八年级下册物理章节复习专题

1 / 7 第 5 讲 浮力 浮力的应用 考纲要求 备考指津 1.通过实验探究、认识浮力，会作浮 力的示意图。 2．知道阿基米德原理，能区分浸入、 浸没，了解浮力的计算、测量、探究。 3．知道物体的浮沉条件及判断方法。 4．知道物体浮沉条件的应用。会用 不同方法计算浮力。 本课时在中考中侧重于阿基米德原理的应用和物 体的浮沉条件。利用阿基米德原理进行简单的计算， 在中考中经常与其他力学知识综合考查；实验探究浮 力大小与哪些因素有关，重点考查阿基米德原理及物 体浮沉条件。题型以选择题、填空题、实验探究题和 计算题为主。预计今后的中考中，仍将注重对浮力知 识的实际应用及实验探究能力的考查。 考点梳理 考点 1 浮力 (1)浮力：液体和气体对浸在其中的物体有向上的托力叫浮力。 (2)浮力的方向：浮力的方向“总”是________的，浸在液体(或气体)中的物体不论是上浮、下沉还是悬 浮或漂浮，其所受浮力的方向都是________的。 (3)影响浮力大小的因素：物体所受浮力的大小只与液体(或气体)的____和物体排开液体(或气体)的____ 有关。 考点 2 阿基米德原理 (1)阿基米德原理：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体的____。 (2)阿基米德原理的数学表达式：F 浮＝____＝______，式中ρ液表示液体的密度，单位是 kg/m3，V 排表示物 体排开液体的体积，单位是 m3。 (3)阿基米德原理不仅适用于各种液体，也适用于各种气体。 考点 3 浮沉条件 (1)浮沉条件 浸没在液体里的物体的浮沉，决定于它受到的浮力和重力。 当 F 浮____G 物时，物体上浮；当 F 浮____G 物时，物体下沉；当 F 浮____G 物时，物体处于悬浮状态，可以在 液体中任何深度静止。 (2)漂浮：如果一个物体漂浮在液面上，则 F 浮____G 物。 (3)物体的浮沉与密度的关系： 根据物体的浮沉条件，由阿基米德原理 F 浮＝ρ液 gV 排，及 G 物＝ρ物 gV 物可以讨论。 ①浸没在液体中的物体(V 排＝V 物)： 当ρ物____ρ液时，物体上浮；当ρ物____ρ液时，物体下沉；当ρ物____ρ液时，物体悬浮。 ②对于漂浮于液面上的物体(V 排＜V 物)： 由 F 浮＝G 物得ρ物____ρ液。 考点 4 浮沉条件应用 (1)密度计：密度计是用来测量液体密度的工具，它是利用浮在液面上的物体所受的浮力____它受到的重 力的原理工作的，同一密度计在不同液体中所受到的浮力____，因此它在密度较大的液体中，浸入液体中 的体积较小，所以密度计的刻度是从上往下依次____的。 (2)利用盐水选种：由阿基米德原理知，同一物体在密度较大的液体中时所受的浮力较大，由于盐水的密 度大于清水的密度，同样的种子在盐水中受到的浮力比在清水中受到的浮力____，所以利用盐水可将干瘪、 虫蛀的种子除去。 (3)轮船：用密度大于水的钢铁材料制造轮船，采用“____”的办法增大可以利用的浮力。轮船的大小用 ______表示，即满载货物时排开水的质量。轮船漂浮在水面上，F 浮＝G，当它从内陆河中驶入海中，受到 的浮力是不变的，由于海水的密度大于河水的密度，它排开海水的体积____排开河水的体积，所以它要上 浮一些。 (4)潜水艇：潜水艇在水下航行时，体积不变，即排开水的体积不变，因而它受的浮力____，潜水艇是利 用向水舱内充、排水来改变自身的____完成上浮和下潜的。 (5)热气球、氢气球、飞艇内的气体密度小于外部空气的密度，它们所受的浮力____它们的自身重力，所 2 / 7 以它们能升空。 (6)打捞沉船：将浮筒注满水并与沉船固定在一起，然后用压缩空气将浮筒内的水排出，减轻了它们自身 的重力，于是沉船在浮筒的带动下浮起来。 自主测试 1．将空矿泉水瓶慢慢压入水中，直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是( ) A．矿泉水瓶受到水对它的浮力 B．浮力的方向竖直向上 C．排开水的体积越大，受到的浮力越大 D．浸没后，压入越深，受到的浮力越大 2．用手将一重为 5 N 的物体全部压入水中，物体排开的水重 8 N，此时物体受到的浮力为__________ N， 放手后物体将________(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，待物体静止时所受浮力为________ N，排开 水的体积是________ m3。 3．如图所示，将一个由某种材料制成的空心球放入甲液体中，小球漂浮在液面上；若把它放入乙液体中， 小球沉入杯底。则下列判断正确的是( ) A．该材料的密度一定小于甲液体的密度 B．该材料的密度一定大于乙液体的密度 C．球在甲液体中受的浮力小于它在乙液体中受的浮力 D．球在甲液体中受的浮力等于它在乙液体中受的浮力 4．关于浮沉条件的应用，下列说法中正确的是( ) A．潜水艇在水下上浮过程中受到的浮力变大 B．气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度 C．密度计的刻度示数从下到上逐渐变大 D．密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关 重难突破 浮力的计算方法归类透析 浮力这部分知识，是力学中综合性最强的知识，它与体积、质量、密度、二力合成、二力平衡及压强知识 紧密相关，所以，它既是重点又是难点。