还剩58页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
浮力原理与计算方法课件总结与习题练习欢迎来到浮力原理与计算方法的学习之旅!本课件旨在帮助大家系统掌握浮力的基本概念、产生原因、计算方法及其在生活中的广泛应用通过本课件的学习,你将能够轻松解决各类浮力问题,并对浮力现象有更深入的理解本课件内容丰富,包含理论讲解、例题分析、实验探究和习题练习等多个环节,力求让大家在轻松愉快的氛围中掌握知识准备好了吗?让我们一起开始吧!浮力什么是浮力?浮力是指浸在液体或气体中的物体所受到的向上托起的力这种力是由于物体上下表面所受到的液体或气体压力差引起的简单来说,就是一种让物体“漂浮”起来的力量无论是在水中嬉戏,还是观察轮船航行,浮力都无处不在浮力的大小与哪些因素有关呢?它又在我们的生活中扮演着怎样的角色?让我们一起深入探讨浮力的奥秘!向上托起的力压力差普遍存在123物体在液体或气体中感受到的向上液体或气体对物体上下表面的压力浮力现象在自然界和日常生活中普托举的力量差是浮力产生的原因遍存在,与我们的生活息息相关浮力产生的原因液体内部压强差液体内部存在压强,且压强随着深度的增加而增大当物体浸入液体中时,其下表面所处的深度大于上表面,因此下表面受到的液体压强大于上表面这种压强差就产生了向上托起物体的力,也就是浮力想象一下,一个立方体浸入水中,下表面承受的压力比上表面大,这个压力差就相当于把物体往上推这就是浮力产生的根本原因液体压强深度影响压力差形成液体内部存在压强,压强的大小与液体深度越大,液体压强越大;深度越小,物体上下表面受到的液体压力差是浮力的密度和深度有关液体压强越小产生的直接原因浮力的大小阿基米德原理阿基米德原理是描述浮力大小的重要定律它指出,浸在液体中的物体所受到的浮力,大小等于它排开的液体的重力这个原理不仅揭示了浮力大小的决定因素,也为我们计算浮力提供了重要的理论依据据说阿基米德在洗澡时发现了这个原理,兴奋地跳出浴缸,喊着“Eureka!”,意思是“我发现了!”这个故事也成为了科学史上的一个经典瞬间重要定律阿基米德原理是关于浮力大小的著名定律排开液体浮力的大小等于物体排开的液体的重力计算依据阿基米德原理为计算浮力提供了理论依据阿基米德原理浮力等于排开液体的重力再次强调,阿基米德原理的核心内容是物体所受到的浮力等于它排开的液体的重力这意味着,浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关,而与物体自身的形状、大小、密度等因素无关理解这一点非常重要,它能帮助我们正确分析和解决各种浮力问题例如,同样体积的铁块和木块浸入水中,它们所受到的浮力是相同的核心内容决定因素浮力等于排开液体的重力浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关无关因素浮力的大小与物体的形状、大小、密度等因素无关阿基米德原理公式浮液排F=ρgV阿基米德原理可以用公式简洁地表示为F浮=ρ液gV排其中,F浮代表浮力,ρ液代表液体的密度,g代表重力加速度,V排代表物体排开液体的体积这个公式是计算浮力的重要工具,务必牢记于心通过这个公式,我们可以方便地计算出物体所受到的浮力大小例如,已知液体的密度、重力加速度和物体排开液体的体积,就可以直接代入公式计算出浮力浮液排Fρg V代表物体所受到的浮力,单位为牛代表液体的密度,单位为千克/立代表重力加速度,通常取
