TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc20975" PAGEREF _Tc20975 \h 3
\l "_Tc3368" PAGEREF _Tc3368 \h 4
\l "_Tc21394" 考點(diǎn)一 浮力 PAGEREF _Tc21394 \h 4
\l "_Tc23250" 考點(diǎn)二 阿基米德原理 PAGEREF _Tc23250 \h 7
\l "_Tc325" 考點(diǎn)三 物體的浮沉條件及應(yīng)用 PAGEREF _Tc325 \h 10
\l "_Tc18433" 考點(diǎn)四 跨學(xué)科實(shí)踐:制作微型密度計(jì) PAGEREF _Tc18433 \h 14
\l "_Tc7406" PAGEREF _Tc7406 \h 16
\l "_Tc492" 題型一 浮力的概念 PAGEREF _Tc492 \h 16
\l "_Tc12244" 題型二 探究浮力的大小與哪些因素有關(guān) PAGEREF _Tc12244 \h 17
\l "_Tc14050" 題型三 探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系 PAGEREF _Tc14050 \h 19
\l "_Tc14613" 題型四 阿基米德原理的應(yīng)用 PAGEREF _Tc14613 \h 22
\l "_Tc20313" 題型五 有關(guān)圖像問(wèn)題的計(jì)算 PAGEREF _Tc20313 \h 24
\l "_Tc19752" 題型六 判斷物體的浮沉 PAGEREF _Tc19752 \h 28
\l "_Tc3160" 題型七 浮力的應(yīng)用 PAGEREF _Tc3160 \h 29
\l "_Tc30114" 題型八 浮力和壓強(qiáng)的綜合計(jì)算 PAGEREF _Tc30114 \h 30
\l "_Tc4899" 題型九 壓強(qiáng)和浮力的綜合分析 PAGEREF _Tc4899 \h 34


考點(diǎn)一 浮力
一、浮力
1.定義:浸在液體或氣體中的物體受到向上的力,這個(gè)力叫做浮力。
2.方向:豎直向上。
3.施力物體和受力物體
施力物體:液體或氣體;受力物體:浸在液體(或氣體)中的物體。
4.稱(chēng)重法—測(cè)量浮力
(1)稱(chēng)重法測(cè)浮力的原理
如下圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出物體在空氣中的示數(shù)G物和物體浸入液體后彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),兩者之差即為物體所受的浮力。
(2)稱(chēng)重法測(cè)浮力的步驟
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體的重力;
②將掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的物體浸在液體中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
③物體在液體中所受浮力。
注意:步驟①②若顛倒,會(huì)因物體沾帶液體而產(chǎn)生誤差。
二、決定浮力大小的因素
1.探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)
實(shí)驗(yàn)表明:物體在液體中所受浮力的大小,與它排開(kāi)液體的體積有關(guān)、與液體的密度有關(guān)。物體排開(kāi)液體的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。
三、浮力產(chǎn)生的原因
如圖所示,我們研究浸沒(méi)在液體中的長(zhǎng)方體的受力情況。長(zhǎng)方體兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面所受液體的壓力相互平衡,物體水平方向所受的合力為0。長(zhǎng)方體上、下表面所處的深度分別記為、,,因此,液體對(duì)長(zhǎng)方體下表面的壓強(qiáng)要大于液體對(duì)上表面的壓強(qiáng)??紤]到長(zhǎng)方體上、下表面的受力面積是相同的,所以,液體對(duì)長(zhǎng)方體向上的壓力大于液體對(duì)它向下的壓力。浸沒(méi)在液體中的物體,其上、下表面受到液體對(duì)它的壓力不同,這就是浮力產(chǎn)生的原因。
簡(jiǎn)單概括:浸在液體或氣體中的物體上下表面存在著一個(gè)向上的壓力差,即。
1.不是所有浸在液體中的物體都受到浮力作用
浸在水中的物體與容器底部緊密接觸,且接觸處無(wú)水滲入(即不受水對(duì)其有向上的壓力)時(shí),浸在水中的物體不受浮力。(如圖,甲不受浮力,乙受浮力。)
2.浮力的大小與物體浸沒(méi)深度無(wú)關(guān)
隨著物體接觸水面到浸沒(méi)的過(guò)程中,浮力在逐漸增大。不能說(shuō)明浮力的大小與物體浸入液體中的深度有關(guān),原因是此時(shí)物體排開(kāi)液體的體積也在變大。
1.(2024·山東青島·中考真題)小明在海邊游泳時(shí),發(fā)現(xiàn)塑料泡沫板浮在水面上,石塊卻沉入水底,由此,他進(jìn)行了有關(guān)浮力的實(shí)驗(yàn)探究。
(1)如圖甲所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊的重力為 N;
(2)將石塊緩慢浸入水中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù) ,石塊浸沒(méi)后,在觸底之前,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù) ,說(shuō)明浮力的大小與 有關(guān);
(3)將 相同的實(shí)心銅塊和鋁塊分別浸沒(méi)于水中,若發(fā)現(xiàn)它們所受的浮力大小 ,說(shuō)明浮力的大小與物體密度無(wú)關(guān);
(4)將一個(gè)兩端蒙有橡皮膜的玻璃管,分別以圖乙和圖丙的方式浸沒(méi)于水中,能反映浮力產(chǎn)生原因的是圖 。
【答案】(1)1.4;(2) 變小 不變 物體排開(kāi)液體的體積;(3) 體積 相等;(4)丙
【詳解】(1)測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,示數(shù)為1.4N,所以,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊的重力為1.4N。
