
1.了解:浮力產(chǎn)生的原理。
2.會(huì):進(jìn)行浮力的相關(guān)計(jì)算。
3.理解:影響浮力大小的因素;用排水量法計(jì)算沉浮問(wèn)題。
4.掌握:阿基米德原理;浮力相關(guān)計(jì)算;影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)探究。
5.認(rèn)識(shí):浮力在生活中的應(yīng)用。
一、思維導(dǎo)圖
二、知識(shí)梳理
知識(shí)點(diǎn)一:浮力概念
1.浮力:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對(duì)它 的力叫浮力。
2.浮力方向:豎直向上,施力物體是 。
3.浮力產(chǎn)生的原因(實(shí)質(zhì)):液(氣)體對(duì)物體向上的壓力 向下的壓力,向上、向下的壓力差就是浮力。
4.影響浮力大小的因素:通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)(控制變量法):浮力的大小跟物體浸在液體中的 和液體的 有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大,液體的密度越大,浮力就越大。
知識(shí)點(diǎn)二:阿基米德原理
1. 阿基米德原理:浸入液體里的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它 的液體受到的 。
2. 公式表示:;
從公式中可以看出:液體對(duì)物體的浮力與液體的 和物體排開(kāi)液體的 有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。
3. 適用條件:液體(或氣體)。
知識(shí)點(diǎn)三:物體沉浮的條件
★物體沉浮的條件
1.前提條件:物體浸沒(méi)在液體中,且只受 和 。
2.示意圖:重力與浮力的關(guān)系如圖所示:
如圖所示,(1)當(dāng)時(shí),物體上?。?。
當(dāng)時(shí),物體懸?。?。
當(dāng)時(shí),物體下沉;。
當(dāng)(物體未完全浸沒(méi)液體)時(shí),物體漂浮;。
要點(diǎn)詮釋?zhuān)?br>1. 物體沉浮說(shuō)明:
(1) 密度均勻的物體懸?。ɑ蚱。┰谀骋后w中,若把物體切成大小不等的兩塊,則大塊、小塊都懸浮(或漂?。?br>(2)物體漂浮在密度為ρ的液體中,若露出體積為物體總體積的,則物體密度為ρ。
(3) 懸浮與漂浮的比較:相同點(diǎn): ;
不同點(diǎn):懸浮時(shí),,;漂浮時(shí),,。
(4)判斷物體浮沉(狀態(tài))有兩種方法:比較與G或比較與。
(5)物體吊在測(cè)力計(jì)上,在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中,示數(shù)為F,則物體密度為:。
(6)冰或冰中含有木塊、蠟塊等密度小于水的物體,冰化為水后液面不變;冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體,冰化為水后液面下降。
2.漂浮問(wèn)題“五規(guī)律”:
規(guī)律一:物體漂浮在液體中,所受的浮力 它受的重力;
規(guī)律二:同一物體在不同液體里漂浮,所受浮力 ;
規(guī)律三:同一物體在不同液體里漂浮,在密度大的液體里浸入的體積 ;
規(guī)律四:漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度的幾分之幾;
規(guī)律五:將漂浮物體全部浸入液體里,需加的豎直向下的外力,外力 液體對(duì)物體增大的浮力。
3.浮力的利用
(1) 輪船
工作原理:要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的,使它能夠排開(kāi)更多的水。
排水量:輪船滿(mǎn)載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位是t,由排水量m 可計(jì)算出:排開(kāi)液體的體積;排開(kāi)液體的重力;輪船受到的浮力,輪船和貨物共重。
(2)潛水艇工作原理:潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
(3)氣球和飛艇工作原理: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。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩,人們把氣球發(fā)展成為飛艇。
(4)密度計(jì)
原理:利用物體的漂浮條件來(lái)進(jìn)行工作。
構(gòu)造:下面的金屬粒能使密度計(jì)直立在液體中。
刻度:刻度線(xiàn)從上到下,對(duì)應(yīng)的液體密度越來(lái)越大(上小下大)。
考點(diǎn)一:浮力的概念
【備考方略】