9.8代表物体排开液体的体积,单位为顿(N)方米(kg/m³)N/kg立方米(m³)密度物质的特性密度是物质的一种特性,它描述的是单位体积内所含物质的质量不同的物质,密度通常不同例如,铁的密度远大于水的密度,而水的密度又大于空气的密度密度是判断物质种类的重要依据,也是计算物体质量和体积的重要参数了解不同物质的密度,可以帮助我们更好地理解和解释各种物理现象例如,为什么铁块会沉入水中,而木块却能漂浮在水面上呢?这正是由于它们的密度不同所导致的定义1单位体积内所含物质的质量单位2常用的单位有千克/立方米(kg/m³)和克/立方厘米(g/cm³)特性3不同的物质,密度通常不同,密度是物质的一种特性重力物体受到的地球引力重力是指由于地球的吸引而使物体受到的力重力的大小与物体的质量成正比,质量越大,受到的重力也越大重力的方向总是竖直向下的在分析物体受力情况时,重力是一个非常重要的因素无论是静止的物体,还是运动的物体,都受到重力的作用例如,站在地面上的人,受到地球的吸引力,这就是重力大小21定义方向3重力是由于地球的吸引而使物体受到的力重力的大小与物体的质量成正比重力的方向总是竖直向下的体积物体占据空间的大小体积是指物体所占据空间的大小不同的物体,体积可能相同,也可能不同体积的常用单位有立方米(m³)、立方分米(dm³)、立方厘米(cm³)等计算物体的体积是解决许多物理问题的基础规则物体的体积可以通过公式计算,例如,长方体的体积等于长乘以宽乘以高不规则物体的体积可以通过排水法等方法测量立方米m³1立方分米2dm³立方厘米3cm³体积是物体占据空间的大小不同的物体,体积可能相同,也可能不同计算物体的体积是解决许多物理问题的基础液体密度不同液体的密度值不同的液体,密度值不同例如,水的密度约为1000kg/m³,酒精的密度约为800kg/m³,水银的密度约为13600kg/m³了解不同液体的密度值,可以帮助我们判断物体在不同液体中的浮沉情况密度大的液体,更容易使物体漂浮例如,在死海中,由于盐分含量很高,海水的密度很大,人可以轻松地漂浮在水面上液体密度kg/m³水1000酒精800水银13600重力加速度的取值(通常为)g
9.8N/kg重力加速度(g)是指物体在只受重力作用的情况下,下落的加速度在地球表面附近,g的取值约为
9.8N/kg,为了方便计算,有时也取10N/kg重力加速度是计算重力和浮力的重要参数无论是计算物体的重力,还是计算物体所受到的浮力,都需要用到重力加速度例如,计算质量为m的物体的重力,可以使用公式G=mg定义物体在只受重力作用的情况下,下落的加速度取值通常取
9.8N/kg,有时也取10N/kg应用计算重力和浮力的重要参数物体浸没全部浸入液体中当物体完全被液体包围,没有露出液面时,我们称之为物体浸没在这种情况下,物体排开液体的体积等于物体的自身体积浸没是分析物体受力情况的一种常见状态例如,将一个石块完全放入水中,石块没有露出水面,此时石块就处于浸没状态在这种状态下,石块所受到的浮力等于石块自身体积大小的水的重力定义特点12物体完全被液体包围,没有露物体排开液体的体积等于物体出液面的自身体积应用3分析物体受力情况的一种常见状态物体漂浮部分露出液面当物体能够静止在液面上,且有一部分露出液面时,我们称之为物体漂浮在这种情况下,物体所受到的浮力等于物体的重力漂浮是物体在液体中稳定存在的一种状态例如,将一个木块轻轻放入水中,木块能够静止在水面上,且有一部分露出水面,此时木块就处于漂浮状态在这种状态下,木块所受到的浮力等于木块自身的重力定义特点物体能够静止在液面上,且有一物体所受到的浮力等于物体的重部分露出液面力状态物体在液体中稳定存在的一种状态物体悬浮停留在液体中的任意深度当物体能够停留在液体中的任意深度时,我们称之为物体悬浮在这种情况下,物体所受到的浮力也等于物体的重力悬浮是一种特殊的平衡状态例如,将一个密度与水接近的物体放入水中,物体能够停留在水中的任意深度,既不沉底,也不上浮,此时物体就处于悬浮状态在这种状态下,物体所受到的浮力等于物体自身的重力特点2物体所受到的浮力等于物体的重力定义1物体能够停留在液体中的任意深度状态3一种特殊的平衡状态浮沉条件物体浮沉的判断标准物体的浮沉取决于其所受到的浮力与重力的大小关系如果浮力大于重力,物体将上浮;如果浮力小于重力,物体将下沉;如果浮力等于重力,物体将漂浮或悬浮掌握浮沉条件是判断物体浮沉情况的关键通过比较物体所受到的浮力与重力的大小,我们