(2)[1][2][3]由于石塊浸入水中時(shí)會(huì)受到水對(duì)其的浮力作用,浮力的方向?yàn)樨Q直向上,根據(jù)稱(chēng)重法可知,將石塊緩慢浸入水中,石塊排開(kāi)水的體積變大,石塊受到的浮力會(huì)變大,受到測(cè)力計(jì)的拉力變小,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變??;石塊浸沒(méi)后,在觸底之前,石塊排開(kāi)水的體積不變,石塊受到的浮力不變,測(cè)力計(jì)對(duì)其的拉力不變,測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變;由此可說(shuō)明浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)。
(3)[1][2]根據(jù)(2)分析以及控制變量法可知,若要探究浮力的大小與物體密度的關(guān)系,需控制物體的體積相同、液體的密度相同;所以,將體積相同的實(shí)心銅塊和鋁塊分別浸沒(méi)于水中,若發(fā)現(xiàn)它們所受的浮力大小相等,說(shuō)明浮力的大小與物體密度無(wú)關(guān)。
(4)當(dāng)兩端蒙有橡皮膜的玻璃管沿水平方向放置時(shí),由于同一深度,液體壓強(qiáng)相等,且受力面積相等,所以水對(duì)玻璃管兩端的橡皮膜的壓力F向左和壓力F向右的大小相等;當(dāng)玻璃管沿豎直方向放置時(shí),水對(duì)玻璃管兩端的橡皮膜的壓力F向上大于F向下,豎直方向的合力不為0,方向豎直向上;結(jié)合圖可知,液體會(huì)對(duì)玻璃管產(chǎn)生一個(gè)向上的和向下的壓力不相等,壓力差
F差=F向上-F向下
實(shí)際上,這個(gè)壓力差就是液體對(duì)物體的浮力;所以丙圖可以說(shuō)明浮力的產(chǎn)生原因。
考點(diǎn)二 阿基米德原理
一、浮力的大小
1.阿基米德靈感的啟示
物體排開(kāi)液體的體積越大、液體的密度越大,所受的浮力就越大。而排開(kāi)液體的體積與液體密度的乘積就是排開(kāi)液體的質(zhì)量,因此物體排開(kāi)液體的質(zhì)量越大,所受的浮力越大。又由于物體所受的重力和它的質(zhì)量是成正比的,由此可以想到:物體在液體中所受的浮力與它排開(kāi)液體所受的重力有直接的關(guān)系。
2.探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系
3.阿基米德原理
(1)內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開(kāi)的液體所受的重力。
(2)公式:
(3)推導(dǎo)式:,其中指的是液體的密度,單位是kg/m3;指的是排開(kāi)液體的體積,單位是m3。
(4)變形式:物體排開(kāi)液體的體積;液體密度。
(5)阿基米德原理也適用于氣體,此時(shí)。
1.浸在不是浸沒(méi)
“浸在”有兩層含義:物體浸沒(méi)在液體中,;物體部分浸入液體中,。如圖所示。
1.(2024·海南·中考真題)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)實(shí)心柱體,將它浸入水中靜止時(shí),其上表面恰好與水面相平。此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N,柱體下表面受到水的壓力為2N,則柱體受到的浮力為 N,其密度是 kg/m3。()
【答案】 2
【詳解】[1]柱體上表面恰好與水面相平,則上表面受到水的壓力為0,則它受到的浮力為
[2]柱體的重力為
柱體的質(zhì)量為
柱體的體積為
柱體的密度為
考點(diǎn)三 物體的浮沉條件及應(yīng)用
一、物體的浮沉條件
1.物體的浮沉條件
2.對(duì)物體沉浮條件的理解
(1)當(dāng)時(shí),物體在液體中上浮。隨著物體不斷上升,物體將有一部分露出液面,物體所受的浮力也隨著減小,一直減小到時(shí),物體就不再上浮并處于漂浮狀態(tài)。由此可知,物體上浮的最終狀態(tài)是漂浮。
(2)當(dāng)時(shí),物體在液體中下沉,直到容器底部對(duì)物體產(chǎn)生一定的支持力,這時(shí)物體在重力、浮力、支持力的作用下處于平衡狀態(tài),下沉運(yùn)動(dòng)結(jié)束。由此可知,物體下沉的最終狀態(tài)是沉底。
3.漂浮問(wèn)題“五規(guī)律”
規(guī)律一:物體漂浮在液體中,所受的浮力等于它受的重力;
規(guī)律二:同一物體在不同液體里漂浮,所受浮力相同;
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,外力等于液體對(duì)物體增大的浮力。
二、浮力的應(yīng)用
1.浮力的應(yīng)用實(shí)例
2.密度計(jì)
(1)用途:測(cè)量液體的密度。
(2)構(gòu)造:密度計(jì)是一根上部標(biāo)有刻度,形狀特殊的玻璃管;管下部的玻璃泡內(nèi)封裝小鉛丸或水銀(如圖所示),使密度計(jì)能夠直立在液體中。
(3)原理:密度計(jì)在液體中呈漂浮狀態(tài),所受浮力大小不變,都等于它受到的重力。根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液體密度較大時(shí),V排較小,密度計(jì)露出液體的體積較大,反之較小,因此密度計(jì)上的刻度值是上面小、下面大,且刻度不均勻。
三、浮力的計(jì)算方法
1.懸浮和漂浮的比較
(1)相同點(diǎn):都是靜止的平衡狀態(tài),受力特點(diǎn)相同:。
(2)不同點(diǎn):①懸浮是物體完全浸沒(méi)在液體中,。對(duì)于實(shí)心物體:。
②漂浮是部分浸入液體中,,對(duì)于實(shí)心物體:。
1.(2024·黑龍江哈爾濱·模擬預(yù)測(cè))夏天原本漂浮在海面上的冰山熔化了一部分以后,冰山會(huì)在水中處于 狀態(tài)(選填“漂浮”、“懸浮”或“沉底”)。這個(gè)冰山在水下部分的體積約為,則此冰山受到的浮力為 N。(,)。
【答案】 漂浮
【詳解】[1]因?yàn)楸拿芏刃∮诤K芏龋员皆谒袝?huì)處于漂浮狀態(tài)。
[2]冰山受到的浮力為
2.【新情境】(2024·陜西·中考真題)當(dāng)海水的溫度及所含鹽分變化時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致海水密度發(fā)生突變,在垂直海面方向上形成一個(gè)類(lèi)似“懸崖”的突變水層,在如圖所示的情形中,若有潛艇潛航至此水域時(shí),就會(huì)急速下沉,發(fā)生“掉深”事故,危及潛艇安全。我軍潛艇曾創(chuàng)造過(guò)遭遇“掉深”自救成功的奇跡。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.潛艇在高密度水層懸浮時(shí),所受浮力大于其重力
B.潛艇從高密度水層潛航進(jìn)入低密度水層時(shí),所受浮力不變
C.潛艇遭遇“掉深”進(jìn)行自救時(shí),需快速排出水箱中的水
D.潛艇從剛要露出水面至漂浮在水面的過(guò)程中,其所受浮力變大
【答案】C
【詳解】A.潛艇在高密度水層懸浮時(shí),潛艇處于靜止?fàn)顟B(tài),所受的浮力等于其重力,故A錯(cuò)誤;
B.由阿基米德原理知道,潛艇從高密度水層潛航進(jìn)入低密度水層時(shí),不變,變小,因此所受的浮力變小,故B錯(cuò)誤;