浮力的计算问题对初学者来说，往往感觉比较难，关键是没掌握 有关解决这类问题的方法，下面就浮力的计算问题结合例题来探讨解决此类问题的方法。 1．两次称量求差法 浮力的方向是竖直向上的，与重力的方向刚好相反，所以先用弹簧测力计称出物体在空气中的重力 F1，然 后把物体浸入液体中，这时弹簧测力计的读数为 F2，则 F 浮＝F1－F2。 【例 1】一个重为 8 N 的物体，挂在弹簧测力计下，将它浸没在盛满水的溢水杯中，静止时弹簧测力计的 示数为 6 N，则物体所受的浮力是______ N，溢出水所受的重力为________ N。 解析：物体所受的浮力：F 浮＝G－F 示＝8 N－6 N＝2 N，由题知原来溢水杯盛满水，所以物体排开水的重 力等于溢出水的重力。 答案：2 2 2．阿基米德原理法 阿基米德原理的内容是：浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力， 即 F 浮＝G 排。阿基米德原理法常常与二力平衡法相结合使用。 【例 2】 如图所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出液体的质量 是 400 g，乙杯中溢出液体的质量是 500 g，则小球质量是______g。 解析： 图甲中小球是沉入溢水杯底部的，由二力平衡法分析知 G 球＞F 浮甲，图乙中小球是漂浮在液体表面 的，故 G 球＝F 浮乙＝m 排乙 g。即 m 球 g＝m 排乙 g，故 m 球＝m 排乙＝500 g。 3 / 7 答案：500 3．二力平衡法 把一个物体浸没在液体中让其从静止开始自由运动，它的运动状态无非有三种可能：下沉、不动或上浮。 物体浸没在液体中静止不动，叫做悬浮，上浮的物体最终有一部分体积露出液面，静止在液面上，叫做漂 浮。下沉的物体最终沉入容器的底部。根据物体的受力平衡可知，悬浮和漂浮的物体，浮力等于重力，即 F 浮＝G 物，而下沉后的物体还要受到容器壁的支持力，故：F 浮′＝G 物－F 支，即 F 浮′＜G 物。 【例 3】 “094 型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇，当它从深海中上浮而未露出水面的过程中，它受 到海水的( ) A．压强变小，浮力不变 B．压强和浮力都不变 C．压强变小，浮力变小 D．压强变大，浮力变大 解析：当它从深海中上浮而未露出水面的过程中，属于全浸没，“094 型”潜艇排开海水的体积不变，液 体的密度不变，所以它所受的浮力不变；但在深海中所处的深度不断变小，所以它所受海水的压强变小。 答案：A 4．公式法 由阿基米德原理知 F 浮＝G 排＝ρ液 gV 排，这是求浮力常用的公式。 【例 4】 三个直径相同的甲球、乙球、丙球分别放入水中，最终平衡时如图所示，则受到的浮力 F 浮甲、F 浮乙、F 浮丙的大小关系是______。 解析：三球浸入水中的体积关系为 V 甲＜V 乙＝V 丙，由浮力公式知 F 浮甲＜F 浮乙＝F 浮丙。 答案：F 浮甲＜F 浮乙＝F 浮丙 易错剖析 易错点 未完全理解物体漂浮的条件 【例】 把一木块轻轻放入盛满酒精的杯中，木块浮在液面上，此时杯中溢出酒精 10 g，若将此木块轻轻 放入盛满水的杯中，从水中溢出水的质量为( ) A．大于 10 g B．等于 10 g C．小于 10 g D．无法确定 错解：A 错因：上述分析的错误之处在于认为木块排开的酒精的体积和排开 的水的体积相等，实际上木块排开酒精 的体积大些。 解析：要正确解答此题，应该理解物体漂浮的条件。木块在酒精中漂浮，则木块所受的浮力等于木块的重 力，木块的质量等于它排出的酒精的质量，木块的密度小于酒精的密度，即 F 浮 1＝G 水，m 木＝m 排酒精，ρ木 ＜ρ酒精；由题可知酒精的密度比水的密度小，因此木块的密度也比水的密度小，即ρ木＜ρ水，所以将此木 块放入盛满水的杯中，木块仍然漂浮，此时木块受到的浮力还等于木块的重力，木块的质量和它排开的水 的质量相等，即 F 浮 2＝G 木，m 木＝m 排水；所以，m 酒精＝m 排水＝10 g。 答案：B 1．如图所示，甲、乙、丙三个实心小球分别在不同液体中静止，三个球的体积关系是 V 甲＞V 乙＝ V 丙，三 种液体的密度关系是ρ1＝ρ2＞ρ3。则三个球受到的浮力大小关系为( ) 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．如图所示，将一个由某种材料制成的空心球放入甲液体中时，小球漂浮；当把它放入乙液体中时，小 球悬浮。则下列判断不正确的是( ) 4 / 7 [来源:Z|xx|k.Com] A．球在甲、乙两种液体中受到的浮力相等 B．甲液体的密度大于乙液体的密度 C．该材料的密度一定大于乙液体的密度 D．该材料的密度一定小于甲液体的密度 3．我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练。如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片。当 飞机飞回航母后( ) A．航母将浮起一些，所受浮力减小 B．航母将沉下一些，所受浮力增大 C．航母将沉下一些，所受浮力减小 D．航母始终漂浮，所受浮力不变 4．一个质量是 60 g 的鸡蛋悬浮在盐水中不动时，它受到的浮力是________ N，如果往盐水中注入清水， 鸡蛋将________。(选填“下沉”“上浮”或“不动”，取 g＝10 N/kg) 5．