可以准确地判断出物体在液体中的状态例如,如果一个气球所受到的空气浮力大于气球自身的重力,气球就会上升浮力与重力关系物体状态浮力重力上浮浮力重力下沉浮力=重力漂浮或悬浮浮力大于重力物体上浮当物体所受到的浮力大于其重力时,合力方向向上,物体将向上运动,直至漂浮在液面上例如,一个气球内部充入密度小于空气的气体,使得气球所受到的空气浮力大于气球自身的重力,气球就会上升这种现象在生活中很常见比如,把一个空的塑料瓶放入水中,塑料瓶受到的浮力大于重力,就会向上浮起合力向上向上运动漂浮液面浮力小于重力物体下沉当物体所受到的浮力小于其重力时,合力方向向下,物体将向下运动,直至沉入液体底部例如,一个铁块放入水中,铁块所受到的浮力小于铁块自身的重力,铁块就会下沉在生活中,我们经常会看到物体下沉的现象例如,把一块石头放入水中,石头受到的浮力小于重力,就会沉入水底合力向下物体所受到的合力方向向下向下运动物体将向下运动沉入底部直至沉入液体底部浮力等于重力物体漂浮或悬浮当物体所受到的浮力等于其重力时,物体处于平衡状态,将漂浮在液面上或悬浮在液体内部漂浮和悬浮都是物体在液体中保持静止的状态例如,一条鱼在水中可以自由地上下游动,当它静止在某个深度时,就处于悬浮状态而一艘船静止在水面上时,则处于漂浮状态平衡状态漂浮12物体所受到的力达到平衡物体静止在液面上悬浮3物体静止在液体内部漂浮物体静止在液面上漂浮是指物体静止在液面上,且有一部分露出液面在这种情况下,物体所受到的浮力等于其重力漂浮是物体在液体中稳定存在的一种状态,也是生活中常见的现象例如,一艘木船漂浮在水面上,木船所受到的浮力等于木船自身的重力通过改变船的形状,可以增大船的排水量,从而增大船所受到的浮力,使其能够承载更多的货物静止液面部分露出浮力等于重力物体静止在液面上物体有一部分露出液面物体所受到的浮力等于其重力悬浮物体静止在液体内部悬浮是指物体静止在液体内部的任意深度,既不上浮,也不下沉在这种情况下,物体所受到的浮力也等于其重力悬浮是一种特殊的平衡状态,需要物体密度与液体密度接近才能实现例如,潜水艇可以通过调节自身的重力,使其密度与海水密度接近,从而实现在水中的悬浮鱼类也可以通过调节鱼鳔中的气体,改变自身的密度,从而在水中悬浮静止内部1物体静止在液体内部任意深度2物体可以在液体内部的任意深度保持静止密度接近3需要物体密度与液体密度接近才能实现简单计算题直接应用阿基米德原理简单计算题通常只需要直接应用阿基米德原理公式(F浮=ρ液gV排)即可解决这类题目主要考察对基本概念和公式的掌握程度在解题时,首先要明确题目中的已知条件,然后选择合适的公式进行计算例如,已知液体的密度、重力加速度和物体排开液体的体积,就可以直接代入公式计算出物体所受到的浮力这类题目难度较低,是入门练习的好选择选择公式21明确条件直接计算3简单计算题通常只需要直接应用阿基米德原理公式即可解决这类题目主要考察对基本概念和公式的掌握程度例题计算木块受到的浮力1题目一个体积为
0.01立方米的木块,漂浮在水面上,求木块受到的浮力(水的密度为1000kg/m³,g取10N/kg)解由于木块漂浮在水面上,所以木块所受到的浮力等于木块的重力根据漂浮条件可知,F浮=G又因为F浮=ρ液gV排,G=mg,所以ρ液gV排=mg由于木块漂浮,所以V排小于木块的体积已知V=
0.01m³,ρ水=1000kg/m³,g=10N/kg,所以F浮=ρ水gV排=1000kg/m³×10N/kg×V排由于漂浮,F浮等于木块的重力所以F浮=木块的重力已知条件解题思路答案木块体积
0.01m³,水的密度1000根据漂浮条件,浮力等于重力利用阿木块受到的浮力等于木块的重力,具体kg/m³,g10N/kg基米德原理计算浮力数值需要进一步计算木块质量得出例题计算铁块浸没时受到的2浮力题目一个体积为
