浮力导学案
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第一节浮力
第1课时初步认识浮力
一、学习目标
1.知道浮力的概念、产生原因及浮力的方向.
2.知道漂浮在液面上的物体和浸没在液体中的物体都受到浮力作用.
3.知道大气对浸没在其中的物体也有浮力作用,会用称重法计算浮力.
二、基础导学
自学指导:阅读课本P49-50,5min后回答下列问题:
1.什么叫浮力?浮力产生的原因是什么?
2.浮力的方向是,请你根据浮力产生的原因计算出边长为a的正方体浸没在密度为ρ的液体中所受的浮力。
3.当物体部分浸入液体中时,如图甲所示,所受的浮力为,若浸在液体中的物体下表面和容器底部紧密接触,如图乙所示,所受的浮力为。
4.如何使用弹簧测力计测量浮力的大小。
三、达标训练
1.将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没.下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是( )
A.矿泉水瓶受到水对它的浮力 B.浮力的方向竖直向上
C.排开水的体积越大,受到的浮力越大 D.浸没后,压入越深,受到的浮力越大2.水鸟在水中游动时,受到水的浮力作用,这个浮力的施力物体和受力物体分别是( ) A.空气、鸟 B.水、鸟 C.地球、鸟 D.鸟、水
3.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所
示.图中画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
4.以下说法中错误的是( )
A.在海滨游泳的人受到海水对他的浮力 B.在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力C.将一石块扔到水中,在其下沉过程中不受浮力 D.在水中浮起的木块受到浮力5.游泳的人从河边浅水区走向深水区,若水底布满小石头,则下述体验与分析合理的是( )
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
6.下列关于利用弹簧测力计测量铁块在水中所受浮力大小的实验的说法中,正确的是( )
A.铁块只有全部浸没在水中时,才能测量浮力
B.测量中,铁块始终只受两个平衡力作用
C.浮力大小等于铁块分别在空气、水中时,弹簧测力计指针静止时两次示数的差值D.实验原理是牛顿第一定律
7.在浅海中潜入海底观光是人们旅游休闲的方式之一.人从水下2m继续下潜的过程中,他受到海水的浮力和压强变化的情况是( )
A.浮力不变 B.浮力逐渐变大 C.压强逐渐变小 D.压强逐渐变大
8.小华选取了一个重为4.ON的铁块放入水中,进行了如图所示的5步操作.下列四个图象中,能够反映“物体在水中所受浮力,浮与浸入水中深度h关系“的是( )
9.如图所示,甲和乙与容器侧壁、丙与容器底部紧密固定在一起(物体与侧壁、底部之间没有水),四个物体中,所受浮力大小为零的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
10.如图所示是大鱼和小鱼的争论,你认为鱼的
说法是正确的,因为
11.(1)如图a,一个球在浮力和重力的作用下静止
在水面上,重力方向总是竖直向下,根据二力平衡
条件,球所受浮力的方向是。
(2)石块放入水中,会沉入水底.将石块悬挂
在弹簧测力计下端,如图b实验,物重G= N.
(3)当用手向上托物体时,如图c实验,手对
物体竖直向上的托力F2= N.
(4)当物体浸没水中后,如d实验所示,将c实验与a,b实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力,水对物体的浮力F浮= N,浮力方向是.
10.某同学在“探究浮力大小跟什么因素有关”时,做了如图所示的实验.
(1)请将表格内容填写完整.
(2)由实验数据可以得出:浸在液体中的物体所受的浮力与有关系.
(3)实验中他采用了的研究方法.
第二节阿基米德原理
一、学习目标
1.知道阿基米德原理及表达式,会用表达式求浮力.
2.了解浮力应用的社会价值.
二、基础导学
(一)浮力的计算:
①压力差法:F浮=F向上-F向下.
例1.一个正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到15N压力,下表面受到20N压力,则铁块受到浮力是 N;当铁块下沉到某位置时,上表面受到的压力增大至20N,下表面受到的压力是 N,此时铁块上、下表面的压力差是 N(铁块上表面均与水面平行)。
②称重法:F浮=G—F拉(或F浮=G—G’)
例2.用弹簧测力计在空气中称得一石块重为1N,将石块完全浸入水中。弹簧测力计的示数为0.6N,则石块在水中受到的浮力为O.4 N,石块的体积为 cm3(取g=10N/kg)。
③公式法(阿基米德原理):F浮=G排=ρ液gV排.
