在液体中的深度可能与物体浸没在液体中的深度h有关。有关。小明所在的实验小组得到的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一小明所在的实验小组得到的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水个、一杯水(足够多足够多)、细线。、细线。(1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和和_(填序号即可填序号即可)是否正确。是否正确。 (2
7、)他们在验证猜想他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在右图所示的状态,读出测的过程中,先让铁块静止在右图所示的状态,读出测力计的示数力计的示数F1。接着向下移动测力计和铁块,增大深度。接着向下移动测力计和铁块,增大深度h,待铁块处于,待铁块处于_ _状态时,再读出测力计的示数状态时,再读出测力计的示数F2。继续增大。继续增大h,重复上述操作。若,重复上述操作。若每次测量,测力计的示数都相等,说明猜想每次测量,测力计的示数都相等,说明猜想E_D静止静止错误错误物体的浮沉条件及应用物体的浮沉条件及应用1物体的浮沉条件:物体的浮沉条件:(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受前提条件:物体浸没在液
8、体中,且只受_ _和和_ _。(2)物体的浮沉条件物体的浮沉条件当当F浮浮G物物或或液液物物时,物体时,物体_ _。在物体未露出液面以前,由于排开液体的体积没有变化,所以受到的浮力不变。当在物体未露出液面以前,由于排开液体的体积没有变化,所以受到的浮力不变。当物体露出液面处于静止状态时,物体物体露出液面处于静止状态时,物体_,此时,此时F浮浮G物物。当当F浮浮G物物或或液液物物时,物体时,物体_ _。当当F浮浮G物物或或液液物物时,物体时,物体_ _。重力重力浮力浮力上浮上浮漂浮漂浮悬浮悬浮下沉下沉2浮沉条件的应用:浮沉条件的应用:密度计:根据漂浮时密度计:根据漂浮时_ _的原理制成的。密度计
9、在各种液体中受到的的原理制成的。密度计在各种液体中受到的浮力相等。浮力相等。轮船:轮船在不同的水中处于漂浮状态,但排开液体的体积不同。轮船:轮船在不同的水中处于漂浮状态,但排开液体的体积不同。潜水艇:靠潜水艇:靠_ _达到上浮和下沉的目的。达到上浮和下沉的目的。热气球:使气球内的气体体积变化热气球:使气球内的气体体积变化(即排开空气的体积即排开空气的体积)而改变浮力大小达到而改变浮力大小达到上升和下降的目的。上升和下降的目的。注意:在比较注意:在比较F浮浮和和G物物关系判断物体浮沉时,关系判断物体浮沉时,F浮浮指的是该物体浸没在液体中的指的是该物体浸没在液体中的浮力。浮力。F浮浮G物物改变自身
10、重力改变自身重力例例6.如图所示,同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯处于漂浮状态,如图所示,同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯处于漂浮状态,所受浮力为所受浮力为F甲甲,在乙杯处于悬浮状态,所受浮力为,在乙杯处于悬浮状态,所受浮力为F乙乙。以下判断正确的是。以下判断正确的是( )AF甲甲F乙乙BF甲甲F乙乙C向甲杯中加入盐,鸡蛋所受浮力会增大向甲杯中加入盐,鸡蛋所受浮力会增大D向乙杯中加入水,鸡蛋所受浮力会减小向乙杯中加入水,鸡蛋所受浮力会减小【解析】【解析】同一个鸡蛋漂浮和悬浮于不同的液体中,浮力大小相等,都等于重力大小。同一个鸡蛋漂浮和悬浮于不同的液体中,浮力大小相等
11、,都等于重力大小。向甲杯中加盐,鸡蛋仍漂浮;向乙杯中加水,液体密度变小,鸡蛋所受浮力变小,鸡蛋向甲杯中加盐,鸡蛋仍漂浮;向乙杯中加水,液体密度变小,鸡蛋所受浮力变小,鸡蛋会下沉。会下沉。D例例7.如图,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程体积逐渐变大,则如图,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程体积逐渐变大,则气泡所受压强和浮力的变化情况是气泡所受压强和浮力的变化情况是( )A压强变小,浮力变小压强变小,浮力变小B压强变小,浮力变大压强变小,浮力变大C压强变大,浮力不变压强变大,浮力不变 D压强不变,浮力不变压强不变,浮力不变【解析】【解析】气泡在上升过程中,所处的深度变小,气泡受到的
12、压强在不断减小;气泡在上升过程中,所处的深度变小,气泡受到的压强在不断减小;气泡排开液体的体积变大,根据气泡排开液体的体积变大,根据F F浮浮gVgV排排,气泡受到的浮力在不断变大。,气泡受到的浮力在不断变大。B例例8.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,有时要上浮或下潜,但都未露出水面。某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,有时要上浮或下潜,但都未露出水面。若该潜水艇下潜时所受的重力为若该潜水艇下潜时所受的重力为G1,浮力为,浮力为F1;上浮时所受的重力为;上浮时所受的重力为G2,浮力为,浮力为F2,下列对力之间大小关系的判断,正确的是下列对力之间大小关系的判断,正确的是( )AF1F2,G1G2
13、 BF1F2,G1G2CF1F2,G1G2 DF1G1,F2G2【解析】【解析】在海水中,潜水艇所受在海水中,潜水艇所受F F浮浮海水海水gVgV排排,始终没有露出水面,所以所受浮,始终没有露出水面,所以所受浮力不变;可以通过力不变;可以通过“让海水进入压力舱让海水进入压力舱”增大自重,增大自重,F F浮浮G G1 1时,潜水艇下沉;时,潜水艇下沉;“将将海水排出压力舱海水排出压力舱”减小自重,减小自重,F F浮浮G G2 2时,潜水艇上浮。时,潜水艇上浮。A7如图所示,中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母如图所示,中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长舰
14、,舰长304 m、舰宽、舰宽70.5 m,满载时排水量达,满载时排水量达67 500 t。(1)它满载时所受的浮力为它满载时所受的浮力为_ _N(取取g10 N/kg)。(2)2012年年9月月25日,该舰正式加入中国海军序列。日,该舰正式加入中国海军序列。2012年年11月月23日,中国航日,中国航母舰载机母舰载机“歼歼15”着舰成功。当舰载机着舰后,浮力将着舰成功。当舰载机着舰后,浮力将_ _(填填“不变不变”“变小变小”或或“变大变大”)。6.75108变大变大8质量相同的甲、乙、丙、丁质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图
15、所示,则这如图所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是个小球在水中所受浮力最小的是( )A甲甲B乙乙 C丙丙D丁丁D9资料显示:牛奶中掺水量越多,牛奶密度越小。小丽想通过测定密度来比较两种牛奶资料显示:牛奶中掺水量越多,牛奶密度越小。小丽想通过测定密度来比较两种牛奶品质的优劣,她自制了一个可测液体密度的品质的优劣,她自制了一个可测液体密度的“浮标浮标”在竹筷子下面缠绕一些铁丝,如图在竹筷子下面缠绕一些铁丝,如图甲所示。甲所示。(1)纯牛奶是纯牛奶是_ _(填填“纯净物纯净物”或或“混合物混合物”)。(2)分别将分别将“浮标浮标”浸入浸入A、B两种牛奶中,待静止后,筷子上与液面相平的位置分别标记
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