C.潛艇遭遇“掉深”時(shí)潛艇受到的浮力小于重力,因此進(jìn)行自救時(shí),需快速排出水箱中的水,減小潛艇的重力,從而使重力小于潛艇受到的浮力才能重新上浮,故C正確;
D.由阿基米的原理知道,潛艇從剛露出水面至漂浮在水面的過(guò)程,所受的浮力變小。故D錯(cuò)誤。
故選C。
考點(diǎn)四 跨學(xué)科實(shí)踐:制作微型密度計(jì)
一、項(xiàng)目提出
常用的密度計(jì)體積較大,很難放入小瓶酒精中進(jìn)行測(cè)量。如果能設(shè)計(jì)和制作一個(gè)微型密度計(jì),測(cè)量時(shí)只要把微型密度計(jì)放入小瓶中,就能方便、快速地判斷其是否合格。
二、項(xiàng)目實(shí)施
1.設(shè)計(jì)微型密度計(jì)
(1)基本思路
如圖所示,把塑料吸管的下端用蠟封口并纏上銅絲,設(shè)法讓它能豎直漂浮在水面上。這就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的密度計(jì)。設(shè)計(jì)符合要求的密度計(jì),應(yīng)該著重考慮兩個(gè)因素:一個(gè)是密度計(jì)的質(zhì)量,另一個(gè)是標(biāo)度桿的直徑。
(2)估算密度計(jì)的質(zhì)量
對(duì)于100mL的小瓶酒精來(lái)說(shuō),若微型密度計(jì)測(cè)量時(shí)排開(kāi)1~2mL的酒精,一般不會(huì)導(dǎo)致酒精的溢出。1~2 mL酒精的質(zhì)量為1g左右,因此我們?cè)O(shè)計(jì)的微型密度計(jì)的質(zhì)量也應(yīng)為1g左右。
(3)估算標(biāo)度桿的直徑
知道消毒酒精密度的合格范圍,通過(guò)計(jì)算可得出標(biāo)度桿的橫截面積和直徑。
(4)設(shè)計(jì)微型密度計(jì)的結(jié)構(gòu)
微型密度計(jì)由標(biāo)度桿、浮子和配重三部分組成,配重位于最下方,浮子位于上方。如圖所示。
2.制作
(1)選擇材料
浮子:可以用小泡沫塑料球作為浮子,也可以截一段稍粗點(diǎn)的塑料管,將其兩頭封口作為浮子。
標(biāo)度桿:直徑約為3 mm的細(xì)塑料管、做棉簽的實(shí)心塑料桿以及細(xì)的圓珠筆芯等,都可以用來(lái)做標(biāo)度。
配重:可以在實(shí)心塑料桿下端纏上若干圈銅絲,或者在空心的細(xì)塑料管下端插入一段粗鐵絲作為配重。改變銅絲或鐵絲的長(zhǎng)度就可以調(diào)節(jié)配重。
(2)制成作品
1.【跨學(xué)科實(shí)踐】(2024·北京·中考真題)某同學(xué)將粗細(xì)均勻的吸管一端密封,在吸管內(nèi)裝上適量的鐵砂,并在吸管上標(biāo)上刻度線(xiàn)及相應(yīng)的密度值,制成了簡(jiǎn)易密度計(jì),如圖所示。密度計(jì)上有密度值為和的兩條刻度線(xiàn)(),兩刻度線(xiàn)之間的距離為,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)很小。若想增大,分析說(shuō)明應(yīng)增加還是減少吸管內(nèi)鐵砂的質(zhì)量。
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】密度計(jì)在使用時(shí)處于漂浮狀態(tài),由物體浮沉條件可知,密度計(jì)受到的浮力等于總重力,即,即

,
因,則
若增大,則應(yīng)增大G總或減小S,因此應(yīng)增大吸管內(nèi)鐵砂的質(zhì)量,從而增大總重力。
題型一 浮力的概念
1.(2024·四川成都·二模)中國(guó)空間站是中華人民共和國(guó)建成的國(guó)家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.空間站受到的合力不為零B.空間站在太空中受到浮力
C.空間站相對(duì)地球是靜止的D.空間站在太空中慣性消失
【答案】A
【詳解】A.空間站繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),空間站的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變,處于非平衡狀態(tài),說(shuō)明空間站受到的合力肯定不為零,故A正確;
B.太空中沒(méi)有空氣,故在太空中的空間站不受浮力作用,故B錯(cuò)誤;
C.空間站相對(duì)于地球之間有位置變化,空間站是運(yùn)動(dòng)的,故C錯(cuò)誤;
D.空間站在太空中質(zhì)量大小不變,慣性不變,慣性不為零,故D錯(cuò)誤。
故選A。
2.(2024·四川樂(lè)山·中考真題)如圖所示,雞蛋懸浮于濃鹽水中處于靜止?fàn)顟B(tài),請(qǐng)畫(huà)出雞蛋的受力示意圖。(重心O點(diǎn)已標(biāo)出)
【答案】見(jiàn)解析
【詳解】雞蛋所受浮力的方向是豎直向上的,從重心開(kāi)始豎直向上畫(huà)一條帶箭頭的線(xiàn)段表示出浮力,并標(biāo)出F浮;物體的重力G與浮力大小相等,方向相反,作用點(diǎn)都在重心,同理做出重力的示意圖,如下圖所示
題型二 探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)
3.(2024·西藏·中考真題)在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,操作步驟如圖所示。
(1)操作乙中,物體受到的浮力為 N;
(2)分析比較操作甲、乙、丙可得出的初步結(jié)論是:當(dāng)液體的密度相同時(shí), 越大,浸在液體中的物體受到的浮力越大;
(3)已知水的密度是,實(shí)驗(yàn)所用物體的密度為 ;(g取10N/kg)
(4)根據(jù)圖中給出的信息,你還可以分析得出什么結(jié)論?(寫(xiě)出一條即可)
【答案】(1)0.2
(2)物體排開(kāi)液體的體積越大
(3)8×103
(4)當(dāng)物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí),液體密度越大,浸在液體中的物體受到的浮力越大
【詳解】(1)由甲可知,物體的重力為4N,由乙可知,物體在浸在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力為3.8N,根據(jù)稱(chēng)重法可知,物體受到的浮力為
(2)比較操作甲、乙、丙可知,物體浸在液體中的體積越大,物體排開(kāi)液體的體積越大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小,說(shuō)明物體受到的浮力越大,可初步得出結(jié)論:當(dāng)液體密度相同時(shí),物體排開(kāi)液體的體積越大,浸在液體中的物體受到的浮力越大。
(3)由丁可知,物體浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力為3.5N,根據(jù)稱(chēng)重法可知,物體在水中受到的浮力為
