第十章-浮力-willerman

1、第第1313課時浮力課時浮力考試考試要求要求認識浮力；認識浮力；探究浮力大小與哪些因素有關(guān)；探究浮力大小與哪些因素有關(guān)；知道阿基米德原理；知道阿基米德原理；運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象考點考點解析解析浮力是力學(xué)中最難的部分，能將初中階段的所有力學(xué)知識如質(zhì)量、密浮力是力學(xué)中最難的部分，能將初中階段的所有力學(xué)知識如質(zhì)量、密度、各種力、二力平衡、壓強等全部融合在一起，綜合性極強，但我省度、各種力、二力平衡、壓強等全部融合在一起，綜合性極強，但我省歷屆中考中對其考查難度都不大，因此對于本模塊內(nèi)容，抓雙基即可，歷屆中考中對其考查難度都不大，因此

2、對于本模塊內(nèi)容，抓雙基即可，不會遇到杠桿、浮力、滑輪組等組合題型和超難度的計算題不會遇到杠桿、浮力、滑輪組等組合題型和超難度的計算題考點考點1 1 浮力浮力定義定義浸在液體中的物體受到浸在液體中的物體受到_的力，這個力叫做的力，這個力叫做浮力浮力產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因如圖所示，液體如圖所示，液體(氣體氣體)對物體上、下表對物體上、下表面的壓力不相等，并且向上的壓力面的壓力不相等，并且向上的壓力_向下的壓力，向下的壓力，_即為浮力即為浮力公式公式F浮浮_方向方向_施力物體施力物體 _向上向上 大于大于 壓力差壓力差 F向上向上F向下向下豎直向上豎直向上 液體（氣體）液體（氣體） 稱量法稱量法(1)(1

3、)用彈簧測力計測物體所受的重力用彈簧測力計測物體所受的重力G;G;(2)(2)將物體懸掛于彈簧測力計下將物體懸掛于彈簧測力計下, ,讀出浸讀出浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù)在液體中時彈簧測力計的示數(shù)F;F;(3)(3)物體受到的浮力物體受到的浮力F F浮浮=_=_。G-FG-F測量測量用彈簧測力計測出物體的重力用彈簧測力計測出物體的重力G，將物體懸掛在彈簧，將物體懸掛在彈簧測力計下，浸在液體中，記下彈簧測力計的示數(shù)測力計下，浸在液體中，記下彈簧測力計的示數(shù)F示示，則，則物體受到的浮力物體受到的浮力F浮浮_浮力與浮力與深度深度的關(guān)系的關(guān)系當(dāng)物體當(dāng)物體沒有完全浸沒前沒有完全浸沒前，浮力的大小，浮力的

4、大小隨著深度的增加而隨著深度的增加而_；當(dāng)物體完；當(dāng)物體完全浸沒后，浮力的大小與深度全浸沒后，浮力的大小與深度_，浮力浮力_，其大小隨深度變化的圖，其大小隨深度變化的圖象如圖所示象如圖所示GF示示 增大增大 無關(guān)無關(guān) 不變不變 點撥點撥 浸入液體中的物體不一定受浸入液體中的物體不一定受到液體對它的浮力，例如深入泥底的柱到液體對它的浮力，例如深入泥底的柱狀橋墩或水里打的木樁等。狀橋墩或水里打的木樁等。1探究：浮力的大小等于什么探究：浮力的大小等于什么操作操作過程過程所測量所測量物體重力物體重力G、物體完全浸沒后測力計示數(shù)、物體完全浸沒后測力計示數(shù)F、空小桶重力、空小桶重力G0、排開水和小桶總重力

5、、排開水和小桶總重力G1分析歸納分析歸納物體受到的浮力物體受到的浮力F浮浮_；排開水的重力；排開水的重力G排排_，對比二者大小得出實驗結(jié)論，對比二者大小得出實驗結(jié)論注意事項注意事項溢水杯中水要溢水杯中水要_，若水面低于溢水口，則測出的，若水面低于溢水口，則測出的G排排將將_F浮浮，得不到正確結(jié)論，得不到正確結(jié)論實驗結(jié)論實驗結(jié)論浸在液體中的物體受到的浮力等于浸在液體中的物體受到的浮力等于_G- -F G1G0 裝滿裝滿 小于小于 它排開的液體所受的重力它排開的液體所受的重力 考點考點2 2 浮力的大小浮力的大小2阿基米德原理阿基米德原理內(nèi)容內(nèi)容浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大浸在液體中的