例3.体积为100cm3的铝块(ρ铝=2.7×103kg/m3),它的一半浸人水中,它受到的浮力为 N,它全部浸没在酒精中受到的浮力是 N(ρ酒=0.8×103kg/m3)。
(二)综合计算.
例4.重量为15.8N的金属块浸没在水中称量,弹簧测力计的示数为13.8N,g=10N/kg。求:(1)金属块浸没在水中时所受的浮力;(2)金属块的体积;(3)金属块的密度。
三、达标训练
1.小明利用一只可乐瓶与一个乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验,如图所
示,塑料可乐瓶瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径,将瓶的底部剪去。把一只乒
乓球放在瓶内,从上面倒入水,发现没有水从乒乓球与瓶颈缝中流出,但乒乓球没
有上浮。此时乒乓球受到的力是( )。
A.重力、浮力 B.重力、浮力和支持力 C.重力、压力和支持力 D.无法判断
2.如图所示,把一个圆锥体按两种方法浸没在水中,两种情况下锥体
受到水的上、下压力差的大小是( )。
A.底面朝上的大 B.底面朝下的大 C.一样大 D.都等于零
3.重100 N的水可以产生的最大浮力为( )。
A.一定小于100N B.一定大于100 N C.一定等于100 N D.可以大于100 N
3.在一密闭的真空玻璃罩里挂着一个弹簧测力计,它的下端挂一个体积较大的物体,物体静止。现将玻璃罩下的开关打开,让空气进入,则此时( )。
A.弹簧测力计的示数仍不变 B.弹簧测力计的示数将增大
C.弹簧测力计的示数将减小
D.弹簧测力计的示数可能增大也可能减小
4.如图所示,小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积
会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压强的变化情况是( )。
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
5.甲、乙、丙、丁是四个形状、体积相同而材料不同的球体,它们
在水中静止时的情况如图所示,其中所受浮力最小的是( )。
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.关于物体在液体中受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B.物体的密度越大,受到的浮力越小
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
7.如图所示,烧杯内盛有某种液体,把一体积为1×10-4m3的铝块用细线系在
弹簧测力计下浸没在液体中,静止时弹簧测力计的示数为 1.5N,已知铝的密度为
2.7×103kg3/m3.则铝块在液体中受到的浮力等于N,液体的密度为
kg/m3.(g取10N/kg)
8.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液体所受
到的,这就是著名的阿基米德原理.用弹簧测力计在空气中称得物体A重4N,将物体A 浸没在水中后,弹簧测力计的示数为3N,则物体A受到的浮力为 N.排开水的重力为 N。
9.体积为100cm3的实心铁球浸没在水中,铁球受到的浮力大小为
N,浮力的方向是.(g取1ON/kg)
10.如图是某同学自制的水上自行车.她在普通自行车上安装8
个密闭的空水桶(每个水桶体积为0.02m3),并在车后轮装上若干塑料
片.该同学在水面上二骑自行车匀速前进时,平均每个水桶约有二分之一体积浸在水中.不计车轮和塑料片排开水的体积,则此时水下自行车受到的浮力约为 N.(g取10N/kg) 11.如图所示是物体浸入水中前后弹簧测力计的示数.由此可知水对物体的浮力是 N,物体的密度是 kg/m3.(g取10N/kg)
12.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的
底面刚好与水面接触(未浸入水),如图甲所示,然后将
其逐渐浸入水中,图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐
浸入水中的深度变化情况。求:(取g=10N/kg)
(1)圆柱体受到的最大浮力;(2)圆柱体刚浸没时下
表面受到的液体压强;(3)圆柱体的密度。
13.如图是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一
出水孔,底盖A可以顶住水箱的出水孔。只要牲畜饮水,饮水槽中
的水位就会下降,浮球C受到的浮力减小,底盖A打开,水就会通
过出水孔从水箱流入饮水槽自动补水。设计水箱的最高水位为h1,
水箱出水孔横截面积是30cm2,底盖A及竖杆B的总质量是400g,
浮球C的体积是2dm3;若将浮球C换成同体积的浮球D,设计水箱
的最高水位将变为h2,已知将浮球C换成同体积的浮球D后,再次达到设计水箱的最高水位时,水箱底部受到水的压强减小了2000Pa,浮球C与浮球D的密度ρC:ρD=2:5。(g取10N/kg) 求:(1)浮球D的密度ρD;(2)设计水箱的最高水位h1。