浮力的有关知识

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浮力的有关知识
、阿基米德原理
1.阿基米德原理是一个实验定律,做好教材图12－6的实验,是学生理解阿基米德原理的关键.教学中应采取“边实验、边观察、边分析”的方法.要注意培养学生的猜想能力.在做教材图12－6的实验中,做完前两个步骤,即用弹簧测力计称出石块在空气中重力的大小,再将石块浸入溢水杯中后,可提问学生：观察到了什么?要求学生回答：弹簧测力计示数变小,说明石块受到了浮力；同时水从溢水杯中溢出,流入小桶中.然后让学生根据观察到的现象,猜想一下,浮力大小可能跟什么有关系?有的学生可能会想到浮力大小跟排开的水有关.这时再用实验称出小桶中的水重,得出浮力的大小等于物体排开的水重的结论.然后再做图12－7浮在水上的木块受到的浮力跟它排开的水重有什么关系的实验.通过这两个实验总结出阿基米德原理.并指出该原理也适用于气体.
2.为了加深理解阿基米德原理,可在得出阿基米德原理后,进一步讨论决定浮力大小的因素,纠正学生在浮力问题上经常出现的一些错误认识.
学生对影响浮力大小的因素可能产生的模糊认识主要有以下一些：
(1)在研究决定浮力大小的因素时,学生首先想到的常常是物体本身的因素,如：物体的密度,物体的形状、体积等.
 (2)在观察物体浸入液体中体积不同,受到的浮力也不同后,最易得出浮力大小与浸入液体的深度有关的错误结论.
对于这些错误认识,主要靠实验来纠正,学生才能印象深刻.下面介绍几个简单的演示实验：
(1)浮力与物体的密度无关.用弹簧测力计分别测量体积相同的铁、铝圆柱体浸没在同一液体中受到的浮力,结果浮力相等.说明浮力的大小与物体的密度无关.
 (2)浮力与物体的形状无关.做一个2．4cm×2．4cm×2．4cm的立方体与一个1．2cm×2．4cm×4．8cm的长方体(密度大于水),用弹簧测力计分别测出它们全部浸入水中时受的浮力,可以看到浮力相等.这两个物体浸入水中的体积相等,形状不同,说明浮力与物体的形状无关. (3)浮力与物体全部浸入液体后的深度无关.在弹簧测力计下挂一个圆柱体,使圆柱体浸没在液体中不同的深度,弹簧测力计的示数不变,即浮力不变.说明浮力与物体浸在液体中的深度无关.
 许多学生有过在河里、海里或游泳池里从浅水区走向深水区的经验,他们亲身体验过水越深,越不易站稳,受到的浮力越大.因此,即使他们亲自做过上述全部浸没液体中的圆柱体所受浮力与深度无关的实验,而他们原来从亲身体验得来的“越深,浮力越大”仍难改变.可以让有这种经验的学生描述他由浅水区向深水区走时对浮力的感受,而后发动学生讨论他为什么会有这种感受,使学生明确他在向深水区走的过程中排开的水的体积在逐渐增大,因而受到的浮力逐渐增大.而全部浸没液体中的物体在不同深度排开的液体体积相等.经过这种讨论,学生的认识会更深刻些.
 3.关于浮力的计算.课本中虽然给出了浮力计算的公式,但是目的主要让学生能领会简明的数学公式可以准确地代替冗长的文字表述,即数学语言的重要,也便于学生借以记忆物理规律.要特别注意防止学生不理解公式表达什么规律(即不理解公式的物理意义)、不清楚公式中各字母代表什么物理量的情况下,死记乱套公式,并养成坏的习惯.为此,教学中解的第一道例题和布置给学生的前两三道练习题,最好是运用已有知识进行思考,一步步地来计算,培养学生物理思考能力和灵活运用知识的能力,并加深对知识的理解.
 课本已有一道例题,教学中最好先补充一道稍容易些,并且不是套公式而是一步一步计算的题.