6、物體受到向上的浮力，浮力的大小等于小等于_表達式表達式F浮浮G排排m排排 g_適用適用范圍范圍適用于物體受到液體適用于物體受到液體(氣體氣體)的浮力的浮力說明說明液體對物體的浮力大小與液體的液體對物體的浮力大小與液體的_、物體、物體_有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、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)重力、形狀、浸沒的深度等均無關(guān)它排開的液體所受的重力它排開的液體所受的重力 液液V排排 g 密度密度 排開液體的體積排開液體的體積 注意注意 “全部浸入全部浸入”和和“部分浸入部分浸入”：當(dāng)物體全部浸入液體當(dāng)物體全部浸入液體(氣體氣體)時，時，V排排V物物；當(dāng)物體部分浸入液體當(dāng)物

7、體部分浸入液體(氣體氣體)時，時，V排排V物物?？键c考點3 3 浮沉條件及應(yīng)用浮沉條件及應(yīng)用1物體的浮沉條件物體的浮沉條件上浮上浮下沉下沉懸浮懸浮漂浮漂浮沉底沉底F浮浮_GF浮浮_GF浮浮_GF浮浮_GF浮浮F支支G液液_物物液液_物物液液_物物液液_物物液液_物物處于動態(tài)處于動態(tài)(運動狀態(tài)不斷運動狀態(tài)不斷改變改變)，受非平衡力作用，受非平衡力作用可以停留在可以停留在液體的任何液體的任何深度處深度處是是“上浮上浮”過程的最終過程的最終狀態(tài)狀態(tài)是是“下沉下沉”過程的最終過程的最終狀態(tài)狀態(tài)處于靜態(tài)，受平衡力的作用處于靜態(tài)，受平衡力的作用 2物體浮沉條件的應(yīng)用物體浮沉條件的應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用原理和特點原理

8、和特點木船木船物體的密度小于液體的密度，可以漂浮在液體的物體的密度小于液體的密度，可以漂浮在液體的表面上，做成表面上，做成_的以增大可以利用的浮力的以增大可以利用的浮力輪船輪船物體的密度大于液體的密度，做成物體的密度大于液體的密度，做成_的可以的可以漂浮在液體的表面上，也增大了可以利用的浮力漂浮在液體的表面上，也增大了可以利用的浮力輪船載重的大小用排水量表示，排水量是指輪船按輪船載重的大小用排水量表示，排水量是指輪船按照設(shè)計要求滿載貨物時排開水的照設(shè)計要求滿載貨物時排開水的_空心空心 空心空心 質(zhì)量質(zhì)量 應(yīng)用應(yīng)用原理和特點原理和特點潛水艇潛水艇通過水箱吸水和排水的方式改變自身通過水箱吸水和排水

9、的方式改變自身_來來實現(xiàn)上浮和下沉實現(xiàn)上浮和下沉(浸沒時浮力不變浸沒時浮力不變)氣球飛艇氣球飛艇靠充入密度靠充入密度_空氣密度的氣體空氣密度的氣體(熱空氣、熱空氣、氫氣、氦氣等氫氣、氦氣等)來工作來工作密度計密度計根據(jù)物體根據(jù)物體_時的受力平衡及阿基米德原理制時的受力平衡及阿基米德原理制成，用來測定液體密度的儀器成，用來測定液體密度的儀器密度計示數(shù)越靠下，示數(shù)越密度計示數(shù)越靠下，示數(shù)越_(選填選填“大大”或或“小小”)重力重力 小于小于 漂浮漂浮 大大 考點考點4 4 浮力的計算浮力的計算常用的計算浮力的方法常用的計算浮力的方法方法方法表達式表達式稱量法稱量法F浮浮GF(用彈簧測力計測浮力用彈

