2.

(2024

·樂山中考)樂山某初中學(xué)校開展以“蒼穹”為主題的飛機模型制作大賽，要讓飛機獲得升力，機翼橫截面的形狀應(yīng)設(shè)計成(

B)

風(fēng)

風(fēng)B風(fēng)D復(fù)習(xí)與提高圖9-1氣球左側(cè)形變較大，右側(cè)形變較小，此時氣球兩邊所受的壓力相等，但左側(cè)的受力面積較小，由公式p=

可得，左側(cè)的壓強大，右側(cè)的壓強小。①

如圖9-1所示，把氣球放在手掌和手指之間保持靜止，請你觀察氣球左右兩側(cè)的形變并解釋這個現(xiàn)象。請你再舉出一個相似的例子。舉例|

:(1)甲圖中兩個手指輕輕按壓鉛筆兩端，兩個手指的痛感不同，此時按壓鉛筆尖的手指凹陷得深。(2)如圖乙所示，兩個手指用同樣大的力去按壓三角尺，右邊手指感覺更疼。甲②

如果要測量一箱牛奶在水平地面上產(chǎn)生的壓強p,需要測量哪些物理量?請用所測物理量的字母寫出p

的表達式。需要測量的物理量：用電子秤測出一箱牛奶的質(zhì)量m,

用刻度尺測出牛奶箱子與地面接觸的邊長a

和

b,則一箱牛奶對地面的壓強為底部橡皮薄膜形變的大致情況。由

題

圖

可

知

h甲

=h乙

>h

丙，而ρ甲>P乙

=P

丙，由p=pgh,

可

知

p甲

>p乙

>P丙，則

甲玻璃管底部橡皮膜形變程度最大，乙次之，丙最小，如圖所示。③

三根相同的玻璃管，兩端開口，底部用相同的橡皮薄膜封閉，橡皮薄膜的繃緊程度也相同。在其中倒入不同液體液體的密度

甲

>P乙

=P丙，液面高度如圖9

-

2所示。請畫出三根玻璃管甲

乙

丙圖9-2④

一個平底水杯的質(zhì)量為340g,

底面積為28cm2,

放在水平桌面上。水杯中裝有220g

水，水深為6cm。

水對杯底的壓強和水杯對水平桌面的壓強分別是多少?g取10N/kg。水對杯底的壓強為：P?=P

液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=

600

Pa,⑤

足球比賽規(guī)則規(guī)定，場上的球員必須佩戴護腿板。請你從物理學(xué)的角度解釋護腿板能保護球員的原因。足球運動員都會在小腿的前面佩戴護腿板，是在壓力定時，通過增加受力面積來減小壓強，這樣當(dāng)受到外力時，人的骨骼不會受到傷害。⑥圖9-3是一瓶水分別正立、倒立放在水平桌面上的情景。圖9-3甲乙圖大。原因：由題圖可知，倒放時瓶中水的深度較大，根據(jù)p

=

pgh

可知，倒放時水對瓶蓋的壓強較大。(1)正立時水對瓶底的壓強和倒立時水對瓶蓋的壓強哪個大?為什么?甲原因：瓶底和瓶蓋對桌面的壓力等于水和水瓶的重力；因為水瓶和水的重力是相等的，所以正放對桌面的壓力等于倒放對桌面的壓力，即F

甲

=F

乙；倒放時瓶蓋和桌面的受力面積小，即

S甲

>Sz,

根據(jù)

知

，對桌面的壓強關(guān)系為

p甲'<Pz’。(2)這兩種情況下水瓶對桌面的壓強哪個大?為什么?乙圖大。甲乙圖9-4U

形管向右傾斜時，水向右流動；穩(wěn)定后液面在同一水平面上。原因：U

形管的上端開口、下端連通，屬于連通器，將管向右傾斜后，當(dāng)水不流動時，兩管中的液面仍然相平。⑦

如果把如圖9-4所示的U形管向右傾斜(水不流出),管內(nèi)的水將會怎樣流動?穩(wěn)定后左右兩管內(nèi)的液面

在不在同一水平面上?為什么?⑧

茶壺的蓋子上開有一個小孔。從物理學(xué)的角度看，小孔的作用是什么?茶壺蓋上如果沒有孔，隨著茶水的外流，茶壺內(nèi)部氣體壓強減小，很難將水倒出，所以壺蓋上有孔，使得壺內(nèi)液面上的氣壓始終與外界大氣壓相等，茶水在重力作用下能方便倒出。⑨

學(xué)校的游泳池水深1.1m,池

底1m2

的面積上所受的壓力是多少?g

取10

N/kg。池底所受的壓力為：F=pS=pghS=1.0×103kg/m3×9.8

N/kg×1.1m×1m2=1.078×10?N。教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵喚醒和鼓舞。第10章浮力10.1浮力五個概念壓力、壓強、連通器、大氣壓、流體兩個特點液體內(nèi)部壓強的特點、大氣壓的特點壓強兩個公式三個應(yīng)用

、P=pgh增大或減小壓強在生活中的應(yīng)用、大氣壓強的應(yīng)用、

流體壓強與流速關(guān)系的應(yīng)用兩個實驗研究影響壓力作用效果的因素、探究液體壓強與哪些因素有關(guān)四種方法控制變量法、轉(zhuǎn)換法、理想模型法、演繹推理法你知道產(chǎn)生這些奇妙現(xiàn)象的原因嗎?

問

題-游船、鴨子能在水面游弋，海洋中巨大的冰山能在水面漂浮(圖10.1-1),是什么力量把它們托起來的呢?圖10.1-1冰山游船、鴨子、冰山都受到重力的作用，但卻沒有因此而沉入水底，這表明水對它們有一個向上托起的力。浸在液體中的物體受到向上的力，這個力叫作浮力(buoyancy

force)

浮力漂浮在水面的物體受到浮力，浸沒在水中的物體也受到浮力嗎?例如，圖10.1-2中，沉入水底的石塊會受到浮力嗎?如果浸沒在水中的物體會受到浮力的話，怎樣測

量此時浮力的大小呢?圖10.1-2沉入水底的石塊測量浸沒在水中的鋁塊所受的浮力1.如圖10.1-3甲所示，在彈簧測力計下懸掛一個鋁塊，鋁塊靜止時，讀出彈簧測力計的示數(shù)，這就是鋁

塊所受重力的大小。甲

乙

丙圖10.1-3測量鋁塊所受的浮力

演

示2.把鋁塊浸沒在水中(圖10.1-3乙),鋁塊靜止時，看看彈簧測力計的示數(shù)

