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1、第十章浮力,一、浮力1.定义：浸在液体中的物体受到的_的力。2.方向：_。,向上,竖直向上,3.称量法：(1)用弹簧测力计测物体所受的重力G。(2)将物体悬挂于弹簧测力计下,读出浸在液体中时弹簧测力计的示数F。(3)物体受到的浮力F浮=_。,G-F,4.产生原因：浸在液体中的物体其上、下表面受到液体对它的压力不同,即F浮=_。5.决定浮力大小的因素：物体浸在液体中的_越大,液体的_越大,浮力就越大。,F下-F上,体积,密度,二、阿基米德原理1.内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于_。2.公式：_。3.适用性：阿基米德原理适用于液体和气体。,它排,开的液体所受到的重力,F浮=G排
2、,三、物体的浮沉条件及应用1.物体的浮沉条件：,=,2.浮力的应用：(1)轮船：采用“_”的办法增大可利用的浮力。(2)潜水艇：靠改变_的方法实现上浮或下潜。(3)气球和飞艇：充的是密度_空气的气体。,空心,自身重力,小于,【读练】1.【画一画】浮力的示意图如图所示,画出苹果受到的浮力。,答案：,2.【练一练】阿基米德原理的应用如图,人和小船总重为1000N,小船受到的浮力为1000N;则船排开水的体积为_。,0.1m3,3.【判一判】浮力综合完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,静止后如图,甲图下沉,乙图悬浮,则甲_乙;若鸡蛋排开盐水的质量分别为m甲、m乙,则m甲_m乙
3、(两空均选填“”);若向乙杯中加盐,则鸡蛋_。,上浮,考点1阿基米德原理1.公式：F浮=G排=液gV排2.理解：(1)“浸在液体里的物体”包含两种状态。物体全部浸没：V排=V物。物体的一部分浸入：V排V物。,(2)F浮=G排=液gV排各物理量的理解。液：液体密度(不是物体密度)。V排：排开液体的体积。F浮：浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。,【失分盲点】误认为浸在液体中的物体都受到浮力。浸在液体中的物体不一定都受到浮力,当物体底部与容器底完全接触时,物体底部不受液体向上的压力,此时
4、物体不受浮力。,【示范题1】(2015重庆中考B)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F拉与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中正确的是()A.物体的体积是500 cm3B.物体受到的最大浮力是5 NC.物体的密度是2.25103kg/m3D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N,【解题探究】解答本题时思考以下问题：(1)物体的重力是多少?(2)物体全部浸没时,弹簧测力计的示数是多少?(3)如何计算物体受到的最大浮力?(4)如何计算物体的密度?(5)物体刚浸没时下表面受到水的压力与此时受到的浮
5、力是什么关系?,提示：(1)9 N(2)5 N(3)F浮=G-F=9 N-5 N=4 N(4)由F浮=水gV物计算出物体体积,再由G=gV物得：=(5)相等,【解析】选C。从图乙中可得出物体的重力为9 N,浸没在水中时,所受的浮力为9 N-5 N=4 N,再根据阿基米德原理可得出物体的体积为V物=V排=410-4m3,所以物体的密度为=2.25103kg/m3;根据浮力产生的原理可知,当物体刚浸没时,下表面受到水的压力即为浮力4 N。,【示范题2】(2014衡阳中考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4 N。当把零件浸没在密度为0.8103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6
6、N。求：(1)金属零件所受浮力为多少?(2)金属零件的体积为多少?(3)金属零件的密度为多少?,【解题关键】解答本题抓住以下关键：关键1：根据称重法测量浮力：F浮=G-F示数。关键2：利用F浮=液gV排计算V排即为零件的体积。关键3：利用公式=求得密度。,【解析】本题考查浮力、密度的计算。(1)金属零件所受浮力F浮=G-F示数=7.4 N-6.6 N=0.8 N;(2)由阿基米德原理F浮=G排=液gV排得V金=V排=1.0210-4m3;(3)金属零件的密度=7.4103kg/m3。答案：(1)0.8 N(2)1.0210-4m3(3)7.4103kg/m3,【备选例题】1.(2014泰安中考
