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1、第8講浮力 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理考點(diǎn)一浮力1.概念:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對(duì)它豎直向上托起的力叫浮力。2.大小:F浮=G-F拉(F拉為物體浸在液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)),這種方法叫稱重法。3.方向:豎直向上;施力物體:液體或氣體。4.浮力產(chǎn)生的原因(實(shí)質(zhì)):液(氣)體對(duì)物體下表面向上的壓力大于物體上表面所受向下的壓力,向上、向下的壓力差即浮力。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理考點(diǎn)二阿基米徳原理1.內(nèi)容:浸入液體里的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。2.

2、公式表示:F浮=G排=m排g=液V排g。特 別 提 示 (1)“浸入”包括“全部浸入”(等同于“浸沒”),此時(shí)V排=V物和“部分浸入”,此時(shí)V 排V物。(2)液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關(guān)。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理考點(diǎn)三物體的浮沉條件四種情況: 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理考點(diǎn)四浮力的應(yīng)用1.輪 船 :(1)工作原理:要使密度大于水的材料制成的物體能夠漂浮在水面上,必須把它做成空心的,使它能夠排開更多的水。(2)排水量:輪

3、船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量;單位t。由排水量m可計(jì)算出船滿載時(shí):排開液體的體積 ;排開水的重力G排=mg;輪船受到的浮力F 浮=mg;輪船和貨物共重G=mg。2.潛 水 艇 :潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實(shí)現(xiàn)的。3.氣 球 和 飛 艇 :氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體,如:氫氣、氦氣或熱空氣。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理4.密 度 計(jì) :(1)原理:利用物體的漂浮條件來進(jìn)行工作。(2)構(gòu)造:下面的鉛粒能使密度計(jì)直立在液體中。(3)刻度:刻度線從上到下,對(duì)應(yīng)的液體密度越來越大。(4)作用:直接測(cè)量液體密度的大小。 考

4、點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理考點(diǎn)五浮力的計(jì)算方法浮力的計(jì)算方法有四種:計(jì)算浮力時(shí)要根據(jù)不同的條件選擇正確的計(jì)算方法。稱重法:F浮=G-F拉(F拉表示物體浸在液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù));壓力差法:F 浮=F向上-F向下;阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=液gV排;二力平衡法:物體懸浮、漂浮時(shí),F浮=G。 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二 考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理 考 點(diǎn) 一 考 點(diǎn) 二

5、考 點(diǎn) 三 考 點(diǎn) 四 考 點(diǎn) 五 圖 解 物 理 考 法 1 考 法 2 考 法 3考法1阿基米德原理A.F 液=6 N,液=2.4103 kg/m 3B.F水=6 N,液=0.8103 kg/m 3C.F液=4 N,液=0.53103 kg/m 3D.F水=4 N,液=0.8103 kg/m 3 考 法 1 考 法 2 考 法 3思 路 導(dǎo) 引審 先通讀題干,明確此題主要考查對(duì)阿基米德原理的理解和應(yīng)用。析 同一物體在不同液體中處于漂浮狀態(tài)時(shí),所受的浮力相等,等于物體的重力,但由于液體的密度不同,物體排開液體的體積就判 根據(jù)以上分析,選項(xiàng)B正確。答 案 :B方 法 歸 納利用阿基米德原理解決

6、問題,最關(guān)鍵的是對(duì)于定律本身的理解,“浮力的大小等于它排開的液體受到的重力”,F 浮=G排=m排g=液V排g,解決問題往往落在了排開液體體積和液體密度的計(jì)算上。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì)應(yīng)練1一物體漂浮在水中,有 體積露出水面,則物體的密度為( B )A.1 g/cm 3 B.0.75 g/cm 3C.0.5 g/cm 3 D.0.25 g/cm 3 考 法 1 考 法 2 考 法 3考法2物體的浮沉條件及其應(yīng)用典題2在水平桌面上有甲、乙兩個(gè)完全相同的燒杯,兩個(gè)燒杯內(nèi)分別盛滿不同液體,把兩個(gè)完全相同的小球分別放入甲、乙燒杯內(nèi),靜止時(shí)如圖所示,則下列判斷正確的是()A.甲杯中的液體的

