浮力全章復(fù)習(xí)與鞏固知識講解

1、浮力全章復(fù)習(xí)與鞏固（基礎(chǔ)）撰稿：史會娜審稿：雒文麗【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 知道浮力產(chǎn)生的原因；2. 會利用浮力的產(chǎn)生原因、稱重法、公式法、特殊狀態(tài)法，計(jì)算浮力的大小，并解決實(shí)際問題；3. 理解阿基米德原理，知道浮力的大小只與排開液體的體積，和排開液體的密度有關(guān)；4. 理解物體的浮沉條件，能運(yùn)用物體的浮沉條件解決有關(guān)問題?！局R網(wǎng)絡(luò)】 【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、浮力1. 定義： 浸在液體 （ 或氣體 ） 中的物體受到向上的力，這個力就叫浮力。2. 施力物體 : 液體或氣體。3. 方向 : 豎直向上。4. 產(chǎn)生原因： 液體對物體上下表面的壓力差。要點(diǎn)二、阿基米德原理1. 阿基米德原理： 浸在液體中的物體受到向

2、上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。2.公式:F浮G排液gV排要點(diǎn)詮釋：1. 從公式中可以看出：液體對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)。2. 阿基米德原理對浸沒或部分浸在液體中的物體都適用。3.當(dāng)物體浸沒在液體中時(shí)，V排 V物，當(dāng)物體部分浸在液體中時(shí)，V排 V物,（V排 V物V露）。4. 阿基米德原理也適用于氣體，其計(jì)算公式是：F浮氣gv排要點(diǎn)三、物體的浮沉條件1. 物體的浮沉條件： 浸沒在水中的物體的浮沉決定于它受到的重力和浮力的大小關(guān)系。（1 ）物體浸沒在液體中時(shí)：F浮液gv排，G物Vw g ；如果G物，物

3、體下沉,如果F浮G物，物體上浮,如果G物，物體懸浮,液。（2 ）漂浮在液面上的物體：F浮展開為：因?yàn)椋篤排V物，所以：物(3)沉底的物體:所以：F浮2. 浮力的應(yīng)用(1) 輪船、氣球、飛艇的浮沉原理一一調(diào)節(jié)重力、浮力的關(guān)系： 要使密度大于水的物質(zhì)做成的物體浮于水面可采用“空心”辦法，增大體積從而增大浮力，使物 體浮于水面，用鋼鐵做成輪船，就是根據(jù)這一道理。 潛水艇靠改變自身的重力來實(shí)現(xiàn)上浮和下潛。當(dāng)F浮G時(shí)，潛水艇上??；當(dāng)水箱中充水時(shí)，自身重力增大，增大到 F 浮=G時(shí)，可懸浮于某一位置航行；水箱中再充水，至F浮V G時(shí)，則潛水艇下沉。 利用密度小于空氣的氣體，通過改變氣囊里氣體的質(zhì)量來改變自

4、身的體積，從而改變所受浮力的 大小，來實(shí)現(xiàn)升降，氣球和飛艇就是利用空氣浮力升空的。(2) 密度計(jì)的原理及用途：密度計(jì)是用來測定液體密度的儀器，它根據(jù)漂浮時(shí)的受力平衡及阿基米德原理而制成的，密度計(jì)在 待測液體里呈漂浮狀態(tài)，所受浮力大小不變，都等于它的重力，根據(jù)浮力公式，F(xiàn)浮=G排=p液gV排，液體密度較大的時(shí)候，密度計(jì)露出部分多，反之就少，所以密度計(jì)上的刻度數(shù)是 上面較小而下面較大，密度計(jì)上的數(shù)值表示待測液體密度是水密度的倍數(shù)。如“，”表示該液體密度是X 103kg/m3。要點(diǎn)詮釋：1.物體浮沉條件浮沉狀況物理現(xiàn)象運(yùn)動狀態(tài)條件物液密度關(guān)系與的關(guān)系上浮在液體中向上運(yùn)動向上運(yùn)動浮漂浮浮在液面上靜止在