7、)有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N。把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是()A.5 NB.7 NC.14 ND.12 N,【解题探究】解答本题时思考以下问题：(1)实心球形物体的重力是多少?(2)当物体一半体积浸入水中时,受到的浮力是多少?(3)把物体直接投入水中时,物体的状态如何?提示：(1)12N(2)7N(3)上浮,最终漂浮,【解析】选D。本题考查浮力大小的计算。把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,浮力F浮=G-F=12N-5 N=7 N;根据阿基米德原理F浮=水gV排可知,
8、物体全部浸没水中时浮力F浮=2F浮=27N=14 N;浮力F浮大于物体的重力G,故物体上浮,直至漂浮,物体此时受到的浮力F浮=G=12N。故选D。,2.(2015苏州中考)有质量相同的两个实心球,其密度分别为水的密度的2倍和5倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端,然后将两球完全浸没在水中,此时两球所受浮力之比为_,两弹簧测力计的示数之比为_。【解题指南】解答本题应抓住以下关键：关键1：明确F浮=水gV排。关键2：明确两个实心球重力相等,测力计示数F=G-F浮。关键3：明确V排=V物。,【解析】本题综合考查密度、浮力的相关计算。因为=,两球的质量相同均为m,假设两个实心球是甲和乙,甲、乙两球密
9、度分别为水的密度的2倍和5倍,则乙=5水;甲=2水,所以V甲V乙=乙甲=52;浸没水中,V排=V球,受到水的浮力之比：F甲F乙=(水V甲g)(水V乙g)=V甲V乙=52;因为G=mg,两球的质量相同,所以两球重力相同,因为F示=G-F浮,F示甲F示乙=(G-F甲)(G-F乙)=(甲V甲g-水V甲g)(乙V乙g-水V乙g)=(甲-水)V甲(乙-水)V乙=58。答案：5258,3.(2014兰州中考)如图所示,将一重力为18N,体积为210-3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是_N,此时测力计的示数是_N。(g取10N/kg,酒精=0.8103kg/m3)
10、,【解题关键】解答本题抓住以下关键：关键1：V排=V物=210-3m3。关键2：F浮=液gV排=酒精gV物。关键3：由F浮=G-F得：F=G-F浮。【解析】本题考查阿基米德原理的应用及称重法的应用。蜡块受到的浮力F浮=酒精gV排=0.8103kg/m310 N/kg210-3m3=16 N;弹簧测力计的示数F=G-F浮=18N-16 N=2 N。答案：162,考点2浮力的应用1.物体浮沉的判断：,2.浮力的计算方法：(1)称重法：F浮=G-F。(2)原理法：F浮=G排=液gV排。(3)压力差法：F浮=F向上-F向下。(4)平衡力法(物体悬浮或漂浮)：F浮=G物。,【失分盲点】(1)判断物体的浮
11、沉条件,不能只根据物重或物体的密度,要比较物重和浮力、物体和液体密度之间的关系。(2)漂浮与悬浮是一种平衡状态,浮力的大小都等于重力,上浮与下沉是一种非平衡状态。,【示范题3】(2015重庆中考B)如图甲所示,烧杯里盛有6的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是(),A.先下沉然后上浮 B.浮力变小,一直下沉C.先上浮然后下沉 D.浮力变大,一直上浮,【解题探究】解答本题时思考以下问题：(1)水从6下降到0的过程中,水的密度如何变化?(2)小球的密度
12、如何变化?(3)如何通过液体密度与物体密度的比较,判断物体的浮沉情况?提示：(1)先变大然后变小(2)不变(3)若物体密度大于液体密度,则物体下沉;若物体密度等于液体密度,则物体悬浮;若物体密度小于液体密度,则物体漂浮。,【解析】选C。本题考查物体浮沉条件的掌握和运用。由于烧杯里盛有6的水,小球在水中恰好悬浮。则小球的密度与水的密度相等;由图像可知：4的水的密度最大,6的水的密度比0时水的密度大;所以当水的温度从6降到4时,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、向上运动;当水的温度从4降到0时,水的密度减小,最后小于小球的密度,使小球下沉、向下运动。故选C。,【示范题4】(2014赤峰中考