 例题：体积是100cm3的铁块,浸没在酒精里,它受的浮力是多少牛?(取g=10N/kg)
已知：V排=100cm3,ρ酒精=0．8g/cm3.
求：F浮=?
F浮=G排,
 铁块排开的酒精体积为100cm3,
 排开的酒精质量m=0．8g/cm3×100cm3=0．08kg,
 排开的酒精重G排=0．08kg×10N/kg=0．8N,
 所以铁块受到的浮力为0．8N.
压强和浮力单元测试
一、选择（40）
1．日常生活和生产中,我们常见的以下事例中,属于减小压强的是哪一组 (C )
(1)骆驼的体重比马的体重大不了一倍,却长有马蹄子面积三倍的脚掌
(2)号称“森林医生”的啄木鸟长有长而坚硬的尖喙,便于啄开树皮
(3)用螺栓坚固机器零件时,在螺母下垫垫圈
(4)要把图钉按进较硬的木板,需加更大的力
A．(1)(2) B.(1)(3) C.(2)(4) D.(3)(4)
2．在红军二万五千里长征中要经过一段沼泽地,其中一个士兵双脚陷入泥潭中,当拔起一只脚时,则另一只脚 ( C )
A．陷入的深度不变,因为泥潭受到的压力不变
B．陷入的深度不变,因为泥潭受到的压强不变
C．将陷得更深,因为泥潭受到的压强增大D．将陷的更深,因为泥潭受到的压力增大
3．两手指用力捏住铅笔,左尖右平,使它保持静止,下列说法正确的是( A )
A．两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强较大
B．两手指受到的压强相同,左边手指受到的压力较大
C．两手指受到的压力相同,右边手指受到的压强较大
D．两手指受到的压强相同,右边手指受到的压力较大
4．把塑料挂衣钩的吸盘紧贴在光滑的墙上,就能用它挂衣服或书包,在解释这个现象时分用以下四句话.①大气压强把塑料吸盘紧压在墙上；②把挂衣钩的吸盘紧贴在墙上,塑料吸盘与墙壁之间空气被挤出；③吸盘与墙之间产生一个很大的摩擦力；④所以挂衣钩可以挂住衣服或书包.按照下列哪个顺序排列这四句话,可以把这个现象解释得最清楚.(D )
A．①②③④ B．②①③④
C．③②①④ D．②③①④
5．有一个塑料瓶,在侧壁上用锥子戳了三个洞,向容器中倒入水后,水从小洞中喷出如下图中,正确的是（C ）
6．“死海不死”的故事说的是：“……将奴隶和俘虏扔进海里,可他们都漂浮在海面上……”以下是几倍同学对该现象的解释,其中正确的是 (C )
A．奴隶和俘虏是被水平扔进海里的
B．海水的密度等于人体的密度,人在海里自然漂浮
C．人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力总大于其重力
D．人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于其重力
7．鱼嘴里吐出的气泡上升,对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是 ( D )
A．浮力不变,压强不变 B．浮力变小,压强变小
C．浮力变大,压强变大 D．浮力变大,压强变小
8．李红同学在放学回家的路上,看到一群小学生在向秦淮河里打水漂,就上前劝阻说,要爱护环境,不要向河里扔东西.她同时看到那些扔在河里的物体有的已沉下去,有的仍浮在水面上,下列问题属于物理问题的是 (C )
A．那些漂浮在水面的物体是什么 B．哪些同学扔在水里的东西沉下去了
C．物体的浮沉条件是什么 D．为什么说“保护环境,人人有责”
9在弹簧测力计上,将石块慢慢浸入水中,并浸没到一定的深度,在此过程中,弹簧测力计的示数 (A )
A．先逐渐减小,后保持不变 B．选逐渐减小,后逐渐增大
C．先逐渐增大,后保持不变 D．先逐渐增大,后逐渐减小
10．小华在游泳池游泳,当他从浅水区走向深水区,若水底布满小石头,则下述体验与分析合理的是 ( B )
A．脚底疼痛感觉减弱,因为人越来越轻
B．脚底疼痛感觉减弱,因为水对人的浮力越来越大
C．脚底疼痛感觉加重,因为人越来越重
