C.始终不变 D.先增大后不变
分析:运动员把水球慢慢压入水下的过程中,水球在完全浸没前在水中的体积逐渐变大,排开水的体积逐渐增大,所以水球受到的浮力逐渐变大,当水球全部浸入水中后,排开水的体积不变,所以受到的浮力不变。故选D。
2.一个物体的体积为200cm3,将其体积的二分之一浸没在水中时,它受到的浮力是0.98N;全部浸没在水中时,受到的浮力是1.96N。
3.一铁球先后浸没在盐水、水、酒精中,受到的浮力分别是F1、
F2、F3,则三者大小关系是F1>F2>F3。
【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 浮力的计算方法:
一、浮力产生的原因——压力差法
例1:边长为10cm的立方体金属块,浸没在水中,物体上表面与液面平行,且液体表面到物体上表面的距离为20cm,如图所示,求:立方体上、下表面受到的压强、压力大小,浮力大小及方向。(取
g=10N/kg)
解:金属块的上、下表面的面积分别为:S=L×L=0.1m×0.1m=0.01m2
金属块上表面受到的液体向下的压强为:p1=ρgh1=
1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,F1=p1S=2000Pa×0.01m2=20N,方向竖直向下。
金属块下表面受到的液体向上的压强为:p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m+0.1m)=3000Pa,F2=p2S=3000Pa×0.01m2=30N,方向竖直向上。
浮力的大小为:F浮=F2-F1=30N-20N=10N,方向竖直向上。 二、称重法:
F浮=G-F示,其中G是空气中物体重力,F示是受到浮力时的弹
簧测力计示数。
例2:将一物体挂在弹簧测力计挂钩上,示数为70N,将物体浸没入水中时,测力计示数为68N,则物体在水中受到的浮力是多少?物体的密度是多少?
解:把物体浸没在水里时,所受浮力:F=2N;由F浮=ρ
-4
3
水gV排和V物=V排得V物=V排=
浮
=G-F示
=70N-68N
F浮2N
=3
ρ水g10kg/m3×10N/kg
mG物70N33
=2×10m,ρ物====3.5×10kg/m。
V物V物g2×10-4m3×10N/kg
三、阿基米德原理法:
F浮=G排=ρ液gV排
例3:边长为10cm的立方体木块,漂浮在水中,物体上表面与液面平行,且物体上表面到液体表面的距离为5cm,如图所示,求:
物体受到的浮力。
解:①正方体的底面积S=a2=(0.1m)2=1×10-2m2,正方体排开水的体积为V排=(0.1m-0.05m)×1×10-2m2=5×10-4m3,木块受到的浮力为F浮=ρ
水
gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N。
【即时练习】
1.不同材料制成的相同体积的三个小球,放入同种液体中,最后静止时如图所示,则它们受到的浮力的大小关系是(C)
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲<F乙<F丙 C.F甲<F乙=F丙 D.F甲=F乙<F丙
2.用弹簧测力计测得一石块重5N,将石块全部浸没在水中,测力计的示数为3N,则物体受到的浮力为2N,石块排开水的体积为0.0002m3,石块的体积为0.0002m3,石块的密度是2.5×103kg/m3;若将这个石块浸没在密度为0.8×103kg/m3的液体中,它受到的浮力是1.6N,此时弹簧测力计的读数是3.4N。(g=10N/kg)
3.P56页第3、4、5题,分组完成。 【当堂练习】见训练案基础部分
10.3.1 物体的浮沉条件
【学习目标】
1.理解物体浮沉的条件。 2.会判断物体的浮与沉。 重点难点: 浮沉条件的应用。 学习内容:物体的浮沉条件
学习指导:阅读课本P57文字内容和插图,基本概念、定义用红笔做上记号,熟记物体的四种状态和四种状态下重力与浮力的大小关系。
【自学检测】
1.当物体浸没在液体中时,它排开液体的体积等于物体体积。即V排=V物。
2.当物体漂浮在液面上时,它排开液体的体积小于物体体积。即V排<V物。
3.物体受到平衡力时,处于静止状态或匀速直线运动状态。物体受到非平衡力时,做变速运动(填“变速”或“匀速”)。
【合作探究】教师巡视督促指导 实验探究:物体浮沉条件
1.当把物体浸没在液体中时,物体受到竖直向上的浮力和竖直
向下的重力的作用。
(1)当F浮>G物时,物体受到非平衡力(“平衡力”或“非平衡力”)的作用,受力情况如图甲所示,物体上浮,最终漂浮在液面上,处于静止状态。
(2)当F浮=G物时,物体受到平衡力的作用,物体悬浮在液体内任何位置,如图乙所示。此时:F浮__=__G物。
(3)当F浮 2.当物体浸没在液体中时, (1)上浮时,有F浮>G物,即ρ(2)悬浮时,有F浮=G物,即ρρ 物 液 gV排>ρ物gV物,可得出ρ 液 液 >ρ物。 液 gV排=ρ 物 gV物,可得出ρ= 。 (3)下沉时,有F浮 液 gV排<ρ物gV物,可得出ρ 液 <ρ物。 总结以上可以归纳得出物体浮沉的条件是:浸没在液体中的物体: (1)若G物 物 <ρ液,物体上浮,最终漂浮。 物 =ρ 液 ,物体悬浮,可停在任何深度处。 物 >ρ液,物体下沉,最终沉底。 (4)漂浮在液面上的物体,F浮=G物。 3.演示实验:盐水浮鸡蛋P57图10.3-2,观察鸡蛋在容器中