课程剖析
一、学习目标:
1.晓得液体浮力的形成,了解液体浮力与固体浮力的区别。
2.理解液体内部浮力的规律,学会使用浮力计。
3.会观察实验现象,能通过对实验的剖析得出正确的推论。
4.在理解液体内部浮力的规律的基础上学会关于液体浮力的估算,记住液体浮力的估算公式,并能借助公式进行简单的估算。
5.进一步感受控制变量法在实际问题中的应用。
二、重点、难点:
重点:通过实验探究,认识液体浮力的特性;理解液体浮力公式
难点:理解液体内部浮力的规律及液体浮力公式
三、考点剖析:
知识点
考点细目
知识目标
了解
理解
液体内部浮力
1.液体内部浮力的规律
√
2.运用液体内部浮力公式解决有关问题
√
3.连通器的应用
√
常考题型:填空题、选择题、实验题、计算题,所占分值约为4~6分。
知识梳理
一、液体浮力的特征
1.液体浮力形成的缘由:液体受重力作用,但是液体具有流动性。
观察思索:
探究实验
实验推论
2.液体浮力的特征:
(1)液体对容器底和侧壁都有浮力,液体内部向各个方向都有浮力。
(2)同一液体的同一深度处,液体向各个方向的浮力相等。
(3)同种液体中,深度越大液体浮力越大。
(4)不同液体的同一深度处,液体密度越大,液体浮力越大。
二、液体浮力的大小
1.公式推论:
2.液体浮力公式:
h:从自由液面到液体内部研究点的竖直距离。
3.液体浮力只跟液体的深度和液体的密度有关;公式中不包含面积S,表示液体的浮力与所取的受力面积大小无关,与容器的形状、液体的质量、重力、体积均无关系。
典型例题
知识点一:液体浮力的特征
例1:如图所示:a图顶部的橡皮膜向外凸出,说明的数学问题是,b图侧壁的橡皮膜向外凸出,说明的数学问题是。
题意剖析:本题从知识角度考查液体浮力的特性,从能力角度考查对实验现象的观察、分析及实验推论的科学叙述。
解题思路:a图顶部的橡皮膜向外凸出,是容器中的液体因为遭到重力作用而对容器底有向上作用的结果,说明液体对容器底有浮力。b图侧壁的橡皮膜向外凸出,是容器中的液体因为具有流动性而对妨碍它飘动的容器壁有向外作用的结果,说明液体对容器壁有浮力。
解题后的思索:熟练把握液体浮力的特性。
例2:如图所示,小强朋友用浮力计研究“液体内部浮力与深度的关系”。
(1)在实验中,小强把探头直接放在杯子顶部,这时A处的橡皮管与玻璃管相互脱开,他观察到玻璃管中的液体液面;(选填“相平”、“不相平”)
(2)保持探头在杯子顶部,他把橡皮管与玻璃管相互联接好,再平缓提升探头(未离开液面),在此过程中观察到玻璃管中的液体液面差;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(3)小强朋友从这个实验中得出液体内部浮力与深度的关系是:同种液体中,深度加深,浮力。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
题意剖析:本题考查液体浮力特性的应用、压强计的原理和使用。
解题思路:浮力计U型管外侧都和大气相通故液手相平。探头在水内部时,探头遭到水的浮力,而此时U型管外侧液手相平,U型管右侧遭到的浮力差为零;随着探头的平缓提升,探头所受水的浮力减少,U型管右侧遭到的浮力差变大,U型管外侧液面差逐步变大;此实验可以说明同种液体中,深度加深,浮力变大。
解题后的思索:解题时切勿思维定势的影响,要审清题意,对基本知识把握牢靠,并会灵活应用,适当的时侯要学会逆向思索问题。
知识点二:液体浮力的大小
例1:如图所示的容器中盛满水,这么容器壁AB所受水的浮力是()
A.0B.ρ水gh1C.ρ水gh2D.ρ水g(h1+h2)
题意剖析:本题是对液体浮力公式的简单应用。
解题思路:将hAB=h1直接代入浮力公式,p=ρ水gh1,故选B。不要将AB位置的深度错误理解为0,深度是指从自由液面到液体内部研究点的竖直距离。
