八年级:[实验]浮力的大小与方向

【前情回顾】

从浮力产生的原因中知道,浸在液体中的物体都会受到液体向上的力,在物理学中把这个向上的力叫做浮力。
浮力的大小可用压力差法:F浮=F上-F下来计算
在生活中我们观察到有些物体漂浮在水面上,有些物体沉在水底,那么,沉在水底的物体会不会也受浮力呢?

戏水鸳鸯                水中石块

【举手提问】

1.我们用什么实验可以证明在水中下沉的物体也受到水的浮力?
2.浮力的方向如何?
3.如何计算下沉物体受到的浮力和密度?

【新课学习】

一、实验探究浮力的大小与方向

[观察与实验]

视频:浮力的大小与方向

(选择音量横屏看)

[视频反思]

1.视频中的液体换成酒精或浓盐水得到的结论跟水相同。

用实验过程得到求浮力大小的方法通常叫称重法,

公式:F浮=G-F

2.用物体受力分析法也会得到这一结论

(1)石块在空气中弹簧测力计测物体的重力F=G

(2)石块在水中,弹簧测力计对石块的拉力F和浮力F浮的合力,与石块所受的重力平衡。

即:G=F浮+F拉,由此得出:公式:F浮=G-F
二、图像类例题分析

例题:将一物体挂在弹簧测力计下,匀速下降浸入水中时,弹簧测力计示数F与物体下表面下降高度h的关系图像如下图,求:

(1)物体受到的浮力

(2)物体的密度

例题分析:

(1)物体入水前弹簧测力计的拉力等于重力F=G=9N;
(2)物体全部入水后弹簧测力计的拉力F=5N;
(3)物体浸没后受到水的浮力

F浮=G-F=9N-5N=4N.

(4)乙图中斜线部分是物体入水过程.

求物体密度的思路:

因为p=m/V,所以只要求出物体质量m和体积V即可.

(1)求质量:

因为G=mg,所以m=G/g=9N/10N/kg=0.9kg

(2)求体积:

因为F浮=G-F=9N-5N=4N,由阿基米德原理F浮=p液gV排得:
V排=F浮/p液g=4N/1.0×103kg/m3×10 N/kg=4x10-4m3
因为物体浸没在水中,所以V物=V排=4x10-4m3
(3)求密度:
p=m/V=0.9kg/4x10-4m3=2.25×103kg/m3
【中考真题训练】

1.(2019德州)(6分)

在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
(1)分析比较实验步骤A和           ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体                       有关;
分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与                      有关.
(2)分析实验数据可知,F中液体密度      (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度.
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是         N,金属块密度为                kg/m3.(水的密度p=1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)

2.(2018泰州49题)

某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验.观察图片并分析比较图中有关数据可知:

(1)当物体逐渐浸入水中,物体底面所受压强将逐渐            ;

(2)当物体浸没在水中时,受到的浮力为     N;

(3)比较乙、丙两图,可以得出              越大,物体受到的浮力越大;

(4)比较          两图可知,物体所受浮力大小与液体密度有关.

3.(2019兰州)
如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是 (     )

A.金属块所受重力大小为26 N

B.金属块的密度为2.3×103kg/m3

C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26 N

D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa

4.(2019济宁)(6分)

小明用同一物体进行了以下实验.实验中保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示.请根据图中信息,求:(g取10 N/kg)

(1)物体的质量;

(2)物体在水中受到的浮力;

(3)某液体的密度.

参考答案:

1.(1)D、E   浸在液体中的体积     液体的密度

(2)小于

(3)1.0       2.7×103

2.  (1)增大 (2)1 (3)排开液体的体积     (4)丙、丁
3.  B
4. (1) 0.54kg   (2)  2N   (3)  0.8×103kg/m3
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