（安徽專用）201x中考物理高分一輪 第08單元 浮力

1、第 8 課時(shí)浮力,考點(diǎn)一浮力,大于,液gh2S,液gh1S,液gV,體積,密度,考點(diǎn)二阿基米德原理,考點(diǎn)二阿基米德原理,G-F,G總-G杯,小于,等于,G排,液gV排,考點(diǎn)三漂浮物體的浮力計(jì)算,G,浮力,大,考點(diǎn)四浸沒(méi)物體的浮力計(jì)算,F1-F2,液gV排,=,=,【總結(jié)】 計(jì)算浮力的四種方法: (1)原因法:F浮=F向上-F向下; (2)阿基米德原理法:F浮=G排=液gV排; (3)稱重法:F浮=G-F示; (4)平衡法:F浮=G(只適用于懸浮或漂浮狀態(tài))。,考點(diǎn)五浮力的應(yīng)用,空心,質(zhì)量,不變,自身的重力,小于,漂浮,大,例1 如圖8-1所示,在探究“浮力是如何產(chǎn)生的”問(wèn)題時(shí),設(shè)想將一個(gè)底面積

2、為S、高為h的長(zhǎng)方體物塊浸沒(méi)在水中,由于水對(duì)長(zhǎng)方體上表面的壓力F1和對(duì)下表面的壓力F2大小不同,從而產(chǎn)生了壓力差,使物塊受到浮力。圖中長(zhǎng)方體物塊的底面積S=50 cm2,h1=5 cm,h2=20 cm。(已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg) (1)求長(zhǎng)方體上、下表面受到的水的壓力F1和F2。 (2)請(qǐng)利用浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)出:F浮=液gV排。,探究一浮力及其產(chǎn)生原因,圖8-1,解:(1)長(zhǎng)方體上表面受到的壓強(qiáng):p1=水gh1=1.0103 kg/m310 N/kg510-2 m=500 Pa,則長(zhǎng)方體上表面受到的壓力:F1=p1S=500 Pa5010-4 m2=2.5 N

3、; 長(zhǎng)方體下表面受到的壓強(qiáng):p2=水gh2=1.0103 kg/m310 N/kg2010-2 m=2103 Pa,則長(zhǎng)方體下表面受到的壓力:F2=p2S=2103 Pa5010-4 m2=10 N。,(2)請(qǐng)利用浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)出:F浮=液gV排。,圖8-1,答案 解:(2)浮力的產(chǎn)生原因是存在壓力差,即F浮=F2-F1,且F2=p2S=液gh2S,F1=p1S=液gh1S,所以F浮=F2-F1=液gh2S-液gh1S=液g(h2-h1)S=液ghS=液gV排。,【變式】 2018包河區(qū)二模 如圖8-2所示,將同一長(zhǎng)方體分別水平與豎直放置在水中都能保持靜止,下列關(guān)于該長(zhǎng)方體處于這兩種情形的

4、有關(guān)分析正確的是() A.上、下表面壓強(qiáng)差相等,浮力相等 B.上、下表面壓力差相等,浮力不相等 C.上、下表面壓力差不等,浮力不相等 D.上、下表面壓強(qiáng)差不相等,浮力相等,答案D,圖8-2,例2 圖8-3是我國(guó)研發(fā)的“圓夢(mèng)號(hào)”平流層飛艇。該飛艇依靠浮力可升到20 km高的平流層,其推進(jìn)系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池提供能量。推進(jìn)器產(chǎn)生的推力與氣流對(duì)飛艇的水平作用力平衡,可使飛艇長(zhǎng)時(shí)間懸停。若飛艇的氣囊體積為3104 m3,平流層空氣密度取0.06 kg/m3,則飛艇在平流層受到的浮力約為 N。(g取10 N/kg),探究二阿基米德原理的應(yīng)用,圖8-3,1.8104,【變式】 2018當(dāng)涂縣模擬 2018年4

