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[!--downpath--]中高中微学堂
奥数国家级教练与四位特级班主任
联手执教。
【预习新知】
山峡水坝是世界上最大的水力发电工程，坝高185米，试验蓄水最高175米，为水力发电提供了巨大的浮力.
山峡水坝
蛟龙号是用抗压能力很强的厚厚板制成，它可以承受着深度为7000多米深处海水的压力.
蛟龙号
潜泳爱好者不须要非常防护，在浅水中潜游自如.
潜泳者
工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状，来承受水对坝底的巨大浮力，确保水闸安全。
帕斯卡用了几杯水，才能把盛满水的木盆撑破.
，
生活中跟水的浮力有关的事例好多，只要留心观察生活，会发觉好多类似的事例.
【举手提问】
1.液体形成浮力的缘由是哪些？
2.液体浮力大小与什么诱因有关？
3.怎么剖析与液体浮力有关的常见问题？
【新课学习】
一、液体形成浮力的诱因
在上面的学习中晓得大气压强的原理和作用，固体遭到重力作用，对支撑它的物体形成压力，压力作用在一定面积上形成的疗效被称为浮力。
估算公式：P=F/S=G/S=mg/S
跟固体一样，液体也遭到重力作用，但是液体还具有流动性，所以液体对盛它的容器有浮力。
【观察与实验一】
如右图，在两端开口的玻璃管上端，用橡皮膜密封并用细线扎牢，从玻璃管下端管口注入适量的水，发觉玻璃管上端橡皮膜凹入.
实验说明:
液体对容器底有浮力.
【观察与实验二】
如右图，在啤酒瓶中注入黄色液体，分别在啤酒瓶侧壁不同的高度开一小孔，发觉黑色液体从啤酒瓶侧壁小孔喷吐，且小孔距液面越深液体喷吐就越远.
实验说明：
液体对容器侧壁有浮力；侧壁深度越大，液体的浮力就越大.
二、液体浮力规律
从后面实验中晓得，因为液体的重力和流动性，使液体对容器底和容器侧壁有浮力。
这么，液体内部会不会也有浮力呢？
为了探究液体内部是否有浮力，实验室有专门的探究液体内部浮力的专用仪器：浮力计.
●认识浮力计
(1)构造如图
【温馨提示】
浮力计不是连通器.
浮力计是一端开口，另一端封闭的U形管、导管和用橡皮膜密封的探头构成；
连通器是下端开口上端连通的几个容器组成。
连通器
（2）工作原理
当探头橡皮膜遭到浮力作用时，U形管左右两边液面会形成高度差，液面高度差的大小反映了薄膜所受浮力的大小.这是学习数学学常用的“转换法”。
（3）浮力计的作用
浮力计是检测液体内部浮力的仪器.
【观察与实验三】
探究液体浮力与什么诱因有关.
●实验过程
（1）把探头放进盛水的容器中,发生了哪些现象?这说明了哪些问题?
（2）保持探头在水底的深度不变,改变探头的方向,发生了哪些现象?这说明了哪些问题?
（3）减小探头在水底的深度,瞧瞧液体内部的浮力和深度有哪些关系？
（4）换用其他液体(比如盐水、煤油),瞧瞧在深度相同时,液体内部的浮力是否与密度有关.
实验视频
（来自网路侵删）
●实验反省
1.实验方式：
实验用控制变量法和转换法探究液体浮力规律.
2.实验前用拇指按压探头橡皮膜时，若U形管液面出现高度差且变化灵敏，说明实验装置配置合格，可以进行实验；
如右图所示：
当用拇指按压探头橡皮膜时，若U形管液面没有出现高度差或U形管液面高度差不显著，说明实验装置漏水，难以进行实验。
如右图所示：
2.液体内部浮力规律
（1）液体内部向各个方向都有浮力.
如右图所示：
（2）同种液体同一深度液体向各个方向的浮力都相等.
如右图所示：
（3）液体的浮力随深度的降低而减小.
如右图所示：
（4）液体的浮力与液体的密度有关.
如右图所示：
三、实验题例剖析
例题：(2020尚志)(6分)
某同事用下述器材探究“液体内部的浮力”
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管外侧液面高度.
(2)图乙浮力计通过U形管外侧液面的来反映橡皮膜所受浮力的大小,用拇指按压橡皮膜发觉U形管中的液面升降灵活,说明该装置(填“漏气”或“不漏水”)
(3)他把探头倒入海面下6cm处,探头遭到水的浮力是Pa;继续向上联通探头,会听到U形管外侧液面的高度差变大,说明液体内部的浮力与液体的有关.
(4)为了检验“液体内部的浮力与液体密度有关”这一推论,他用图丙的装置,在容器的左右两边分别放入深度相同的不同液体,听到橡皮膜向两侧隆起,则侧液体的密度较大.(选填“左”或“右”)
【例题剖析】
(1)此实验探究液体内部的浮力,向U形管内注入适量的红墨水,当红墨水静止时,因为此装置属于连通器,因而右侧液面高度相同;
(2)题图乙不属于连通器,它是通过U形管外侧液面的高度差来反映橡皮膜所受浮力的大小;
用手按压橡皮膜时,若液面能灵活升降,则说明该装置气密性良好,不漏水;
(3)探头遭到水的浮力
P=ρ水gh=1.0x10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa;
继续向上联通探头,听到U形管外侧液面高度差变大,说明液体内部的浮力与液体的深度有关,深度越深,液体的浮力越大;
(4)在探究液体密度是否影响液体浮力时,深度相同的不同液体,橡皮膜向两侧隆起,说明两侧液体处压强悍,即双侧液体密度大.