5、液面上懸懸浮停留在液體中任何深 度的地方靜止在液體中沉下沉在液體中向下運(yùn)動向下運(yùn)動沉底停留在容器底部靜止在容器底部2. 計(jì)算浮力的方法：(1 )根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因：F浮=F向上一F向下，一般用于已知物體在液體中的深度，且形狀規(guī)則的物體。(2)根據(jù)阿基米德原理：F浮=G排液=p液gV排，這個公式對任何受到浮力的物體都適用。(3 )稱重法：F s=G物一F拉，將掛在彈簧秤下的物體浸在液體中，靜止時(shí)，物體受到重力，浮力和豎直 向上的拉力。這三個力平衡。(4)根據(jù)漂浮、懸浮條件：F浮=G物，這個公式只適用于計(jì)算漂浮或懸浮物體的浮力。注：運(yùn)用上述方法求浮力時(shí)，要明確它們的適用范圍，弄清已知條件，不可亂套

6、公式?！镜湫屠}】 類型一、浮沉條件的應(yīng)用1.如圖所示，甲、乙兩杯鹽水的密度分別為P甲、P乙，同一只雞蛋先后放入甲、乙兩杯中，在甲杯中處于懸浮狀態(tài)。所受浮力為F甲，在乙杯中處于漂浮狀態(tài)，所受浮力為F乙。以下判斷正確的是()A.p甲Vp乙、F甲V F乙B.p甲Vp乙、F甲=F乙0卩甲卩乙、F甲V F乙D.卩甲卩乙、F甲 F乙【答案】B【解析】雞蛋在甲鹽水中懸浮，所以雞蛋的密度等于甲鹽水的密度；在乙鹽水中漂浮，所以雞蛋的密度 小于乙鹽水的密度因此乙的密度大于甲的密度；雞蛋在甲中懸浮，所以此時(shí)浮力等于重力；在乙中漂 浮，浮力也等于重力，因此在甲和乙中所受浮力相等?！究偨Y(jié)升華】 此題主要考查了浮沉條件

7、的應(yīng)用，一定要掌握物體浮沉情況與密度的關(guān)系。同時(shí)要搞清不 同狀態(tài)下物體所受重力與浮力的大小關(guān)系。舉一反三：A、B、C三個小球，靜止時(shí)分別在水中的三個位置，下列說法正確的是【變式】如圖所示，質(zhì)量相同的（ ）A. A球受到的浮力最大C. C球受到的浮力最大【答案】D.B球受到的浮力最小.三個球受到的浮力一樣2. （ 2012南京）用手將一重為 N,放手后物體將（選填排開水的體積是m3?！敬鸢浮?； 上??；5； 5X 10-45N的物體全部壓入水中，物體排開的水重 “上浮”、“下沉”或“懸浮”）8N,此時(shí)物體受到的浮力為,待物體靜止時(shí)所受浮力為N【解析】（1）物體受到的浮力:8N ；(2)物體重 G

8、=5N放手后物體將上浮;（3）待物體靜止時(shí)，漂浮在水面上:G 5N ,此時(shí)排開水的體積： V排 =-F浮5N1.0 103kg/m3 10N/kg5 104m3?！究偨Y(jié)升華】 物體的浮沉條件是我們應(yīng)該熟知的重要知識，根據(jù)它可以判斷物體浮沉，也可以在已知浮 沉的情況下判斷浮力與重力的關(guān)系。解此類題目要將阿基米德原理和物體的浮沉條件結(jié)合使用。 舉一反三：20N.此時(shí)它所【變式】一個物體所受的重力為10N,將其全部浸沒在水中時(shí)排開的水所受的重力為受的浮力_匚，放手后物體將 （選填“上浮”、“下沉”或“懸浮”）?！敬鸢浮?0； 上浮類型二、液面升降3. （ 2012包頭）將冰塊放在濃鹽水中，液面位置如

9、圖所示，若冰完全熔化，杯中液面高度將（A.上升B. 下降C.不變 D.無法確定【思路點(diǎn)撥】（1）冰漂浮在濃鹽水中，求出冰塊排開濃鹽水的體積。（2）求出當(dāng)冰熔化之后水的體積。（3）比較上面的兩個體積，如果冰化成水的體積大于冰塊排開濃鹽水的體積，液面上升；如果冰化成 水的體積等于冰塊排開濃鹽水的體積，液面不變；如果冰化成水的體積小于冰塊排開濃鹽水的體積，液 面下降?！敬鸢浮緼【解析】 冰塊漂浮在濃鹽水中，所以：F浮 G冰即:鹽水gv排冰gv冰冰排開液體的體積：V排=鹽水冰熔化成水之后，狀態(tài)變化,質(zhì)量不變，所以:即：冰V冰水V水冰融化成水的體積： V水鹽水水比較式和式可得:若冰完全熔化，杯中液面上升