D．脚底疼痛感觉加重,因为水对人的浮力越来越小
11．一个质量为100G的物体,浸没在水中,水被排出20ML,问物体受到的浮力为（ A ）
A;2000 B;3000 C;5000 D;无法确定
12．某同学在一个密闭的玻璃瓶内装了适量的水,用一个两端开口的玻璃管穿过瓶塞子插入水中,通过玻璃管向瓶内吹入少量的气体,管中水面如图9-7.如果该同学记录了在紫金山脚玻璃管中水面的位置,把这个装置移到山顶玻璃管中水面的位置和在山脚的高度相比较 ( B )
A．偏高 B．相等 C．偏低 D．无法判断
13、一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是 （ B ）
A、站着不动 B、马上爬伏在冰面上慢慢向岸边挪动
C、立即跑向岸边 D、立即改成单脚站立
14. 甲、乙两个正方体,放在水平桌面上,它们对桌面的压强相等,而它们对桌面的
压力之比是9∶4,则甲、乙正方体的密度之比为：（ C ）
A. 2∶3 B. 3∶2 C. 1∶1 D. 4∶9
15. 人的手掌受到的大气压力的值最接近：（C ）
A. 7000N B. 700N C. 70N D. 7N
16、一个质量为60千克的人,每只脚接触地面的面积是196平方厘米.当他
站在地面上时,脚对地面的压强有多大? （ B ）
A10000 B15000 C20000 D无法确定
17. 某块玻璃的表面积为S,如图7所示,① 平放② 斜放 ③侧放,设大气
压强P0=105Pa,则平板玻璃上受到大气压力最大的是：（ B ）
A. 平放最大 B. 斜放最大
C. 侧放最大 D. 三种放法一样大
18、三个大小、形状都相同的铜、铁、铝圆柱体,竖直放在水平桌面上,则这三个圆柱体中对桌面压强最大的是（C ）
A、铜圆柱体 B、铁圆柱体 C、铝圆柱体 D、三个一样大
19、在高山上煮饭,饭不容易熟,原因是（ A ）
A、高山上气压低,热量散失多. B、高山上气压低,水的沸点低.
C、高山上气压低,热量散失少. D、高山上空气稀薄,水不能沸腾
20、装有水的杯子中,有一塑料球漂浮在水面上,若向烧杯中慢慢加入酒精,同时进行搅拌,若ρ水>ρ塑料>ρ酒精,则塑料球可能（C ）
A、在液体中下沉一些,所受浮力增大. B、沉到杯底,所受浮力减小.
C、悬浮在液体中,所受浮力增大. D、仍漂浮在液面上,所受浮力减小.
二、填空题1-6每空1分,7-10每空2分（31）
1．在一条河流中,河面窄河底浅的地方水流得_____,河面宽河水深的地方水流得_____（填“快”或“慢”）．
2．菜的刀刃磨得很锋利是为了___________________,坦克的轮上装有履带是为了________________,书包带子做得较宽是为了___________.载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多,轮胎比普通汽车的轮胎宽,这是为了增大 而减小车轮胎对地面的 ；而在茫茫的雪原上,如图1所示,两个人体重相同的人在雪地里（忽略雪橇的质量）,行走的人陷到雪地里,而另滑雪的人没有陷入雪地中,这表明 .
3．如图9-1所示,如果把书从桌子的边缘慢慢拉开,但不离开桌面,书对桌面的压力_______；压强_________.填“变大”、“变小”或“不变”）
4．南京港是我国内河第一大港,已成为我国华东地区及长江流域地区江海换装、水陆中转、货物集散和对外开放的多功能的江海型港口.其中有一个重要的功能就是江海换装,轮船从海里驶往江里,船的重力大小__________,轮船受到的浮力________,船排开水的体积__________.（选填“变大”、“变小”或“不变”）
5．一个同学在研究如何改变物体浮力大小时,将旧牙铝制膏皮卷成团后放入水中下沉,把它做成盒形就能浮在水面上.在两次实验中,牙膏皮的_________没有改变,但__________增大了许多,排开水的___________增大了许多,受到的浮力_______________.