由阿基米德原理可知,物體的體積為
實(shí)驗(yàn)所用物體的密度為
(4)通過(guò)分析比較操作甲、丙、戊可知,當(dāng)物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí),物體液體的密度越大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小,說(shuō)明物體受到的浮力越大,因此可初步得出結(jié)論:當(dāng)物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí),液體密度越大,浸在液體中的物體受到的浮力越大。
4.【新情境】(2024·內(nèi)蒙古·中考真題)在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,使用的器材有彈簧測(cè)力計(jì)、帶蓋的玻璃瓶(瓶蓋的質(zhì)量、體積和形變忽略不計(jì))、柱形容器等,操作過(guò)程如下:
(1)在容器中裝入適量的水,將玻璃瓶裝滿(mǎn)水后懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,并浸入水中,如圖甲所示,容器中水面上升h,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F;
(2)如圖乙所示,將玻璃瓶浸沒(méi)水中,容器中水面又上升h,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.7F,由此可知浮力的大小與 有關(guān)。繼續(xù)增大玻璃瓶浸沒(méi)的深度,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變,說(shuō)明物體所受浮力的大小與 無(wú)關(guān),此過(guò)程中瓶底所受的壓強(qiáng)大小變化情況是 ;
(3)為探究浮力大小與物重是否有關(guān),將玻璃瓶中的一部分水倒出,再將玻璃瓶浸沒(méi)到容器的水中,如圖丙所示,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.5F。經(jīng)過(guò)測(cè)量,圖乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均為 F,說(shuō)明浮力的大小與物重?zé)o關(guān)。
【答案】 物體排開(kāi)液體的體積 深度 變大 0.6
【詳解】(2)[1]圖甲中玻璃瓶裝滿(mǎn)水后部分浸沒(méi)水中,容器A中水面上升h1,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F;圖乙知玻璃瓶裝滿(mǎn)水后全部浸沒(méi)水中,容器A中水面又上升h1,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.7F,說(shuō)明排開(kāi)水的體積變大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小,由
F浮=G-F示
可知浮力變大,即浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)。
[2][3]物體浸沒(méi)后繼續(xù)增大玻璃瓶浸沒(méi)的深度,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變,由
F浮=G-F示
可知浮力不變,說(shuō)明物體所受浮力的大小與浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)。此過(guò)程中瓶底的深度增加,由p=ρgh知,瓶底所受水的壓強(qiáng)大小變大。
(3)[4]圖甲中玻璃瓶裝滿(mǎn)水后部分浸沒(méi)水中,容器A中水面上升h1,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F;圖乙知玻璃瓶裝滿(mǎn)水后全部浸沒(méi)水中,容器A中水面又上升h1,說(shuō)明
根據(jù)F浮=ρ液gV排知,在液體密度一定時(shí)
又因?yàn)?br>且


所以,即
由圖乙、圖丙可知,水面深度相同,玻璃瓶排開(kāi)水的體積相同,所以圖乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均為0.6F,說(shuō)明浮力的大小與物重?zé)o關(guān)。
題型三 探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系
5.(2024·青海西寧·中考真題)小西和同學(xué)們利用彈簧測(cè)力計(jì)、物塊、溢水杯、小桶和足量的水等實(shí)驗(yàn)器材,做“探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了如圖所示的操作。
(1)由 兩圖得出物塊所受浮力,再由另外兩圖得出物塊排開(kāi)液體所受重力,可初步得出結(jié)論:浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開(kāi)的液體所受的重力;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),若溢水杯中未裝滿(mǎn)水,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的 ;
(3)為了得到更普遍的結(jié)論,接下來(lái)的操作中合理的是 ;
A.用原來(lái)的方案和器材多次測(cè)量求平均值
B.將物塊換成小石塊,用原來(lái)的方案再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(4)小組同學(xué)經(jīng)過(guò)交流、評(píng)估和反思后,得出實(shí)驗(yàn)步驟的最佳順序是 ;
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),還可以計(jì)算出物塊的密度ρ= (g取10N/kg);
(6)另一實(shí)驗(yàn)小組將物塊換成可以漂浮在水面的木塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則 (選填“能”或“不能”)得到與(1)相同的結(jié)論。
【答案】(1)甲、乙
(2)偏小
(3)B
(4)丁甲乙丙
(5)
(6)能
【詳解】(1)由圖甲可知,物塊的重力為2N,由圖乙可知,將物塊浸沒(méi)在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1N,因此物塊受到的浮力大小為
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),若溢水杯中未裝滿(mǎn)水,則會(huì)導(dǎo)致溢出水的體積偏小,則導(dǎo)致測(cè)出的偏小。