10、簧測力計測浮力)壓力差法壓力差法 F浮浮F向上向上F向下向下(用浮力產(chǎn)生的原因求浮力用浮力產(chǎn)生的原因求浮力)二力二力平衡法平衡法F浮浮G(物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時用二力平衡分析物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時用二力平衡分析求浮力求浮力)阿基米德阿基米德原理法原理法F浮浮G排排或或F浮浮液液V排排 g(知道物體排開液體的質(zhì)量知道物體排開液體的質(zhì)量或體積時常用阿基米德原理求浮力或體積時常用阿基米德原理求浮力) 點撥點撥 解答浮力問題的步驟：解答浮力問題的步驟： (1)確定研究對象；確定研究對象； (2)分析物體受力情況，畫出受力示分析物體受力情況，畫出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀態(tài)意圖，判斷物體在

11、液體中所處的狀態(tài)(看看是否靜止或做勻速直線運動是否靜止或做勻速直線運動)； (3)選擇合適的方法列出等式選擇合適的方法列出等式(一般一般考慮平衡條件考慮平衡條件)。類型一類型一 浮力的產(chǎn)生原因浮力的產(chǎn)生原因 例例 1 1 把一塊石蠟的底部磨平后置于燒杯把一塊石蠟的底部磨平后置于燒杯底部，使它們之間密合底部，使它們之間密合(如圖如圖131所示所示)，用手，用手按住石蠟將水緩緩倒入燒杯中，直到水面淹沒按住石蠟將水緩緩倒入燒杯中，直到水面淹沒石蠟塊后放手，則石蠟塊后放手，則()A由于石蠟塊的密度比水小，所以石蠟塊會上浮由于石蠟塊的密度比水小，所以石蠟塊會上浮 B由于石蠟塊受到水的壓力是向下的，所以石

12、蠟塊由于石蠟塊受到水的壓力是向下的，所以石蠟塊 不會上浮不會上浮 C由于石蠟塊受到的摩擦力大于浮力，所以石蠟塊不會上浮由于石蠟塊受到的摩擦力大于浮力，所以石蠟塊不會上浮 D由于水對石蠟塊沒有壓力，所以石蠟塊不上浮由于水對石蠟塊沒有壓力，所以石蠟塊不上浮B 點評點評 本題本題考查了浮力產(chǎn)生考查了浮力產(chǎn)生的原因：物體上表面的原因：物體上表面和下表面受到水的壓力差。石蠟塊下表面與燒杯底密合，和下表面受到水的壓力差。石蠟塊下表面與燒杯底密合，不受水的壓力，浮力為零，據(jù)此分析判斷。類似不受浮力不受水的壓力，浮力為零，據(jù)此分析判斷。類似不受浮力的例子：在水中的橋墩等。的例子：在水中的橋墩等。類型二類型二

13、探究浮力大小的相關(guān)因素探究浮力大小的相關(guān)因素 例例 2 2 為了探究浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開為了探究浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開的液體所受重力的關(guān)系，某同學(xué)進行了如圖的液體所受重力的關(guān)系，某同學(xué)進行了如圖132所示的實所示的實驗。驗。 (1)你覺得合理的實驗順序是你覺得合理的實驗順序是_。 (2)選用其他液體多次實驗后，可得出結(jié)論：浸在液體中的物體選用其他液體多次實驗后，可得出結(jié)論：浸在液體中的物體所受浮力的大小等于所受浮力的大小等于_。丁、甲、乙、丙（甲、丁、乙、丙）丁、甲、乙、丙（甲、丁、乙、丙） 排開液體的重力排開液體的重力 解析解析 (1)(1)甲和丁互換順序看似也行，