13、)如图所示,一艘排水量100吨的货船,船上装有质量为8吨的货物A,货物A的底面积为5m2(货物A底面与船完全接触)。求：(1)该船满载时受到的浮力。(2)将货物A从船上卸下后,船排开水的体积减少多少?(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg),【解题关键】解答本题抓住以下关键：关键1：船漂浮,浮力等于船重与货物A重之和。关键2：卸货后,减小的浮力等于货物A重。【解析】本题考查物体浮沉条件及浮力的相关计算。(1)由题意,船漂浮,受到的浮力等于船的重力与货物A重力之和。则受到的浮力为：F浮=G排=m排g=100103kg10 N/kg=1106N,(2)船减小的浮力等于货物A的重力即：F减=
14、GA由水gV减=mAg得：V减=答案：(1)1106N(2)8m3,【备选例题】1.(2012安顺中考)某地在江面上修建一座大桥,图甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图。在整个投放过程中,石料以恒定速度下降。图乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图像(从开始投放到石料刚好接触江底前)。t=0时刻吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力,则下列说法错误的是(),A.石料在t=20s时开始浸入水中B.石料的重力是1400NC.石料受到的浮力始终是500ND.石料完全浸没水中后钢绳的拉力为900N,【解析】选C。本题考查浮力的相关知识。从图像中可以看出石料入水前,拉力是1 400 N,所以石料的重力是1 4
15、00 N,故B正确。在t=20s时所用拉力开始减小,说明石料受到了浮力作用,故A正确。当拉力等于900 N时不再减小,说明此时石料已浸没于水中,此时石料受到的浮力是1 400 N-900 N=500 N,故D正确。在拉力从1 400 N减小到900 N的过程中,拉力不断减小,说明石料受到的浮力不断增大,故C错误,故选C。,2.(2013佛山中考)水平桌面上放置底面积为80 cm2,质量为400 g的圆筒,筒内装有16 cm深的某液体。弹簧测力计悬挂底面积为40 cm2、高为8 cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示。(圆筒的厚度忽略不计,筒内
16、液体没有溢出)求：,(1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力是多少?(2)筒内液体密度是多少?,【解题指南】解答本题抓住以下关键：(1)明确图像中各特殊点的意义(弹簧测力计的读数、浸入的深度、物体受到的浮力等)。(2)明确浸没后,弹簧测力计读数不变,所受浮力大小不变,排开液体的体积不变。,【解析】本题考查浮力的相关计算。(1)读图可知h=0 cm时,拉力F=10 N,即圆柱体重G=10 N。当h=8 cm时,拉力F=2 N,随着深度继续增加拉力的示数不变,说明圆柱体已全部浸没。所以圆柱体浸没在液体中所受的浮力F浮=F-F=10 N-2 N=8 N。(2)圆柱体的体积V=Sh=40 cm28 cm=3
17、20 cm3=3.210-4m3。根据阿基米德原理F浮=gV排可得=2.5103kg/m3。答案：(1)8 N(2)2.5103kg/m3,【延伸思考】上题中,圆柱体的密度是多少?【解析】由题意,当弹簧测力计读数是10 N时,此时是圆柱体的重力。则圆柱体的质量：m=1 kg;则圆柱体的密度：=3.125103kg/m3。答案：3.125103kg/m3,3.(2014河南中考)a、b两种物质的质量和体积关系图像如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中。放手稳定后()A.甲漂浮,甲受浮力大 B.乙漂浮,乙受浮力大C.甲漂浮,乙受浮力大 D.乙漂浮,甲受浮力大,【解
18、题探究】解答本题时思考以下问题：(1)如何通过图像分别计算出甲、乙物体的密度?(2)物体的密度与液体密度比较,如何判断物体的浮沉?(3)如何比较浮力的大小?提示：(1)在图像上选点,利用=。(2)若物液,则下沉;若物=液,则悬浮;若物液,则漂浮。(3)比较V排的大小。,【解析】选D。本题考查密度、物体浮沉条件和图像的综合应用。根据图像可以算出a、b两种物质的密度,a=2g/cm3,b=0.67g/cm3则a水b,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后,甲下沉,乙漂浮;又根据F浮=V排g,、g一定,F浮与V排成正比,又因为V甲排=V甲,V乙排V乙,所以,甲受到