7、密度小于乙杯中的液體的密度B.甲杯中小球受到的浮力大于乙杯中小球受到的浮力C.甲杯對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)大于乙杯對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)D.若向下按壓甲杯中的小球,甲杯中液體對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)會(huì)減小 答 案 : C 考 法 1 考 法 2 考 法 3解 析 : 由題圖可知,小球在甲中漂浮,則球乙,故A錯(cuò)誤;由題圖可知,小球在甲中漂浮,則F浮甲=G,在乙中懸浮,則F浮乙=G,故F浮甲=F浮乙,故B錯(cuò)誤;燒杯對(duì)桌面的壓力等于燒杯、燒杯內(nèi)液體和小球的總重力,由題圖知,甲燒杯內(nèi)液體的體積大于乙燒杯內(nèi)的體積,又知甲乙,根據(jù) 和G=mg可知甲燒杯內(nèi)的液體的重力大于乙燒杯內(nèi)液體的重力,兩燒杯、兩小球的質(zhì)量均相等,則重力相等,

8、故甲杯對(duì)水平桌面的壓力大于乙杯對(duì)水平桌面的壓力,燒杯的底面積相等,根據(jù) 可知,甲杯對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)大于乙杯對(duì)水平桌面的壓強(qiáng),故C正確;因?yàn)榧妆惺M液體,若向下按壓甲杯中的小球,甲杯中液體的深度不變,密度不變,根據(jù)p= 液gh可知,甲杯中液體對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)不變,故D錯(cuò)誤。 考 法 1 考 法 2 考 法 3方 法 歸 納充分理解物體的浮沉條件,對(duì)于浮沉條件中的四種情況能夠明確物體所受力及物體密度和液體密度的大小關(guān)系,在解決具體問題時(shí)一定要找到幾種狀態(tài)下的相同物理量,這是解決此類問題的鑰匙。 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì)應(yīng)練2(2018山西)小亮同學(xué)利用氣球和圓柱形水杯做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。把

9、氣球內(nèi)灌入一定量的水封口制成水球(如圖甲)。先將水球放入冷水中,水球漂浮(如圖乙)。把杯中冷水換成熱水,再次把水球放入熱水中,發(fā)現(xiàn)水球沉在水底(如圖丙)。下列分析正確的是( B)A.水球在冷水中所受浮力小于熱水中所受浮力B.水球在冷水中排開水的重力等于水球的重力C.冷水的密度小于熱水的密度 D.在冷水和熱水同一深度處壓強(qiáng)相等 考 法 1 考 法 2 考 法 3對(duì)應(yīng)練3(2016遼寧盤錦改編)水、物質(zhì)A、物質(zhì)B的質(zhì)量與體積的關(guān)系如圖所示。分別用A、B兩種物質(zhì)制成質(zhì)量相等的甲、乙兩個(gè)實(shí)心物體,將它們放入足夠多的水中,靜止后( D )A.甲沉在容器底部,F浮甲F浮乙B.甲漂浮,F浮甲F浮乙D.乙漂浮

10、,F浮甲m水mB,根據(jù) 可知A水B,所以根據(jù)物體的浮沉條件可知用A、B兩種物質(zhì)制成質(zhì)量相等的甲、乙兩個(gè)實(shí)心物體,放入足夠多的水中,甲放入水中會(huì)沉下去,乙會(huì)浮在水面,故B、C錯(cuò)誤;所以,F浮甲G甲,F浮乙=G乙,由于甲、乙兩個(gè)實(shí)心物體質(zhì)量相等,則G甲=G乙,所以,F浮甲F浮酒=0.8 N,所以,比較CE(或DE)兩幅圖可知,浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān); 命 題 點(diǎn) (4)由圖BC,物體在水中的深度變大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小,根據(jù)F浮=G-F,物體受到的浮力變大,因沒有控制排開液體的體積相等,因此不能得出浮力大小與深度有關(guān)的結(jié)論。物體在水中的深度變大的同時(shí),排開液體的體積變大

11、,則說明了物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大;由圖CD可知,物體浸沒后,物體排開液體的體積不變,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同,物體受到浮力大小相同,則說明浸沒在液體中的物體浮力大小與物體的深度無關(guān)。綜上,物體受到的浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)。方 法 歸 納實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理,最終驗(yàn)證的是浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。這里浮力的大小用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量,F 浮=G-F拉。方法是控制變量法,浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān)。有時(shí)在實(shí)驗(yàn)中也會(huì)涉及物體或液體密度的測(cè)量,注意不變的物理量仍然是解決問題的關(guān)鍵。 命 題 點(diǎn)拓展訓(xùn)練 (2015四川自貢)如圖1是探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)。圖