有什么變化。想一想，為什么示數(shù)會有變化，它闡明了什么問題?算一算，彈測力計的

示數(shù)變化了多少?甲

乙丙圖10.1-3測量鋁塊所受的浮力從以上實驗步驟1、2可以看到，鋁塊浸沒在水中后，彈簧測力計的示數(shù)減小了，闡明浸沒在水中的鋁塊受到了浮力的作用。圖10.1-3甲、乙中彈簧測力計示數(shù)之差，就是浮力的大小。圖10.1-3測量鋁塊所受的浮力丙甲乙3.改變鋁塊在水中浸沒的深度(圖10.1-3丙),看看示數(shù)是否有變化。從實驗步驟2、3可以看到，彈簧測力計的示數(shù)沒有變化，闡明浸沒在水中的鋁塊所受浮力的大小，跟

鋁塊所到達的深度沒有關(guān)系。甲

乙丙圖10.1-3測量鋁塊所受的浮力

想想議議浸沒在水中的鋁塊受到三個力(圖10.1-4):重力

G

、

彈簧測力計的拉力

F拉和浮

力F浮。在這三個力的作用下鋁塊處于平

衡狀態(tài)。把

F

拉

和F

浮的合力設(shè)為F

合，這

樣就可以認(rèn)為鋁塊受

F

和

G兩個力的作

用。你能證明F浮

=G-F拉嗎?圖10.1-4剖析鋁塊的受力如圖所示，物體浸在水中時，受到重力G

、彈簧測力計的拉力F

拉和浮力

F

浮J三個力的作用，此時

F=F

拉+F

浮，

根據(jù)力的平衡條件可知，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)

，則物體受到的向上的力與物體受到的向下的力大小相等，

F

合=G,

即

F浮十F

拉

=G

,

所

以

F

浮

=G

一F

拉。

圖10.1-4剖析鋁塊的受力決定浮力大小的因素浮力的大小與哪些因素有關(guān)呢?有同學(xué)根據(jù)自己的經(jīng)驗提出了以下猜想。猜想1:浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)。他的根據(jù)是：用手把一個空礦泉水瓶壓入水中，礦泉水瓶浸入的體積越大越費力。猜想2:浮力的大小與液體的密度有關(guān)。你同意嗎?請說出你的根據(jù)。你還有哪些猜想?請說出猜想的根據(jù)。

演

示探尋浮力的大小與哪些因素有關(guān)實驗思路由以上猜想，浮力的大小可能與物體浸在液體中的體積、液體的密度等因素有關(guān)。要探尋浮力的大小是否與這些量有關(guān)，

需要逐次尋，每次浮力的大小與其中一個量的關(guān)系，其他量要

保持不變。實驗過程1.為探尋浮力的大小是否與物體浸在液體中的體積有關(guān)，可以逐漸增大物體浸在液體中的體積，觀察和記錄浮力大小的變化，如圖10.1-5所示。

圖10.1-5探尋浮力的大小是否與物體浸在

液體中的體積有關(guān)2.為探尋浮力的大小是否與液體的密度有關(guān)，可以把同一個物體浸沒在不同的液體中，測量并記錄

浮力的大小。還可以用控制變量的方法檢驗其他猜想。實驗結(jié)論根據(jù)以上實驗，你得出了什么結(jié)論?實驗結(jié)果表明：物體在液體中所受浮力的大小，與它浸在液體中的體積有關(guān)，與液體的密度有關(guān)；物體浸在液體中的體積越大，液體的密度越大，所受的浮力就越大。浮力產(chǎn)生的原因為什么浸沒在液體中的物體會受到浮力?這是因為液體內(nèi)部存在壓強，而且深度不同其壓強不同。設(shè)長方體的底面積為S,

高

為h。則

：F浮=F?—F?=p?S-p?S=P

水gh?S

一P水gh?S=P

水g(h?—h?)S=

P水

ghS如圖10.1-6所示，我們研究浸沒在液體中的長方體的受力情況。=

P

水8V

=G排長方體兩個相對的側(cè)面所受液體的壓力相互平衡，物體水平方向所受力的合力為0。長方體上、下表面所處的深度分別記為h?、h?

,h?

>h?

,

因此，液體對長方體下表面的壓強要大于液體對上表面的壓強。圖10.1-6水對長方體上下表面的壓力不同考慮到長方體上、下表面的受力面積是相同的，所以，液體對長方體向上的壓力F?

大于液體對它向下的壓力

F?

。

浸沒在液體中的物體，其上、下表面受到液體對它的

壓力不同，這就是浮力產(chǎn)生的原因。圖10.1-6水對長方體上下表面的壓力不同注意：物體下表面沒有液體(或與底部密合)時，不受浮力。陷在河底泥沙里的船立在河床上的橋墩練習(xí)與應(yīng)用一①

請你從日常生活或常見的自然現(xiàn)象中，舉例闡明浸在液體中的物體會受到浮力。一切浸在液體中的物體，只要底部與容器底部接觸不十分緊密時都受浮力，所以只要物體放在水中就會受浮力。如在水中下沉的鐵塊、在河面航行的小船、按入水中的兵乓球等。②

彈簧測力計下懸掛一個重物，在空氣中稱量時的示數(shù)如圖10.1-7甲所示，把重物浸

在水中時的示數(shù)如圖10.1-7乙所示。重物浸在水中時所受的浮力是多少?讀出甲的示數(shù)即物體的重力G=3.2N,讀出乙的示數(shù)即為物體浸入水中時受的拉力F?=2.2N,

由

F

浮

=G

物一F

拉

得

浮

力

F

浮

=G—F?=3.2

N—2.2

N=1N。5N條形盒

測力計0

0223345

5圖10.1-75N條形盒

測力計N012345甲2345③

一個豎直懸掛在水中的圓柱體，上表面受到水的壓力為5N,下表面受到水的壓力為13N

。你認(rèn)為這個物體受到水的浮力由浮力的產(chǎn)生原因知：F浮

=F

向

上

-F向下

=13N—5

N=8N。④

有同學(xué)根據(jù)石塊在水中是下沉的，木塊在水中是漂浮的猜想浮力的大小可能與物體的密度有關(guān)。你能判斷他的猜想是否正確嗎?若能，請說出你的辦法。不正確。驗證方法如下：[實驗器材]彈簧測力計、燒杯、細(xì)線、水、兩塊體積相同的銅塊和鐵塊。[實驗步驟](1)用彈簧測力計分別測出所選銅塊和鐵塊在空氣中受到的重

力G?

和

G?。(2)將彈簧測力計下端掛著的銅塊和鐵塊浸沒在水中，分別記下彈簧測力計的示數(shù)為

G?和

G?。(3)根據(jù)

F

浮

=G—F拉，分別求出兩次的浮力。[剖析與結(jié)論]通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)浮力相等，即

G?-G?=G?-G?,

這闡明浮力的大小與物體的密度無關(guān)。概念方向

豎直向上產(chǎn)生原因

上、下表面壓力差測量

稱重法測浮力：F浮=G-F浸入液體的體積決定因素液體的密度浮力1.

