八年級(下)第十章《浮力》

一、浮力
1、浸在液體中的物體受到的向上的力,這個(gè)力叫做浮力。
(只要浸在液體中就有浮力,不用必須浸沒,只要有V排就有豎直向上的浮力)
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2、測量浮力
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①懸掛物塊,讀數(shù)F1
由于物體保持靜止,所以有F1=G
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②把物塊浸沒在水中,讀數(shù)F2
由于物體保持靜止,所以有F浮+F2=G
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代入G=F1?可得F浮=F1-F2
3、浮力本質(zhì)
邏輯細(xì)分:用長方體舉例
①液體內(nèi)部有壓強(qiáng)→同一深度壓強(qiáng)相同→側(cè)面的液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力相互抵消
②液體內(nèi)部有壓強(qiáng)→各個(gè)方向都有→上表面受到的壓強(qiáng)向下→下表面受到的壓強(qiáng)向上
③液體內(nèi)部有壓強(qiáng)→不同深度壓強(qiáng)不同→物體本身是有長度的→上下表面所處深度不同→下表面更深壓強(qiáng)更大,上表面壓強(qiáng)更小→上下表面產(chǎn)生了壓力差→浮力
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綜上所述,根據(jù)液體的壓強(qiáng)的知識,分析得出浮力的本質(zhì),就是物體上下表面的壓力差。
4、

①甲乙丙:示數(shù)變小,浮力跟浸在液體中的體積有關(guān)
②丙丁:示數(shù)不變,浮力跟在液體中的深度無關(guān)
(本質(zhì)上是因?yàn)槲矬w上下表面的深度變了,但是深度差沒變)
③丁戊:示數(shù)變小,浮力跟液體密度有關(guān)
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假如三組數(shù)據(jù)進(jìn)階結(jié)論:同種液體,V排越大,浮力越大;V排相同,密度越大,浮力越大。
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二、阿基米德原理
1、靈感引導(dǎo)略,用排開液體的體積,來代替浸在液體中的體積,即V排。
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2、探究浮力大小跟排開液體所受重力的關(guān)系
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①甲圖和乙圖:F浮=F1-F2
②丙圖和丁圖:G排=F3-F4
③比較F浮和G排的關(guān)系
發(fā)現(xiàn):F浮=G排
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3、阿基米德原理
①浸在液體中的物體受到浮力大小等于排開液體重力,即F浮=G排
②不僅適用于液體,也適用于氣體。
③推導(dǎo):F浮=G排=m液g=ρ液gV排
④計(jì)算中不能直接書寫F浮=ρ液gV排,要寫F浮=G排=ρ液gV排
4、回馬槍理論實(shí)際合體

