10.1浮力（講義）教師版

人教版八年級(jí)物理下冊(cè)第10章《浮力》第1節(jié)浮力講義（知識(shí)點(diǎn)總結(jié)+例題講解）序號(hào)知識(shí)點(diǎn)難易程度例題數(shù)變式題數(shù)合計(jì)一浮力的概念：定義、方向、示意圖★2214二浮力的測(cè)量（稱重法）：F浮=GF拉★★11三浮力產(chǎn)生的原因（本質(zhì)）：F浮=F下F上★★22四浮力的影響因素★★22一、浮力：1.浮力的定義：一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對(duì)它豎直向上的力叫浮力；說(shuō)明：包括部分浸入和完全浸入。2.施力物體：液體（或者氣體）；3.受力物體：浸在液體或氣體中的物體；4.浮力方向：豎直向上；【例題1】如圖所示的四個(gè)情景，沒(méi)有受到浮力的物體是（）A.沉底的雞蛋B.遨游的“天宮一號(hào)”C.飄在空中的熱氣球D.能承載重物的橡皮泥船【答案】B【解析】根據(jù)浮力的定義：浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）豎直向上托起的力叫浮力。解：A.沉底的雞蛋在水中盡管下沉，但仍然受到浮力，故A不符合題意；B.太空中沒(méi)有空氣，故太空中運(yùn)行的“天宮一號(hào)”不受到浮力，故B符合題意；C.空中上升的熱氣球能上升，是因?yàn)槠涫艿娇諝獾母×?，故C不符合題意；D.浮力是浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）向上托起的力，橡皮泥船受到水的向上托起的力，即受到浮力，故D不符合題意。故選：B。【變式練習(xí)1】下列說(shuō)法正確的是（）A.只有漂浮在液面的物體才受浮力的作用B.只有固體才受浮力的作用C.在液體中下沉的物體也受浮力的作用D.物體在液體中只受浮力的作用【答案】C【解析】一切浸在液體中的物體都受到液體對(duì)它豎直向上的浮力作用，所以A錯(cuò)。在液體中的固體受浮力作用，其他狀態(tài)的物體也受浮力作用，比如植物油漂浮在水面上也受水的浮力作用；因此B錯(cuò)。物體在液體中不但受浮力作用還受重力、壓力等其他力的作用；所以D錯(cuò)。故選：C?！纠}2】如圖，重為4N的小球漂浮在水面上，請(qǐng)畫(huà)出小球所受力的示意圖?！敬鸢浮咳鐖D所示?！窘馕觥啃∏蛟谒惺艿街亓透×Φ淖饔?，重力的方向豎直向下，浮力的方向豎直向上，由于小球漂浮，因此受到的力是平衡力，重力和浮力大小相等。解：小球漂浮在水面上，重力和浮力是一對(duì)平衡力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直線上；過(guò)小球的重心作豎直向下的重力G；過(guò)重心作豎直向上的浮力F浮，并標(biāo)出力的大小為4N；如圖所示：【變式練習(xí)2】如圖所示，浸沒(méi)在水中小球所受浮力的方向應(yīng)為圖中的方向（選填序號(hào)），這是因?yàn)?。【答案?；浮力的方向總是豎直向上的?！窘馕觥空莆崭×Φ姆较蚩偤椭亓Φ南喾矗秦Q直向上的是解答本題的關(guān)鍵。解：由浮力產(chǎn)生的原因可知：浮力的方向總是豎直向上的，故圖中的小球受到的浮力的大小與小球放置的位置無(wú)關(guān)，它受到的浮力的方向是與水平面垂直的。故應(yīng)選序號(hào)1。故答案為：1；浮力的方向總是豎直向上的。二、浮力的測(cè)量：稱重法1.原理：物體平衡時(shí)受到的合力為0。2.操作步驟：（1）將物塊豎直懸空掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，這就是物塊受的重力；（2）把物塊浸沒(méi)在水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。（3）物體受到的浮力：F浮=GF拉；3.其他情況下，也可以根據(jù)物體合力為0列平衡等式求解，例如：F浮=G+F壓?！纠}3】如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)下面懸掛一個(gè)重16N的物體，當(dāng)把物體浸沒(méi)在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為10N，此時(shí)容器內(nèi)水的深度為0.3m。則物體在水中受到的浮力是N，方向?yàn)??！敬鸢浮?；豎直向上。【解析】根據(jù)受力平衡可得：F浮=GF拉=16N10N=6N；浮力的方向始終豎直向上?！咀兪骄毩?xí)3】用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛重為3N的物體，將其浸在水中靜止時(shí)如圖所示。該物體所受浮力為（）A.0.8N B.0.9N C.1.2N D.2.2N【答案】C【解析】根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出物體浸沒(méi)時(shí)的示數(shù)，又知道物體的重力，根據(jù)F?。紾﹣F拉求出物體所受浮力。