(株洲中考)在“測量浮力大小”的實驗中，由圖甲可知金屬塊受到的重力是

1.4

N,

現(xiàn)將金屬塊完全浸沒到水中，彈測力計的示數(shù)變?yōu)槿鐖D乙所示，則金屬塊受到水

的浮力是

0.4

_N。1.0N乙2.

(畢節(jié)中考)在“探尋浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗時，小麗將個物塊掛在彈簧測力計下，并逐漸使其浸入水中，實驗過程和對應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)如圖甲、乙、丙、丁、戊所示。1.7N1.7N

1.7N戊(1)由圖甲、丙可知，物體浸沒在水中時，受到的浮力為_N。(2)剖析圖甲、乙、丙可知，物體所受浮力大小與

排開液體

(選填“排開液體”或“物體”)

的體積有關(guān)。2.7N22X

1.7N丙2.7N2.2N

1.7N1.7N甲(3)剖析圖

丙、丁、戊水中的深度無關(guān)。丙

丁

戊可知，物體所受浮力與它浸沒在1.7N教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵喚醒和鼓舞。第10章浮力10.2阿基米德原理概念方向

豎直向上產(chǎn)生原因

上、下表面壓力差測量稱重法測浮力：F=G-F浸入液體的體積決定因素液體的密度浮力相傳敘拉古國國王讓工匠替他做了一頂純金王冠。做好后，國王疑心工

匠在金冠中摻了假，國王請阿基米德來檢驗，又不能破壞王冠。阿基米德想到了什么方法呢?問

題-通過上節(jié)的探尋，我們知道：物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，所受的浮力就越大。浮力的大小跟它們有什么定量的關(guān)系呢?要探尋這個定量關(guān)系，除了要知道液體的密度，還要想辦法確定物體浸在液體中的體積。阿基米德靈感的啟示據(jù)說兩千多年以前，古希臘學(xué)者阿基米德(圖10.2-1)為了鑒定王冠是否是用純金制成的，要測量王冠的體積，冥思苦想很久都沒有結(jié)果。圖10.2-1阿基米德

(Archimedes,

約

公元前287-前212)一天，當(dāng)他跨進盛滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，突然想到：物體浸在液體中的體積，不就是物體排開液體的體積嗎?由此他解決了王冠的鑒定問題。圖10.2-1阿基米德

(Archimedes,

約

公元前287-前212)等質(zhì)量的不同物質(zhì)，由于密度不同，體積不等。浸沒水中，排開的水的體積不等。物體浸在液體中的體積=

排開液體的體積阿基米德把王冠和相同重量的金放進水里，發(fā)現(xiàn)“現(xiàn)王冠排出的水比黃金的多。說明王冠拷假了。80503613003-0。我們可以在阿基米德靈感的啟示下，進一步思索如果用物體排開液體的體積取代物體浸在液體中的體積，上節(jié)探尋的結(jié)果就可以說成：物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，所受的浮力就

越

大。而排開液體的體積與液體密度的乘積就是排開液體的質(zhì)量，所以上

面的結(jié)論又可以說成：物體排開液體的質(zhì)量越大，所受的浮力越大。又由于物體所受的重力和它的質(zhì)量是成正比的，因此可以想

到

：物體在液體中所受的浮力與它排開液體所受的重力有直接的

關(guān)

系。浮力的大小下面我們用實驗來探尋物體所受的浮力與它排開液體所受的重力之間的定量關(guān)系。

演

示探尋浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系實驗思路本實驗需要先測量兩個量：物體所受的浮力和物體排開液體所受的重力，然后剖析它們的關(guān)系。1.怎樣測量物體所受浮力的大小?2.怎樣測量物體排開液體所受的重力?作的順序?實驗過程以下是用溢水杯和彈簧測力計進行操作的一種實驗方案。1.用彈簧測力計測量空桶所受的重力(圖10.2-2甲)。G桶甲圖10.2-2探尋浮力的大小與排開液體

所受重力的關(guān)系3.如果要減小實驗誤差，應(yīng)該怎樣設(shè)計實驗操2.用彈簧測力計懸掛一個物體，讀出物體在空氣中(圖10.2-2乙)

和浸在水中(圖10.2-2丙)靜止時

彈簧測力計的示數(shù)，計算物體在

水中所受浮力的大小。同時用小

桶將排開的水收集起來。圖10.2-2探尋浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系丙3.用彈簧測力計測量裝水小桶所受的重力(圖10.2-2丁),計算排開的水所受的重力。圖10.2-2探尋浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系次數(shù)小桶所受的重力G/N物體所受

的重力

G物/N物體在水中時彈簧測力計的示數(shù)F拉/N小桶和排開水所受的總重力G/N浮力

F浮/N排開的水所受的重力G排/N10.52.71.71.51.01.020.57.862.31.81.830.58.96.43.02.52.5…把測量的實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中。實驗結(jié)論根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，看看物體所受浮力的大小與它排開的水所受的

重力有什么關(guān)系。大量的實驗結(jié)果表明，浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是阿基米德原理不僅適用于液體，

也適用于氣體。F浮=G根據(jù)上一節(jié)所學(xué)的浮力產(chǎn)生的原因，通過進一步剖析，也可以得出以上結(jié)論。

例

題有一杯水、一杯鹽水和一塊重0.22

N

、密度為1.1×103kg/m3的塑料塊。(1)該塑料塊浸沒在水中時所受的浮力是多少?(2若該塑料塊在鹽水中是漂浮的，浸在鹽水中的體積是塑料塊總體積的90%,則鹽水的密度是多少?g取10

N/kg。(1)該塑料塊浸沒在水中時所受的浮力是多少?解：根據(jù)塑料塊所受的重力可以求得它的質(zhì)量，再由體積、質(zhì)量和密度的關(guān)系式就可以求得它的體積。塑料塊的質(zhì)量：塑料塊的體積：浸沒在水中的塑料塊的體積

V塑料

等于它排開水的體積

V排。根據(jù)阿基米德原理，塑料塊受到浮力的大小等于它排開的水所受的重力F浮

=G

排

=m水g=P水V

排

8=1×103kg/m3×2×10-5m3×10N/kg=0.2

N(2)若該塑料塊在鹽水中是漂浮的，浸在鹽水中的體積是塑料塊總體積的90%,則鹽水的密度是多少?g取10

N/kg。解：塑料塊在鹽水中所受浮力的大小等于0.22N,

根據(jù)阿基米德原理，可以求得排開鹽水的質(zhì)量。再由體積、質(zhì)量和密度的關(guān)系式就可以求得鹽水的密度。即該塑料塊浸沒在水中所受的浮力為0.2

