孫東傑老師:呼市第十五中學初二物理備課組長,呼市「國文物理工作室」成員,呼市新城區物理名師工作室成員,新城區物理學科帶頭人,物理教學能手,曾獲呼市教學基本功大賽一等獎,獲建國70周年國家基礎教育成果展與優質成果展展示課一等獎,獲全國物理競賽優秀輔導員稱號。
一、浮力的大小
物體所受浮力的大小跟它排開液體所受的重力有什麼定量關係?下面我們看看趙蕾、趙珈毓是如何通過實驗得出結論的:
寫錯地方了,依然很可愛
在測量物體的重力及空桶的重力時,兩位同學利用鐵架臺固定彈簧測力計,這樣避免在操作時發生晃動影響實驗,示數穩定,測量更準確,特別好。可在測量物體浸在液體中所受拉力的大小時以及在測量小桶和液體的總重時,為什麼不用鐵架臺固定彈簧測力計了呢?用手提著彈簧測力計測量的話示數不穩定,尤其是我們如果測量物體浸入一半或1/4等情況的時候更要用鐵架臺固定彈簧測力計,這二位可能太激動了,忘了用了同學們一定要注意。當然,兩位小可愛在實驗過程中一定還有很多不足,大家發現了嗎?歡迎留言哦~
大量的實驗結果表明:
浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等於它排開液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。(阿基米德原理同樣適用於氣體。)
表達式:F浮 = G排
二、例題
例題1、某同學將一漂浮在水面不開口的飲料罐緩慢按入水中,當飲料罐全部浸入在水中後,繼續向下壓一段距離,共用時t0 ,此過程中飲料罐所受的浮力隨時間變化的圖象可能是下列圖中的( )
答案:B
例題2、盧奇小組探究:「浮力與物體排開水的關係」的實驗裝置及過程如圖所示:
(1)如圖實驗裝置中影響實驗的是______.(只填字母代號).
(2)在完善實驗裝置後,有如下實驗步驟,你認為不重複操作的合理順序應該是______.
①將鐵塊掛在彈簧測力計上,彈簧測力計的讀數為F1
②將鐵塊浸沒在液體中,彈簧測力計的讀數為F2
③將裝有排除液體的小桶掛在彈簧測力計下,彈簧測力計讀數為F3
④將空桶掛在彈簧測力計下,彈簧測力計讀數為F4
(3)通過探究,若等式__ _成立,則得出阿基米德原理.還能測出鐵塊的密度ρ鐵=____(這兩空選用F1、F2、F3、F4、ρ水表示).
答案:(1)B;(2)④①②③;
(3)F1﹣F2=F3﹣F4;
ρ鐵=ρ水F1/(F1﹣F2)
例題3、圓柱形容器底面積是500cm2,高為40cm,盛滿水後放在水平放置的接水盤中,現將一質量為7.9kg的實心正方體金屬塊輕輕地放入圓柱形容器中,靜止時如圖所示,此時測得溢出的水的體積為1dm3.求:
(1)金屬塊受到的水的浮力;
(2)金屬塊對容器底的壓強.
解析:
(1)金屬塊排開水的體積:
V排=V溢=1dm3=0.001m3,
F浮=ρ水V排g
=1×103kg/m3×0.001m3×9.8N/kg
=9.8N;
(2)金屬塊的重力:
G=mg=7.9kg×9.8N/kg=77.42N,
金屬塊對容器底的壓力:
F=G﹣F浮=77.42N﹣9.8N=67.62N,
∵正方體金屬塊的體積V=1dm3,
∴正方體金屬塊的底面積(受力面積)S=1dm2=0.01m2,
金屬塊對容器底的壓強:
p=F/S=67.62N/0.01m2=6762Pa
答:(1)金屬塊受到的水的浮力為9.8N;
(2)金屬塊對容器底的壓強為6762Pa