中考物理第二轮复习9浮力完美

第九讲 浮力 考点梳理 知识精讲 浮力 浮力 阿基米德原理 物体浮沉的 条件及应用 物体的浮沉条件 浮力的应用 定义：浸在液体中的物体受到向上的①___， 这个力叫做浮力.浮力 产生原因：浸在液体中的物体，其上、下 表面受到液体对它的② ____不同. 决定浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的 大小，跟它浸在液体中的③____有关，跟液体的 ④____有关.物体浸在液体中的体积越⑤___、液 体的密度越⑥___，浮力就越大. 浮力 力 压力 体积 密度 大 大 阿基 米德 原理 内容：浸在液体中的物体受到向⑦___的浮力，浮 力的大小等于它排开的液体所受的⑧ ____. 公式F浮＝G排.还可以用公式⑨ __________表示. ρ液表示液体密度，单位为kg/m3，V排表示 物体排开液体的体积，单位为m3. 适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适 用于⑩ ____. 上 重力 F浮=ρ液gV排 气体 物体的浮 沉条件 当F浮 ___G物时，物体上浮(ρ物 ___ρ液).上浮 的最终结果是物体处于漂浮状态.当物体漂浮 时，F浮 ___G物. 当F浮 ___G物时，物体下沉(ρ物 ___ρ液).下沉 的最终结果是物体沉底. 当F浮 ___G物时，物体悬浮(ρ物 ___ρ液). > < ＝ ＜ ＞ ＝ ＝ 11 12 13 14 15 16 17 轮船：用密度大于水的材料制成的能够浮在水面的物体. 排水量：轮船装满货物时排开水的质量. 轮船原理：采用空心的方法，可以使排开水的体积增大， 从而增大浮力，轮船的大小通常用排水量来表示. 潜水艇：靠改变自重的方法实现浮沉. 热气球：原理是热空气密度小于冷空气的密度，因此能 浮在冷空气上，只要改变热空气的温度就能实现上浮、 下降和悬浮. 飞艇：原理是利用气体中较轻的气体而浮在空气中，通 过改变气囊内的气体质量实现上浮、下降和悬浮. 一 重难点突破 物体所受浮力大小的相关判断 例1如图所示，将一枚鸡蛋放在一杯盐水中，鸡蛋刚好 处于悬浮状态，在往杯中加入清水的过程中，下列判 断正确的是( ) A. 鸡蛋将上浮，在未露出水面之前，所受浮力在减小 B. 鸡蛋将上浮，在未露出水面之前， 所受浮力不变 C. 鸡蛋将下沉，所受浮力在减小 D. 鸡蛋将下沉，所受浮力不变 例1题图 C 例2 我国最大集装箱船“郑和”号在上海交付使用. 它的甲板面积相当于4个标准足球场，排水量约为 18万吨.“郑和”号从长江口驶入东海，所受到的浮 力将_____，排开水的体积将_____，排开水的质量 将_____（均选填“变大”“不变”或“变小”）.不变 不变 变小 1.利用浮沉条件判断浮力大小: 主要取决于所受的浮力和重力的大小关系，也可由物 体密度和液体密度的大小关系来判断，具体情况如下 表: 归 纳 整 理 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 F浮＞G F浮＜G F浮=G F浮=G F浮+FN=G 实心 体 ρ液＞ ρ物 ρ液＜ ρ物 ρ液=ρ物 V排=V物 ρ液＞ρ物 V排＜V物 ρ液＜ρ物 V排=V物 归 纳 整 理 归 纳 整 理 2. 利用阿基米德原理判断浮力的大小: 根据F浮=ρ液gV排可知， （1）同一液体中物体浸入液体中的体 积越大，所受浮力越大； （2）物体浸入液体中的体积相同时，液体密度越大， 所受浮力越大； （3）ρ液、V排均不相同时，利用公式计算出结果来进 行比较，结果大的浮力大. 注意：有时要利用浮沉条件和阿基米德原理共同判断 浮力的大小. 二 浮力的相关计算 例3 弹簧秤的下端吊着一个金属球，弹簧秤的示数是 10 N，当金属球慢慢浸入水中时，弹簧秤的读数将 ____，金属球受到的浮力将_____（均选填“变大” 或“变小”）.若将金属球的一半浸在水中时，弹簧 秤的示数是8 N，这时金属球受到的浮力是___N；若 将金属球浸没在水中时，弹簧秤的示数是___N. 2 变小 变大 6 例4 小明用细线系住重为5 N的物体，使其一半体积 浸入盛满水的溢水杯中，物体排开的水重为2 N，此 时物体所受的浮力为___N，将物体浸没在水中，此 时物体所受的浮力为___N,物体排开水的体积为 _______m3,松手后，物体将_____.