N。

鹽水的密度為1.22×103kg/m3。.22

×

103kg/m3,鹽水密度練習(xí)與應(yīng)用一①北京“水立方”中游泳池的水深設(shè)計比一般標(biāo)準(zhǔn)游泳池深了0.5m

。有人說，水的深度越深，其產(chǎn)生的浮力就越大，因此，各國運動員在“水立方”的比賽成績普遍提高就不足為奇了。

你認(rèn)為他的說法正確嗎?為什么?不正確。因為運動員在水中受到的浮力大小只跟運動員排開水的體積有關(guān)，跟水深無關(guān)。②

請比較以下浮力的大小。(1)同樣重的兩個銅塊甲和乙，甲浸沒在水中，乙浸沒在煤油中，

哪個受到的浮力大?根

據(jù)

F

浮

=P

液8V

排可以判斷：同樣重的兩個銅塊，體積相同，浸沒時

V

排也相同，所以浸沒在密度大的水中時受到的浮力大。(2)同樣重的鋁塊和銅塊，都浸沒在煤油中，哪個受到的浮力大?同樣重的鋁塊和銅塊，由于p銅>P

鋁，由

可知

,都

浸

沒

在

煤

油

中

，V

排銅<V排鋁’所以鋁塊浸沒在煤油中受到的浮力大。(3)同樣重的鋁塊和銅塊，銅塊浸沒在煤油中，鋁塊浸沒在水中，哪個受到的浮力大?同樣重的鋁塊和銅塊，浸沒在液體中時，V

排銅

V

排

鋁

，

P

水

>

P

煤油’浸沒在水中的鋁塊，液體密度和排開液體的體積都大于浸沒在煤油中的銅塊，所以鋁塊受到的浮力大。③

在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件，彈簧測力計的示數(shù)是7.5N。當(dāng)把零件浸沒在密度為0.8×103kg/m3

的油中時，彈簧測

力計的示數(shù)是6.6N

。金屬零件的體積是多少?g

取10N/kg。由F浮=

G物

F

拉

可

得

浮

力F

浮=7

.

5N

-6.6N=0.9N,由F浮=P

液gV排可得由于物體浸沒，V物

=

V排，求得

V物=1.125×10-4m3。④

某同學(xué)用阿基米德原理測量一種未知液體的密度：他把一個鐵塊用細(xì)繩懸掛在彈簧測力計的掛鉤上，鐵塊在空氣中時彈簧測力計的示數(shù)是7.9N,把鐵塊浸沒在該液體中時彈簧測力計的示數(shù)是7.1N

。該液體的密度是多少?鐵的密度為7.9×103kg/m3

。g

取10N/kg。可得鐵塊的體積

V鐵=1×10-4m3,由由于鐵塊浸沒，可得

V

排

=V

鐵=1×10-?

m3。由

F浮

=G物

-

F

拉

得

浮

力

F

浮=0

.

8N,由

F浮

=

P液

8V排求得

P

液=0.8×103kg/m3。用稱重法測浮力用小桶盛溢出的水.,測其重力浮力的大小等于它排開液體所受的重力內(nèi)容公式

：適用范圍：液體和氣體阿基米德的靈感：用物體排開液體的體積“取代”物體浸在液體中的體積實驗方案實驗結(jié)論探究浮力

的大

小阿基米德原理阿基

米德

原理1.如圖所示，圖A、B、C、D、E

是“探尋浮力大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”實驗的五個步驟。B、D兩步驟可計算出圓柱體物塊浸沒在水中時受到的浮力

F

浮

三

1.2

N。

A、E

兩步驟可得出物塊排開水所受的重力

G

排。

比

較

F

浮與

G

排，可以得到浮力的大小跟物塊

排開水所受重力的關(guān)系。2.

(黔南州中考)如圖所示，重為5N、體積

為0.2×10-3m3

的物體用細(xì)線系在彈簧測力計

的掛鉤上，將它浸沒在水中，物體受到的浮力是

2

N,

靜止時彈簧測力計的示數(shù)是3

N。(g取10

N/kg)教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵喚醒和鼓舞。第10章浮力10.3物體的浮沉條件

及應(yīng)用用稱重法測浮力用小桶盛溢出的水.,測其重力浮力的大小等于它排開液體所受的重力內(nèi)容公式

：適用范圍：液體和氣體阿基米德的靈感：用物體排開液體的體積“取代”物體浸在液體中的體積實驗方案實驗結(jié)論探究浮力

的大

小阿基米德原理阿基

米德

原理“蛟龍”號采用常用的“深潛器無動力下潛上浮技術(shù)”,可實現(xiàn)下潛、懸浮和上浮。潛水器是如何實現(xiàn)下潛、懸浮和上浮的呢?問

題-浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，但是有的物體上浮，有的物體下沉，有的物體還會懸浮在液體中。這是為什么?由靜止釋放的物體如何運動，取決于它所受力的合力。要剖析浸沒在液體中的物體向哪個方向運動，需要析它所受力的合力的方向。物體的浮沉條件浸沒在液體中的物體受到兩個力：豎直向下的重力和豎直向上的浮力。根據(jù)物體所受浮力與重力大小關(guān)系的不同，由靜止釋放的物體，其浮沉

存在三種情況。F浮

A完全浸入液體內(nèi)的物體的受力剖析F

浮

>G

上

升F

浮=

G

懸

浮F

浮<G

下

沉上升到液面呈漂浮狀態(tài)，F(xiàn)

浮逐漸減小到

F

浮

=G下沉至容器底部，F(xiàn)

浮不

變

，F(xiàn)

浮

+N

支

=G當(dāng)浮力

F

大于重力G時(圖10.3-1甲),二力的合力方向向上，物體由靜止開始上?。划?dāng)浮力F

等于重力G時(圖10.3-1乙),二力的合力為0,

物體保持懸浮狀態(tài)；甲上浮

乙懸浮

丙下沉圖10.3-1

物體的浮沉當(dāng)浮力F

小于重力G

時(圖10.3-1丙),二力的合力方向向下，物體由靜止開始下沉。甲上浮

乙懸浮

丙下沉圖10.3-1

物體的浮沉由于浸沒在液體中的物體排開液體的體積跟物體自身的體積相等，因此物體的浮沉情況也可以用物體的密度跟液體密度的大小關(guān)系來判斷。浸沒在液體中的物體由靜止釋放，如果它的密度小于液體的密度，物體將上浮；如果它的密度等于液體的密度，物體可以懸浮在液體內(nèi)；如果它的密度大于液體的密度，物體將下沉。人們正是根據(jù)這個道理，在用鹽水選種時，清除掉漂浮的不飽滿的種子，保留下沉的飽滿種子。鹽水選種圖10.3-2觀察雞蛋的位置將新鮮雞蛋浸入水中，

由于雞蛋的密度大于水的密度，所以雞蛋在水中下沉，直至沉底。如圖10.3-2所示，將新鮮的雞蛋分別浸沒在盛有水和鹽水的容

器中，觀察雞蛋在容器中的位置。

想想做做鹽水水將新鮮雞蛋浸入濃鹽水中，由于雞蛋的密度等于濃鹽水的密度，所

以雞蛋在濃鹽水中懸??；繼續(xù)加鹽，當(dāng)雞蛋的密度小于濃鹽水的密度時，雞蛋會上浮，靜止時為漂浮。圖10.3-2觀察雞蛋的位置鹽水水人類從遠(yuǎn)古時代就開始利用浮力了。最初可能是抱住或騎在一段樹干上順?biāo)?，這是人類最早的航行方式。后來人們發(fā)明了船，它能承載更多的人和物。據(jù)記載，1405年鄭和下西洋時乘坐的