12、1 圖2 命 題 點(diǎn) (1)由甲、乙兩圖可知物體在水中受到的浮力是2N。乙圖中,若將繩子剪斷,物體將下沉(選填“上浮”“懸浮”或“下沉”)。(2)由乙、丙兩圖可知物體所受浮力大小跟浸沒的深度無(選填“有”或“無”)關(guān)。(3)如果要探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān),可以選擇圖2所示的C、D兩個(gè)物體,將它們浸沒在同種液體中,測(cè)出所受浮力的大小來進(jìn)行比較。(4)本實(shí)驗(yàn)中,主要采用的方法是(如圖2)控制變量法。 命 題 點(diǎn) 解 析 (1)由甲圖所示可知G=4.0 N,由乙圖所示可知F=2.0 N,所以F浮=G-F=4.0 N-2.0 N=2.0 N;因?yàn)镚F浮,所以將繩子剪斷,物體將會(huì)下沉。(2

13、)由丙圖所示實(shí)驗(yàn)可知F=2.0 N,浮力F 浮=4.0 N-2.0 N=2.0 N,比較(1)、(2)數(shù)據(jù)可知,浮力大小跟浸沒的深度無關(guān)。 命 題 點(diǎn) (3)浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān),要想探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān),應(yīng)使物體的體積相同,并使其浸沒在同種液體中。C、D的體積相同,但是由不同物質(zhì)組成的,所以重力不同,因此選擇C、D。(4)影響浮力大小的因素很多,要探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān),應(yīng)控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體的重力不同,可以選用體積相同而重力(質(zhì)量)不同的物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如題圖2所示可知C、D,由此可知,本實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法。 1 2

14、 3 4 5 6 7 8 91.(2016甘肅天水)彈簧測(cè)力計(jì)下掛一長(zhǎng)方體物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降,然后將其逐漸浸入水中如圖甲,圖乙是彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物體下降高度h變化關(guān)系的圖象,則下列說法中正確的是(g取10 N/kg)(C)A.物體的體積是500 cm 3B.物體受到的最大浮力是5 NC.物體的密度是2.25103 kg/m3D.物體剛浸沒時(shí)下表面受到水的壓力是9 N 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9解 析 : 由題圖知,物體的重力G=9 N,當(dāng)物體完全浸沒時(shí),拉力F=5 N,則完全浸沒時(shí)的浮力為F浮=G-F=9 N-5 N=4 N,此時(shí)物

15、體完全浸沒,10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 92.(2018甘肅蘭州)在一支平底試管內(nèi)裝入適量鐵砂,先后放入裝有甲、乙兩種不同液體的燒杯里,如圖所示。下列說法正確的是( D)A.試管在甲液體中受到的浮力較大B.試管在乙液體中受到的浮力較大C.裝甲液體的燒杯底部所受液體壓強(qiáng)較大D.裝乙液體的燒杯底部所受液體壓強(qiáng)較大10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 93.(2017甘肅天水)有一量筒裝水如圖所示,水的體積為10 cm3,則水的質(zhì)量為10 g。若放入一小木塊,木塊漂浮在水面上,這是因?yàn)樗拿芏缺饶緣K大,木塊所受浮力等于(選填“大于”“小于”或“等于”)重力。(水=1.0103

16、kg/m3)10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 94.(2017甘肅蘭州)如圖所示,將物體A放入水中時(shí)懸浮,將物體B放入水中時(shí)有一半的體積露出水面,將物體A置于物體B上再放入水中時(shí),物體B有三分之一的體積露出水面,則兩物體的體積VA VB=1 6,物體B的密度是0.5103 kg/m3。 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9解 析 : 物體A在水中懸浮,A=水;物體B在水中處于漂浮狀態(tài)且有一半的體積露出水面,所受浮力等于自身的重力,即10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 95. 有一個(gè)木球靜止在水面上,在圖中畫出它的受力示意圖。答 案 : 10 11 1 2 3 4 5

17、 6 7 8 9 10 116.(2018甘肅省卷)如圖所示,乒乓球漂浮在水面上,請(qǐng)畫出乒乓球受到的重力G和浮力F浮的示意圖。 1 2 3 4 5 6 7 8 97.(2016甘肅蘭州)如圖所示,為了驗(yàn)證“阿基米德原理”,某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn): 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9(1)如圖甲,在彈簧的下端掛一個(gè)小桶,小桶的下面吊一個(gè)石塊,記下彈簧伸長(zhǎng)后下端到達(dá)的位置O,將此時(shí)彈簧對(duì)小桶的拉力記為FT1,小桶與石塊的總重記為G,則FT1=(選填“”“”“”或“=”)FT1;(4)通過對(duì)圖丙中小桶和石塊的受力分析,請(qǐng)推導(dǎo)石塊受到的浮力F浮與排出水的重力G排之間的關(guān)系:FT1=G,FT2=

