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八年级上科学1.3水的浮力

发布时间:2014-01-15 09:05:48  

1.4 水的浮力

思考:

为什么人可以轻易漂浮在死海之上?

若人不随海面水平飘动, 则可视为静止;即:浮力=人的重力 那为什么普通的江河湖海却会让人下沉呢?

取一密封的空塑料瓶, 将其置于水面上, 水瓶能漂浮起来; 若人为施加一个向下的压力, 直至水瓶浸没在水中, 其间所用的力一样吗?

在水中会上浮的物体受到向上的浮力。 那么,在水中会下沉的物体是否也受到水的浮力呢?

实验:

1.将物体挂在弹簧测力计下, 记下弹簧测力计的读数; 2.再将物体浸入水中, 记下弹簧测力计的读数; 3.比较弹簧测力计的读数变化, 你能得到什么结论?

2.0N 3.0N

读数变小了

实验证明:在水中会下沉的物体也受到向上的浮力; 实际上,不仅是水,所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力; 那么空气中的物体是否收到浮力的作用呢?

氢气球自身也有重量; 却能在空气中上浮;

同样的,大气也会对其中的物体 产生一个浮力的作用

那么浮力的大小和什么因素有关呢?

观察下图

我们观察到,浮力与物体浸入水中的体积有关;

观察下图

我们观察到,浮力与液体的密度有关;

我们观察到,浮力与物体重量的大小是否有关呢;

若我们把先前的小石块换成相同体积的铁块; 弹簧秤的两次读数之差时候仍为1N?

浮力实验

图为右端悬一高压气体瓶,左端挂砝码的杠杆; 瓶口阀门处连接气球; 初始时,使左右两端平衡; 打开阀门,在气球逐渐膨胀的过程中, 会出现什么现象? 右端上升; 气球排开空气的体积变大,浮力变大; 图为左盘放置连有气球的氢气制取装置; 已知,反应前后整体质量不变, 初始时,气球中没有气体; 开始反应后,气球逐渐膨胀的过程中, 会出现什么现象? 左端上升; 气球排开空气的体积变大,浮力变大;

探究浸没于水中的立方体所受的浮力: 液体压力公式为:p=ρgh 压力:F=ps
边长为a的立方体浸没于水杯中; 下底面不与杯底接触; 试分析,每个面所受的液体压力; F1 F5 F3 F2 F6 h1 F4 a

F1=ps=ρgh1s F2=ps=ρg(h1+a)s F3=F4 F5=F6
比较F1F2的大小;

F2 - F1=ρg(h1+a)s - ρgh1s =ρga3= ρ液gV立方体

阿基米德原理:
当你躺在浴缸里时,会有一种变轻的感觉; 同时浴缸中的水面比原来升高了; 感觉变轻是因为人受到了水的浮力影响; 那么,浮力的大小是否和排开水的多少有关呢?

实验
1.用弹簧秤测量石块所受的重力,记为F1;小桶的重量记为G1 2.往倾斜的烧杯中加水,直至液体刚好不溢出来为止; 3.将石块浸没于水中,读出弹簧秤示数F2;同时用小烧杯接取溢出的水; 4.测量装有溢出水的小桶的重量,

记为G2 立方体上下底面压力差:

石块所受浮力F浮=F1-F2

我们发现石块所受浮力大小等于其排开的水的重力;

排开水的重量G排=G2-G1

F2 - F1=ρg(h1+a)s - ρgh1s =ρga3= ρ液gV立方体



F浮=G排=m排g= ρ水V排g

你发现了什么?

若把水换成其他液体,或使用不规则形状的物体做实验,只要物体能浸没于液体 中,浮力的大小均符合以下等式:

F浮=G排== ρ液gV排
物体的沉浮条件:
假设图中鸡蛋大小、密度、 形状等条件完全一样, 为什么会出现不同的沉浮情况? 鸡蛋重量,排开水体积均相同 三只烧杯中的液体密并不相同

ρa <

ρb <

ρc

上浮:物体浸没于水中时,

所受浮力大于物体的重力,

F浮 N G

F浮 G

F浮
G

物体上浮,露出盐水表面 后排开体积减小,浮力减 小,最终浮力,重力二力 达到平衡;

m物g<ρ液gV排

悬浮:物体浸没于水中时,

所受浮力等于物体的重力,

下沉:物体浸没于水中时,

所受浮力小于物体的重力,

物体达到平衡,可能静止, 也可能匀速上下运动;

m物g=ρ液gV排

物体下沉,沉底后与杯底 接触,最终杯底的支持力, 浮力,重力三力达到平衡;

m物g>ρ液gV排

1、关于浮力,下列说法中正确的是( D ) A.同一物体漂浮在不同液体的液面时,物体所受的浮力大小不等 B.物体完全浸没在同一种液体中,在越深处它所受的浮力越大 C.漂浮在液面上物体所受的浮力一定大于沉到液体中的物体所受的浮力 D.漂浮在液面上物体所受的浮力一定等于它所受的重力 2、浸没在液体中的同一物体,受到的浮力与什么因素有关(C ) A.液体的体积 B.物体的密度 C.液体的密度 D.物体的体积 3、同一木块分别放入甲、乙、丙三种不同液体中,静止后如下图所示,则木块在三种 液体中的浮力大小( D ) A. F浮甲最大 B. F浮乙最大 C. F浮丙最大 D.一样大 4、如右图是一条小鱼吐出的气泡在水中的上升情况示意图,关于气泡受到的水的压强 和水的浮力的变化情况,下列说法正确的是 ( C ) A.受到水的压强增大 B.受到水的压强不变 C.受到水的浮力增大 D.受到水的浮力减小 5、一物体的重力为20牛,用手按在水中浸没时受到的浮力是30N,则放开手后物体将 ( A) A. 上浮 B. 悬浮 C. 下沉 D. 无法判断

6、两物体分别挂在弹簧秤下, 将它们同时浸没在水中, 两弹簧秤的示数减小的值相同, 则两物体必须具有相同的物理量是 ( B ) A. 密度 B. 体积 C. 质量 D. 重力
7、小华在游泳池游泳,当他从浅水区走向深水区,若水底布满小石头,则下述体验 与分析合理的是 (B ) A.脚底疼痛感觉减弱,因为人越来越轻 B.脚底疼痛感觉减弱,因为水对人的浮力越来越大 C.

脚底疼痛感觉加重,因为人越来越重 D.脚底疼痛感觉加重,因为水对人的浮力越来越小 8、“死海不死”一文描述道:“将奴隶和俘虏扔进海里,屡淹不死。”四位同学运 用科学知识对该现象进行了解释,其中说法正确的是 ( D ) A.海水的咸度很高,被扔进海里自然就浮了起来 B.海水的密度等于人体的密度,人被扔进海里后,处于漂浮状态 C.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力大于人体的重力,沉不下去 D.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于人体的重力,沉不下去 9、一物体在空气中用弹簧测力计测得它的读数为G,把它浸没在水中后弹簧测力计测 得它的读数为1/3G,则这个物体的密度为( C ) A.0.33×103千克/米3 B.0.67×103千克/米3 C.1.5×103千克/米3 D.2×103千克/米3


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