5、月12日上午,中國(guó)中央軍委在南海海域舉行海上閱兵,中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平乘坐“長(zhǎng)沙號(hào)”052D型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦檢閱了各型艦艇。該艦長(zhǎng)155 m,寬18 m,吃水6.5 m,滿載排水量為7500 t,當(dāng)它在海上滿載航行時(shí)受到的浮力是N。若該艦從大海駛向長(zhǎng)江,它的吃水深度將(選填“變大”“不變”或“變小”)。(g取10 N/kg),解析 (1)它滿載航行時(shí)受到的浮力: F浮=G排=mg=7500103 kg10 N/kg=7.5107 N。 (2)該艦從大海駛向長(zhǎng)江,所受浮力不變,但由于江水的密度小于海水的密度,由F浮=液gV排可知,排開(kāi)水的體積變大,故吃水深度將變大。,7.5107,變大,例3 2018

6、包河區(qū)一模 如圖8-4所示,一個(gè)均勻的長(zhǎng)方體物塊在液體中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)。已知它的底面積為S,下表面處受到液體的壓強(qiáng)為p,請(qǐng)完成下列問(wèn)題(計(jì)算結(jié)果均用題中所給的字母表示)。 (1)求長(zhǎng)方形物塊受到的浮力F浮。 (2)若長(zhǎng)方體物塊靜止時(shí),露出液面的高度為h,液體密度為,求長(zhǎng)方體物塊的密度物。 (3)若要使該長(zhǎng)方體恰好能完全浸沒(méi)在液體中保持靜止?fàn)顟B(tài),求要在其上表面施加的壓力F的大小。,探究三漂浮物體的浮力計(jì)算,圖8-4,解:(1)據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,物體漂浮時(shí)所受的浮力等于其下表面所受液體的壓力, 則長(zhǎng)方形物塊受到的浮力:F浮=F下=pS。,(2)若長(zhǎng)方體物塊靜止時(shí),露出液面的高度為h,液體密

7、度為,求長(zhǎng)方體物塊的密度物。,圖8-4,(3)若要使該長(zhǎng)方體恰好能完全浸沒(méi)在液體中保持靜止?fàn)顟B(tài),求要在其上表面施加的壓力F的大小。,圖8-4,解：(3)若要使該長(zhǎng)方體恰好能完全浸沒(méi)在液體中保持靜止?fàn)顟B(tài),所施加的壓力需要克服長(zhǎng)方體露在外面部分所受的浮力,才能夠把長(zhǎng)方體完全壓入水中, 所以所施加的壓力為F=F浮露=gV露=gSh。,【變式1】 2018銅陵一模 某物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端,在空氣中稱量時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6 N,按照如圖8-5所示的方式將該物體浸沒(méi)在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)仍為6 N,則該物體此時(shí)受到的浮力為N,該物體的密度為kg/m3。(水的密度為1.0103 kg/m3,滑輪與繩

8、重不計(jì)),圖8-5,0.5103,12,【變式2】 2018馬鞍山花山區(qū)一模 如圖8-6甲所示,邊長(zhǎng)為10 cm的正方體木塊放入水中,靜止時(shí)有的體積露出水面。如圖乙所示,將邊長(zhǎng)為5 cm的正方體合金塊輕輕放在木塊上,木塊剛好浸沒(méi)。已知水的密度為1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求: (1)木塊的質(zhì)量。 (2)合金塊的密度。,甲乙 圖8-6,(2)合金塊的密度。,甲乙 圖8-6,例4 2018長(zhǎng)豐縣三模 如圖8-7甲所示,石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降,直至全部沒(méi)入水中。如圖乙所示是鋼繩拉力隨時(shí)間t變化的圖像,若不計(jì)水的阻力,求:(水=1.0103 kg/m3,g取

9、10 N/kg) (1)石料全部沒(méi)入水中時(shí)受到的浮力是多少。 (2)石料的體積是多少。 (3)石料的密度是多少。,探究四浸沒(méi)物體的浮力計(jì)算,解:(1)由圖乙可知, 當(dāng)石塊沒(méi)有浸入水中時(shí),拉力等于重力,即:F1=G=1500 N, 當(dāng)石塊完全浸入水中后,拉力F2=900 N, 根據(jù)稱重法可得:F浮=G-F2=1500 N-900 N=600 N。,甲乙 圖8-7,(2)石料的體積是多少。,甲乙 圖8-7,(3)石料的密度是多少。,甲乙 圖8-7,【變式1】 用一盆清水和一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),可鑒別一個(gè)鋁球是實(shí)心的還是空心的。把鋁球掛在彈簧測(cè)力計(jì)下面,在空氣中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5.4 N,當(dāng)鋁球完全浸沒(méi)在