1.浮力的產(chǎn)生:液體具有流動(dòng)性,在重力作用下,向容器壁、容器底流動(dòng)而產(chǎn)生壓力。由于力的作用是相互的,容器底和容器壁也對(duì)液體產(chǎn)生一個(gè)反作用力,作用力反作用力在液體之間相互作用,就產(chǎn)生了壓強(qiáng)。壓強(qiáng)大小相等、方向相反,并與深度成正比;同一水平面上,液體向各個(gè)方向產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同。在沒(méi)有任何外力的情況下,液體保持靜止?fàn)顟B(tài)。
2.因?yàn)橐后w具有壓強(qiáng),它們之間才會(huì)相互支持,相互聯(lián)系而形成一個(gè)有機(jī)的整體。液體中任何一點(diǎn)液體壓強(qiáng)的變化,都會(huì)形成壓強(qiáng)差,從而產(chǎn)生浮力。浮力的方向豎直向上。
有人說(shuō)一個(gè)位于容器底面上的物體,并和容器底面密切接觸,那它就只能受到向下作用于物體表面的液體壓力下,所以這個(gè)物體不受浮力作用。
這種說(shuō)法并不是完全正確的,它成立需要兩個(gè)條件:
1.物體的側(cè)表面必須是豎直方向的,不能傾斜;
2.物體的下表面必須在技術(shù)上保證與容器底緊密接觸,不能有液體滲入其間。
沉在水底的物體實(shí)際上是受到三個(gè)力的作用:受的水的浮力,容器對(duì)它的支持力,以及自身重力,這時(shí)受力情況:F浮+F支=G物。
【經(jīng)典例題】(2021·四川攀枝花市)如圖,體積相同的兩個(gè)物體A、B用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)系住,放入水中后,A剛好完全漫沒(méi)入水中,細(xì)線(xiàn)被拉直。已知A重6N,B受到的浮力為8N,A、B密度之比為3:5,以下說(shuō)法中不正確的是( )。(ρ水=1.0×103kg/m3)
A.B受到的重力為10N;
B.細(xì)線(xiàn)對(duì)A的拉力為1N;
C.A的密度為0.75×103kg/m3;
D.B對(duì)容器底部的壓力為零
【舉一反三】
1.(2021·黑龍江中考真題)質(zhì)量相等的A、B兩實(shí)心物塊,密度之比ρA:ρB=3:2,分別放入足夠多的水中,物塊所受浮力分別為FA和FB,當(dāng)兩物塊靜止時(shí)所受浮力FA與FB之比不可能的是( )。
A.1:1B.2:3C.ρ水:ρAD.ρ水:ρB
2.(2021·廣西南寧市)2020年10月,“奮斗者”號(hào)在馬里亞納海溝成功下潛到,創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛的新紀(jì)錄。“奮斗者”號(hào)在水下下潛的過(guò)程中,受到的壓強(qiáng)和浮力變化情況正確的是( )。
A.壓強(qiáng)變小,浮力不變B.壓強(qiáng)不變,浮力變小
C.壓強(qiáng)變大,浮力不變D.壓強(qiáng)不變,浮力變大
3.(2021·四川眉山市)放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器(容器質(zhì)量不計(jì))底面積為,將一體積為的木塊放入水中靜止時(shí),有體積露出水面,如圖甲所示;用一根質(zhì)量和體積不計(jì)的細(xì)線(xiàn)把容器底和木塊底部中心連接起來(lái),如圖乙所示。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(已知:水的密度為,)( )。
A.木塊的密度為;
B.木塊漂浮時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量為;
C.浸沒(méi)水中時(shí)細(xì)線(xiàn)對(duì)木塊的拉力為;
D.甲、乙兩圖所示情況,容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)相等
考點(diǎn)二:阿基米德原理的應(yīng)用
【備考方略】
1.阿基米德原理:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開(kāi)液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。即F浮=G排=ρ液gV排。(V排表示物體排開(kāi)液體的體積)。
2.浮力與壓強(qiáng)(深度)的關(guān)系:物體受到浮力的大小與液體的深度有關(guān)?
當(dāng)船運(yùn)載貨物時(shí),它的載重量越大,吃水就越深;載重量越小,吃水就越淺。而載重量大需要的浮力也會(huì)大,載重量小,需要的浮力也小。因此看來(lái),浮力的大小與船只在水中的深度成正比,又正為水的壓強(qiáng)也與它的深度成正比。所以,我們仔細(xì)研究會(huì)發(fā)現(xiàn),船只產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)與它同深度的水壓是一樣的,載重量大的船吃水深就是因?yàn)樗鼔簭?qiáng)大的緣故。
為什么我們做實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧稱(chēng)的讀數(shù)并不會(huì)隨物體在液中位置的深淺而變化呢?