木船長約為147m,

是當(dāng)時世界上最大

的木船(圖10.3-3)。圖10.3-3鄭和下西洋600周年紀(jì)念郵票浮力的應(yīng)用輪船輪船是用鋼鐵制造的，鋼鐵的密度遠(yuǎn)大于水，怎樣用沉重的鋼鐵制成可以承載很多貨物的船呢?把橡皮泥捏成瓢狀放在水面，雖然它所受的重力沒有改變，但是它排開的水的體積變大，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。橡皮泥的密度比水大，它在水中會下沉。根據(jù)阿基米德原理，怎樣把橡皮泥做成一條小船，

使它能漂浮在水面，并能承載重物(圖10.3-4)?

想想做做圖10.3-4能承載

重物的橡皮泥船輪船就是根據(jù)這個道理制造的。

輪船的大小通常用排水量來表示。排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量。例

如

，我國首艘航空母艦遼寧艦(圖10.3-5)的排水量約為6萬噸，表示遼寧艦滿載時，艦載機和艦身的質(zhì)量之和約為6萬噸。圖10.3-5遼寧艦郵票潛水艇潛水艇能潛入水下航行。它的艇身內(nèi)有水艙(圖10.3-6),向

水艙充水時，潛水艇變重，逐漸入水中。當(dāng)水艙充水后潛水艇所受的重力等于浮力時它可

以懸浮在水中。圖10.3-6潛水艇示意圖當(dāng)用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時，潛水艇變輕，從而上浮。實際航行時，上浮和下潛的過程中潛水艇要開動推進器加快上浮和下潛的速度。

圖10.3-6潛水艇示意圖氣球和飛艇如果氣球里充的是密度小于空氣的氣體，那么氣球就可以飄在空中。例如，節(jié)日放飛的氣球、攜帶氣象儀器的高空探測氣球，充的是氦氣；體育、娛樂活動用的熱氣球，充的是被燃燒器加熱而體積膨脹的熱空氣(圖10.3-7)。圖10.3-7熱氣球為了能定向航行，人們還制成了飛艇：在大氣囊下面裝了帶螺旋槳的發(fā)動機和載人、裝貨的吊籃。20世紀(jì)20-30年代，飛艇曾盛極一時，用來進行軍事偵察轟炸敵方目的或作為空

中交通工具。圖10.3-8飛艇后來連續(xù)發(fā)生了幾次氣囊中氫氣爆炸的事故，飛艇的飛行

速度又不及飛機，飛艇便逐漸被飛機取代。近年來由于能源危機，且可以用不會爆炸的氦氣代替氫氣，人們對造價低廉，

消耗燃料少、裝載量大的飛艇

又重新重視起來(10.3-8)。圖10.3-8飛艇密度計圖10.3-9是一種密度計，它可以漂浮在不同液體中測量液體的密度，在釀酒、石油、化工以及農(nóng)業(yè)選種等方面有廣泛應(yīng)用。這種密度計通常中間有一個體積較大的玻璃泡。密度計下方裝著金屬顆粒作為配重，使密度計漂浮時能保持豎直姿態(tài)。密度計上方為細(xì)玻璃管，它的內(nèi)部標(biāo)有刻度，測量時可以根據(jù)液面所處的位置直接讀出液體的密度值。

圖10.3-9密度計練習(xí)與應(yīng)用一①

一個木塊的體積為200cm3,

密度為0.8×10kg3/m3。把它浸沒在水中后由靜止釋放，這個木塊為什么不能懸浮在水中?

木塊最終漂浮在水面上時，浸在水中的體積是多少?當(dāng)木塊浸沒水中時，受浮力和重力作用，F(xiàn)浮

1

=P

水

8V木=1×103kg/m3×9.8N/kg×200×10-6m3=1.96N,②

排水量為1000t

的輪船在河水中航行，滿載時船及所裝貨物總共有多重?所受河水的浮力是多少?如果河水的密度為1×103kg/m3,船排開河水的體積是多少?g取10N/kg。輪船的排水量是指輪船滿載時排開水的質(zhì)量(m

排),根據(jù)

F=

m排可求得

F浮=1×10?kg×10N/kg=1×107N,由于輪船是漂浮的，所

以

G總

=F

浮=1×107N,③

體積為120cm3

、

重1.8N的一塊固體，在密度為1.1×103kg/m3的鹽水中為什么會下沉?當(dāng)這塊固體浸沒在鹽水中靜止時，容器底部對它的支撐力是多少?g

取10N/kg。可知物體下沉，靜止時沉底。已知G物=1.8N,則此時物體受支撐力、浮力和重力的作用而平衡，有

F

支

+F

浮

=G物，則F

支

=G物

—F

浮=1.8N—1.1×103kg/m3×10

N/kg×120×10-?m3=0.48N.④

一個飛艇充入氣體后的質(zhì)量是1.5t,體積為1500m

當(dāng)飛艇懸浮在空中時，它裝了多少貨物?空氣的密度取1.29kg/m

。g

取10

N/kg。由阿基米德原理求出飛艇所受浮力F浮

=P空氣gV

排=1.29kg/m3×10N/kg×1500m3=1.935×10N,飛艇的重力G

飛艇=m

飛艇8=1

.5×103kg×10N/kg=1.5×10?N,⑤

如圖10.3-10所示的自制簡易密度計是把吸管的下端密閉并纏繞一段銅絲做成的。將其放入盛有不同液體的兩個杯子中，它會豎直立在液體中。由觀察到的現(xiàn)象判斷甲、乙

哪杯液體的密度大，說出你的理由。甲圖10.3-10密度計在甲、乙兩種液體中都是漂浮的，有

F

浮=G

物，所以該密度計在兩種液體中受到的浮力相等。由甲、乙兩圖可知，

V

排甲>V

排乙，

根

據(jù)

F

浮

=P

液8V

排

可

知

，乙液體的密度大。甲圖10.3-10空心的辦法改變自身重力改變自身重力和排開氣體的體積輪船潛水艇氣球和飛艇物體浮沉條件的應(yīng)用物體的浮沉條件及應(yīng)用物體的浮沉條件F

浮<G,

下

沉，P液<P物懸浮N/kg)(C)A.漂浮，F(xiàn)浮=2N

B.漂浮，F(xiàn)浮<2NC.

沉

底

，F(xiàn)浮=2N

D.