10、水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變?yōu)?.4 N,據(jù)此可算出鋁球的質(zhì)量為kg,鋁球的體積為cm3,進(jìn)一步計(jì)算便可以判斷出該鋁球是 (選填“空心”或“實(shí)心”)的。(已知鋁=2.7103 kg/m3,水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg),300,0.54,空心,【變式2】 2017鄂州 重為8 N的物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下面,浸沒(méi)到如圖8-8所示圓柱形容器的水中,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6 N,已知容器底面積為100 cm2。求:(g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3) (1)物體受到的浮力。 (2)物體的密度。 (3)物體浸沒(méi)在水中后,容器對(duì)水平桌面增大的壓強(qiáng)。,圖8-8,解:(1)F

11、浮=G-F示=8 N-6 N=2 N。,(2)物體的密度。,(3)物體浸沒(méi)在水中后,容器對(duì)水平桌面增大的壓強(qiáng)。,圖8-8,例5 如圖8-9所示,水平桌面上有一個(gè)底面積為100 cm2、質(zhì)量為200 g的圓柱形容器,容器內(nèi)有一塊質(zhì)量為60 g、體積為100 cm3的木塊,向容器中注水,則(g取10 N/kg)() A.注水前,木塊對(duì)容器底部的壓力為600 N B.木塊的密度是0.6 kg/m3 C.注水后,當(dāng)木塊漂浮時(shí),容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)和注水前相等 D.注水后,當(dāng)木塊漂浮時(shí),木塊排開(kāi)水的質(zhì)量為60 g,探究五浮力綜合,圖8-9,【變式】 2018蒙城縣一模 如圖8-10所示,一段未點(diǎn)燃的圓柱形蠟

12、燭的下端插入一根小鐵釘,使蠟燭能直立漂浮在水中,緩慢地向水中加入適量的食鹽,則這段蠟燭受到的浮力將,圓柱形蠟燭的下表面所受液體的壓強(qiáng)將。(均選填“變大”“不變”或“變小”),圖8-10,不變,不變,解析 圓柱形蠟燭漂浮在水中,則蠟燭受到的浮力等于重力;如果在水中加入一些食鹽,蠟燭靜止后仍然在液體中漂浮,蠟燭受到的浮力仍等于其重力,大小不變;因?yàn)橄灎T漂浮,下表面受到的壓力等于浮力,浮力不變,則下表面受到的壓力不變,受力面積不變,故所受液體的壓強(qiáng)不變。,突破1探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān) 【考點(diǎn)歸納】 彈簧測(cè)力計(jì)的使用和讀數(shù)。用稱重法計(jì)算浮力,即F浮=G-F示。控制變量法:探究浮力大小與物體排開(kāi)液

13、體體積的關(guān)系、探究浮力大小與液體密度的關(guān)系、探究浮力大小與物體浸入液體深度的關(guān)系(無(wú)關(guān))。實(shí)驗(yàn)時(shí)選用不同液體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),是因?yàn)橐淮螌?shí)驗(yàn)具有偶然性,不能找出普遍規(guī)律。,實(shí)驗(yàn)突破,阿基米德原理的相關(guān)計(jì)算(計(jì)算固體、液體的密度,判斷浮力大小的變化)。正確理解F-h關(guān)系圖像(通過(guò)圖像可求物體的重力、浮力、密度、高度等)。物體在液體中所受浮力的大小,跟它排開(kāi)液體的體積有關(guān),跟液體的密度有關(guān)。物體排開(kāi)液體的體積越大,液體的密度越大,物體所受的浮力就越大。,實(shí)驗(yàn)突破,例1 2017慶陽(yáng) 在“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中,一組同學(xué)提出了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

14、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(lái)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)D8-11所示的方法規(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)。,圖8-11,觀察表中數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題: (1)根據(jù)表格中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知物體A浸在液體中的體積為60 cm3時(shí),物體A所受浮力大小為 N;表格中標(biāo)有“”的位置的數(shù)據(jù)應(yīng)該是。 (2)通過(guò)分析比較第次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),能夠說(shuō)明小華同學(xué)的猜想是正確的;分析比較第 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),能夠說(shuō)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,他們選擇了第次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)浮