19、的浮力大。故选D。,主题一浮力的大小与哪些因素有关【实验方法】_法。【实验关键】,控制变量,(1)比较浮力的大小：将物体浸入液体,比较弹簧测力计的示数。(2)探究浮力与液体密度的关系：思路：控制_不变,只改变_,如图甲,将同一个物体分别浸没在水和盐水中。,物体排开液体的体积,液体密度,(3)探究浮力与物体排开液体的体积的关系：思路：控制_不变,只改变_,如图乙,将一圆柱体逐渐浸入水中,直至完全浸没。(4)探究浮力与浸没在液体中深度的关系：思路：控制_不变,改变_,如将圆柱体浸没在水中的不同深度。,液体密度,物体排开液体的体积,液体的密度和排开液体的体积,浸没在液体中,的深度,【要点探究】实验中
20、如何求出浮力的大小?提示：用弹簧测力计测出物体所受的重力G物,把被测物体浸在液体中,记下此时弹簧测力计的示数F,则F浮=G物-F。,浮力与物体的密度有关系吗?如何设计实验来探究?提示：探究浮力与物体密度的关系。思路：保证液体密度和物体排开液体的体积不变,只改变物体的密度。,操作：取两个形状完全相同,但材料不同的金属块,将其中一个金属块用细线挂在弹簧测力计上测出重力G1,然后将其全部浸没在水中再读出弹簧测力计的示数F1,则浮力为F浮1=G1-F1;同样测出另一金属块的重力G2和全部浸没在水中时的弹簧测力计示数F2,则F浮2=G2-F2。比较F浮1与F浮2是否相等,相等则说明浮力与物体密度无关。,
21、【示范案例】(2015自贡中考)如图是探究影响浮力大小因素的实验。,(1)由甲、乙两图可知物体在水中受到的浮力是_N。乙图中,若将绳子剪断,物体将_(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(2)由乙、丙两图可知物体所受浮力大小跟浸没的深度_(选填“有”或“无”)关。(3)如果要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,可以选择如图所示的_两个物体,将它们浸没在_液体中,测出所受浮力的大小来进行比较。(4)本实验中,主要采用的方法是_。,【解析】本题考查探究影响浮力大小因素的实验。(1)甲图弹簧测力计测量的是物体的重力,即G=4N;乙图中弹簧测力计的示数变小,是因为物体在水中受到浮力的作用,由图可知F
22、浮=G-G=4N-2N=2N,在乙图中物体所受的浮力小于其重力,当剪断绳子时物体将下沉。(2)乙、丙图中弹簧测力计的示数相同,则物体在两种情况下所受的浮力相同,由此可知物体所受的浮力与其浸没的深度无关。(3)研究物体所受的浮力与物体重力的关系时,应控制液体的密度相同,排开液体的体积相同,改变物体自身的重力。(4)本次实验中研究了物体所受的浮力与浸没深度、物体重力等多个因素之间的关系,在研究的过程中我们只改变所研究的量,其他量保持不变,这种研究问题的方法叫控制变量法。答案：(1)2下沉(2)无(3)C、D同种(4)控制变量法,主题二探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系【实验装置】,【实验关键】
23、(1)测物体受到的浮力F浮。用弹簧测力计测出物体所受的重力G物。把被测物体_在盛满水的溢水杯中,记下此时测力计的示数F。F浮=_。,浸没,G物-F,(2)测物体排开液体所受的重力G排。测出小桶的重力G桶。测出小桶和物体排开的水的总重力G总。G排=_。,G总-G桶,【要点探究】(1)能否先测盛水后小桶的重力,再倒出水测出空桶的重力?提示：不能。桶内的水不能全部倒净,内壁会附有水,使测出的G桶偏大,G排偏小。(2)如果溢水杯中的水没有加满,会造成什么影响?还能得出实验结论吗?提示：溢水杯中的水没有加满,则排出水的体积会偏小,就无法得出浮力与排开液体重力的关系。,【示范案例】(2015厦门中考)小鹭
24、做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。,(1)小鹭处理数据时,发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤为_。若将遗漏的步骤标注为d,则最合理的实验步骤依次为_。(2)实验步骤a、b、c、d中,弹簧测力计的示数依次为Fa、Fb、Fc、Fd,若这些示数之间的关系满足(用式子表示)_,则可证明,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。,【解析】本题考查验证阿基米德原理的实验探究。(1)由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即F浮=G排。物体受到的浮力可用称重法得出,即先测出物体的重力G(a图),再将物体浸没在液体中,读出测力计的示数F(b图),则F