0.001立方米的铁块,完全浸没在水中,求铁块受到的浮力(水的密度为1000kg/m³,g取10N/kg)解根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排由于铁块完全浸没在水中,所以铁块排开水的体积等于铁块自身的体积已知V=
0.001m³,ρ水=1000kg/m³,g=10N/kg,所以F浮=ρ水gV=1000kg/m³×10N/kg×
0.001m³=10N已知条件解题思路12铁块体积
0.001m³,水的密利用阿基米德原理直接计算浮度1000kg/m³,g10N/kg力答案3铁块受到的浮力为10N例题判断物体在水中的浮沉3情况题目一个体积为
0.002立方米的石块,重30N,放入水中,判断石块在水中的浮沉情况(水的密度为1000kg/m³,g取10N/kg)解首先计算石块完全浸没在水中时所受到的浮力根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排=1000kg/m³×10N/kg×
0.002m³=20N由于石块的重力为30N,大于石块所受到的浮力20N,所以石块在水中会下沉已知条件解题思路石块体积
0.002m³,石块重力30计算石块所受到的浮力,比较浮力与N,水的密度1000kg/m³,g10重力的大小关系N/kg答案石块在水中会下沉复杂计算题综合应用多个知识点复杂计算题通常需要综合应用多个知识点才能解决,例如,需要同时考虑阿基米德原理、浮沉条件、密度公式等这类题目主要考察对知识的综合应用能力和解题技巧在解题时,首先要认真分析题目,明确题目中的已知条件和所求问题,然后选择合适的公式和方法进行计算例如,需要先计算出物体的重力,再计算出物体所受到的浮力,最后根据浮沉条件判断物体的浮沉情况这类题目难度较高,需要认真思考和分析认真分析选择公式综合应用认真分析题目,明确已知条件和所求问题选择合适的公式和方法综合应用多个知识点进行计算例题求露出液面体积的漂浮物体4题目一个体积为
0.003立方米的木块,密度为600kg/m³,漂浮在水面上,求木块露出液面的体积(水的密度为1000kg/m³,g取10N/kg)解首先计算木块的重力G=mg=ρ木Vg=600kg/m³×
0.003m³×10N/kg=18N由于木块漂浮在水面上,所以木块所受到的浮力等于木块的重力,即F浮=18N根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排,所以V排=F浮/ρ水g=18N/1000kg/m³×10N/kg=
0.0018m³木块露出液面的体积为V露=V-V排=
0.003m³-
0.0018m³=
0.0012m³浮排露G FV V计算木块的重力根据漂浮条件,浮力等于重力利用阿基米德原理计算排开水的体计算露出液面的体积积例题混合物体的平均密度计算5题目一个体积为
0.004立方米的物体,由铁和铝混合而成,已知铁的体积为
0.001立方米,铝的体积为
0.003立方米,求物体的平均密度(铁的密度为7900kg/m³,铝的密度为2700kg/m³)解首先计算铁的质量m铁=ρ铁V铁=7900kg/m³×
0.001m³=
7.9kg然后计算铝的质量m铝=ρ铝V铝=2700kg/m³×
0.003m³=
8.1kg物体的总质量为m=m铁+m铝=
7.9kg+
8.1kg=16kg物体的平均密度为ρ=m/V=16kg/
0.004m³=4000kg/m³计算铁的质量m铁=ρ铁V铁计算铝的质量m铝=ρ铝V铝计算总质量m=m铁+m铝计算平均密度ρ=m/V例题改变液体密度后的浮力6计算题目一个体积为
0.005立方米的物体,浸没在水中时受到的浮力为50N,现在将该物体浸没在密度为1200kg/m³的液体中,求物体受到的浮力(g取10N/kg)解首先计算水的密度ρ水=F浮/gV=50N/10N/kg×
0.005m³=1000kg/m³然后计算物体在密度为1200kg/m³的液体中所受到的浮力F浮=ρ液gV=1200kg/m³×10N/kg×