F浮=F2-F1????????????由于P=F/s 可得F=PS
F浮=P2S-P1S ?????????由于P為液體在該處產(chǎn)生的壓強(qiáng) P=ρgh
F浮=ρgh2S-ρgh1S=ρgS(h2-h1) ?發(fā)現(xiàn)h2-h1就是物塊的長度
F浮=ρgSh物=ρgV物 ???由于物體浸沒 可得V物=V排
F浮=ρ液gV排
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1、小結(jié)&注意
①計(jì)算題中V物=V排的前提條件是完全浸沒
②計(jì)算題中用科學(xué)計(jì)數(shù)法(1cm3=10-6m3?,1cm2=10-4m3,1/10-2=102等)
③由于F浮=G排=ρ液gV排 ,所以同種液體中,F(xiàn)浮與V排成正比
三、物體的浮沉條件及應(yīng)用
1、浸沒時(shí)的討論(V排=V物,F浮=G排=m液g=ρ液gV排,G物=m物g=ρ物V物g)
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①上?。何矬w正在上浮,受力不平衡,合力向上,向上做加速直線運(yùn)動(dòng)。
推導(dǎo):F?。綠物 ρ液gV排>ρ物V物g ?ρ液>ρ物
②懸?。何矬w處于懸浮狀態(tài),受力平衡,合力為0,保持靜止。
推導(dǎo):F浮=G物 ??ρ液gV排=ρ物V物g ? ρ液=ρ物
③下沉,物體正在下沉,受力不平衡,合力向下,向下做加速直線運(yùn)動(dòng)。
推導(dǎo):F?。糋物 ρ液gV排<ρ物V物g ?ρ液<ρ物
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提示:浸沒在液體中的物體,上浮、懸浮、下沉,取決于ρ液和ρ物的大小關(guān)系。這與我們八上學(xué)習(xí)密度時(shí),質(zhì)量一定的空氣受熱膨脹體積變大,密度變小會上升不謀而合,是符合我們認(rèn)知,所以不需要死記硬背,會列式就能記住。
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2、靜止時(shí)的討論(F浮=G排=m液g=ρ液gV排,G物=m物g=ρ物V物g)
④上浮的物體,破水而出,V排變小,浮力變小,最終靜止。
推導(dǎo):F浮=G物?ρ液gV排=ρ物V物g 由于V排<V物?ρ液>ρ物
⑤懸浮的物體一直保持懸浮,一直處于平衡態(tài)。
推導(dǎo):F浮=G物?ρ液gV排=ρ物V物g 由于V排=V物 ? ρ液=ρ物
⑥下沉的物體,沉底后保持靜止,受到了容器底部的支持力。
推導(dǎo):F浮+F支=G物?F浮<G物 ρ液gV排<ρ物V物g 由于V排=V物?ρ液<ρ物
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綜上:做題時(shí)物塊
若正在上浮或處于漂浮可得ρ物<ρ液
若懸浮在水中,即可得ρ物=ρ液
若正在下沉或已經(jīng)沉底,則可判斷ρ物>ρ液
3、冰化水問題

如圖,裝滿水的容器中漂浮著一塊冰,若冰熔化為水,會有水溢出嗎?
①根據(jù)漂浮狀態(tài)可得:F浮=G冰?ρ水gV排=ρ冰V冰g
?V排∶V冰=ρ冰∶ρ水
②根據(jù)冰熔化后質(zhì)量不變可得:m水=m冰?ρ水V水=ρ冰V冰
?V水∶V冰=ρ冰∶ρ水
綜上易得V水=V排 即冰熔化后,不會溢出。
③延伸技巧:漂浮的物體,都可通過平衡力,列出V排與V物的關(guān)系,就可以按比例比較液體密度大小,自制密度計(jì)就是這個(gè)原理。
④延伸技巧:兩個(gè)漂浮的物體,也可以通過比例看出兩物體的密度關(guān)系。比如冰飄在水上,和木頭飄在水上,V露∶V排是不同的
⑤延伸技巧:假如一個(gè)木塊漂浮在水上,假設(shè)這個(gè)木塊也能熔化成水,那么液面高度也不變化。
⑥延伸技巧:假如冰里有個(gè)石塊,熔化后液面會下降。假如冰里有個(gè)木塊,熔化后液面不變。
⑦延伸技巧:假如淡水冰在鹽水中熔化,液面也會上升。因?yàn)槿刍癁辂}水的話,液面才不變。
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3、浮力的應(yīng)用
①輪船:通過增大V排,使船獲得很大的浮力,排水量m排=m船+m貨
②潛艇:V排一定,浮力不變,通過吸水排水改變G實(shí)現(xiàn)上浮下沉
③氣球:氣球體積膨脹G一定,控制V排從而控制浮力。
飛艇和熱氣球,V排一定,通過控制ρ控制m控制G
④密度計(jì):G一定,通過不同液體密度不同,V排比例測量液體,間隔上疏下密。
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四、思路總結(jié)
1、求浮力常用方法
①F浮=ρ液gV排公式法②通過靜止:受力分析平衡法F浮=G③壓力差法F浮=F2-F1
2、求液體對容器底壓力方法
①公式法F=Ps=ρghS②直上直下整體法看G總③增壓減壓看F壓和G的關(guān)系
3、求液體壓強(qiáng)方法
①p=ρgh公式法②整體法P=F/s=G/s③增壓減壓容器比較先比較F壓和G再看P=F/s
4、求容器對桌面的壓力/壓強(qiáng)
一句話整體法看G總