15、力大小與物體所受的重力(選填“無(wú)關(guān)”或“有關(guān)”)。,0.6,解析 (1)根據(jù)題表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知物體A浸在液體中的體積為60 cm3時(shí),A所受浮力大小為0.6 N;液體密度為1.0 g/cm3且物體浸入液體中的體積為100 cm3時(shí),物體所受浮力為1 N,由F浮=液gV排得,當(dāng)液體密度為1.2 g/cm3且物體浸入液體中的體積為100 cm3時(shí),物體受到的浮力為1.2 N,故“”處的數(shù)據(jù)為5 N-1.2 N=3.8 N。,3.8,3、4,1、2、3,4、5,無(wú)關(guān),(4)要驗(yàn)證玲玲的猜想,同學(xué)們又找來(lái)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

16、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: 。 【實(shí)驗(yàn)拓展】 (5)圖8-12中能正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F和物體下表面在水中的深度h關(guān)系的圖像是 。 由此還能得出物體浸沒(méi)后所受的浮力與深度 。 (物體未接觸容器底),沒(méi)保證橡皮泥浸入水中的體積相同,D,無(wú)關(guān),圖8-12,解析 (4)玲玲的猜想是浮力大小與物體的形狀有關(guān),但同學(xué)們實(shí)驗(yàn)時(shí)沒(méi)保證橡皮泥浸入水中的體積相同,所以得出了錯(cuò)誤的結(jié)論。 (5)物體浸沒(méi)前,隨著物體下表面在水中的深度逐漸增加,物體受到的浮力越來(lái)越大,拉力F越來(lái)越小;物體浸沒(méi)后,拉力不變,所以選D。物體浸沒(méi)后,深度改變,所受浮力不變,說(shuō)明物體浸沒(méi)后所受的浮力與

17、深度無(wú)關(guān)。,突破2探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系 【考點(diǎn)歸納】 彈簧測(cè)力計(jì)的使用和讀數(shù)。 溢水杯的正確使用:液體達(dá)到溢水口,確保V排=V物。若液面低于溢水口,則測(cè)出的G排將小于F浮。 用稱重法計(jì)算浮力,即F浮=G-F示。 實(shí)驗(yàn)步驟的合理安排:為減小誤差,先測(cè)空桶的重力G0,再測(cè)桶和排開(kāi)液體的總重G總,G排=G總-G0。,實(shí)驗(yàn)突破,利用阿基米德原理計(jì)算:物體的體積V物=V排= ,物體的密度= 液。 改變實(shí)驗(yàn)條件多做幾次實(shí)驗(yàn)(由浸沒(méi)改為浸在、換用不同的物體、換用不同的液體),得出普遍結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論: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。,實(shí)驗(yàn)突破,例2 如

18、圖8-13所示,A、B、C、D四幅圖是探究“浮力的 大小與排開(kāi)水所受重力關(guān)系”的過(guò)程,請(qǐng)根據(jù)圖示完成下 面的填空。(g取10 N/kg) (1)實(shí)驗(yàn)中所用物體的重力為N。請(qǐng)?jiān)趫DB中畫(huà) 出被測(cè)物體所受重力的示意圖。 (2)圖B中存在的錯(cuò)誤是 。,圖8-13,答案 如圖所示,4.2,溢水杯未注滿水(或水面未跟溢水口相平),(3)糾正錯(cuò)誤后,繼續(xù)實(shí)驗(yàn),圖C中物體受到的浮力F浮=N。 (4)物體排開(kāi)水所受的重力G排=N。 (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:浸在水中的物體受到的浮力物體排開(kāi)水所受到的重力。 (6)糾正錯(cuò)誤后,物體從剛接觸水面到浸沒(méi)水中,水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng) (選填“逐漸增大”“逐漸減小”或“保持不變”)

