浮力:
(1)定义:浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
(2)施力物体与受力物体:浮力的施力物体是液体 (或气体),受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
(3)方向:浮力的方向总是竖直向上的。
阿基米德原理:(1)原理内容:浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)公式:
,式中ρ
液表示液体的密度,V
排是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。
浮力大小跟哪些因素:有关浸在液体中的物体受到浮力的大小,跟物体浸入液体中的体积有关,跟液体的密度有关,跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。
阿基米德原理的五点透析:(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(2)G
排指被物体排开的液体所受的重力,F
浮= G
排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
(3)V
排是表示被物体排开的液体的体积,当物体全部浸没在液体里时,V
排=V
物;当物体只有一部分浸入液体里时,则V
排<V
物。
(4)由
可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
(5)阿基米德原理也适用于气体,但公式中ρ
液应该为ρ
气。
控制变量法探究影响浮力大小的因素: 探究浮力的大小跟哪些因素有关时,用“控制变量法”的思想去分析和设计,具体采用“称量法”来进行探究,既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力,同时,还能准确地测出浮力的大小。
例1小明在生活中发现木块总浮在水面,铁块却沉入水底,因此他提出两个问题:
问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题2:浮力大小与哪些因素有关?
为此他做了进一步的猜想,设计并完成了如图所示实验,
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力;
(2)做___(选填字母)两次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关;
(3)做(d)、(e)两次实验,是为了探究浮力大小与 __的关系。
解析(1)物体在水中时受到水向上托的力,因此示数会变小。
(2)研究浮力与深度的关系时,应保持V
排和ρ
液不变,改变深度。
(3)在V
排不变时,改变ρ
液,发现浮力大小改变,说明浮力大小与ρ
液有关。
答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度
公式法求浮力: 公式法也称原理法,根据阿基米德原理,浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为:F
浮=G
排=ρ
液gV
排)。此方法适用于所有浮力的计算。
例1一个重6N的实心物体,用手拿着使它刚好浸没在水中,此时物体排开的水重是10N,则该物体受到的浮力大小为____N。
解析由阿基米德原理可知,F
浮=G
排=10N。
答案10
实验法探究阿基米德原理: 探究阿基米德原理的实验,就是探究“浮力大小等于什么”的实验,结论是浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。实验时,用重力差法求出物体所受浮力大小,用弹簧测力计测出排开液体重力的大小,最后把浮力与排开液体的重力相比较。实验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口,以保证物体排开的液体全部流入小桶。
例1在探究“浮力大小等于什么”的实验中,小明同学的一次操作过程如图所示。
(1)测出铁块所受到的重力G铁;
(2)将水倒入溢水杯中;
(3)把铁块浸入溢水杯中,读出弹簧测力计示数F;
(4)测出小桶和被排开水的总重力G;
(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材。
分析评估小明的实验,指出存在的问题并改正。
解析:在探究“浮力大小等于什么”的实验中,探究的结论是浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力,所以实验时,需要用弹簧测力计测出铁块受到的浮力和它排开水的重力进行比较得出结论,因此实验过程中需要测空小桶的重力G
桶,并且将溢水杯中的水加至溢水口处。
答案:存在的问题:
(1)没有测空小桶的重力 (2)溢水杯的水量不足
改正:(1)测空小桶的重力G
桶(2)将溢水杯中的水加至溢水口处
浮力知识梳理:
曹冲称象中的浮力知识: 例曹冲利用浮力知识,巧妙地测出了大象的体重。请你写出他运用的与浮力有关的知识_____、 ____,另外,他所用到的科学研究方法是:_____和______.
