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1、第 12 課時 浮力及其應用 UNIT FIVE 考點知識聚焦考點一浮力定義 浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它的力,叫浮力。其中“浸在”是指: 物體浸沒在液體里,V物=V排; 物體部分浸入液體里,V物V排產生原因 如圖所示,液體對物體上、下表面的壓力不相等,并且向上的壓力向下的壓力,即為浮力。特殊情況 若物體漂浮:F 向下=0,則F浮=F向上; 若柱狀物體與容器底緊密結合:F向上=0,則物體所受浮力F浮=0。如橋墩、攔河壩等公式 F浮= 向上 大于壓力差F 向上-F向下 考點知識聚焦 （續(xù)表）方向 施力物體 稱重法測量浮力 如圖所示,用彈簧測力計測出物體的重力G,將物體懸掛在彈

2、簧測力計下,浸在液體中,記下彈簧測力計的示數(shù)F 示,則物體受到的浮力F浮=影響因素 當物體沒有完全浸沒時,浮力的大小隨著深度的增加而;當物體完全浸沒后,浮力的大小與深度,浮力。這說明物體浸在液體中受到的浮力大小與有關,浮力還與有關,物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越豎直向上液體(或氣體) G-F示增大無關 不變物體排開液體的體積 液體的密度大 考點知識聚焦考點二浮力的大小1.探究:浮力的大小等于什么 探究課題:浮力的大小等于什么操作過程 測量量 空小桶重力G0、物體重力G、物體完全浸沒后彈簧測力計示數(shù)F、排開水和小桶總重力G1 考點知識聚焦 （續(xù)表）分析歸納 物體受到的浮力F浮

3、=;排開水的重力G排=,對比二者大小得出實驗結論注意事項 溢水杯中水要,若水面低于溢水口,則測出的G排F浮,得不到正確結論實驗結論 浸在液體中的物體受到的浮力等于。這就是著名的阿基米德原理 G-F G1-G0裝滿 小于它排開的液體所受的重力 考點知識聚焦2.阿基米德原理內容 浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小它排開液體所受的重力表達式 F浮=G排=m排g=。其中:G排表示物體排開液體所受的重力;m排表示物體排開液體的質量;液表示液體的密度;V排表示物體排開液體的體積適用范圍 適用于物體受到液體(或氣體)的浮力說明 液體對物體的浮力大小與液體的、物體有關,而與物 體的質量、體積、重力、形

4、狀、浸沒的深度等均無關等于液V排g 密度 排開液體的體積 考點知識聚焦考點三浮沉條件及應用1.物體的浮沉條件 = = = = mBmCmD,在這四種情況下 ()圖12-3A.A所受的浮力最大B.B所受的浮力一定比A小C.A所受的浮力最小 D.B、C所受浮力一定大于D D 熱點考向探究【變式】一枚重為G的雞蛋懸浮在鹽水中,如圖12-4甲所示。往鹽水中繼續(xù)均勻緩慢加鹽,則圖12-5中雞蛋所受浮力F隨時間t變化的圖像可能是() 圖12-4 圖12-5 【答案】A【解析】往鹽水中繼續(xù)均勻緩慢加鹽,鹽水密度增大,浮出水面前雞蛋排開水的體積不變,根據(jù)公式F浮=液gV排可知雞蛋所受浮力逐漸增大。浮出水面后雞

5、蛋漂浮時所受浮力等于雞蛋的重力,浮力不再變化。綜上所述,雞蛋受到的浮力F隨時間t的變化圖像應該是先浮力變大,后保持不變。故選A。 熱點考向探究例4漂浮物體的浮力問題一艘輪船從長江駛入東海,輪船受到的浮力()A.變大 B.變小C.不變 D.條件不足,無法判斷 C 熱點考向探究900 熱點考向探究【變式2】2018德州在木棒的一端纏繞一些銅絲制成兩個完全相同的簡易密度計,現(xiàn)將它們分別放入盛有不同液體的兩個燒杯中,如圖12-6所示,當它們豎直靜止在液體中時,液面高度相同。根據(jù)觀察到的現(xiàn)象可以判斷:兩個簡易密度計所受浮力F甲F乙、兩杯液體的密度 甲乙、兩個燒杯底部所受液體的壓強p甲p乙。(均選填“大于