解题后的思索:要理解液体浮力公式中h的数学含意。
例2:货轮在水深10m的河边航行。船底距河底6m,若船底破了一个4cm2的小洞,用木塞封住洞口,水对盖子的压力为多大?(g=10N/kg)
题意剖析:本题是对液体浮力及压力的综合考查,属于公式的简单应用。
解题思路:h=10m-6m=4m
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa
F=pS=4×104Pa×4×10-4m2=16N
解题后的思索:要理解液体浮力公式中h的数学涵义,解题时注意单位换算。研究液体的压力时,先求浮力,再求压力。
例3:如图所示,在两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,a试管竖直放置,b试管倾斜放置,此时两试管内液面处于同一水平位置,则试管底遭到液体的浮力关系是()
A.浮力一样大B.a试管底压强悍C.b试管底压强悍D.难以判定
题意剖析:本题综合考查液体浮力以及质量、密度、体积间的关系。
解题思路:本题可以采用“执果索因”的解题思路。要判定液体浮力的关系,早已有h相同,只需找ρ液。已知h相同,a竖直,b倾斜,所以Vaρb。再依照p=ρgh,所以pa>pb。选B。
解题后的思索:解比较大小的问题时,也要注意用控制变量法,找到不变量,再依照化学公式判定另外两个量的大小关系,要熟练把握公式就能解决这种问题。
例4:如图所示,放在桌面上的甲、乙两容器重力相等,底面积相等,注入等质量的同种液体,则液体对容器顶部的浮力p甲p乙,液体对容器底的压力F甲F乙;容器对桌面的浮力p′甲p′乙,容器对桌面的压力F′甲F′乙。(均选填“>”“<”“或”“=”)
题意剖析:本题综合考查固体、液体的压力、压强。方式性很强。
解题思路:两容器底面积相等,甲的下部面积大,乙的下部面积小,放入质量相等的同种液体液体压强经典题型,即液体的密度和容积都相同,所以液体的深度不同,如图所示。研究液体对容器底的浮力和压力,属于液体问题,先由ρ相等,h甲
解题后的思索:解题时要先构建数学情境。本题容易错解为液体压力等于液体重力。这种题解决的通常方法是:液体形成压力和浮力,通常先求浮力p=ρgh,后求压力F=pS;对于固体形成的压力和浮力,通常先求压力F,后求浮力p=F/S。只有当容器是柱形容器时,F=pS=ρghS,V柱=hS,液体对容器顶部压力等于液体重力,可以先求液体压力后求浮力。
提分方法
本讲是一节概念课,要理解探究液体浮力特征的实验过程及推论,进而理解液体浮力的特性;要理解液体浮力公式中各化学量的含意,非常是深度h。对于综合问题要理清思路,把握解题方法和技巧。
预习学案
一、预习新知
连通器的原理和应用、大气压的存在、大气压现象、大气压的大小。
二、预习点拨
探究任务一:将细玻璃管与一个带喇叭口的玻璃好使软胶相连,如图所示.内有一定量的水,当喇叭口渐渐向下联通时液体压强经典题型,观察左管内海面的高度。
探究任务二:用一次性杯子和硬纸板进行如图所示的探究实验,观察纸板是否会落出来,倘若将杯子顶部扎一个小孔,先用拇指挡住小孔进行实验,再握住右手,观察现象。上述实验对比能说明哪些问题。
同步练习(答题时间:45分钟)
1.在研究液体浮力的实验中,将浮力计的金属盒置于水底,下述做法就能使图1中浮力计的U型管两侧的液面高度差增大的是()
A.将浮力计的金属盒向上联通一段距离
B.将浮力计的金属盒换成面积大一些的,但仍置于原深处
C.将浮力计的金属盒在原处转动180°
D.将浮力计的金属盒改置于同样深度的酒精中
2.如图2所示,将竖直放置的试管倾斜,这么随着试管的倾斜,试管中的液体对底面的浮力将()
A.减小B.减少C.不变D.难以确定
3.杯内装有水,若将手臂溶入水底,则水对杯底的浮力()
A.变大B.变小C.不变D.难以判定