【参考答案】
(1)相同或相等或相平(2)高度差不漏水
(3)600深度(4)右
【中考真题同步训练】
1.（2019新乡）（5分）
如图是用浮力计“探究影响液体内部浮力大小的诱因”的实验装置.
（1）浮力计上的U形管（选填“属于”或“不属于”）连通器.
（2）在使用浮力计前，发觉U形管左右两边的海面有一定的高度差，如图甲所示.其调节的方式是（选填“A”或“B”），使U形管左右两边的海面相平.
A.将两侧支管中高出的水倒出
B.取下胶管重新安装
（3）比较图乙和图丙，可以得到：液体的浮力与有关.
（4）比较两图，可以得到：液体的浮力与液体密度有关.
（5）已知图丁中U形管左右两边海面的高度差h=10cm，则橡皮管内二氧化碳的浮力与大气浮力之差为Pa.
（ρ水=1.0×103kg/m3，
ρ盐水=1.1×103kg/m3，g=10N/kg)
2.（2019湖南）（6分）
如图甲所示，用微小浮力计探究液体内部浮力的特性（ρ盐水>ρ水）
（1）实验中，将液体内部的浮力大小转换为用U形管外侧液面的来表示.
（2）为了使实验现象更显著，U形管中的液体最好用的（选填“有色”或“无色”）.
（3）将探头置于图乙所示液体内部的A、B位置，观察到U形管外侧液面的高度差hB>hA，经过多次实验观察到同样的现象，这说明同种液体内部的浮力随的降低而减小.
（4）将探头置于图乙所示液体内部等深的B，C位置，观察到U形管外侧液面的高度差hChB（选填“”），这是为了研究液体浮力与液体的关系.
（5）由以上实验可知图乙所示液体内部A、B、C、D四个位置浮力最大的是位置.
3.（2019新乡市18题5分）
小明跟随父亲去游泳，站在齐胸深的水底，觉得呼吸略微有些困难，越往深处觉得越显著，由此迸发了他想研究水的浮力特性的看法。
甲乙
（1）图甲中是小明借助顶部和侧壁套有橡皮膜的玻璃管放入水后的实验现象，由此可说明：.
（2）如表所示是小明借助U形管浮力计探究水内部浮力时的几组数据。
依据表中的数据大气压强的原理和作用，请回答下述问题：
①比较前三组数据，可得出的推论：。
②比较序号的三组数据，可得出的推论是水的浮力随深度的降低而减小。
（3）早在1648年，化学学家帕斯卡曾做过一个知名的实验，如图乙所示。结果，他只用了几杯水，就把木盆撑破了。此实验除了证明了液体的浮力与液体的深度有关，还由此说明了液体的浮力与无关。
（4）我国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”，是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器。当“蛟龙号”潜水器下潜到7000m深度时，所受海水的浮力为Pa.
（g取10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m3）。
4.(2020长沙)
竖直放置一矿泉水杯子,并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔,打开盖子,往瓶中注满水,水将从瓶孔喷吐.水喷吐速率最大的是从哪一个小孔喷吐的（）
A.A孔B.B孔C.C孔D.D孔
5.(2020上海)
如图所示,用搁板将容器分成左、右两部份,搁板上部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭.当在容器左、右两部份注入不同深度的水时(海面位置如图中实线所示),橡皮膜发生了形变,形变情况是向侧突起;形成这些现象的缘由是.
6.(2020津市)
如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两尖头容器,分别装有深度相同的同种液体,下述说法正确的是()
①容器对桌面的压力F甲乙
②液体对容器顶部的压力F＇甲乙
③液体对容器顶部的浮力p甲′=P乙′
④容器对桌面的浮力P甲=P乙
A.只有①和③B.只有①和④
C.只有②和③D.只有③和④
7.(2020湖北)(8分)
朋友们借助浮力计等装置“探究液体内部浮力的规律”,进行了如下的操作:
(1)在使用浮力计前,发觉U形管中右侧液面已有高度差(如图甲所示),接出来的操作是(选填字母);
A.直接从U形管一侧中倒出适量液体
B.拆除软管重新安装
(2)正确操作后,剖析乙、丙两图的实验现象,初步得出的推论是:同种液体中,液体浮力随液体深度的降低而,因而拦河堤坝要弄成的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水.她发觉U形管外侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的浮力越大”的推论.她的操作不可靠,缘由是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当(选填“上移”或“下移”);
(4)红彤彤用图丁装置检测未知液体的密度在右边加入适量的水,在左侧平缓放入待测液体,直至观察到橡皮膜相平,须要检测的数学量有(多选);
A.左侧待测液体到容器底的深度h1
B.左侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.两侧水到容器底的深度h3
D.两侧水到橡皮膜中心的深度h4
按照你选用的数学量推导入待测液体密度的表达式加ρ=(用题中字母和ρ水表示)
答
案
在
下
边
找
哦
！
参考答案：
1.（1）不属于（2）B(3)液体深度（4）丙、丁（5）1000
2.（1）高度差（2）有色（3）深度（4）>密度（5）D
3.（1）液体对侧壁和顶部都有浮力
（2）①在同种液体同一深度的液体内部向各个方向浮力相等
②3、4、5
（3）液体容积（填“液体质量”亦可）
（4）7.21×107
4.D
5.左
按照p=pgh可知,由于水的密度相等,两侧水深度大,所以左侧水对橡皮膜的压强悍,按照F=pS,由于受力面积相等,两侧水对橡皮膜的压强悍,所以左侧水对橡皮膜的压力大,致使橡皮膜向两侧突起.
6.A
7.（1）B（2）减小上窄下宽
（3）上移（4）h2ρ水/h4
温情提示