14、但如果真那樣操甲和丁互換順序看似也行，但如果真那樣操作的話，過程不夠流暢，測完合金重力后得把合金取下，去作的話，過程不夠流暢，測完合金重力后得把合金取下，去測空桶重力，然后又取下空桶，重新掛上合金去測其浸沒水測空桶重力，然后又取下空桶，重新掛上合金去測其浸沒水中所受浮力，因此最合理的順序是先丁再甲；中所受浮力，因此最合理的順序是先丁再甲；(2)(2)切忌寫成排切忌寫成排開液體的質(zhì)量或排開液體的體積。開液體的質(zhì)量或排開液體的體積。 點評點評 能夠評估實驗步驟的全面性和正確性，并能夠評估實驗步驟的全面性和正確性，并加以改進，這是我們在實驗操作中應(yīng)注意培養(yǎng)的能力。加以改進，這是我們在實驗操作中應(yīng)注意

15、培養(yǎng)的能力。 例例 3 3 小寧為了探究浸在液體中的物體所受浮力的規(guī)律，設(shè)計小寧為了探究浸在液體中的物體所受浮力的規(guī)律，設(shè)計了如圖了如圖133甲所示的實驗，他將彈簧測力計一端固定，另一端掛甲所示的實驗，他將彈簧測力計一端固定，另一端掛一合金一合金塊塊A，并將合金塊，并將合金塊A浸沒在裝有水的容器中。容器側(cè)面的底浸沒在裝有水的容器中。容器側(cè)面的底部有一由閥門部有一由閥門B控制的出水口，實驗時，打開閥門控制的出水口，實驗時，打開閥門B緩慢放水，在緩慢放水，在此過程中金屬塊始終不與容器底部此過程中金屬塊始終不與容器底部接觸。彈簧測力計示數(shù)隨放水接觸。彈簧測力計示數(shù)隨放水時間變化的規(guī)律如圖乙所示。時間

16、變化的規(guī)律如圖乙所示。 (1)合金塊合金塊A受到的重力為受到的重力為_N，合金塊，合金塊A受到的最受到的最大浮力為大浮力為_N。 (2)合金塊合金塊A的密度是多大？的密度是多大？ (3)在容器中用一條水平的實線作出放水在容器中用一條水平的實線作出放水40 s時水面的大致時水面的大致位置。位置。32103.2103 kg/m3類型三類型三 浮力的計算浮力的計算 例例 4 4 2013年年5月，月，象征象征“和平、友愛和快樂和平、友愛和快樂”的巨型大黃的巨型大黃鴨在香港與游客見面，如圖鴨在香港與游客見面，如圖134所示為大黃鴨漂浮在海面上所示為大黃鴨漂浮在海面上的情景。它的質(zhì)量約為的情景。它的質(zhì)量

17、約為600 kg，海水的密度取，海水的密度取1.0103 kg/m3，它浸在水中的體積約為它浸在水中的體積約為_m3。0.6返回目錄返回目錄例例3 3（宿遷）宿遷）把一個重為的物體放入把一個重為的物體放入水中，靜止時有四分之一的體積露出水面，則物體水中，靜止時有四分之一的體積露出水面，則物體受到的浮力是受到的浮力是 ，物體的體積是，物體的體積是 （取取10N/kg）；若向水中加鹽，則物體受到的浮）；若向水中加鹽，則物體受到的浮力力（選填（選填“變大變大”、“變小變小”或或“不變不變”） 浮力計算浮力計算121.610-3不變不變【解析【解析】已知物體重力已知物體重力1212，靜止時有四分之一，

18、靜止時有四分之一的體積露出水面，即物體處于漂浮狀態(tài)，根據(jù)漂浮條的體積露出水面，即物體處于漂浮狀態(tài)，根據(jù)漂浮條件可知：物體受到的浮力件可知：物體受到的浮力浮浮1212；根據(jù)阿；根據(jù)阿基米德原理得基米德原理得： 點評點評 浮力的計算通?？疾槠湮宸N基本計算方法，浮力的計算通?？疾槠湮宸N基本計算方法，即：即：(1)稱重法；稱重法；(2)壓力差法；壓力差法；(3)公式法公式法(F浮浮液液gV排排)；(4)排液法排液法(F浮浮G排排m排排g)；(5)平衡力法平衡力法(懸浮和漂浮懸浮和漂浮)，還可，還可以利用公式以利用公式F浮浮液液gV排排的變形公式考查密度的測量。在解的變形公式考查密度的測量。在解決本類型