解析:曹冲称象的过程是首先把大象放在船上,在水面处的船舷上刻一条线,然后把大象牵上岸。再往船上放入石块,直到船下沉到船舷上的线再次与水面相平时为止,称出此时船上石头的质量即为大象的质量。两次船舷上的线与水面相平,根据阿基米德原理可知,为了让两次船排开水的体积相同,进而让两次的浮力相同,再根据浮沉条件,漂浮时重力等于浮力可知:船重+大象重=船重+石头重,用多块石头的质量替代了不可拆分的大象的质量,这是等效替代法在浮力中的一个典型应用。
答案:浮沉条件 阿基米德原理 等效替代法化整为零法
分子:(1)分子的定义:分子是保持物质化学性质的最小粒子。
(2)分子由原子构成
(3)一般分子的大小只有百亿分之几米,通常以10
-10m做单位来量度。
分子的基本性质:1. 分子很小,分子直径是10
-10—10
-9m的范围
2. 分子质量很小
3. 分子总是在不断的运动
4. 分子之间有间隔
有关分子问题的理解方法
明确:①物质是由分子组成的;②分子是保持物质化学性质的最小微粒;③分子的直径很小,分子用肉眼看不到,凡是肉眼看到的一定不是分子。
例下列关于分子的说法正确的是( )
A.分子是微观世界中的最小微粒
B.将一块糖进行若干次对分,但要保持其甜味,可分为的最小微粒是分子
C.蛋白质是一种大分子,它的大小大约有几十微米
D.以上二说法都不对
解析:分子是人们认识物质微观世界的一道大门,它是保持物质化学性质的最小微粒,而分子则由更小的微粒——原子组成,原子还可以再分。因此选项A错,B对:一般分子的数量级是纳米,蛋白质的分子比较大,可以达到几十纳米,lμm=103nm,用微米形容分子显然不合理,因此C选项错。
答案:B
原子定义:
原子是化学变化中最小的粒子。
原子结构:
卢瑟福在成功地进行了d粒子的散射实验后,提出了原子核式结构模型。原子的中心有一个原子核,占很小的体积,但其密度很大,几乎集中了原子的全部质量。带负电的电子在不同的轨道上绕原子核运动,就像地球绕太阳运动一样。20世纪初,科学家们在探索物质结构的历程中,相继发现了原子核可以释放出质子和中子,质子带正电,中子不带电。由此知道了原子核是由质子和中子组成的。而质子和中子是由夸克组成的。所以原子的组成可表示为:
原子核相对原子来说,体积很小,但质量却很大,原子的质量主要集中在原子核上,电子的质量约为质子质量的
。
质子的质量为:1.6726×10
-27kg
中子的质量为:1.6749×10
-27kg
原子结构:
(1)原子核带正电,几乎集中了原子的全部质量,所带的电荷量是元电荷的整数倍。
(2)核外电子带负电,每个电子的电荷量都为e: 1.6×10
-19C。
(3)整个原子通常呈电中性,原子核的正电荷数与核外电子的负电荷数相等。
(4)原子核对核外电子有束缚作用。
对原子结构的理解
明确:①原子由原子核和核外绕核旋转的电子小成,电子和原子核间存在正、负电荷的吸引力;②原子核是由质子和中子组成的;③原子的核式结构与太阳系类似。
例:下列关于原子结构的说法中正确的是( )
A.原子内的物质分布是均匀的
B.原子结构与太阳系相似,电子绕着原子核运动,就像地球绕着太阳运动一样
C.电子是原子的组成部分,电子在原子内是静止不动的
D.原子核南电子、质子和中子组成
解析:原子核占原子的绝大部分质量,似占很小的体积,所以原子内的物质分布足不均匀的,A项错误:原子的核式结构模型与太阳系相似,B项正确;电子在绕原子核高速运动,C项错误;原子核由质子和中子组成,D项错误。
答案:B
夸克:
现代科学研究发现,质子和中子等微粒也有内部结构,它们是由一种叫做“夸克”的更小的微粒组成的 (见图)
定义:
平衡状态:物体保持静止状态或匀速直线运动状态;
悬挂着的电灯、放在桌面上的书、在平直公路上做匀速直线运动的汽车、在空中匀速直线下降的降落伞都处于平衡状态。如下图:
平衡力:物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,这几个力称为平衡力。即这几个力的合力为零,作用效果相互抵消。
悬挂着的电灯能保持静止,是因为电灯受到的重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力(图甲);在平直公路上做匀速直线运动的汽车,受到向前的牵引力和地面、空气对它的向后的阻力,这时牵引力和阻力是一对平衡力(图乙)。桌面上的书保持静止,书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力(图丙)。
平衡力和相互作用力:
|
|
作用力和反作用力 |
相互平衡的两个力 |
相同点 |
大小 |
相等 |
相等 |
方向 |
相反,且在同一直线上 |
相反,且在同一直线上 |
区别 |
作用对象 |
分别作用在两个物体上 |
共同作用在同一个物体上 |
作用时间 |
同时产生,同时消失 |
一个力消失另一个力可以存在 |
力的作用效果 |
作用力和反作用力分别作用在不同的物体上,一般产生不同的效果 |
两个力共同作用在同一个物体上,使物体保持平衡 |
分类:杠杆可分为等臂杠杆,省力杠杆,费力杠杆等。
各类杠杆的特点:
杠杆种类 |
力臂关系 |
省、费力情况 |
省、费距离情况 |
举例 |
省力杠杆 |
L1>L2 |
F1<F2 |
费距离 |
手推车,铡刀 |
费力杠杆 |
L1<L2 |
F1>F2 |
省距离 |
镊子,钓鱼竿 |
等臂杠杆 |
L1=L2 |
F1=F2 |
相同 |
天平 |