其實(shí),彈簧稱(chēng)稱(chēng)量的物體在液中受到的浮力時(shí),只要物體完全浸入液體中的體積不變,無(wú)論物體在液體中的深度怎樣,物體受到液體對(duì)物體的壓力差也不變,彈簧稱(chēng)的讀數(shù)才不會(huì)隨物體在液中位置的深淺而變化。
【經(jīng)典例題】(2021·廣西貴港市)2020年11月28日上午8時(shí)30分許,隨著一陣汽笛聲響,在馬里亞納海溝結(jié)束科考任務(wù)的“探索一號(hào)”科考船,搭載成功實(shí)現(xiàn)10909米坐底紀(jì)錄的“奮斗者”號(hào)勝利返航若海水密度為1.03×103kg/m3,“奮斗者”號(hào)在海面下下潛的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.“奮斗者”號(hào)受到的海水的壓強(qiáng)不變,受到的海水的浮力不變;
B.“奮斗者”號(hào)受到的海水的壓強(qiáng)變大,受到的海水的浮力不變;
C.“奮斗者”號(hào)受到的海水的壓強(qiáng)變大,受到的海水的浮力變大;
D.“奮斗者”號(hào)受到的海水的壓強(qiáng)變小,受到的海水的浮力變小
【舉一反三】
1.(2021·湖北中考真題)劉星取一只空牙膏皮,一次將它擠癟,一次將它撐開(kāi),兩次都擰緊蓋后,先后放入桌面上同一杯水中,結(jié)果如圖甲、乙所示。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.牙膏皮在甲中受到的浮力大;
B.牙膏皮在乙中受到的浮力大;
C.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一樣大;
D.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力無(wú)法比較
2.(2021·廣東中考真題)小明看到清淤作業(yè)人員正在將水塘底部的淤泥搬運(yùn)到船上。他想:水面高度會(huì)變化嗎?于是進(jìn)行了探究:首先,將石塊a和不吸水的木塊b置于裝有水的燒杯中,如圖所示;然后,將石塊a從水中拿出并輕輕放在木塊b上,它們處于漂浮狀態(tài),則水面高度將( )。
A.下降B.上升C.不變D.無(wú)法判斷
3.(2021·山東臨沂市)放在水平桌面上的甲、乙兩個(gè)相同的容器中盛有同種液體,體積相等的a、b兩個(gè)物體在液體中靜止時(shí),兩液面相平,如圖所示,則( )。
A.物體a的密度大;
B.物體b受到的浮力??;
C.甲容器底部受到的壓力小;
D.兩容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)一樣大
考點(diǎn)三:物體的沉浮
【備考方略】
1.浸沒(méi)在液體中的物體,當(dāng)它受到的浮力大于所受的重力時(shí),物體上浮;當(dāng)它受到的浮力小于所受的重力時(shí),物體下沉;當(dāng)它受到的浮力等于所受的浮力等于所受的重力時(shí),物體懸浮在液體中。
即 F浮=G物時(shí),物體懸浮或漂浮,當(dāng)F浮>G物,物體上浮,直至漂浮。
如何調(diào)節(jié)浮力的大?。耗绢^漂浮于水面是因?yàn)槟静牡拿芏刃∮谒拿芏取0褬?shù)木挖成“空心”就成了獨(dú)木舟,自身重力變小,可承載較多人,獨(dú)木舟排開(kāi)水的體積變大,增大了可利用的浮力.牙膏卷成一團(tuán),沉于水底,而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,說(shuō)明“空心”可調(diào)節(jié)浮力與重力的關(guān)系。采用“空心”增大體積,從而增大浮力,使物體能漂浮在液面上.