沉

底

，F(xiàn)

浮=2.2

N1.把體積為200

cm3、

質(zhì)量為0.22

kg

的物體放入水中，當(dāng)物體靜止時，它所處的狀態(tài)及受到的浮力大小分別是(g取102.

(2024

·新疆中考)人體密度跟水的密度差不多。質(zhì)量為40kg的小明套著游泳圈(游泳圈重力不計)在游泳池中漂浮時，

小

明浸在水中的體積為他的體積的

則游泳圈浸在水中的體積約為(

A

)A.10dm3

B.20dm3C.30dm3

D.40dm3A.

圖甲中浸沒在水中的潛水艇在下潛過程中所受浮力逐漸變大B.圖乙中巨輪之所以能夠浮在水面是因為用空心的辦法增大了

排開液體的體積C.

圖丙中液體的密度越大，密度計漂浮時受到的浮力就越大D.

圖丁中氣球利用填充密度大于空氣密度的氣體實現(xiàn)上浮3.如圖所示是關(guān)于浮力知識的應(yīng)用實例，其中說法正確的是(

B

)丁丙教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵喚醒和鼓舞。第10章浮力10.4跨學(xué)科實踐：制

作微型密度計項目提出消毒酒精的密度約為0.87×103kg/m3。用密度計測量酒精的密度，是一種初步判斷酒精是否合格的簡單方法。不過常用的密度計體積較大，很難放入小瓶酒

精中進行測量(圖10.4-1)。圖10.4-1測量酒精的密度如果能設(shè)計和制作一個微型密度計，測量時只需把微型密度計放人小瓶中，就能方便、快速地

判斷酒精是否合格。圖10.4-1測量酒精的密度項目剖析要制作一個微型密度計，需要完成以下任務(wù)。1.設(shè)計一個能放入小瓶中，并能用來判斷酒精是否合格的2.按照設(shè)計要求，完成微型密度計的制作。微型密度計。項目實施1.設(shè)計(1)基本思路如圖10.4-2所示，把塑料吸管的下端用蠟封口并纏上銅絲，設(shè)法讓它能豎直漂浮

在水面上。這就是一個最簡單的密度計。圖10.4-2簡易密度計自制密度計放入盛酒精的小瓶后，可能會觸碰瓶底，還可能會使酒精溢出。另外，它漂浮在不同密度的酒精中時，作為標(biāo)度桿的吸管因直徑太大，可能會造成液面在吸管上的位置變化很小，使我們難以判斷酒精密度的大小。怎樣解

決這兩個問題呢?圖10.4-2簡易密度計密度計所受浮力的大小等于它所受的重力，浮力的大小決定了排開酒精的體積。吸管的直徑影響了液面在吸管上位置的變化?？磥?，要設(shè)計符合要求的密度計應(yīng)該著重考慮兩個因素：一個是密度計的質(zhì)量，另一個是標(biāo)度桿的直徑。(2)估算密度計的質(zhì)量對于100m的小瓶酒精來說，若用微型密度計測量時排開1

~2m的酒精，一般不會導(dǎo)致酒精溢出。1~2mL

酒精的質(zhì)量為1g

左右，因此我們設(shè)計的微型密度計的質(zhì)量也應(yīng)為1g左

右

。(3估算標(biāo)度桿的直徑可以認(rèn)為消毒酒精的密度為0.86×103

~0.88×103kg/m3

是合格的。如圖10.4-3

所示，若密度計漂浮在0.86×103kg/m3的

酒精中，液面位于標(biāo)度桿的A位置；漂

浮在0.88×103kg/m3

的酒精中，液面位

于標(biāo)度桿的B位置則測量時液面位于A、

圖10.4-3估算標(biāo)度桿的直徑

B

之間的酒精都是合格的。A、B

間的長度過小，不便于觀察者分辨。為此，可設(shè)定A

、B

間的長度不

少于4

mm。這樣，根據(jù)圓柱體的體積公式，就可以計算標(biāo)度桿的橫截面積和直徑了。通過估算，可以知道標(biāo)度桿的橫截面

積約為0.07cm2,直徑約為3mm。圖10.4-3估算標(biāo)度桿的直徑(4)設(shè)計微型密度計的結(jié)構(gòu)為了使微型密度計能在酒精中豎直漂浮，需要在標(biāo)度桿下部增加配重(如纏上一些銅絲),但增加了配重的標(biāo)度桿放在酒精中會下沉，因此還要在標(biāo)度桿上固定一個浮子來增大浮力。這樣，微型密度計由標(biāo)度桿、浮子和配重三部分組成(圖10.4-4),配重位于最下方。標(biāo)度桿浮子配重圖10.4-4

微型密度計的構(gòu)造標(biāo)度桿浮子配重圖10.4-4

微型密度計的構(gòu)造可以用小泡沫塑料球作為浮子，也可以截一段稍粗點的塑料管，將其兩頭封口作

為浮子。2.制作(1)選擇材料標(biāo)度桿直徑約為3mm

的細(xì)塑料管、做棉簽

的實心塑料桿以及細(xì)的圓珠筆芯等，都可以用來做標(biāo)度桿。標(biāo)度桿浮子配重圖10.4-4

微型密度計的構(gòu)造1—1配重可以在實心塑料桿下端纏上若干圈銅絲，或者在空心的細(xì)塑料管下端插入一段粗鐵絲作為配重。改變銅絲或

鐵絲的長度就可以調(diào)節(jié)配重。標(biāo)度桿浮子配重圖10.4-4

微型密度計的構(gòu)造1—1(2)制成作品大家可以團隊合作，發(fā)揮各自的聰明才智，選擇合適的浮子、標(biāo)度桿和配重，完成微型密度計的制作。標(biāo)度桿浮子—1配

重圖10.4-4

微型密度計的構(gòu)造下面的制作方案供同學(xué)們參考。用制作棉簽的實心塑料桿(直徑約為3

mm)

作為標(biāo)度桿，塑料桿中部套一個直徑約1.2cm

的泡沫塑料球作為浮子，下端繞有銅絲作為配重，初步做成一個微型密度計(圖10.4-5)。實心塑料桿一泡沫塑料球一

8

cm銅絲圖10.4-5

一種微型密度計實心塑料桿一泡沫塑料球一

8

cm銅絲圖10.4-5

一種微型密度計把這個密度計漂浮在水中調(diào)節(jié)配重。改變銅絲的長度，使密度計在水中漂浮時浮子浸沒在水中，水面上方露出一段標(biāo)度桿。把調(diào)好配重的微型密度計放入標(biāo)準(zhǔn)消毒酒精中。待微型密度計靜止時，依據(jù)液面的位置在標(biāo)度桿上做一個記號。最后，用4

mm

寬的彩色膠布中心對著記號貼在塑料桿上，微型密度

計就做好了(圖10.4-6)。圖10.4-6用微型密度計測量小瓶酒精的密度呈現(xiàn)溝通1.老師準(zhǔn)備了若干瓶密度不同的酒精，請用自制的微型密度計測量這些酒精，判斷哪瓶酒精的密度符合消毒酒精的要求，哪瓶密度偏大，哪瓶密度偏小。你的測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論相同嗎?2.如果你的測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論不同，請剖析產(chǎn)生誤

差的原因。3.如果你的測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論相同，說說你的體會。復(fù)習(xí)與提高①

在“探尋浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的

實驗中，物體所受的

重力為4.8N,

當(dāng)把物

體逐漸浸在水中和鹽

水中時彈簧測力計的示數(shù)如圖10-1所示。甲

乙

丁圖10-1結(jié)論：兩實驗中排開水的密度相同，而排開水的體積不同故得出物體受到的浮力

大小與排開水的體積有關(guān)。拉

甲

=

4

.