18、G+G排-F浮,且FT1=FT2,所以F浮=G排。(要求寫出推導(dǎo)過程) 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9解 析 : (1)將小桶和石塊看成一個(gè)整體,彈簧對(duì)它們的拉力FT1與小桶和石塊所受的重力G是一對(duì)平衡力,大小相等,即FT1=G;(3)在兩個(gè)拉力的作用下,彈簧伸長(zhǎng)到相同的位置,所以拉力起到的效果相同,這兩個(gè)拉力的大小也應(yīng)該相等,即FT2=FT1;(4)甲圖中,F T1=G,丙圖中,FT2=G+G排-F浮,由FT1=FT2,得G=G+G排-F浮,所以F浮=G排。 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 98.(2017甘肅慶陽)在“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中,一組同學(xué)提出

19、了4種猜想。小華:浮力大小與液體密度有關(guān);小紅:浮力大小與物體浸入液體的體積有關(guān);冬冬:浮力大小與物體所受的重力有關(guān);玲玲:浮力大小與物體的形狀有關(guān)。他們找來了體積相同的A、B兩塊實(shí)心金屬塊、彈簧測(cè)力計(jì)、一杯水、一杯鹽水、細(xì)繩等儀器。按照?qǐng)D中所示規(guī)范地完成了實(shí)驗(yàn),記錄了如下表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9觀察表中數(shù)據(jù),回答下列問題:(1)根據(jù)表格中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知A物體浸在液體中的體積為60 cm3時(shí),物體A所受浮力大小為0.6N;表格中標(biāo)有“”的位置的數(shù)據(jù)應(yīng)該是3.8;(2)通過分析比較第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),能夠說明

20、小華同學(xué)的猜想是正確的;分析比較第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),能夠說明小紅同學(xué)的猜想是正確的;(3)為了驗(yàn)證冬冬同學(xué)的猜想,他們選擇了第4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn)浮力大小與物體所受的重力無關(guān)(選填“無關(guān)”或“有關(guān)”);(4)要驗(yàn)證玲玲的猜想,同學(xué)們又找來了一塊橡皮泥,他們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。他們由此得出結(jié)論:浮力的大小與物體的形狀有關(guān)。請(qǐng)指出他們實(shí) 驗(yàn)方法的錯(cuò)誤之處:沒有控制橡皮泥浸入液體的體積相同。 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 99.(2016甘肅蘭州)如圖所示,正方體A的邊長(zhǎng)為10 cm,在它的上面放一個(gè)重2 N的物體B,此時(shí)正方體

21、A恰好沒入水中,已知g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3,求:(1)正方體A受到的浮力的大小;(2)正方體A的密度。10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9答 案 :(1)10 N(2)0.8103 kg/m3解 析 :(1)如題圖,正方體A浸沒在水中,V排=V=(0.1 m)3=0.001 m 3正方體A受到的浮力F浮=水V排g=1.0103 kg/m30.001 m 310 N/kg=10 N(2)如題圖,A和B一起處于漂浮狀態(tài),所以F浮=GA+GB,則正方體A的重力GA=F浮-GB=10 N-2 N=8 N10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1110.

22、(2018甘肅省卷)北方人有吃餃子的習(xí)慣,剛包好的餃子,為什么放入水中會(huì)下沉,而過一會(huì)兒餃子會(huì)浮起來?答 案 :剛剛包好的餃子,放入水中時(shí),由于餃子所受浮力小于重力,所以下沉;過一會(huì)兒,由于餃子受熱后內(nèi)部空氣膨脹,餃子的體積增大,排開水的體積也增大,浮力增大,當(dāng)餃子所受到的浮力大于重力時(shí),它會(huì)浮起來。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1111.(2018甘肅蘭州)水平桌面上放一盛滿水的燒杯,水深12 cm。將一個(gè)質(zhì)量為55 g的雞蛋,輕輕放入燒杯后沉入底部,排出50 g的水,然后向燒杯中加鹽并攪拌,直到雞蛋懸浮為止,已知g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m 3。求:(1)水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng);(2)雞蛋在水中受到的浮力;(3)當(dāng)雞蛋懸浮時(shí),鹽水的密度。 答 案 :(1)1103 Pa(2)0.5 N(3)1.1103 kg/m 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11解 析 :(1)水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng):p=水gh=1103 kg/m 310 N/kg0.12 m =1103 Pa;(2)雞蛋在水中受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.05 kg10 N/kg=0.5 N;