(3)為了得到更普遍的結(jié)論,應(yīng)該選擇不同的液體或者物體重復(fù)試驗(yàn),使用相同的方案和器材多次測(cè)量是沒(méi)有意義的。故選B。
(4)實(shí)驗(yàn)步驟的最佳順序是先測(cè)出空小桶的重力,再測(cè)出物塊的重力,然后將物塊浸沒(méi)在水中進(jìn)行排水,最后測(cè)得小桶和溢出水的總重力,所以最佳順序是丁甲乙丙。
(5)物塊的體積為
則物塊的密度為
(6)將物塊換成可以漂浮在水面的木塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn),木塊的浮力可以由漂浮時(shí)浮力等于重力得到,根據(jù)原來(lái)的方法得到,所以也能得到與(1)相同的結(jié)論。
6.【新考法】(2024·山東濟(jì)南·中考真題)小東在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”時(shí),發(fā)現(xiàn)老師研究的物體都是在液體里下沉的,于是他想用木塊驗(yàn)證“漂浮在液體中的物體所受浮力的大小是否等于物體排開(kāi)的液體所受重力的大小”。
(1)小東在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),通過(guò)推理得到了一種間接驗(yàn)證的方法。推理過(guò)程如下:
因?yàn)槟緣K漂浮在水中,所以木塊所受浮力的大小等于木塊所受重力的大??;
若要驗(yàn)證是否等于,只需驗(yàn)證 ;
又因?yàn)椋灾恍栩?yàn)證是否等于;
于是,小東找來(lái)了電子秤(可直接顯示物體質(zhì)量)、溢水杯和小燒杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a、用電子秤測(cè)量木塊的質(zhì)量;
b、用電子秤測(cè)量小燒杯的質(zhì)量;
c、把木塊輕輕放入裝滿(mǎn)水的溢水杯中,用小燒杯收集從溢水杯中被木塊排開(kāi)的水;
d、用電子秤測(cè)量小燒杯和排開(kāi)的水的總質(zhì)量;
(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示:
分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論:漂浮在液體中的物體所受浮力的大小與物體排開(kāi)的液體所受重力的大小 ;
(3)在和同學(xué)交流分享時(shí),小華認(rèn)為以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以更加簡(jiǎn)化,如圖乙所示,只需將裝滿(mǎn)水的溢水杯放在電子秤上,將木塊輕輕放入溢水杯的同時(shí)用手拿著小燒杯收集排開(kāi)的水,等溢水杯中不再有水溢出時(shí),拿走小燒杯,若觀察到 ,即可得到;
(4)小明梳理小東的推理過(guò)程時(shí)發(fā)現(xiàn),下沉的物體不能通過(guò)“是否等于”間接驗(yàn)證“是否等于”,原因是 。
【答案】(1)木塊的重力等于木塊排開(kāi)的液體的重力
(2)相等
(3)電子秤的示數(shù)保持不變
(4)下沉的物體受到的浮力小于物體的重力
【詳解】(1)木塊漂浮在水中時(shí),處于漂浮狀態(tài),由沉浮條件可知,木塊的重力等于木塊受到的浮力,由等量代換可知,要驗(yàn)證是否等于,只需要驗(yàn)證木塊的重力等于木塊排開(kāi)的液體的重力,即
(2)分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),燒杯和水的總質(zhì)量為118g,燒杯的質(zhì)量為38g,則排開(kāi)水的質(zhì)量
m水=118g-38g=80g
所以木塊的質(zhì)量等于排開(kāi)水的質(zhì)量,故木塊的重力等于木塊排開(kāi)的液體的重力,由等量代換可知,漂浮在液體中的物體所受的浮力等于物體排開(kāi)的液體所受重力。
(3)由于漂浮在液體中的物體的重力等于物體排開(kāi)的液體的重力,所以木塊輕輕放入溢水杯,木塊排開(kāi)水的重力等于木塊的重力,即木塊排開(kāi)水的質(zhì)量等于木塊的質(zhì)量,所以會(huì)觀察到溢水杯中不再有水溢出時(shí),拿走小燒杯,電子秤的示數(shù)保持不變,故若觀察到電子秤的示數(shù)保持不變,即可得到。
(4)由沉浮條件可知,下沉的物體受到的浮力小于物體的重力,由阿基米德原理可知,下沉的物體受到的浮力等于排開(kāi)液體的重力,所以下沉的物體的重力大于排開(kāi)液體的重力,故下沉的物體的質(zhì)量大于排開(kāi)液體的質(zhì)量,故下沉的物體不能通過(guò)“等于”間接驗(yàn)證“等于”。
題型四 阿基米德原理的應(yīng)用
7.(2024·四川巴中·中考真題)我國(guó)“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝萬(wàn)米深處多次成功坐底,標(biāo)志著我國(guó)在載人深潛領(lǐng)域達(dá)到了世界領(lǐng)先水平?!皧^斗者”號(hào)在水下5000米時(shí),潛水器上0.1m2的表面上受到海水的壓力為 N(ρ海水=1.1×103kg/m3)。如果繼續(xù)下潛,潛水器所受浮力將 (選填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】 5.5×106 不變
【詳解】[1]“奮斗者”號(hào)在水下5000米時(shí),受到的海水壓強(qiáng)為
潛水器上0.1m2的表面上受到海水的壓力為
[2]潛水器完全浸沒(méi)在液體中,繼續(xù)下潛的過(guò)程中,由于液體的密度不變,排開(kāi)液體的體積不變,則浮力不變。
8.(2024·山東威海·中考真題)小明洗菜時(shí)發(fā)現(xiàn)體積較大的土豆沉入水底,體積較小的西紅柿浮于水面,土豆受到的浮力 西紅柿受到的浮力;他想測(cè)量土豆的密度,用細(xì)線(xiàn)將土豆掛在彈簧測(cè)力計(jì)下示數(shù)為2.4N,再將其完全浸沒(méi)水中測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.4N,則土豆的密度是 。
【答案】 大于 1.2
【詳解】[1]根據(jù)可知,土豆的體積較大,西紅柿的體積較小,則土豆受到的浮力大于西紅柿受到的浮力。
[2]根據(jù)稱(chēng)重法測(cè)浮力可知,土豆的重力為2.4N,土豆受到的浮力為
土豆沉入水底,體積等于其排開(kāi)水的體積,為
土豆的密度為
9.(2024·陜西·中考真題)如圖所示,將一個(gè)重為2.7N的實(shí)心金屬塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端,使之浸沒(méi)在水中,當(dāng)測(cè)力計(jì)指針靜止時(shí),示數(shù)為1.7N。(g取,水的密度為)
(1)金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí),所受浮力是多少?