解：由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，完全浸入水中其示數(shù)F拉＝1.8N；由稱重法可得，該物體所受浮力：F浮＝G﹣F拉＝3N﹣1.8N＝1.2N。故選：C。三、浮力產(chǎn)生的原因（本質(zhì)）：1.浮力產(chǎn)生的本質(zhì)：物體在液體（或氣體）中，上下表面所受的壓力差就是浮力；2.計(jì)算公式：F浮=F下F上；3.分析：假想一個(gè)長(zhǎng)方體浸沒(méi)于液體中；（1）長(zhǎng)方體的左右兩面、前后兩面，都受到液體的平衡力的作用，合力為零。（2）上下兩面；上表面深度小于下表面深度，由P=ρgh可知，P下＞P上；所以，F(xiàn)下＞F上，所以上下兩個(gè)表面就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力差，則F浮=F下F上。4.說(shuō)明：如果物體下表面不受液體的壓力，則物體可能不受浮力?！纠}4】一長(zhǎng)方體物塊浸沒(méi)在水中，已知下表面受到水的壓力為100N，上表面受到水的壓力是40N，則物體受到的浮力為（）A.40N B.60N C.100N D.140N【答案】B【解析】根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因F?。紽向上﹣F向下進(jìn)行解答。解：物體受到的浮力F?。紽向上﹣F向下＝100N﹣40N＝60N。故選：B?！咀兪骄毩?xí)4】圖中A、B都浸沒(méi)于液體中，A與容器側(cè)壁緊密接觸，B與容器底緊密接觸。則：A浮力，B浮力（填“受到”或者“不受到”）?！敬鸢浮渴艿剑徊皇艿??！窘馕觥扛鶕?jù)浮力產(chǎn)生的原因判斷A、B是否受到浮力。解：浮力產(chǎn)生的原因上下表面的壓力差，由題意知，A與容器壁緊密接觸，上下表面有壓力差，A受到浮力；B與容器底緊密接觸，上下表面沒(méi)有壓力差，所以B不受浮力作用。故答案為：受到；不受到。【例題5】如圖所示，洗手盆底部的出水口塞著橡膠制成的水堵頭，則水堵頭（）A.沒(méi)有受到水的壓力，但受到水的浮力B.沒(méi)有受到水的壓力，也沒(méi)有受到水的浮力C.受到水的壓力，沒(méi)有受到水的浮力D.受到水的壓力，也受到水的浮力【答案】C【解析】浸沒(méi)在液體中的物體，液體對(duì)物體向上的壓強(qiáng)大于向下的壓強(qiáng)，向上的壓力大于向下的壓力，物體受到向上和向下的壓力差的作用，這個(gè)壓力差是物體受到的浮力（適用于氣體），浮力的方向總是豎直向上的。解：洗手盆底部的出水口塞著橡膠制成的水堵頭，受到水向下的壓力，但水堵頭的下表面沒(méi)有水，沒(méi)有受到水向上的壓力，所以水堵頭不受浮力；故ABD錯(cuò)誤，C正確；故選：C。【變式練習(xí)5】將一個(gè)乒乓球放入倒置的飲料瓶中，然后向瓶?jī)?nèi)注入水將乒乓球浸沒(méi)，如甲圖所示，乒乓球保持靜止?fàn)顟B(tài)，后將飲料瓶瓶口蓋住并擰緊，乒乓球迅速向上浮起，如圖乙所示，則乒乓球（）A.乒乓球一直受到浮力作用B.前者不受水的浮力作用，也不受水對(duì)它的壓力C.前者不受水的浮力作用，但受水對(duì)它的壓力D.后者受到水的浮力作用的同時(shí)也受水的壓力【答案】C【解析】浮力是由于浸沒(méi)在液體中的物體上下表面受到液體的壓力差而產(chǎn)生。解：甲圖中，乒乓球下部沒(méi)有水，它的底部不受水的向上的壓力，所以，乒乓球不受浮力，乒乓球上部有水，水對(duì)乒乓球有一個(gè)向下的壓力；乙圖中，乒乓球上浮時(shí)，上下表面受到水的壓力，所以產(chǎn)生了一個(gè)向上的壓力差，該壓力差就是浮力；綜上所述，C正確。故選：C。四、浮力的影響因素：1.假想：（1）浮力的大小可能與物體浸在液體中的體積有關(guān)；（2）浮力的大小可能與物體浸在液體中的深度有關(guān)；（3）浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)；（4）浮力的大小可能與浸在液體中的物體的密度有關(guān)；2.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法；3.操作及結(jié)論：（1）浮力的大小與物體浸入液體的體積有關(guān)，浸入液體的體積越大，物體受到的浮力越大。（2）浮力的大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)；物體浸沒(méi)在液體中，深度不同時(shí)，上下表面的壓力之差不變；（3）物體受到的浮力與液體的密度有關(guān)；浸入體積相同時(shí)，液體的密度越大，浮力越大。（4）物體所受的浮力與物體的密度無(wú)關(guān)。4.總結(jié)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，浮力的大小只跟液體的密度和物體浸入液體的體積有關(guān)。（1）在液體密度相同時(shí)，浸入液體的體積越大，物體受到的浮力越大；（2）在浸入液體的體積相同時(shí)，液體的密度越大，物體受到的浮力越大?！