10、?！究偨Y(jié)升華】本題考查了學(xué)生對質(zhì)量是物體屬性、密度公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運(yùn)用，根據(jù)冰化水質(zhì)量不變和漂浮條件找出關(guān)系式V水 V排是本題的解題關(guān)鍵。舉一反三：【變式】如圖所示，漂浮在水面上的木塊下懸掛著一實(shí)心鐵塊G若把懸吊鐵塊的繩子剪斷，鐵塊將沉入水底，這時(shí)容器中水面將 ;若將鐵塊從懸吊改為將鐵塊從水中提上來，放到木塊上，這時(shí)容器中的水面與鐵塊吊在木塊下時(shí)相比將 (填“上升”、“下降”或“不變”)【答案】下降；不變類型三、密度計(jì)4. ( 2011雅安)如圖所示，某同學(xué)在一薄壁平底玻璃管中裝入沙子，管口密封，制成一個“密度計(jì)”，用來測量液體密度。已知，試管和沙子總質(zhì)量為40g,試

11、管底面積為 2.5cm2。當(dāng)放入某未知密度的液體中靜止時(shí)，“密度計(jì)”漂浮在液面上，浸入液體中的體積為50cm3。(提示：計(jì)算中取 g=10N/kg )(1) “密度計(jì)”受到的浮力是多大？(2) 這種液體的密度是多大？(3) 液體對“密度計(jì)”底面的壓強(qiáng)是多大？【思路點(diǎn)撥】(1)由于密度計(jì)漂浮在液水面上，因此可以利用漂浮在液面上的物體受到的浮力等于其重 力來求得浮力的大小。(2 )根據(jù)密度計(jì)的橫截面積和浸入的深度，可以求得其排開液體的體積，利用阿基米德原理可以求得 所在液體的密度。(3)方法1;根據(jù)密度計(jì)下表面浸入的深度和求出的液體密度，結(jié)合液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式，可以求得液 體對密度計(jì)的底部壓強(qiáng)；方

12、法2:根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知，漂浮在液面上的物體受到的浮力等于液體對它向上的壓力，由 此可以求得此時(shí)液體對密度計(jì)的壓力，又知道其橫截面積，結(jié)合壓強(qiáng)的計(jì)算公式可以求得其底部受到的液體壓強(qiáng)。10N/kg 0.4N ,【答案與解析】(1)“密度計(jì)”的重力：G mg 40 10 3kg由于“密度計(jì)”漂浮在未知液體中,浮力等于重力,所以，“密度計(jì)”受到的浮力:F浮 G 0.4N。(2)根據(jù)阿基米德原理:液gv排變形得，這種液體密度為:0.4N液gV排 10N/kg50 10 6m30.8 103kg/m3，(3)方法1:“密度計(jì)”浸入液體中的深度：hV排 50cm3S 2.5cm20cm0.2m，液體對

13、“密度計(jì)”底面的壓強(qiáng)：P 液gh 0.8103kg/m3 10N/kg0.2m 1.6 103Pa。FF浮0.4 N，0.4N。12cm。則該種未知液體的密度為。(3)在測定鹽水的密度時(shí)， 周明不小心在玻璃管內(nèi)滴入了幾滴水.“偏大”、“偏小”、“不變”)【答案】(1)使密度計(jì)能夠豎直漂浮在液體中；(2)x 103kg/m3;則他測得的鹽水的密度將會(3)偏小(填方法2:“密度計(jì)”漂浮在液面上時(shí)，底面受到水的壓力等于它的浮力即:1.6 103Pa。“密度計(jì)”底面受到水的壓強(qiáng)為：P 上4 2S 2.5 10 4m周明同學(xué)在玻璃管的底部放入螺絲釘?shù)哪康氖?當(dāng)把他放進(jìn)某種未知液體中，密度計(jì)靜止時(shí)露出液

14、面的長度為【總結(jié)升華】 本題考查了阿基米德原理、物體的浮沉條件、液體壓強(qiáng)的計(jì)算。解決此題難點(diǎn)是將阿基米 德原理和物體的浮沉條件結(jié)合。求液體對密度計(jì)底部壓強(qiáng)常用的方法是第一種。舉一反三：【變式】在學(xué)習(xí)了密度計(jì)之后，周明同學(xué)在家里自己制作了一個密度計(jì)。其方法是在一個一段開口的玻 璃管內(nèi)放置了一枚螺絲釘。然后將其開口向上放入水中使其漂浮如圖所示。這樣就制成了一個簡單的密 度計(jì)。他先用刻度尺測出整個玻璃管的長度為20cm。當(dāng)把它放進(jìn)水里時(shí)測得剛好有一半的玻璃管露出水面?！窘馕觥?1 )密度計(jì)重心偏低越穩(wěn)定，為了使密度計(jì)能夠豎直漂浮在液體中，所以在玻璃管的底部放入 螺絲釘；(2)密度計(jì)在水液體中都處于漂