8

N-4.0N=0.8N,拉乙=4.8N—3.4

N=1.4

N,(1)物體在圖甲、乙中所受浮力的大小分別是多少?可以初步得出F

浮

申

=G-FF浮

乙

=G—F的結(jié)論是什么?甲

乙題圖乙、丙中，彈簧測力計示數(shù)相同，物體受到的浮力相同，排開水的體積相同

，浸沒在水中的深度不同，故闡明浮力的大小與浸沒在水中的深度無關(guān)。(2)對比圖乙、丙可以初步得出的結(jié)論是什么?對比圖丙、丁可以初步得出的結(jié)論是什么?題圖丙、丁中，彈簧測力計示數(shù)不相同，物體受到的浮力不相同，實驗中，排開液體的體積相同，排開液體的密度不同，闡明浮力的大小與排開液體的密度有關(guān)。3.2N鹽水3.4N水丙(3)由圖中信息還可以計算出哪些物理量?物體的體積為：4.0N3.4N乙3.4N丙3.2N鹽水≈1.4×10-?m3甲土豆受到的浮力大。判斷方法：體積較大的土豆排開水的體積較大，由公式F浮=P液8V排可判斷土豆所受的浮力較大。②

某同學(xué)在廚房勞動時發(fā)現(xiàn)，小小的蜜橘會漂在水面而較大的土豆卻會沉在水底。蜜橘和土豆哪個受到的浮力大?說說你③

我國完全自主設(shè)計建造的福建艦的排水量可達8萬噸，它滿載時受到的浮力是多少?當(dāng)艦載機升空后福建艦排開水的體

積將怎樣變化?g取10N/kg。福建艦處于漂浮狀態(tài)，在滿載時所受的浮力：F

浮

=G

總

=m

排g=8×107kg×10N/kg=8×108N;艦載機起飛后，由于福建艦是漂浮的，浮力等于重力，此時福建艦的重力減小，則浮力變小，由公式V排

可得排開水

的體積變小。④

相傳三國時期，諸葛亮用很輕的竹扎成框架，把周圍用紙糊起來，并在下端開口處放置一

個小碟，點燃小碟內(nèi)的松脂，就做成了“會

飛的燈籠”,后人稱其為“孔明燈”(圖10-2)。

“孔明燈”為什么能升空?孔明燈升空，是因為熱空氣的密度比空氣的密度小，孔明燈受到的浮力大于重力，利用的是空氣的浮力。⑤

一個氣球的體積跟你們班的教室的體積差不多，這個氣球受到的浮力約為多少?空氣的密度取1.29kg/m3,g取10N/kg。教室的長、寬、高分別約為8m

、6m

和3.5m,

氣球所受的浮力約為F

浮

=P

空氣gV

排=1.29

kg/m3×10

N/kg×8m×6m×3.5m=

2.12×103N。⑥

人們常用“冰山一角”來形容看到的水面上的冰山遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水下部分。已知冰的密度p水為0.9×103kg/m3,請計算冰山露

出水面的體積與水下體積之比。冰山漂浮，根據(jù)物體的浮沉條件可知，F(xiàn)

浮=G;根據(jù)阿基米冰德原理可知；P水gV

排

=

P冰gV

漲，則：則冰山露出水面的體積與水下體積之比為

⑦圖10-3是某同學(xué)用燒瓶、橡皮管、玻璃管、橡皮塞制作的潛水艇模型。通過橡皮管吸氣

或吹氣，就可以使燒瓶下沉或上浮。請你也制作一個潛水艇模型，說說你是怎樣使“潛水艇”實現(xiàn)下沉或上浮的。當(dāng)燒瓶處于題圖所示的靜止(懸浮)狀態(tài)時，重力等于浮力；若從橡膠管吸氣，氣體減少，水就會進入燒瓶內(nèi)，燒瓶自身重力變大，由于排開液體體積不變，由

F

浮=P液8V排可知圖10-3燒瓶浮力大小不變，因為重力大于浮力，則燒瓶會下沉；若從橡膠管吹氣，氣體增多，水就會排出燒瓶，燒瓶自身重力變小，燒瓶浮力大小不變，因為重力小于浮力，則燒瓶會上浮；該模型是通過改變自身重力來實現(xiàn)下沉或上浮的。圖10-3教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵喚醒和鼓舞。第11章功和機械能拒11.1功兩個概念一個原理四個公式兩個實驗一種方法一個條件三個應(yīng)用浮力、排水量阿基米德原理.F浮=F向上-F

(

壓

力羞法)、F=G-F

(

稱重法

)

、F浮=G排=P液

g(公式

法

)

、F=G《

平街法)探究浮力的大小與哪些圖素有關(guān)、探究浮力的長小與排開液體所受重力物關(guān)系控制變量法物體的浮沉祭件：F>G,物體上?。籉<G物體下沉；F=G輪船、潛水通、氣浮力推土機推土，對土有力的作用，使土被推到遠(yuǎn)處，我們看到了推土機工作的成效。可見，機械在工作時可以產(chǎn)生相應(yīng)的“成效”,那么在物理學(xué)中，怎么描述這種成效呢?

問

題-如圖11.1-1所示，又車要把貨物從地面搬到車上，在這個過程中，又車除了要對貨物施加力，還需要

怎樣做才能完成這個任務(wù)?圖11.1-1叉車舉高貨物很明顯，又車要完成這個任務(wù)，除了用力托起貨物，還需要使貨物在這個力的方向上移動一段距離。也就是說，在

叉車舉高貨物的過程中，貨物受到一個向上的力

F

的作用，并且在這個力的作用下，向上移動了一段距離s

(圖11.1-2),

力

F

作用的成效體現(xiàn)在貨物被舉高了。力學(xué)中的功FF圖11.1-2貨物在力F的方向上移動距離s對于這種情況，物理學(xué)中就說叉車托起貨物的力做了功(work)。通常而言，如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，就說這個力對物體做了功。FF圖11.1-2貨物在力