0.005m³=60N计算水的密度计算新浮力12利用已知条件反求水的密度利用新的液体密度计算浮力公式应用3熟练运用阿基米德原理公式浮力在生活中的应用轮船、气球等浮力在生活中有着广泛的应用,例如,轮船利用浮力克服重力,实现航行;气球利用热空气或氦气降低密度,从而获得上升的动力这些应用都充分体现了浮力原理的重要性此外,潜水艇、救生圈等也都是利用浮力原理设计的了解浮力在生活中的应用,可以帮助我们更好地理解和利用这一重要的物理现象应用原理轮船利用浮力克服重力,实现航行气球利用热空气或氦气降低密度,从而获得上升的动力潜水艇通过改变自身重力实现沉浮轮船利用浮力克服重力轮船之所以能够漂浮在水面上,是因为它所受到的浮力等于自身的重力轮船的设计充分利用了浮力原理,通过增大船的排水量,从而增大船所受到的浮力,使其能够承载更多的货物轮船的形状通常设计成空心的,这样可以增大船的体积,从而增大船的排水量此外,轮船还配备了压舱物,可以通过调节压舱物的重量来改变船的重力,使其能够保持平衡增大排水量21浮力等于重力空心设计3轮船利用浮力克服重力,实现航行轮船的设计充分利用了浮力原理,通过增大船的排水量,从而增大船所受到的浮力,使其能够承载更多的货物气球利用热空气或氦气降低密度气球之所以能够升空,是因为它所受到的空气浮力大于自身的重力为了使气球能够升空,需要降低气球内部气体的密度常用的方法是充入热空气或氦气热空气的密度小于冷空气,氦气的密度小于空气,因此气球能够升空热气球通过加热气球内部的空气,降低空气的密度,从而获得上升的动力而氦气球则直接充入密度小于空气的氦气,从而获得上升的动力空气浮力大于重力1气球升空的条件降低气体密度2充入热空气或氦气获得上升动力3气球升空的最终结果潜水艇通过改变自身重力实现沉浮潜水艇可以通过调节自身的重力来实现沉浮当潜水艇需要下潜时,会向水舱中注入海水,增大自身的重力,使其大于所受到的浮力,从而下沉当潜水艇需要上浮时,会将水舱中的海水排出,减小自身的重力,使其小于所受到的浮力,从而上浮潜水艇的沉浮过程充分体现了浮沉条件的应用通过精确控制自身重力,潜水艇可以在水中自由地航行注入海水排出海水增大自身重力,实现下沉减小自身重力,实现上浮精确控制在水中自由地航行测量物体密度利用浮力测量不规则物体密度利用浮力可以测量不规则物体的密度首先,测量物体在空气中的重力然后,将物体浸没在液体中,测量物体浸没在液体中的重力根据浮力公式,可以计算出物体所受到的浮力最后,根据阿基米德原理和密度公式,可以计算出物体的体积和密度这种方法适用于测量各种不规则物体的密度,例如,石块、金属块等利用浮力测量物体密度是一种简单而有效的方法步骤内容1测量物体在空气中的重力2测量物体浸没在液体中的重力3计算物体受到的浮力4计算物体的体积和密度实验步骤测量物体在空气中的重力首先,将物体悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数即为物体在空气中的重力在测量时,需要确保弹簧测力计处于竖直状态,并且物体没有与周围物体接触准确测量物体在空气中的重力是计算物体密度的基础在实验过程中,需要认真操作,避免误差悬挂物体将物体悬挂在弹簧测力计下静止读数静止时弹簧测力计的示数为物体重力确保竖直弹簧测力计处于竖直状态实验步骤测量物体浸没在液体中的重力将物体完全浸没在液体中,但不要接触容器底部,静止时弹簧测力计的示数即为物体浸没在液体中的重力在测量时,需要确保物体完全浸没,并且弹簧测力计处于竖直状态准确测量物体浸没在液体中的重力是计算物体所受到的浮力的关键在实验过程中,需要认真操作,避免误差完全浸没竖直状态不接触底部物体完全浸没在液体中弹簧测力计处于竖直状态物体不接触容器底部静止读数静止时弹簧测力计的示数实验步骤计算物体受到的浮力根据公式F浮=G-G,计算物体所受到的浮力其中,G代表物体在空气中的重力,G代表物体浸没在液体中的重力计算出的浮力是确定物体体积和密度的重要参数在计算浮力时,需要确保所使用的重力单位一致例如,如果重力单