浮力
②浮力的大小與物體的形狀無關。
提問:浸沒在同一種液體中的物體體積相同,它們受到的浮力大小是否相同?
演示實驗:取一塊橡皮泥,將它捏成立方體,用細線拴好,用彈簧秤稱出橡皮泥重。將它浸沒在水中,讀取此時彈簧秤的示數(shù)。求出它浸沒在水中受到的浮力。(以上讀值和計算由學生完成)將橡皮泥捏成球形,按上述實驗步驟,求出它浸沒在水中時,它受到的浮力。
總結:比較兩次實驗測得的浮力大小,得出:浮力的大小與物體的形狀無關。
提問:由學生用阿基米德原理解釋上述實驗結果。教師總結。
③浮力的大小與物體的密度無關。
提問:將體積相同的銅塊和鋁塊浸沒在水中,哪個受的浮力大?
演示:將體積相同的銅塊和鋁塊用細線拴好,用彈簧秤測出它們浸沒在水中受到的浮力。比較它們受到的浮力大小。
總結:比較兩次實驗結果得出:浮力的大小跟物體的密度無關。
提問:由學生用阿基米德定律解釋上述實驗結論。教師總結,并結合復習提問2的分析指出,有的同學認為"較輕的物體受的浮力一定大"的看法是錯誤的。
④浮力的大小與物體在液體中是否運動無關。
提問:體積相同的鐵塊和木塊放入水中后放手,鐵球下沉,木塊上浮,哪個受的浮力大?
學生討論,教師用阿基米德定律分析它們受到的浮力一樣大。總結出:浮力的大小與物體在液體中是否運動無關。
通過以上的實驗和分析,教師總結并板書:"浮力的大小只跟液體的密度和物體排開的液體的體積有關,而跟物體浸入液體中的深度、物體的形狀與密度、物體在液體中是否運動等因素無關。"
2.例題:(出示小黑板)
①如圖所示,甲、乙兩球體積相同,浸在水中靜止不動。哪個球受到的浮力大?為什么?哪個球較重?為什么?解:甲球受到的浮力較大。根據(jù)阿基米德原理。甲球浸沒在水中,乙球是部分浸沒在水中,故甲球排開水的體積大于乙球排開水的體積。因此,甲球排開的水重大于乙球所排開的水重。所以,甲球受到水的浮力較大。板書:"f甲浮>f乙浮"
浸在水中的甲、乙兩球,甲球較重。分析并板書:"甲球懸浮于水中,g甲=f甲浮
乙球漂浮于水面,g乙=f乙浮
因為:f甲浮>f乙浮
所以:g甲>g乙"
小結:解答浮力問題要學會用阿基米德原理進行分析。對于漂浮和懸浮要弄清它們的區(qū)別,對浸在液體中的物體進行受力分析是解答浮力問題的重要方法。
例題:有一個空心鋁球,重4.5牛,體積是0.5分米3。如果把這個鋁球浸沒在水中,它受到的浮力是多大?放平后,它是上浮還是下沉?它靜止時受到的浮力是多大?
要求全體學生在自己的筆記本上演算,由一個學生到黑板上板演,教師針對演算過程中的問題進行講評。
要求學生答出:
由于鋁球全部浸沒在水中,所以v排=v球=0.5分米3=0.5×10-3米3。
f浮=g排液=ρ液·g·v排=1.0×103千克/米3×10牛/千克×0.5×10-3米3=5牛
因為:f浮>g球,所以鋁球上浮。
鋁球在水中上浮,一直到露出水面,當f浮=g球=4.5牛時,鋁球靜止在水面上。此時鋁球受到的浮力大小等于鋁球的重。
小結:解答此類問題,要明確鋁球是研究對象。判斷上浮還是下沉以及最后的狀態(tài)要對研究對象進行受力分析,應用公式計算求解。
3.總結計算浮力大小的四種方法:
應用彈簧秤進行測量:f浮=g-f。g為物體在空氣中的重,f為物體浸入液體中時彈簧秤的示數(shù)。