19、。物體的體積是 m3。你認(rèn)為通過(guò)本實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù) (選填“能”或“不能”)計(jì)算出此物體的密度。,1.2,1.2,等于,保持不變,1.210-4,能,圖8-13,【實(shí)驗(yàn)拓展】 (7)另取一彈簧測(cè)力計(jì),在彈簧測(cè)力計(jì)下另掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降(如圖8-14甲所示),圓柱體浸沒(méi)后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖乙所示是圓柱體下降過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像,則圓柱體的高度是 cm, 圓柱體的體積是m3,圓柱體的密度是 kg/m3。,圖8-14,810-4,1.5103,4,1. 2015安徽9題4分 如圖8-15所示,重為1.5 N的圓柱體豎

20、直漂浮在水面上,其底面積S=30 cm2,則水對(duì)圓柱體下表面的壓強(qiáng)p=Pa,圓柱體下表面所處的深度h=cm。(水的密度為1.0103 kg/m3,g取10 N/kg),考點(diǎn)一漂浮物體浮力的計(jì)算,圖8-15,500,5,2. 2018安徽23題12分 重為200 N的方形玻璃槽,底面積為0.4 m2,放在水平臺(tái)面上,向槽中加水至水深0.3 m,如圖8-16甲所示。(已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg,玻璃槽的側(cè)壁厚度不計(jì)) (1)求水對(duì)槽底部的壓強(qiáng)和槽底對(duì)水平臺(tái)面的壓強(qiáng)。 (2)如圖乙所示,將邊長(zhǎng)為20 cm的正方體物塊輕輕放入水中,當(dāng)其靜止時(shí),測(cè)出該物塊露出水面的高度為5 c

21、m,求該物塊的密度。 (3)如圖丙所示,用力F垂直向下作用在物塊的上表面,使物塊露出水面的高度為2 cm并保持靜止,求此時(shí)力F的大小。,圖8-16,(2)如圖乙所示,將邊長(zhǎng)為20 cm的正方體物塊輕輕放入水中,當(dāng)其靜止時(shí),測(cè)出該物塊露出水面的高度為5 cm,求該物塊的密度。,圖8-16,(3)如圖丙所示,用力F垂直向下作用在物塊的上表面,使物塊露出水面的高度為2 cm并保持靜止,求此時(shí)力F的大小。,圖8-16,(3)因?yàn)槲飰K邊長(zhǎng)為20 cm,此時(shí)露出水面的高度為2 cm,所以V排=(0.2 m)2(0.2 m-0.02 m)=7.210-3m3,V物=(0.2 m)3=810-3 m3,代入F

22、浮=水gV排和G物=物gV物,可得F浮=72 N,G物=60 N。此時(shí)物體受力平衡,所以有F+G物=F浮,則F=F浮-G物=72 N-60 N=12 N。,1. 2014安徽10題4分 一均勻的長(zhǎng)方體浸沒(méi)在液體中,如圖8-17所示,已知它的底面積為S,上表面所處深度為h1,下表面所處深度為h2,則長(zhǎng)方體下表面所受液體壓力的表達(dá)式為,浮力的表達(dá)式為 。(液體密度液和g為已知量),考點(diǎn)二浸沒(méi)物體浮力的計(jì)算,圖8-17,液gh2S,液g(h2-h1)S,2. 2016安徽22題8分 從理論上分析,浸在液體中的物體受到的浮力就是液體對(duì)物體表面壓力的合力。如圖8-18所示,一個(gè)底面積為S、高為h的長(zhǎng)方體浸沒(méi)在密度為的液體中。 (1)分析該物體側(cè)面所受液體壓力的合力F合1。 (2)求出該物體底面所受液體壓力的合力F合2。 (3)結(jié)合以上結(jié)果,試說(shuō)明該理論分析與阿基米德原理的表述是一致的。,圖8-18,解:(1)以長(zhǎng)方體物體的左右側(cè)面為例,兩側(cè)面所處液體的深度相等,液體的密度相等,根據(jù)p=gh可知,左右兩側(cè)面受到液體的壓強(qiáng)相等,即p左=p右,又因?yàn)閮蓚?cè)面面積相等,根據(jù)p= 可得F=pS,則兩側(cè)面受到的液體的壓力相等,即F左=F右,但方向相反,所以物體左右兩側(cè)面所受液體壓力的合力為F合=F左-F右=0;同理,其前后兩個(gè)側(cè)面所受液體壓力的合力也為0,故液體側(cè)面所受液體壓力的合