19、試題時要熟練運用這幾種方法，看用哪種方法求決本類型試題時要熟練運用這幾種方法，看用哪種方法求浮力更簡便，有時還要注意這幾種方法的綜合應(yīng)用。浮力更簡便，有時還要注意這幾種方法的綜合應(yīng)用。類型四類型四 浮力的應(yīng)用浮力的應(yīng)用 例例 5 5 2012年年3月月25日，卡梅隆乘坐日，卡梅隆乘坐“深海挑戰(zhàn)者深海挑戰(zhàn)者”號深潛號深潛器潛入馬里亞納海溝器潛入馬里亞納海溝11000 m深處。下潛過程中，卡梅隆發(fā)現(xiàn)深處。下潛過程中，卡梅隆發(fā)現(xiàn)深潛器發(fā)生越來越明顯的收縮，則深潛器受到的海水壓強和浮深潛器發(fā)生越來越明顯的收縮，則深潛器受到的海水壓強和浮力的變化情況是力的變化情況是(設(shè)海水密度不變設(shè)海水密度不變)()

20、A壓強越來越大，浮力越來越大壓強越來越大，浮力越來越大 B壓強越來越大，浮力越來越小壓強越來越大，浮力越來越小 C壓強越來越小，浮力越來越小壓強越來越小，浮力越來越小 D壓強越來越小，浮力壓強越來越小，浮力越來越大越來越大B 解析解析 pgh，海水密度一定，越深，海水密度一定，越深h越大，壓強越大；越大，壓強越大；海水密度一定，深潛器體積明顯收縮，海水密度一定，深潛器體積明顯收縮，V排排變小，浮力變小。變小，浮力變小。 點評點評三種方法比浮力大小三種方法比浮力大小第一種：第一種：“比比V排排法法”，即不同物體浸在同一液體中，據(jù)，即不同物體浸在同一液體中，據(jù)F浮浮G排排液液gV排排知，知，液液相

21、等，相等，V排排越大，受到的浮越大，受到的浮力越大；力越大；第二種：第二種：“比比液液法法”，即同體積的不同物體浸沒在不，即同體積的不同物體浸沒在不同液體中，據(jù)同液體中，據(jù)F浮浮G排排液液gV排排知，知，V排排相等，相等，液液越大，受到的浮力越大；越大，受到的浮力越大；第三種：第三種：“比重法比重法”，即同一物體浸在不同液體中靜止，即同一物體浸在不同液體中靜止，針對物體不同狀態(tài)進行受力分析，以重力為中間不變量，針對物體不同狀態(tài)進行受力分析，以重力為中間不變量，對比出浮力大小。對比出浮力大小。?？碱愋推饰龀？碱愋推饰龇祷啬夸浄祷啬夸涱愋皖愋臀逦?阿基米德原理的理解應(yīng)用阿基米德原理的理解應(yīng)用B例例

22、1 1 （宜昌）宜昌）兩手分別拿著一個小木塊和一個兩手分別拿著一個小木塊和一個大石塊浸沒在水中，同時松手，小木塊上浮，大石大石塊浸沒在水中，同時松手，小木塊上浮，大石塊下沉比較松手時兩者所受的浮力（塊下沉比較松手時兩者所受的浮力（ ）木塊受的浮力大木塊受的浮力大石塊受的浮力大石塊受的浮力大兩者受的浮力一樣大兩者受的浮力一樣大條件不足，無法比較條件不足，無法比較【解析】【解析】小木塊的體積小于大石塊，所以浸沒在水中小木塊的體積小于大石塊，所以浸沒在水中時，大石塊排開液體的體積大于小木塊排開液體的體時，大石塊排開液體的體積大于小木塊排開液體的體?？碱愋推饰龀？碱愋推饰龇祷啬夸浄祷啬夸涱愋皖愋土?物體沉浮條件的應(yīng)用物體沉浮條件的應(yīng)用例例2 2 （泉州）泉州）把密度為把密度為0.3103kg/m、重為、重為12的木塊放入水中，當(dāng)