(2)金屬塊的體積是多少?
【答案】(1)1.0N
(2)
【詳解】(1)金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí),所受浮力是
(2)由得金屬塊的體積是
題型五 有關(guān)圖像問(wèn)題的計(jì)算
10.(2024·山東日照·中考真題)(多選)如圖甲所示,將一底面積為的長(zhǎng)方體木塊用細(xì)線(xiàn)系在一個(gè)空容器的底部,然后向容器中緩慢加水,直到木塊的上表面與液面相平.木塊底部受到水的壓強(qiáng)p隨容器中水的深度h的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(,)( )
A.木塊的重力是24NB.木塊的體積是
C.木塊完全浸沒(méi)后受到的浮力是40ND.木塊的密度是
【答案】AC
【詳解】A.由圖像知,容器中水的深度在6cm時(shí),木塊剛好漂浮,細(xì)線(xiàn)對(duì)木塊沒(méi)有拉力,當(dāng)容器中水的深度超過(guò)18cm時(shí),細(xì)線(xiàn)對(duì)木塊產(chǎn)生拉力且逐漸變大,所以在AB過(guò)程中細(xì)線(xiàn)對(duì)物體沒(méi)有拉力;由圖像知,容器中水的深度在6cm時(shí),木塊剛好漂浮,此時(shí)水對(duì)木塊下表面的壓強(qiáng)是600Pa,由壓強(qiáng)公式得,木塊下表面受到水的壓力為
F=pS=600Pa×0.04m2=24N此時(shí)木塊剛好漂浮,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因得
F浮=F=24N根據(jù)漂浮條件得,木塊的重力
G=F浮=24N
故A正確;
C.由圖像知,當(dāng)容器中水的深度是22cm時(shí),木塊剛好浸沒(méi),木塊下表面受到水的壓強(qiáng)是1000Pa,由壓強(qiáng)公式得,此時(shí)木塊下表面受到水的壓力為
F'=p'S=1000Pa×0.04m2=40N根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因得
F'浮=F'=40N
故C正確;
B.由F浮=ρ水gV排可知,木塊的體積為
故B錯(cuò)誤;
D.由
G=mg=ρVg可得,木塊的密度為
故D錯(cuò)誤。
故選AC。
11.(2024·山東淄博·中考真題)如圖甲所示,水平放置的長(zhǎng)方體容器中水深16cm,用細(xì)線(xiàn)將沉在容器底的圓柱體物塊豎直向上勻速提升。從物塊剛剛離開(kāi)容器底到拉出水面的過(guò)程中,拉力F與物塊下表面到容器底的距離h的關(guān)系如圖乙所示(細(xì)線(xiàn)的質(zhì)量、體積及物塊帶走的水均忽略不計(jì),ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力;
(2)物塊取出后,水對(duì)容器底的壓強(qiáng);
(3)容器中水的質(zhì)量。
【答案】(1)5N;
(2)1500Pa;
(3)7.5kg
【詳解】(1)由圖乙可知,當(dāng)h>15cm時(shí),物塊完全離開(kāi)水面,物塊受到的豎直向下的重力、豎直向上的拉力,處于二力平衡狀態(tài),則物塊的重力
當(dāng)h”“ >
【詳解】[1][2]小球在A容器中漂浮,則
小球在B容器中懸浮,則
綜上可得
兩容器液面相平,由圖可知,兩容器中液體的體積關(guān)系為
根據(jù)可得,兩容器中液體的質(zhì)量關(guān)系為
桌面水平,兩容器對(duì)桌面的壓力
綜上可得
22.【新考法】(2024·江蘇淮安·中考真題)如圖所示,甲、乙兩個(gè)相同的容器分別盛有體積相同的水和鹽水,靜置在水平面上.現(xiàn)將一杯子和木塊以?xún)煞N方式分別放在甲、乙兩容器中,甲中杯子靜止時(shí)漂浮在水面上,乙中木塊緊貼杯底(杯中無(wú)氣體)并與杯子一起懸浮在鹽水中,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.甲容器對(duì)水平面的壓強(qiáng)大于乙容器對(duì)水平面的壓強(qiáng)
B.木塊在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
C.甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
D.將乙容器中的杯子輕輕向下推動(dòng)少許,杯子和木塊將沉到容器底
【答案】C
【詳解】A.容器對(duì)地面的壓力等于容器、液體、杯子和木塊的重力之和,甲、乙中容器、杯子和木塊重力相同。水和鹽水的體積相同,鹽水的密度大,根據(jù)可知,乙中鹽水的質(zhì)量更大,因此鹽水的重力更大,兩容器的底面積相同,根據(jù)可知,乙對(duì)地面的壓強(qiáng)更大,故A錯(cuò)誤;
B.由圖可知,木塊在甲容器中放在杯子中,受到杯子的支持力,大小等于木塊的重力,木塊沒(méi)有排開(kāi)液體,即沒(méi)有受到浮力。木塊在乙中排開(kāi)了液體,受到的了浮力,木塊的密度未知,因此無(wú)法得出浮力與重力的關(guān)系,綜上所述,木塊在甲容器中受到的浮力小于在乙容器中受到的浮力,故B錯(cuò)誤;
C.甲中,杯子和木塊整體漂浮在水中,整體受到的浮力等于整體的重力;乙中,杯子和木塊整體懸浮在水中,整體受到的浮力等于整體的重力。因此甲、乙中整體受到的浮力相同,乙中鹽水的密度更大,根據(jù)可知,甲中排開(kāi)液體的體積大于乙中排開(kāi)液體的體積,根據(jù)可知,甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度,故C正確;
D.將乙容器中的杯子輕輕向下推動(dòng)少許,根據(jù)可知,杯子和木塊受到的壓強(qiáng)增大,但整體內(nèi)部沒(méi)有空氣,整體的體積不會(huì)改變,因此整體受到的浮力不變,仍等于整體的重力,故仍懸浮在液體中,不會(huì)沉底,故D錯(cuò)誤。
故選C。
23.(2024·江蘇南通·中考真題)將新鮮度不同的甲、乙兩雞蛋放入水中,靜止時(shí)的狀態(tài)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.若甲、乙體積相等,甲受到的浮力小B.若甲、乙質(zhì)量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加鹽水后,乙受到的浮力變大D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力變大
【答案】B