6、”“小于”或“等于”)圖12-6 【答案】等于小于小于【解析】由題圖可知,密度計在甲、乙液體中均處于漂浮狀態(tài),此時F浮=G,兩個完全相同密度計的重力相同,所以密度計在兩種液體中所受的浮力相等。甲中密度計排開液體的體積大于乙中排開液體的體積,兩密度計所受浮力相同,根據(jù)F浮=gV排可知,甲液體的密度小于乙液體的密度。液面高度相同,根據(jù)p=gh可知,甲燒杯底部受到的壓強小。 熱點考向探究 熱點考向探究 熱點考向探究【變式】如圖12-8所示。放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重4N,底面積為100cm 2,彈簧測力計的掛鉤上掛著重為10N的物塊?，F(xiàn)將物塊浸沒在水中,容器內水面由16cm 上升到20cm 。

7、求:(g取10N/kg)(1)物塊的密度。(2)物塊受到的浮力大小。(3)物塊浸沒水中后,容器對桌面的壓強。 熱點考向探究【變式】如圖12-8所示。放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重4N,底面積為100cm 2,彈簧測力計的掛鉤上掛著重為10N的物塊?，F(xiàn)將物塊浸沒在水中,容器內水面由16cm 上升到20cm 。求:(g取10N/kg)(2)物塊受到的浮力大小。(2)物塊所受的浮力F浮=水gV排=1.0103kg/m 310N/kg0.410-3m 3=4N。 熱點考向探究【變式】如圖12-8所示。放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重4N,底面積為100cm 2,彈簧測力計的掛鉤上掛著重為10N的物塊

8、?，F(xiàn)將物塊浸沒在水中,容器內水面由16cm 上升到20cm 。求:(g取10N/kg)(3)物塊浸沒水中后,容器對桌面的壓強。 熱點考向探究例6連接體問題如圖12-9甲所示,物體A的體積為V,放入水中靜止時,浸入水中的體積為V1?，F(xiàn)將一體積為V2的物體B放在物體A上,物體A剛好全部浸沒在水中,如圖乙所示,則物體B的密度為()圖12-9A. 水 B.水C.水 D.水 B 熱點考向探究【變式】2018南充如圖12-10甲所示,在木塊M上放置一個鐵塊m1時,木塊M剛好浸沒于水中。當在木塊下吊一個鐵塊m2時,木塊M也剛好浸沒,如圖乙所示,則m1與m2之比為(鐵=7.9103kg/m 3,g取10N/k

9、g) ()圖12-10A.59 69 B.69 79 C.79 89 D.89 99 熱點考向探究例72018湖州圓柱體先后放入密度為1和2的兩種液體中,均處于漂浮狀態(tài),如圖12-11所示。圓柱體在兩液體中所受浮力分別是F1、F2,則() 圖12-11A. 12F1F2 B.12F1F2C.12F1=F2 探究三利用浮沉條件和計算公式判斷浮力問題D 熱點考向探究【變式1】如圖12-12所示,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,下列說法正確的是()圖12-12A.碗沉入水底時比漂浮在水面上時重力變大了B.碗沉入水底時受到的浮力等于它的重力C.碗沉入水底時比漂浮時所受的浮力變大了D.碗沉入水底時容

10、器底部受到水的壓強變小了 D 熱點考向探究【變式2】人們常用“浮筒打撈法”打撈沉船。做法是將幾個灌滿水的浮筒沉到水底并拴在沉船兩旁,把空氣壓進浮筒將浮筒里的水排出。沉船隨著浮筒一起浮起。下列說法正確的是 ()A.沉船在河底時,受到的浮力等于其重力B.浮筒充滿氣后,受到的浮力大于其重力C.沉船在水下上浮時,受到的浮力逐漸變小D.船和浮筒浮在水面時,受到的浮力大于其重力 B 熱點考向探究例82018福建B卷如圖12-13所示,薄壁圓柱形容器A、B放在水平桌面上,分別盛有不同的液體。A、B的底面積之比SA SB=2 1,液面的高度之比hA hB=3 2,液體對兩個容器底部的壓力大小相等?，F(xiàn)將完全相同