2.輪船
輪船能漂浮在水面的原理:鋼鐵制造的輪船,由于船體做成空心的,使它排開(kāi)水的體積增大,受到的浮力增大,這時(shí)船受到的浮力等于自身的重力,所以能浮在水面上。它是利用物體漂浮在液面的條件F浮=G來(lái)工作的,只要船的重力不變,無(wú)論船在海里還是河里,它受到的浮力不變。(只是海水、河水密度不同,輪船的吃水線(xiàn)不同)根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)浮=ρ液gV排,它在海里和河里浸入水中的體積不同。輪船的大小通常用它的排水量來(lái)表示。所謂排水量就是指輪船在滿(mǎn)載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。輪船滿(mǎn)載時(shí)受到的浮力F浮=G排=m排g。而輪船是漂浮在液面上的,F(xiàn)浮=G船+G貨=m船g+m貨g,因此有m排=m船+m貨。
3.潛水艇
浸沒(méi)在水中的潛水艇排開(kāi)水的體積,無(wú)論下潛多深,始終不變,所以潛水艇所受的浮力始終不變。潛水艇的上浮和下沉是靠壓縮空氣調(diào)節(jié)水艙里水的多少來(lái)控制自身的重力而實(shí)現(xiàn)的(改變自身重力:排水充水)。若要下沉,可充水,使F浮G.在潛水艇浮出海面的過(guò)程中,因?yàn)榕砰_(kāi)水的體積減小,所以浮力逐漸減小,當(dāng)它在海面上行駛時(shí),受到的浮力大小等于潛水艇的重力(漂浮)。
4.密度計(jì)
密度計(jì)是利用物體浮在液面的條件來(lái)工作的,用密度計(jì)測(cè)量液體的密度時(shí),它受到的浮力總等于它的重力,由于密度計(jì)制作好后它的重力就確定了,所以它在不同液體中漂浮時(shí)所受到的浮力都相同,根據(jù)可知:待測(cè)液體的密度越大,密度計(jì)浸入液體中的體積則越小,露出部分的體積就越大;反之待測(cè)液體密度越小,密度計(jì)浸入液體中的體積則越大,露出部分的體積就越小,所以密度計(jì)上的刻度值是“上小下大”。
5. 煮湯圓
湯圓剛放入水中時(shí),湯圓受到的浮力小于重力;湯圓煮熟時(shí),它的體積增大,浮力也隨之增大。湯圓剛放入水中時(shí):
6.汽艇和熱氣球
(1) 氣球和飛艇內(nèi)充有密度小于空氣的氣體—?dú)錃?、氦氣、熱空氣等?
(2)原理:利用空氣的浮力,通過(guò)改變自身體積來(lái)實(shí)現(xiàn)上升和下降的。
(3)氣球上升過(guò)程中,空氣的密度逐漸變小,當(dāng)浮力等于重力時(shí),氣球就不再上升了。
(4)氣球上升過(guò)程中,大氣壓逐漸減小,會(huì)導(dǎo)致氣球內(nèi)氣壓大于氣球外氣壓,氣球膨脹,若超過(guò)了氣球外殼承受的能力,氣球就要破裂。
【經(jīng)典例題】(2021·黑龍江中考真題)兩個(gè)完全相同的燒杯A、B中分別盛有兩種不同液體,將兩個(gè)完全相同的小球分別放入兩燒杯中,當(dāng)兩小球靜止時(shí)所處位置如圖所示且兩燒杯中的液面相平。兩燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)分別為pA和pB,它們的大小關(guān)系是( )。
A.pA>pBB.pA<pBC.pA=pBD.無(wú)法確定
【舉一反三】
1.(2021·湖南衡陽(yáng)市)甲、乙、丙、丁是四個(gè)體積、形狀相同的小球而材質(zhì)不同的小球,把它們放入水中靜止后的情況如圖所示,則它們?cè)谒兴芨×ο嗟鹊氖牵? )。
A.甲和乙B.乙和丙C.丙和丁D.甲和丁
2.(2021·四川廣安市)如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)完全相同的燒杯中均裝有適量的水,將質(zhì)地均勻,且不吸水的a、b兩實(shí)心體分別放入甲、乙燒杯中,當(dāng)a、b靜止時(shí),a有五分之二的體積露出水面,b懸浮于水中,此時(shí)兩燒杯液面剛好相平。若將b置于a上一起放入丙燒杯中,靜止時(shí)a的上表面剛好與液面相平,整個(gè)過(guò)程中水均未溢出,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.a(chǎn)的密度是0.4×103kg/m3B.a(chǎn)、b的重力之比為5:3
C.a(chǎn)、b的體積之比為5:2D. b的密度是0.8×103kg/m3
3.(2021·四川涼山彝族自治州)如圖所示,將一個(gè)空心鐵球浸沒(méi)入水中,放手后鐵球恰好懸浮,若沿虛線(xiàn)方向?qū)㈣F球切成大小不等的兩塊,則( )。
A.大塊的將下沉,小塊的將上浮B.大塊的將上浮,小塊的將下沉
C.兩塊都將上浮D.兩塊都將下沉
考點(diǎn)四:探究影響浮力大小的因素
【備考方略】
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坑绊懜×Υ笮〉囊蛩亍?br>【實(shí)驗(yàn)器材】彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯2個(gè)、水、圓柱體(A)、鹽水。
【實(shí)驗(yàn)原理】(1)浸在液體中的物體都會(huì)受到向上的浮力;(2)浮力大小遵循阿基米德原理。
【實(shí)驗(yàn)步驟】一、實(shí)驗(yàn)裝置如圖。
甲 乙 丙 丁 戊
二、用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量圓柱體受到的重力,如圖甲所示,數(shù)據(jù)計(jì)入實(shí)驗(yàn)表格。
