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

在

下

边

找

哦

！

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