11、的兩小球分別放入兩容器中,液體均未溢出。靜止時,A中的小球懸浮,B中的小球(選填“漂浮”“懸浮”或“沉底”),A、B兩容器底部受到液體的壓強之比pA pB=。 圖12-13探究四浮力、壓強、密度綜合 熱點考向探究 熱點考向探究【變式】2018達州兩個底面積相同、形狀不同的容器A、B(GA=GB),盛有不同的液體放置在水平桌面上,現(xiàn)將甲、乙兩個相同的物塊分別放入兩容器中,當兩物塊靜止時,兩容器中液面恰好相平,兩物塊所處的位置如圖12-14所示(忽略液體的損失),下列說法正確的是()圖12-14A.甲物塊受到的浮力大于乙物塊受到的浮力B.兩容器底受到的液體壓強相等C.取出兩物塊后,B容器底受到的液

12、體壓強大于A容器底受到的液體壓強 D.取出兩物塊后,B容器對桌面的壓強小于A容器對桌面的壓強 C 熱點考向探究實驗突破突破1 探究浮力的大小跟哪些因素有關【考點歸納】(1)彈簧測力計的使用和讀數(shù)。(2)用稱重法計算浮力,即F浮=G-F。(3)控制變量法:探究浮力大小與物體排開液體體積的關系、探究浮力大小與液體密度的關系、探究浮力大小與物體浸入液體深度的關系(無關)。(4)實驗時選用不同液體進行多次實驗,是因為一次實驗具有偶然性,要尋找普遍規(guī)律。(5)阿基米德原理的相關計算(計算固體、液體的密度,判斷浮力大小的變化)。 (6)正確理解F-h關系圖像(通過圖像可求物體的重力、浮力、密度、高度等)。

13、(7)物體在液體中所受浮力的大小,跟它排開液體的體積有關,跟液體的密度有關。物體排開液體的體積越大,液體的密度越大,物體所受的浮力就越大。 熱點考向探究例1小翔同學用如圖12-15所示實驗,探究影響浮力大小的因素:(1)物體A重N。(2)在C與E兩圖中,保持排開的液體體積不變,可探究浮力大小與的關系。根據(jù)A與E兩圖及所標的實驗數(shù)據(jù),可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為N。(3)觀察A、B、C、D四個步驟,發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時與深度有關,有時與深度又無關。對此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而,當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同,浮力的大小與深度。(4)根據(jù)有關實驗數(shù)據(jù),可以計算出鹽水

14、的密度為kg/m 3。8 排開液體的密度2.4增大無關 1.2103 熱點考向探究 實驗拓展(5)在探究過程中,選用了不同液體并進行了多次實驗,其目的是。(6)圖12-16中能正確反映彈簧測力計示數(shù)F和物體下表面在水中的深度h關系的圖像是。圖12-16(7)小翔同學又找來了一塊橡皮泥,他把橡皮泥捏成不同形狀,先后放入水中,發(fā)現(xiàn)有的漂浮在水面上,有的下沉。他由此得出結論:浮力的大小與物體的形狀有關。請指出他實驗方法的錯誤之處: 。 尋找具有普遍性的結論 D沒有保證橡皮泥浸入水中的體積相同 熱點考向探究 熱點考向探究突破2 探究浮力的大小跟物體排開液體所受重力的關系 熱點考向探究例22018河南某

15、實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材,按照圖12-17所示的步驟,探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關系”。 圖12-17(1)先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力,其中石塊的重力大小為N。(2)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中,石塊受到的浮力大小為N。石塊排開的水所受的重力可 由(填字母代號)兩個步驟測出。(3)由以上步驟可初步得出結論:浸在水中的物體所受浮力的大小等于。3.81.4A、D 物體排開水所受的重力 熱點考向探究(4)為了得到更普遍結論,下列繼續(xù)進行的操作中不合理得是。A.用原來的方案和器材多次測量取平均值B.用原來的方案將水換成酒精進行實驗C.用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進行實驗(5)另一實驗小組在步驟C的操作中,只將石塊的一部分浸在水中,其他步驟操作正確,則(選填“能”或“不能”)得到與(3)相同的結論。 A 能