位为牛顿(N),则浮力单位也应为牛顿(N)G-G12G3G根据公式F浮=G-G,计算物体所受到的浮力其中,G代表物体在空气中的重力,G代表物体浸没在液体中的重力实验步骤计算物体的体积和密度根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,可以计算出物体排开液体的体积,即物体的体积V=F浮/ρ液g然后,根据密度公式ρ=m/V,可以计算出物体的密度m=G/g,所以ρ=G/g/V通过以上步骤,就可以利用浮力测量出不规则物体的密度这种方法简单易行,且适用于各种形状的物体计算体积计算质量计算密度V=F浮/ρ液g m=G/gρ=m/V浮力与物体形状的关系讨论物体形状对浮力的影响虽然阿基米德原理表明,浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关,但物体的形状在一定程度上也会影响浮力的大小例如,船的形状设计成空心的,可以增大船的排水量,从而增大船所受到的浮力因此,在实际应用中,需要综合考虑物体的形状和大小,才能更好地利用浮力理论依据形状影响实际应用浮力大小与排开液体体积和液体密度物体形状在一定程度上会影响浮力的需要综合考虑物体的形状和大小有关大小船的形状为什么船能漂浮?船之所以能够漂浮在水面上,是因为船的形状设计成空心的,可以增大船的排水量,从而增大船所受到的浮力当船所受到的浮力等于船自身的重力时,船就可以漂浮在水面上此外,船的底部通常设计成扁平的,这样可以增大船与水面的接触面积,从而减小船所受到的压力,使其更加稳定原因解释空心设计增大船的排水量,从而增大船所受到的浮力浮力等于重力当船所受到的浮力等于船自身的重力时,船就可以漂浮底部扁平增大船与水面的接触面积,减小压力,使其更加稳定空心空心物体如何增大浮力?空心物体之所以能够增大浮力,是因为空心结构可以增大物体的体积,从而增大物体排开液体的体积根据阿基米德原理,浮力的大小与物体排开液体的体积成正比,因此空心物体所受到的浮力更大例如,将一块实心铁块放入水中,铁块会下沉但如果将这块铁块制成空心的船,船就可以漂浮在水面上这是因为空心船的体积更大,排开水的体积也更大,所受到的浮力也更大增大排水量21增大体积增大浮力3空心结构增大了物体的体积,增大了物体排开液体的体积,从而增大了物体所受到的浮力提高浮力的方法增大排开液体体积根据阿基米德原理,浮力的大小与物体排开液体的体积成正比因此,增大物体排开液体的体积是提高浮力的有效方法例如,船的形状设计成空心的,可以增大船的排水量,从而增大船所受到的浮力此外,还可以通过改变物体的形状,使其能够排开更多的液体例如,将一个扁平的物体放入水中,物体能够排开更多的液体,从而增大所受到的浮力方法解释空心设计增大物体的排水量改变物体形状使其能够排开更多的液体提高浮力的方法增大液体密度根据阿基米德原理,浮力的大小与液体的密度成正比因此,增大液体的密度是提高浮力的另一种有效方法例如,在盐水中,物体所受到的浮力比在清水中所受到的浮力更大这是因为盐水的密度大于清水的密度在死海中,由于盐分含量很高,海水的密度很大,人可以轻松地漂浮在水面上这充分体现了增大液体密度可以提高浮力的效果阿基米德原理浮力与液体密度成正比增大液体密度可以提高浮力盐水密度大于清水,浮力更大如何改变物体的沉浮增加或减少物体重力根据浮沉条件,物体的浮沉取决于其所受到的浮力与重力的大小关系因此,可以通过增加或减少物体的重力来改变物体的沉浮例如,潜水艇通过向水舱中注入海水或排出海水来改变自身的重力,从而实现沉浮此外,还可以通过改变物体的质量来改变其重力例如,向气球中加入沙子,可以增大气球的重力,使其下降增加重力减少重力12使物体下沉使物体上浮潜水艇3通过调节水舱中的水量改变重力如何改变物体的沉浮改变物体自身体积通过改变物体的体积,可以改变物体排开液体的体积,从而改变物体所受到的浮力,进而改变物体的沉浮例如,将一个气球充气,可以增大气球的体积,从而增大气球所受到的空气浮力,使其上升此外,还可以通过改变物体的形状来改变其体积例如,将一个扁平的物体放入水中,物体能够排开更多的液体,从而增大所受到的浮力方法解释充气增大气球的体积,使其上升改变形状使物体能够排开更多的液体,增大浮力例题冰块融化后水位的变化7题目一个装有冰块的杯子,冰块漂浮在水面上,当冰块全部融化后,杯子中的水位会发生什么变化?