6．把水装入一轻质的薄塑料袋内,排出所有的空气后,用细线扎紧并挂在弹簧秤下,示数为8N,在把塑料袋慢慢放入水里的过程中,弹簧秤的示数________(填“变大”、“变小”或“不变”),当塑料袋全部浸没水中后,弹簧秤的示数为________N
7．向墙上按图钉,已知图钉帽的面积为1cm2,图钉尖的面积是0.05mm2,手指对图钉帽的压力与图钉尖对墙的压力之比为 ,压强之比
8．如图9-4所示,是某同学在做的一个实验,其中甲：瓶铺层砂子；乙：放入点燃浸过酒精的棉花；丙：用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口,过一会儿可看到鸡蛋将____________.这个实验也证实了___________________.
9．科学家研究表明,阳光照射到物体表面上时会产生压强,其值约为9×10-6Pa.科学家设想制造出“太阳帆”,在太空中利用太阳光的压力来推动航天器的航行,上海市宇航学会曾设计出边长为110m的正方形“太阳帆”,该“太阳帆”在太空中所受阳光的压力为________________N.
10．某同学喝软包装的冰红茶,用嘴快速吸吸管,瓶体会变瘪.软包装变瘪的原因是_______________________________________________________.
四、实验设计与推理（4,2,4）
1．小明同学学习了浮力知识后,想用以下器材对浮力的有关问题进行探究.请你根据所给器材,帮助小明提出一个与浮力知识相关的物理问题,并按下表要求作答.器材：自制测力计一个、小石块一个、装有足量水的塑料桶一个、细线若干.
示例：物体在水中是否受到浮力?（此例不可重复列举）
探究的问题
实验的主要步骤
实验结论
2．某同学在家做家庭小实验：自制喷雾器(如图9-10).取一根喝牛奶的塑料管,用刀从中间切开软管（切开一半）,把管子的一端插入水杯中,用嘴在另一端吹气,你猜想一下可以看到什么现象?解释原因.
3、为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,某同学把若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细纱面上,进行了三组实验,并记录有关记录数据如表1、表2、表3所示,探究时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同,第一组凹陷程度最大；第二组其次,第三组最小.
表1 表2 表3
实验
序号 压力
/N 受力面积/cm2 实验
序号 压力
/N 受力面积/cm2 实验
序号 压力
/N 受力面积/cm2
1 6.0 10 4 3.0 10 7 3.0 20
2 9.0 15 5 4.5 15 8 4.5 30
3 12 20 6 6.0 20 9 6.0 40
（1）比较实验序号1与4（或2与5、3与6）及观察到的现象,可得出的初步结论是 ；（2）分析比较
及观察到的现象,可得出的初步结论是：当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著；请进一步分析比较表1、表2、表3中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论：
①经分析比较 ；
②经分析比较 .
五、计算与说理（3,6）
1．某同学利用课余时间测自己站立时对地面的压强,他制作了一张方格纸,每边长为cm,站在方格纸上并描下鞋底贴地部分的轮廓.他的质量为50kg,则他站立在地面上,对地面的压强是多大?
2．某同学在实验室里将体积为1.0×10-3m3的实心正方体木块放入水中,如图9-9所示,静止时,其下表面距水面0.06m.请根据此现象和所学力学知识,计算出两个与该木块有关的物理量.(要求写计算过程,g=10N/kg

浮力=液体密度*重力G*被排开的体积
（希腊字母打不出来 只有用中文说 ）
物体沉浮的条件 就是看他排开液体的重量是大于还是小于自己的重量
大于 就浮 小于 就沉