F的方向上移動距離s作用在物體上的力越大、物體在力的方向上移動的距離越遠(yuǎn)，力所做的功也就越多。力學(xué)中，

功等于力與物體在力的方向上

移動的距離的乘積。物體在力F

的方向上移動距離s在國際單位制中，力的單位是牛，距離的單位是米，則功的單位是牛米，它有一個專門的名稱叫作焦耳(joule),簡稱焦，符號是J。如果用F

表示力、s

表示在力的方向上移動的距離、

W表示功，則功的表達式為

想想議議如圖11.1-3所示，一個人搬石頭時，搬而未起，人對石頭的力是否做功?搬石頭時，人對石頭施加了向上的力，但石頭沒有在力的方向上移動距離，人對石頭的力沒有做功。圖11.1-3搬而未起如圖11.1-4所示，一個人推車在水平方向上前行，人對車的推力是否做功?人推車時，人對車施加了推力，車在推力的方向上移動了

距離，人對車的推力做了功。圖11.1-4推車前行有時為了敘述方便，某個力做功往往也說成施力的物體做了功。如人推車，推力做了功，也常說人做了功。功的計算有了功的表達式，我們就可以定量地計算做功的多少。

例

題目前，我國正在大力推廣裝配式建筑。這種建筑方式不僅施工效率高，還能大幅降低

能耗，避免現(xiàn)場粉塵、泥漿等的污染，實現(xiàn)

綠色施工(圖11.1-5)。g

取10

N/kg。(1)把質(zhì)量為1.5t的構(gòu)件勻速提高到30m

高的樓頂，豎直向上的拉力做了多少功?圖11.1-5提高構(gòu)件解

構(gòu)件在豎直方向上做勻速直線運動，構(gòu)件所受的拉力與重力大小相等，即F=G=mg=1.5×103kg×10

N/kg=1.5×10?N,構(gòu)件在豎直方向上移動的距離S=30

m,所以，拉力做的功W=Fs=1.5×10?N×30m=4.5×10?J(2)依據(jù)需要，又將這個構(gòu)件沿水平方向勻速移動了3m

。在水平運動階段，豎直向上的拉力又做了多少功?解：拉力的方向豎直向上。構(gòu)件在水平方向上移動了3m,但在豎直方向上沒有移動距離，即s'=0

。所以，拉力做的功W'=

Fs'=0在豎直上升階段，拉力做的功為4.5×105J。在水平運動階

段，拉力做的功為0。

練習(xí)與應(yīng)用一①圖11.1-6是冰壺比賽場地的示意圖。運動員從A

點推動冰壺

前進，到B

點時松手，冰壺滑行到C

點靜止。在冰壺由A到

B

、由

B到

C

的過程中，運動員對冰壺是否做功?為什么?B投擲線投擲線由A到

B

時

，有推力作用在冰壺上，且冰壺在力的方向上移動了一段距離，此時做了功；由B到

C時，冰壺雖然移動了距離，但并沒有推力作用在冰壺上，此時推力沒有對冰壺做

功。B②馬拉著質(zhì)量為2000kg

的車在水平路面上前進400m,

如

果

馬的水平拉力做了3×10?J

的功，那么馬的水平拉力是多少?由

W=Fs

可知，拉力③

叉車把質(zhì)量為200kg

的貨物緩慢舉高0.8m,

然后又沿水平方向緩慢移動2m

到車廂旁。請剖析整個過程中叉車對貨物做功的情況并計算功的大小。貨物的重力：G

貨物=

mg=200kg×10N/kg=2000N,把貨物舉高0.8m做的功為：W?=G

貨物

h=2000

N×0.8m=1600J貨物沿水平方向移動2m,

此時力的方向與貨物移動方向垂直，此時力不做功。④

一枚雞蛋從2m

高處落到地面，重力大約做了多少功?寫出你是怎樣估算的。一枚雞蛋的重力大約為G=0.5N

,

則雞蛋從2

m

高處落到地面，重力做的功大約為W=Gh=0.5N×2m=1J。作用在物體上的

力物體在這個力的方向上移動的距離有力無距離(勞而無功)有距離無力(不勞無功)力與距離垂直(垂直無功)做功的兩個必要因素不做功的三種情況公式：W=Fs單位：焦耳(J),1J=1N·m功1.

(2023

·連云港中考)下列有關(guān)功的說法正確的是(

B)A.用力推車沒有推動，人對車也做了功B.足球在水平地面上滾動時重力對足球沒有做功C.運動員舉起杠鈴在空中靜止不動時對杠鈴做了功D.學(xué)生背著書包在水平路面勻速前進時對書包做了功2.一起重機將重為1.2×10?N

的鋼材豎直勻速提高3m

后，又沿水平方向勻速移動5m,在整個過程中起重機對鋼材做的功為(

A

)A.3.6×10?J

B.9.6×104JC.2.4×104J

D.0教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵喚醒和鼓舞。第11章功和機械能E11.2功率作用在物體上的力物體在這個力的方胸上移動的返離有力無距離(勞而無璇)有距離無大不勞無功)力與距離垂直(垂直無功)做功的兩個必要因素不做功的三種情況公式：W=Fs單位：焦耳(J),1J=1N·m功建筑大樓時需要先挖地槽，挖土就得對土做功，如果用挖土機來做，一幢大樓的地槽用不了幾天就能挖完。而如果一個人挖，恐怕一年也挖不完一幢大樓的地槽?？梢姡龉Τ擞卸嗌僦?，還有快慢的區(qū)別，那么在物理學(xué)中，怎樣描述機械做功的快慢呢?問

題要把幾百塊磚從地面送到房頂，工人搬運可能需要幾小時，如果用起重機搬運，幾分鐘就可以完成?？磥碜龉τ锌炻?/p>

分。你覺得應(yīng)該怎樣表示做功的快慢呢?功率不同的物體若做相同的功，則用時短的物體做功快；若做功的時間相同，則做功多的物體做功快。

想想議議在生產(chǎn)生活中我們遇到更多的情況是，做功的多少和做功的

時間都不相同。在這些情況下，又該怎樣比較做功的快慢呢?就像用路程與時間之比來比較運動的快慢一樣，我們可以用功與做功所用時間之比來比較做功的快慢。在物理學(xué)中，用功率表示做功的快慢。功與做功所用時間之比叫作功率(power)。如果用

W表示某個力做的功、t表示做這些功所用的時間、P表示這個力做功的功率，則功率的表達式為功率的單位由功的單位和時間的單位組合而成。在國際單位制中，

功的單位是焦耳，時間的單位是秒，則功率的單位是焦耳每秒，它有個專門的名稱叫作瓦特(watt),簡稱瓦，符號是W

。工程技術(shù)上還常用千瓦(kW)

作為功率的單位。1kW=103W物體做功的功率相差很大。例如，優(yōu)秀運動員短時間運動的功率約為一千瓦；小型客車發(fā)動機的功率為數(shù)十千瓦至數(shù)百千瓦；盾構(gòu)機、內(nèi)燃機車發(fā)動機的功率為數(shù)千千瓦；電力機車、