4.如图3所示,质量和高度相同的甲、乙两柱形容器,置于水平桌面上,放入等量的水后,下述判定正确的是()
A.水对容器顶部的压力F甲>F乙
B.水对容器顶部的浮力p甲>p乙
图8
C.容器对桌面的浮力p′甲>p′乙
D.容器对桌面的压力F′甲<F′乙
5.如图4所示,容器中装有水,其中h1=1m,h2=60cm,容器底面积S=20cm2,则水对容器底的压力和水对容器顶的浮力各是(g=10N/kg)()
A.12N,4×103PaB.20N,4×103Pa
C.20N,1×104PaD.12N,6×104Pa
6.甲、乙两个瓶子分别盛有两种不同液体,置于水平桌面上,已知两种液体的密度之比为ρ甲∶ρ乙=1∶2,杯中液体的深度之比为h甲∶h乙=2∶3,则这两种液体对两杯底的浮力之比p甲∶p乙=。
7.置于桌面上的一个杯子,内部盛有啤酒,瓶盖旋紧倒置过来时,液体对木塞的浮力比对瓶底的压强悍,其缘由是;杯子对桌面的浮力也减小,其缘由是。
8.如图5所示,试管中装有煤油,则顶部A点煤油的浮力p=。(ρ油=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
9.如图6所示,某大坝高30m,海面到坝底的距离是23m,求距离坝底7m处A点水的浮力是。(g=10N/kg)
10.如图7所示容器中装有水,有关规格如图,则A点水的浮力pA=,B点水的浮力pB=,C点水的浮力pC=Pa。(g=10N/kg)
11.如图8所示,可以说明的数学问题是
(1);
(2)。
12.下表是某同事做“研究液体的浮力”实验的部份数据记录。
①实验次数3、4、5说明:水的浮力随的降低而减小;
②实验次数1、2、3说明:在同一深度,水向各个方向的_____。
③当他把金属盒装入盐水中深9cm处时,浮力计左、右海面的高度差将比8.2cm要_____。
④在同一次实验中,金属盒在水底的深度应等于浮力计左右海面的高度差,但仔细观察,金属盒在水底深度略浮力计左、右海面的高度差。
实验次数
深度/cm
橡皮膜隆起方向
浮力计左右液面高度差/cm
朝下
2.6
朝侧面
2.6
朝上
2.6
朝上
5.4
朝上
8.2
13.如图9所示,置于水平桌面上的容器内装有质量为1kg的水,若水深h=18cm,容器底面积S=50cm2。不计容器的质量。(g=10N/kg)求
(1)离容器底8cm处有一个A点,A点处遭到水的浮力;
(2)水对容器底的压力和浮力;
(3)容器对桌面的压力和浮力。
14.用一块薄片(质量不计)拦住一个两端开口的玻璃筒的上端,当其竖直地插入水底时,如图10,问:(1)薄片为何不下沉?(2)当玻璃筒步入水底的深度为20㎝时,水对薄片的浮力是多大?(3)若向筒内放入另一种液体,当筒内液体高度为25㎝时薄片正好开裂,则筒内液体的密度是多少?(g=10N/kg)
试卷答案
1、D2、B3、D4、BC5、B6、1∶3
7、水深度变大;压力不变,受压面积变小。8、2×103Pa9、1.6×105Pa
10、8×1035×1036×103
11、液体内部有浮力;在同种液体的同一深度各个方向的浮力总相等
12、深度;浮力相等;大;小于
13、解:(1)hA=18cm-8cm=10cm=0.1m
pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=
(2)水对容器底的浮力:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=
水对容器底的压力:F=p水S容=×50×10-4m2=9N
(3)容器对桌面的压力F′=G水+G容,
因为容器质量忽视不计,所以F′=G水=m水g=1kg×10N/kg=10N
容器对桌面的浮力p′=F/S容=10N/(50×10-4m2)=
14、(1)水对薄片有向下的浮力(2)2×103Pa(3)ρ=0.8×103kg/m3