25、浮=G-F;排开液体的重力应先测出空烧杯的重力G烧杯,再测出排开液体和烧杯的总重力G总(c图),G排=G总-G烧杯,故漏掉的步骤是测量空烧杯的重力。综上所述,实验步骤依次为：dabc或adbc。(2)根据F浮=Fa-Fb,G排=Fc-Fd,由F浮=G排得：Fa-Fb=Fc-Fd。答案：(1)测量空烧杯的重力dabc或adbc(2)Fa-Fb=Fc-Fd,【备选例题】1.(2014南宁中考)某实验小组在探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积是否有关的实验中,记录的数据如下表所示。,(1)在第5次实验中,弹簧测力计的示数如图所示,则表格中处的数据应为_。(2)分析对比第1、2和3三次实验数
26、据,得出结论一：当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受的浮力就越_。(3)分析对比第_三次的实验数据,得出结论二：当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力就越大。,(4)综合结论一和结论二,得出探究结论：_越大,物体受到的浮力就越大。(5)小明联想到质量等于密度与体积的乘积,由此推想：物体排开液体的_越大,所受的浮力就越大。(6)小燕又联想到物体的_与_成正比,深入分析处理数据后,可以得出进一步的结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。,【解析】本题考查实验探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积是否有关。(1)由题图可读得弹簧测力计的
27、示数是0.28N。(2)由题表中的数据知,第1、2和3三次实验排开液体的体积不变,液体的密度改变,物体受到的浮力随液体密度的增大而增大。(3)液体密度相同时的实验次数是第2、4和5,排开液体的体积不同,通过分析第2、4和5的数据可得：当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力就越大。(4)综合结论一和结论二,可得出：液体,的密度越大,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。(5)由m=V得,排开液体的体积越大,排开液体的质量越大,物体受到的浮力越大。(6)因物体受到的重力与物体的质量成正比,浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。答案：(1)0.28(2)大(3
28、)2、4和5(4)液体的密度和排开液体的体积(5)质量(6)重力质量,2.(2014聊城中考)下列是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验的部分操作,装置静止时测力计指针的位置如图所示。,(1)乙图中测力计的示数为_N。由甲、乙、丙所示实验可得出的结论是在液体密度相同时,物体所受浮力的大小跟_有关。(2)由丙、丁所示实验得出的结论是_。(3)由图中提供的数据,可以求出盐水的密度为_kg/m3。,【解析】此题考查的是探究浮力大小的影响因素。(1)由图乙所示测力计可知,其分度值为0.2N,示数为3.6N;由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此
29、可知,在液体密度相同的情况下,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。(2)由图丙、丁所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,由此可知,在物体排开液体体积相同的情况下,物体受到的浮力与液体密度有关。(3)由图,甲、丙所示实验可知,物体浸没在水中受到的浮力：F浮=5N-3N=2N,由图甲、丁所示实验可知,物体浸没在盐水中受到的浮力F浮=5N-2.8N=2.2N,设物体体积为V,由浮力公式F浮=液gV排得F浮=水gV,F浮=盐水gV,盐水=水=1.1103kg/m3。答案：(1)3.6物体排开液体的体积(2)物体排开液体体积相等时,浮力大小与液体密度有关(3)1.1103,【拓展探究】探究完成后,李明想：浮力与物体的形状有关系吗?他找来一块橡皮泥继续探究,请你帮他设计实验步骤。【解析】(1)用橡皮泥制作一个物体,用弹簧测力计吊着浸没水中,记下弹簧测力计的示数F1。(2)改变橡皮泥的形状,它的体积是不变的。再用弹簧测力计吊着浸没水中,记下弹簧测力计的示数F2。(3)如果F1=F2,说明无关。如果不相等,说明有关。答案：见解析,【方法平台】解答此类问题的思路,