【詳解】A.若甲、乙體積相等,乙排開(kāi)液體的體積小,根據(jù)公式可知,乙受到的浮力比甲小,故A錯(cuò)誤;
B.若甲、乙質(zhì)量相等,由G=mg可知,甲、乙重力相等,乙漂浮,浮力等于重力,甲沉底,浮力小于重力,則甲受到的浮力小,故B正確;
C.原來(lái)乙漂浮,說(shuō)明乙密度小于水的密度,加入鹽水后,液體密度變大,乙密度依舊小于液體密度,仍然漂浮,乙受到的浮力仍然等于重力,故乙受到的浮力不變,故C錯(cuò)誤;
D.向杯中加酒精,液體密度會(huì)變小,乙會(huì)下沉一些,可能漂浮或懸浮,此時(shí)浮力仍然等于重力;也可能沉底,此時(shí)浮力小于重力,浮力變??;故乙受到的浮力不會(huì)變大,故D錯(cuò)誤。
故選B。
考點(diǎn)要求
新課標(biāo)要求
命題預(yù)測(cè)
新舊教材對(duì)比
浮力
2.2.9 通過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)浮力。探究并了解浮力大小與哪些因素有關(guān)。
4.2.4 探究浮力大小與哪些因素有關(guān)。
《浮力》是初中物理力學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)也是最難和易錯(cuò)的內(nèi)容。浮力問(wèn)題涉及到的知識(shí)點(diǎn)、概念和規(guī)律較多,綜合性也最強(qiáng),壓軸題也大都出于此,因此對(duì)本專(zhuān)題的備考復(fù)習(xí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。在認(rèn)識(shí)基本概念,熟悉浮力的基本規(guī)律后,通過(guò)重點(diǎn)考點(diǎn)和提醒的訓(xùn)練,強(qiáng)化考生分析、判斷和計(jì)算的綜合能力。此外新教材新增制作微型密度計(jì),在備考復(fù)習(xí)時(shí)也應(yīng)詳細(xì)講解和針對(duì)練習(xí),幫助考生掌握該內(nèi)容。
本單元常考題型有:選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)探究題、計(jì)算題和綜合題等。
主要命題點(diǎn)有:浮力的概念、浮力的測(cè)量、影響浮力大小的因素、物體所受浮力與物體排開(kāi)液體重力的關(guān)系、物體的沉浮條件及利用物體沉浮條件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算、浮力的應(yīng)用、壓強(qiáng)與浮力綜合和浮力在生活中的應(yīng)用等
新教材新增跨學(xué)科實(shí)踐:制作微型密度計(jì)。另外新教材在第一節(jié)浮力中將決定浮力大小的因素放在了浮力產(chǎn)生的原因前面,讓知識(shí)的呈現(xiàn)順序更加合理。第三節(jié)浮力的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)中新增密度計(jì)的內(nèi)容,為制作微型密度計(jì)提供了理論支撐。新教材通過(guò)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生體會(huì)物理的實(shí)用性。
阿基米德原理
2.2.9 知道阿基米德原理。
物體的浮沉條件及應(yīng)用
2.2.9 能運(yùn)用物體的浮沉條件說(shuō)明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
跨學(xué)科實(shí)踐:制作微型密度計(jì)
通過(guò)制作微型密度計(jì),了解物理學(xué)在生活中的應(yīng)用,遇到問(wèn)題能提出解決方案。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)
提出猜想
猜想1:浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)。
猜想2:浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)思路
由以上猜想,浮力的大小可能與浸在液體中物體的體積、液體的密度等因素有關(guān)。要探究浮力的大小是否與這些量有關(guān),需要逐次探究,每次探究浮力的大小與其中一個(gè)量的關(guān)系,其他的量要保持不變。
實(shí)驗(yàn)圖
實(shí)驗(yàn)器材
彈簧測(cè)力計(jì)、物體(不吸水、密度比液體密度大)、細(xì)繩、燒杯、水、鹽水
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析
(1)控制變量法:①探究浮力大小和排開(kāi)液體體積的關(guān)系時(shí),控制液體密度不變,改變漫入的體積(圖b、c);②探究浮力大小和液體密度的關(guān)系時(shí),控制排開(kāi)液體體積不變,改變液體密度(圖c、e);③探究浮力大小和浸沒(méi)深度的關(guān)系時(shí),控制排開(kāi)液體的體積和液體密度不變,改變浸沒(méi)的深度(圖c、d)
(2)浮力的計(jì)算方法:F?。紾物-F示
(3)浮力的方向與大小判斷:豎直向上,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小時(shí),浮力變大
(4)繪制液體密度一定時(shí),浮力F和物體浸人的深度h的關(guān)系圖像
(5)物體所受浮力的大小與物體本身的形狀、密度均無(wú)關(guān)
拓展
(6)阿基米德原理的應(yīng)用:①測(cè)固體密度:由如圖a、c操作分別測(cè)出物體所受重力G和浸沒(méi)在水中所受到的浮力F,固體密度;
②測(cè)液體密度:由如圖a、c、e操作分別測(cè)得物體浸沒(méi)在兩種液體中所受到的浮力F水和F液,液體密度
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)液體密度一定時(shí),排開(kāi)液體的體積越大,物體受到的浮力越大
(2)排開(kāi)液體的體積一定時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力越大
(3)浮力大小與物體浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)思路
本實(shí)驗(yàn)需要先測(cè)量?jī)蓚€(gè)量:物體所受的浮力和物體排開(kāi)液體所受的重力,然后分析它們的關(guān)系。
1.怎樣測(cè)量物體所受浮力的大小?