三、用彈簧測(cè)力計(jì)掛著物體A慢慢部分(一半)浸入水中,如圖乙所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)計(jì)入表格。
四、用彈簧測(cè)力計(jì)掛著物體A,使其全部浸入水中(A在水中上半部),如圖丙所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)計(jì)入表格。
五、用彈簧測(cè)力計(jì)掛著物體A,使其全部浸入水中(A在水中下半部),如圖丁所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)計(jì)入表格。
六、用彈簧測(cè)力計(jì)掛著物體A,使其全部浸入鹽水中,如圖戊所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)計(jì)入表格。
七、實(shí)驗(yàn)表格(參考數(shù)據(jù),圖中所示)
八、整理器材。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】力是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,物體所受阻力(摩擦力)越大,小車(chē)越容易停下來(lái)。
2.考查內(nèi)容
【經(jīng)典例題】(2021·廣西貴港市)如圖所示是某物理興趣小組驗(yàn)證“阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程示意圖。
(1)驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)的合理順序是______;(填字母代號(hào))
(2)金屬塊浸入溢杯前,溢杯里水面高度應(yīng)______;
(3)金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力是______N;
(4)金屬塊的密度為_(kāi)_____kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(5)比較______(填字母代號(hào))和______(填字母代號(hào))的操作可得出結(jié)論:浸入液體中的物體所受的浮力大小等于物體排開(kāi)液體所受重力的大小。
【舉一反三】
1.(2021·黑龍江中考真題)小明在驗(yàn)證“阿基米德原理”實(shí)驗(yàn)中:
(1)用已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì),按照?qǐng)D甲中所示順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為:F1、F2、F3、F4,由此可知鐵球浸沒(méi)在水中所測(cè)得的浮力表達(dá)式為F浮=_______,測(cè)得鐵球排開(kāi)水所受的重力表達(dá)式為G排=_______(用此題中所給字母表示)
(2)小明預(yù)期要獲得的結(jié)論是:_______(用此題中所給字母表示);
(3)在讀數(shù)正確的情況下,小明由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):鐵球浸沒(méi)在水中所受浮力F浮大于鐵球排開(kāi)的水所受重力G排,而且超出了誤差允許的范圍,得出此實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是_______(寫(xiě)出一條即可);
(4)小明分析發(fā)現(xiàn)了此實(shí)驗(yàn)操作中存在的問(wèn)題并加以改正,進(jìn)一步思考:如果實(shí)驗(yàn)中物體沒(méi)有完全浸沒(méi)水中,能否驗(yàn)證“阿基米德原理”,正確的觀(guān)點(diǎn)是_______(選填“能”或“不能”)驗(yàn)證;
(5)他又進(jìn)行了如下深入探究:將溢水杯中注滿(mǎn)水放在電子秤上,如圖乙所示,其示數(shù)為m1,將鐵球用細(xì)線(xiàn)懸掛輕輕放入水中浸沒(méi),待杯中水停止外溢時(shí),如圖丙所示,其示數(shù)為m2,則m2_______m1,(選填“>”、“=”、“
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè):專(zhuān)題12 浮力(含解析),共39頁(yè)。試卷主要包含了了解,理解,掌握,認(rèn)識(shí),75×103kg/m3;,汽艇和熱氣球,8N+6N﹣4N=10等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)講測(cè)練專(zhuān)題12 浮力(講練)(教師版),共25頁(yè)。試卷主要包含了了解,理解,掌握,認(rèn)識(shí),75×103kg/m3;,汽艇和熱氣球等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)專(zhuān)題12 浮力(講練)(2份打包,解析版+原卷版),文件包含中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)專(zhuān)題12浮力講練解析版doc、中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)專(zhuān)題12浮力講練原卷版doc等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共41頁(yè), 歡迎下載使用。
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