解冰块漂浮在水面上时,所受到的浮力等于冰块的重力根据阿基米德原理,冰块排开水的体积等于冰块融化成水后的体积因此,当冰块全部融化后,杯子中的水位不会发生变化浮力等于重力21冰块漂浮体积相等3冰块融化后,水位的变化取决于冰块融化成水后的体积与冰块排开水的体积之间的关系由于两者相等,所以水位不变例题容器底部压力变化分析8题目一个装有水的容器,将一个物体放入容器中,物体漂浮在水面上,容器底部受到的压力会发生什么变化?解物体漂浮在水面上时,所受到的浮力等于物体的重力根据力的平衡,容器底部受到的压力等于水的重力加上物体的重力因此,将物体放入容器中后,容器底部受到的压力会增大,增大的压力等于物体的重力物体漂浮1浮力等于重力2压力增大3容器底部受到的压力等于水的重力加上物体所受到的重力将物体放入容器中后,压力增大例题多个物体同时漂浮的问题9题目一个木块漂浮在水面上,将一个铁块放在木块上,木块仍然漂浮在水面上,求木块和铁块共同受到的浮力解由于木块和铁块共同漂浮在水面上,所以木块和铁块共同受到的浮力等于木块和铁块的总重力根据漂浮条件,F浮=G木+G铁共同漂浮总重力浮力公式木块和铁块共同漂浮在水面上木块和铁块的总重力F浮=G木+G铁浮力与气体的关系空气的浮力不仅液体有浮力,气体也有浮力空气的浮力是指浸在空气中的物体所受到的向上托起的力空气浮力的产生原因与液体浮力类似,也是由于物体上下表面所受到的空气压力差引起的虽然空气的密度远小于液体的密度,但空气的浮力在一些情况下仍然很重要例如,气球的升空就是利用了空气的浮力气体浮力压力差重要性空气的浮力是指浸在空气中的物体所受空气浮力的产生原因也是由于物体上下空气的浮力在一些情况下仍然很重要,到的向上托起的力表面所受到的空气压力差引起的例如,气球的升空热气球的原理利用热空气降低密度热气球升空的原理是利用热空气降低密度当加热气球内部的空气时,空气的密度会降低,从而使气球所受到的空气浮力大于气球自身的重力,气球就会上升热气球的高度可以通过调节气球内部空气的温度来控制当气球需要下降时,可以停止加热或释放一部分热空气,增大气球的密度,使其下降加热空气降低密度浮力大于重力气球上升空气浮力的应用探测气球空气浮力在气象探测中有着重要的应用探测气球可以携带各种气象仪器升入高空,测量高空的气温、气压、湿度等数据探测气球的升空就是利用了空气的浮力通过分析探测气球传回的数据,气象学家可以更好地了解大气层的结构和变化,从而提高天气预报的准确性气象探测测量数据12携带气象仪器升入高空测量气温、气压、湿度等数据提高预报准确性3分析数据,了解大气层结构和变化影响浮力大小的因素总结液体密度、排开液体体积总结一下,影响浮力大小的因素主要有两个液体密度和排开液体体积根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,浮力的大小与液体密度和排开液体体积成正比因此,要提高浮力,可以增大液体的密度或增大排开液体的体积在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法因素影响液体密度液体密度越大,浮力越大排开液体体积排开液体体积越大,浮力越大习题练习基础概念选择题
11.下列关于浮力的说法正确的是()A.只有浸在水中的物体才受到浮力B.浮力的大小只与物体的体积有关C.浮力的大小与物体的重力有关D.浸在液体中的物体所受到的浮力,大小等于它排开的液体的重力
2.一个物体漂浮在水面上,下列说法正确的是()A.物体所受到的浮力大于其重力B.物体所受到的浮力小于其重力C.物体所受到的浮力等于其重力D.物体所受到的浮力与重力无关基础概念21选择题巩固知识3习题练习浮力计算填空题