质地均匀的小球漂浮于水面，如图所示，切掉小球露出水面的部分，小球剩余部分的密度________(选 填“变大”“变小”或“不变”)；若将小球剩余部分浸没于水中，松手后它将________(选填“上 浮”“悬浮”或“下沉”)。 6． “六一”儿童节，小明一家去公园游玩，乘坐了一种新型电动船，该船整体质量为 100 kg，船上人 的总质量为 180 kg。 (1)求该船与人受到的总重力； (2)求船载上人后，排开水的体积。 1．关于物体所受的浮力，下列说法中正确的是( ) A．漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B．物体的密度越大，受到的浮力越小 C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大 D．浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关 2．下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是( ) A．从深水处走向海岸沙滩的游泳者 B．从长江驶入大海的轮船 C．海面下正在下沉的潜水艇 D．在码头装载货物的轮船 3．某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中，当饮料罐全部浸入在水中后，继续向下压一段 距离，共用时 t。此过程中，饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下图中的( ) 5 / 7 4．如图所示，在容器中放一个上、下底面积均为 10 cm2、高为 5 cm、体积为 80 cm3 的均匀对称石鼓，其 下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平，则石鼓受到的浮力是 ( ) A．0 B．0.3 N C．0.5 N D．0.8 N 5．有一体积为 0.1 m3 的冰块漂浮在水面上(ρ冰＝0.9×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，取 g＝10 N/kg)， 则该冰块( ) A．总重是 1×103 N B．浸入液面以下的体积是 0.08 m3 C．水上部分体积占总体积的1 9 D．受到的浮力是 900 N 6．如图所示，甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙，将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中，鸡蛋在甲 杯中处于悬浮状态，所受浮力为 F 甲；在乙杯中处于漂浮状态，所受浮力为 F 乙。则下列关系正确的是( ) [来源:学.科.网] A．ρ甲＞ρ乙 B．ρ甲＜ρ乙 C．ρ甲＝ρ乙 D．F 甲＜F 乙 7．如图所示，一船在某水域作业时，将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。第一次放，因水太深， 铁箱没触碰到水底，此时船的吃水线在 A 处。换个地方第二次再放，铁箱才接触到水底。下列说法正确的 是( ) A．铁箱在船上时，船的吃水线在 A 处下方 B．铁箱接触到水底时，船的吃水线仍在 A 处 C．铁箱接触到水底时，船的吃水线在 A 处之下 D．铁箱接触到水底时，船的吃水线在 A 处之上 8．如图所示，烧杯内盛有某种液体，把一体积为 1×10-4 m3 的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体 中，静止时弹簧测力计的示数为 1.5 N，已知铝的密度为 2.7×103 kg/m3。则铝块在液体中受到的浮力等 于________ N，液体的密度为________ kg/m3。 6 / 7 9．某物质的质量与体积的关系如图所示，该物质的密度是________ kg/m3。由该物质构成的体积为 4×10 －5 m3 的实心物体，重是________ N，把它放入密度为 1.0×103 kg/m3 的水中，静止后受到的浮力大小是 ________ N，排开水的体积是________ m3。(取 g＝10 N/kg) 10．如图所示是“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。 实验中保持物体处于静止状态，图甲和图乙中物体露出液面的体积相等，弹簧测力计测得的拉力大小关系 是 F1＜F2，F2＞F3＝F4，则 (1)由图甲和图乙的探究可以得出的结论是：________； (2)由图乙和图丙的探究可以得出的结论是：________； (3)由图丙和图丁的探究可以得出的结论是：________。 11．某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面上，总质 量为 0.21 kg、底面积为 3×10－3 m2。不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图 甲。请解答下列问题：(g 取 10 N/kg) (1)不放物体时，该装置所受的浮力是多大？ (2)如图乙所示，在该装置中放入一个体积为 1.5×10－5 m3 的物块 A，它的底部在水面下的深度 h＝0.11 m。 7 / 7 此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？ (3)物块 A 的密度是多少？