15、浮狀態(tài)，所以浮力都等于重力，浮力相等。由阿基米德原理得：F浮=水gv排水二液gV排液，即：1.0 103kg/m3 0.1m液 0.08m，解得:液 1.25 103kg/m3,(3)在玻璃管內(nèi)滴入了幾滴水后，玻璃管自身重力增加，始終處于漂浮狀態(tài)，若測鹽水的密度時(shí)，此時(shí)玻璃管管浸入鹽水中的體積增加，根據(jù)密度計(jì)的刻度特點(diǎn)，越往下，數(shù)值越小，則測得的鹽水的密度 將會偏小。類型三、綜合應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)探究5. 某地在湖面上修建一座大橋， 下圖甲是使用吊車向湖底投放圓柱形石料的示意圖。在整個投放過程中，石料以恒定速度 v=0.1m/s下降，圖乙是鋼絲繩的拉力 F隨時(shí)間t變化的圖象（從t=0時(shí)刻開始投放到 石

16、料剛好接觸湖底前）。忽略水的摩擦阻力，g取10N/kg。求：（1 ）石料浸沒水中時(shí)受到的浮力；（2）石料的密度?！舅悸伏c(diǎn)撥】（1）分析鋼繩拉力隨時(shí)間 t變化的圖象，當(dāng)石塊沒有浸入水中時(shí)，拉力等于重力，據(jù)此求 出小石料的質(zhì)量；當(dāng)石塊完全浸沒后，拉力等于重力減去浮力，據(jù)此求出石料受到的浮力；（2）根據(jù)阿基米德原理求石料排開水的體積（石料的體積），知道石料重，利用重力公式求石料的質(zhì)量,最后利用密度公式求石料的密度?！敬鸢浮?00N;X 103kg/【解析】（1）由圖可知,3m當(dāng)石塊沒有浸入水中時(shí)，拉力等于重力，即:F=G=1400N石料的質(zhì)量:1400N140kg,10N / kg當(dāng)石塊浸沒后,浮力

17、等于重力減去拉力:F浮G F 拉 1400N900N500N ；（2）根據(jù)阿基米德原理:水gv排，得:500N3液 g 1.0 103kg/m3 10N/kg5 10 2m3,因?yàn)槭贤耆]，所以:V石 V排 5 102m3，I I I石140 kg33石料的密度：石=-=齊孑2.810kg/m?！究偨Y(jié)升華】這是一道圖象信息題，解決本題的關(guān)鍵是，通過圖乙確定石料的重力、鋼絲繩受到的拉力。 并會利用稱重法計(jì)算出石料受到的浮力。舉一反三：【變式】底面積為 50cm的平底圓柱形容器內(nèi)盛滿某種液體后，置于水平桌面（容器壁厚不計(jì)），液體的壓強(qiáng)與深度的關(guān)系如圖甲所示?，F(xiàn)將一個質(zhì)量為0.08kg金屬塊A用

18、輕質(zhì)細(xì)線懸掛在彈簧測力計(jì)下，再緩慢浸沒于容器內(nèi)的液體中，待金屬塊靜止后，測力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，（g=10N/kg），求：液體的密度；金屬塊所受到的浮力；金屬塊的體積；剪斷細(xì)線后，金屬塊下沉到容器底部，此時(shí)容器對桌面的壓強(qiáng)比只盛滿液體時(shí)對桌面的壓強(qiáng)增大（1）（2）（3）（4） 了多少？【答案與解析】（1）由圖知，當(dāng)h 4cm 4 10 2m時(shí)，P 4 102Pa，根據(jù)壓強(qiáng)公式：P 液gh ,可得:4 102 PaP液gh 10N/kg 410 2m1.0 103 kg/m3 ；(2 )金屬塊的重力：G mg0.08kg10N/kg 0.8N ,彈簧測力計(jì)的示數(shù)：F示 0.5N物體受到的浮力：F浮 G F示0.8N0.5N0.3N ；(3 )金屬塊完全浸沒,0.3N液 g 1.0 103k