纠}6】如圖所示，將一長(zhǎng)方體物體浸沒(méi)在裝有足夠深水的容器中恰好處于懸浮狀態(tài)，它的上表面受到的壓力為2N，下表面受到的壓力為5N，則該物體受到的浮力大小為N；如將物體再下沉5cm，則它受到的浮力大小為N?！敬鸢浮?；3。【解析】知道長(zhǎng)方體上、下表面受到的壓力，根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因F?。紽下﹣F上求出受到的浮力，長(zhǎng)方體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積不變，可知受到的浮力不變，從而得出答案。解：由浮力產(chǎn)生的原因可知，該物體受到的浮力：F浮＝F下﹣F上＝5N﹣2N＝3N；因長(zhǎng)方體物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積不變，所以物體再下沉5cm后，它受到的浮力仍為3N不變。故答案為：3；3?！咀兪骄毩?xí)6】如圖所示，同一物體以兩種方法浸入水中，其向上、向下的壓力差F甲和F乙的關(guān)系為（）A．F甲＜F乙 B．F甲＞F乙 C．F甲＝F乙 D．條件不足，無(wú)法確定【答案】C【解析】根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，浮力等于物體上下表面所受液體的壓力差；根據(jù)物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積不變，受到的浮力相等；得出壓力差的大小關(guān)系。解：同一物體以兩種方法浸入水中，V排＝V，根據(jù)物體浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積不變，受到的浮力相等，根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，浮力等于物體上下表面所受液體的壓力差，所以同一物體以兩種方法浸入水中，受到水向上和向下的壓力差相等。故選：C?！纠}7】小敏對(duì)“物體在水中浸沒(méi)前受到的浮力是否與浸入深度有關(guān)”進(jìn)行了研究。（1）將一長(zhǎng)方體金屬塊橫放，部分體積浸入水中時(shí)，在液面所對(duì)的燒杯壁作一標(biāo)記線，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F甲（如圖甲）為N；再把金屬塊豎放浸入同一杯水中，當(dāng)時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F乙（如圖乙）。比較發(fā)現(xiàn)F乙=F甲。小敏得出：浸沒(méi)前物體受到的浮力與浸入深度無(wú)關(guān)。（2）圖中兩種狀態(tài)時(shí)，金屬塊底部受到水的壓強(qiáng)p甲p乙（選填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】（1）1.6；水面與標(biāo)記線相平；（2）小于?！窘馕觥浚?）浸在液體中的物體，受到液體的浮力，浮力的大小決定于液體的密度和排開(kāi)液體的體積；（2）金屬塊底部受到水的壓強(qiáng)p＝ρgh。解：（1）彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，示數(shù)F甲為1.6N；在液體密度一定時(shí)，物體受到的浮力與排開(kāi)液體的體積成正比，故當(dāng)水面與標(biāo)記線相平時(shí)，即控制排開(kāi)液體體積不變，讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F乙，比較發(fā)現(xiàn)F乙＝F甲，得出：浸沒(méi)前物體受到的浮力與浸入深度無(wú)關(guān)。（2）圖中兩種狀態(tài)時(shí)，h乙＞h甲，根據(jù)p＝ρgh知金屬塊底部受到水的壓強(qiáng)p甲小于p乙；故答案為：（1）1.6；水面與標(biāo)記線相平；（2）小于。【變式練習(xí)7】如圖所示，是探究同一物體所受浮力大小于哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。（1）兩次實(shí)驗(yàn)證明物體所受浮力隨物體排開(kāi)液體積的變化而變化（選填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）。（2）進(jìn)行乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)是為了探究物體所受浮力大小與關(guān)系。（3）由丙、丁兩次實(shí)驗(yàn)可知：完全浸沒(méi)在同種液體中的物體，所受浮力大小與無(wú)關(guān)?！敬鸢浮浚?）甲、乙；（2）液體密度；（3）物體浸沒(méi)的深度。【解析】物體所受浮力大小與液體的密度和排開(kāi)液體的體積有關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)采用控制變量法，分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中相同和不同的部分，然后