（选填“上 浮”“悬浮”或“下沉”）（g取10 N/kg） 下沉 2 4 4×10-4 例5 用手将一重为8 N的物体全部压入水中，物体排 开的水重为10 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. 10 8 上浮 方 法 指 导 方法 公式及图示 适用范围及注意事项 压力 差法 在已知形状规则的物体的： ①上、下表面的压强及表面积 ②两个压力 注：2条只需满足其一即可 计算浮力的四种方法及适用条件 方 法 指 导 方法 公式及图示 适用范围及注意事项 称重 法 在已知物体的重力及在液体中 的物体受到的向上的拉力时 阿基 米德 原理 法 普遍适用的浮力计算法：在已 知物体排开液体的体积和液体 的密度时注：在计算时要注意 统一单位、分清V排与V物 方 法 指 导 方法 公式及图示 适用范围及注意事项 平衡法 适用于漂浮或悬浮的物体 注：悬浮、沉底时，V排＝V物；漂浮时V 排＜V物 实验 实验突破 基础小实验 命题点 阿基米德原理的理解 1. 如图所示，在烧杯中装满水，用手 把空的饮料罐缓慢地按入水中，在饮 料罐浸没之前，越往下按会看到排开 的水越多，同时感觉浮力越___，这 个实验告诉我们，浮力的大小跟物体 排开液体的_____有关.体积 大 命题点 浮沉条件的应用及液体 压强的比较 2. 如图所示，甲、乙两只完全相 同的杯子分别盛有水和浓盐水， 将同一只鸡蛋先后放入其中，当 鸡蛋静止时两液面相平，鸡蛋所处的位置如图所 示，则鸡蛋所受浮力F甲___F乙，杯底受到的压强 P甲___P乙（均选填“＜”“＞”或“＝”）.根据 鸡蛋所处位置不同，说明浮力大小与液体的____ 有关 密度 ＜ ＜ 命题点 物体浮沉条件的应用 3. 将同一支密度计先后放在甲、乙 两杯液体中，静止时所处位置如图 所示，则甲液体的密度____乙液体 的密度，密度计在甲液体中受到的 浮力____在乙液体中受到的浮力(均 选填“大于”“等于”或“小于”). 等于 小于 材料重点实验 探究浮力的大小跟哪些因素有关 实验一 命题点： 1. 弹簧测力计读数 2. 用称重法计算浮力(F浮＝G物-F示) 3. 浮力方向 4. 控制变量法的应用 ①探究浮力与物体浸在液体中体积的关系(用测力计 提着同一物体，让其以不同体积浸入同种液体) ②探究浮力与液体密度的关系(用测力计提着同一物 体，让它分别浸没在不同的液体中) ③探究浮力与 浸没的深度的关系(用测力计提着同一物体，让它分 别浸没于相同液体的不同深度) 5. 探究浮力的大小与物体的密度是否有关6. 表格数 据分析、计算浮力 7. 图像的分析(F示-h、F浮-h、F浮-V) 8. 利用阿基米德原理或密度的计算公式计算液体或 固体的密度 9. 实验结论与评价 实验结论： 浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有 关，物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大， 浮力越大. 例1 在探究影响浮力大小因素的实验中，同学们提 出了如下猜想： 猜想1：浮力大小与物体排开液体的体积有关； 猜想2：浮力大小与液体的密度有关； 猜想3：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关. 例1题图 （1）实验中物体浸没在水中时受到的浮力为___N. （2）分析实验B、C可知猜想1是正确的，可以得出 在同种液体中物体排开液体的体积越大，受到的浮 力_____.比较实验_____________可知，浮力大小还 与液体的密度有关. （3）图中F3＝___N,液体的密度ρ液=________kg/m3. (ρ水＝1.0×103 kg/m3) （4）实验所用的科学研究方法是___________. 