21.一个体积为
0.002立方米的物体,完全浸没在水中,则该物体所受到的浮力为_____N(水的密度为1000kg/m³,g取10N/kg)
2.一个重为20N的物体,漂浮在水面上,则该物体所受到的浮力为_____N填空题计算练习巩固公式习题练习综合应用解答题
31.一个体积为
0.005立方米的木块,密度为600kg/m³,放入水中,求
(1)木块所受到的最大浮力;
(2)木块漂浮时,露出水面的体积
2.一个潜水艇的体积为100立方米,求
(1)当潜水艇完全浸没在海水中时,所受到的浮力(海水的密度为1025kg/m³,g取10N/kg);
(2)如果潜水艇要上浮,需要排出多少体积的海水?解答题综合应用12提升能力3答疑解惑解答学生提出的疑问学生为什么物体在水中会受到浮力?老师物体在水中受到浮力是因为水对物体上下表面的压力不同由于水具有流动性,物体浸在水中时,各个方向都会受到水的压力物体下表面所处的深度比上表面深,所以下表面受到的压力大于上表面,这个压力差就是浮力学生浮力的大小与物体的哪些因素有关?老师根据阿基米德原理,浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关,与物体的形状、大小、密度等因素无关问题解答为什么物体在水中会受到浮力?由于水对物体上下表面的压力不同,压力差就是浮力浮力的大小与物体的哪些因素有关?只与物体排开液体的体积和液体的密度有关易错点分析总结常见的错误
1.混淆浮力与重力浮力是液体或气体对物体的向上托起的力,重力是地球对物体的吸引力两者方向相反,但不能相互抵消
2.误用阿基米德原理阿基米德原理适用于计算浸在液体或气体中的物体所受到的浮力,不能直接用于计算物体的重力
3.忽略物体是否完全浸没当物体部分浸没在液体中时,排开液体的体积小于物体的自身体积计算浮力时,需要注意使用正确的体积误用阿基米德原理21混淆浮力与重力忽略是否完全浸没3解题技巧提供解题的思路和方法
1.明确题目中的已知条件和所求问题在解题前,首先要认真阅读题目,明确题目中的已知条件和所求问题可以使用画图等方法帮助理解题意
2.选择合适的公式和方法根据题目中的已知条件和所求问题,选择合适的公式和方法进行计算例如,如果题目中已知物体的体积和液体的密度,可以使用阿基米德原理计算浮力
3.规范解题步骤按照规范的解题步骤进行计算,避免出现错误例如,先写出已知条件、所求问题,再选择公式、进行计算,最后写出答案步骤内容1明确题目中的已知条件和所求问题2选择合适的公式和方法3规范解题步骤,避免错误学习方法建议鼓励学生积极思考、多做练习
1.积极思考在学习浮力原理时,要积极思考,理解每一个概念和公式的含义可以尝试用自己的语言解释这些概念和公式
2.多做练习通过多做练习,巩固所学知识,提高解题能力可以选择不同类型的题目进行练习,例如,选择题、填空题、解答题等
3.善于总结在学习过程中,要善于总结,将所学知识整理成知识体系可以制作思维导图等工具,帮助记忆和理解积极思考理解概念和公式的含义多做练习巩固知识,提高解题能力善于总结整理知识体系,制作思维导图课后作业布置相关练习题
1.完成课本上的相关练习题
2.在练习册上选择不同类型的题目进行练习
3.查找生活中的浮力现象,并尝试用所学知识进行解释课本练习题练习册题目生活中的浮力现象总结回顾本节课的重点内容本节课我们学习了浮力的基本概念、产生原因、计算方法及其在生活中的广泛应用重点掌握了阿基米德原理、浮沉条件等知识点通过本节课的学习,相信大家对浮力现象有了更深入的理解,并能够运用所学知识解决实际问题希望大家在课后继续努力,巩固所学知识,不断提高自己的科学素养感谢大家的参与!阿基米德原理21浮力概念浮沉条件3。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0