2.怎樣測(cè)量物體排開(kāi)液體所受的重力?
3.如果要減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作的順序?
實(shí)驗(yàn)圖
實(shí)驗(yàn)器材
彈簧測(cè)力計(jì)、物體(不吸水、密度比水大)、細(xì)繩、溢水杯、水、小桶
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析
(1)浮力的計(jì)算方法:F?。紾物-F示
(2)排開(kāi)液體所受的重力計(jì)算:G排=G總-G桶
(3)誤差分析:①溢水杯沒(méi)有盛滿(mǎn),溢水量少于實(shí)際排水量,測(cè)得排開(kāi)液體所受的重力偏小;②先稱(chēng)總重再稱(chēng)空桶,桶中有水漬殘留,測(cè)得排開(kāi)液體所受的重力偏?。虎畚矬w先浸入溢水杯再稱(chēng)重,物體上有水附著,計(jì)算得物體所受的浮力偏大
(4)(更換液體)多次實(shí)驗(yàn)的目的:尋找普遍規(guī)律,避免偶然性
(5)創(chuàng)新裝置
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
物體受到的浮力等于它排開(kāi)液體所受的重力
上浮
下沉
懸浮
漂浮
沉底
實(shí)心體
處于動(dòng)態(tài)(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變),受非平衡力作用
可停留液體中任意深度
上浮過(guò)程的最終狀態(tài)
下沉過(guò)程的最終狀態(tài)
處于靜態(tài),受平衡力作用
應(yīng)用
原理
特點(diǎn)
輪船
采用空心的辦法,增大排開(kāi)水的體積,增大輪船受到的浮力
輪船的大小用排水量表示,輪船排水量=輪船滿(mǎn)載時(shí)貨物的質(zhì)量+船身質(zhì)量。
輪船航行時(shí)處于漂浮狀態(tài),只要輪船的重力不變,無(wú)論輪船是在海里還是在河里,它受到的浮力都不變,由于海水、河水密度不同,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,輪船在海里航行時(shí)浸在水下的體積較小
潛水艇
靠改變自身重力,實(shí)現(xiàn)上浮和下沉
浸沒(méi)在水中的潛水艇排開(kāi)的水的體積是始終不變的,所以潛水艇所受浮力始終不變。若要下沉,可吸水,使F浮G。
注意:在潛水艇浮出水面的過(guò)程中,因?yàn)榕砰_(kāi)水的體積逐漸減小,所以浮力逐漸減小。
氣球和飛艇
氣球和飛艇靠充入、排出密度較小的氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)升降
F浮=ρ空氣gV排可知,G=ρ氣gV+G殼,當(dāng)F浮>G,氣球(飛艇)可升上天空,若要使氣球(飛艇)降回地面,可以放出一部分氣體,使排開(kāi)空氣的體積減小,浮力減??;對(duì)于熱氣球,加熱時(shí)內(nèi)部空氣膨脹,一部分空氣排出,球內(nèi)空氣密度變小,使浮力大于重力而上升;停止加熱,熱空氣冷卻,使重力大于浮力而落地
方法
圖示
公式
適用范圍
稱(chēng)重法
已知物體的重力和物體浸在液體中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
壓力差法
已知物體上、下表面所受的壓力
公式法
任何物體(在計(jì)算時(shí)要統(tǒng)一單位,清楚物體是浸沒(méi)還是部分浸入)
平衡法
物體在液體中處于懸浮或漂浮時(shí)
浮力的產(chǎn)生原因:液體對(duì)物體向上和向下的壓力差,如果物體下表面與液體不接觸,沒(méi)有受到向上的壓力,則物體不受浮力。浮力的方向總是豎直向上的,與重力方向相反。
研究對(duì)象
木塊質(zhì)量
/g
小燒杯質(zhì)量
/g
杯、水總質(zhì)量
/g
排開(kāi)水的質(zhì)量
/g
木塊
80
38
118
(1)根據(jù)阿基米德原理計(jì)算浮力:①先計(jì)算物體排開(kāi)液體的體積,再根據(jù)阿基米德原理公式計(jì)算浮力。②若已知排開(kāi)液體的質(zhì)量,利用計(jì)算浮力。
(2)利用阿基米德原理可以計(jì)算液體的密度和物體的密度:
①計(jì)算液體的密度:
②計(jì)算浸沒(méi)在液體中物體的密度:先根據(jù)其他方法求浮力,再求出物體的體積,最后利用計(jì)算物體的密度。
(3)用比例法求解液體的密度:由可知,金屬塊在兩種液體中都浸沒(méi)時(shí),即相同時(shí),與成正比,即:,,。
浮力和圖像的綜合
(1)首先根據(jù)圖像找出兩個(gè)臨界狀態(tài),即剛接觸水面時(shí)和剛浸沒(méi)時(shí)這兩種情況,并正確選擇計(jì)算公式;
(2)根據(jù)稱(chēng)重法計(jì)算物體受到的浮力大小;
(3)浸沒(méi)時(shí),再結(jié)合可以求得物體或液體的密度。
1.物體沉浮條件
(1)比較浮力與重力:F浮>G物,物體上浮至漂浮;F浮=G物,物體不上浮也不下沉;F浮

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