3 C（或D）、E越大 1.2×10 37 控制变量法 【解析】（1）物体浸没在水里受到的浮力 F浮=G－F2=10 N－7 N=3 N；（2）同种液体中， 物体排开的液体体积越大，受到的浮力越大；由 图知C（或D）、E，物体排开液体的体积相同， 但浮力不同，所以浮力的大小还与液体密度有关； （3）D中，物体浸没在水中，浮力不变，所以 F3=7 N；物体浸没在水中时，F浮=ρ水gV=3 N，物 体浸没在液体中时，F浮′=ρ液gV=10 N－6.4 N=3.6 N， 两式相比得： ， ρ液=1.2ρ水=1.2×103 kg/m3； 3 6 N 3 N .p p 液 水 （4）研究浮力的大小与排开液体体积的关系时控 制液体的密度一定，所以采用了控制变量法. 补 充 设 问 （1）下图中能正确反映浮力Ｆ和物体浸入水中 体积Ｖ的关系图像是____.（物体未完全浸入）A （2）通过对比ABC三次实验，得出结论：物体 浸入液体的深度越深，物体受到的浮力越大.这一 结论正确吗？______；理由是______________ __________________________________________. BC两次实验中不正确 物体所受浮力不同是因为排开液体的体积不同 补 充 设 问 （3）将同一个橡皮泥做成不同的形状，先后放 入水中，发现有的漂浮在水面，有的下沉，由 此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关.请 指出他的实验方法的错误之处_______________ ___________________. 没有控制橡皮泥 浸入液体的体积相同 实验二 探究浮力的大小跟排开 液体所受重力的关系 命题点： 1. 弹簧测力计读数 2. 用称重法计算浮力(F浮=G物-F示) 3. 测量排开的液体重力的方法(先测出空桶的重 力G1，再测出桶和溢出水的总重力G2，则排开 的液体所受到的重力为G排=G2- G1) 4. 多次测量的目的(使实验具有普遍性和代表性) 5. 实验步骤补充、排序、纠错 6. 实验结论的总结 7. 利用阿基米德原理计算密度（F浮=G排＝ρ液gV 排） 8. 实验方案的评估 实验结论： 浸在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所受到的重力. 例2 题图甲所示，图A、B、C、D、E是“探究浮 力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个 步骤. 例2题图甲 （1）____两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中 时受到的浮力F浮＝___N.____两步骤可得出物块 排开水所受的重力G排.比较F浮与G排，可以得到浮 力的大小跟物块排开水所受重力的关系. 例2题图乙 AE BD 1.2 （2）如题图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入 水中时，根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F 随物块浸入深度h变化的关系图像. 分析图像可得：当物块没有浸没之前，h增大时， 弹簧测力计示数_____（选填“变大”“变小”或 “不变”）.当 h＝4 cm时，物块所受的浮力为 ___N.浸没后，h继续增大时，弹簧测力计示数为 ___N，该圆柱体物块的高度是___cm.6 变小 0.8 3 【解析】（1）通过B图可知圆柱体的重力为4.2 N，D图 中圆柱体完全浸入水中，此时弹簧测力计的示数为3 N， 所以圆柱体受到的浮力为F浮=G-F拉=4.2 N-3 N=1.2 N；由 AE两个操作可以计算出物块排开水的重力，在通过比较 与浮力的大小可以得到物体所受浮力与排开液体所受重 力的关系；（2）由图像可知，物体在浸没之前，弹簧测 力计示数逐渐变小，浸没后，弹簧测力计示数为定值3 N， 当h=4 cm时，弹簧测力计的示数为3.4 N，当h≥6 cm弹簧 测力计的示数恒定为3 N，说明当h=6 cm时圆柱体刚好浸 没，所以该圆柱体的高度为6 cm. 补 充 设 问 （1）若实验操作时将B步骤放在D步骤之后， 则会使浮力的测量结果偏___.（选填“大”或 “小”） （2）小新同学认为通过上述实验得出的结论 不具有普遍性，则她应该___． A. 改变物体质量多次测量 B. 换用其他液体多次测量 （3）由上述实验可知圆柱体物块的密度为 ______________.3.5×103 kg/m3 大 B