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文檔簡介
07浮力
考情分析.....................................................................2
知識建構(gòu).....................................................................3
考點一浮力.................................................................4
【真題研析?規(guī)律探尋】......................................................4
【核心提煉?考向探究】......................................................7
【題型特訓(xùn)?命題預(yù)測】......................................................8
考點二阿基米德原理........................................................14
【真題研析?規(guī)律探尋】.....................................................14
【核心提煉?考向探究】.....................................................18
【題型特訓(xùn)?命題預(yù)測】.....................................................18
考點三物體的浮沉條件及應(yīng)用................................................25
【真題研析?規(guī)律探尋】.....................................................25
【核心提煉?考向探究】......................................................28
【題型特訓(xùn)?命題預(yù)測】.....................................................28
課標(biāo)要求命題預(yù)測
要求
命題點有:浮力的方向,稱重法測浮力,會畫浮力的示意圖,壓力差
浮
力法測浮力
2.2.9通過實
考試題型有選擇題、填空題、實驗題等。難度較易。
驗,認(rèn)識浮力。
命題點有:探究影響浮力大小的因素實驗考查。控制變量法的應(yīng)用、
阿探究并了解浮力
基稱重法測浮力、數(shù)據(jù)的分析和結(jié)論的總結(jié)。阿基米德原理的實驗探究過
米大小與哪些因素
德程,應(yīng)用阿基米德原理解決有關(guān)浮力的問題。
原有關(guān)。知道阿基
理考試題型有選擇題、填空題、實驗探究題、計算題等。難度中等或較
米德原理,能運
難。
用物體的浮沉條
物命題點有:浮沉條件中浮力與重力的大小關(guān)系,物體密度與液體密度
件說明生產(chǎn)生活
體
件
的
及的大小關(guān)系以及運用這些關(guān)系解決相關(guān)問題。通過密度計、鹽水選種、
中的有關(guān)現(xiàn)象。
應(yīng)
浮
用
沉潛水艇、熱氣球等具體實例,考查浮沉條件的應(yīng)用。
條
考試題型有選擇題、填空題、實驗探究題等。難度較易、中等或較難。
產(chǎn)生原因:壓力差
稱重法測量浮力:口浮=乃-巳
決定浮力大小的因素:〃液、憶排
~
J
/,
Joo
-LI
IF一
”
”.
"2
#15NI2:3N
l3j34
hj45
L
l5j5,
~\
"一x
一"
:
一
-水
丙
甲
內(nèi)容
浮力阿基米數(shù)學(xué)表達(dá)式:排g="鵬次
德原理
驗證阿基米德原理
-3
-
L、
-
I-
I--3-°:
運
W
-.
2
-
,
|4、
甲乙丙丁
①尸浮〉G,2液>。物時,則物體上浮;
②尸浮=G,°液="物時,則物體會懸浮;
物體的?、郛a(chǎn)浮VG,"液Vp物時,則物體會下沉
沉條件
輪船:漂浮狀態(tài),浮力等于總重力
潛水艇:改變自身的重力浮沉
應(yīng)用氣球:內(nèi)部所沖氣體的密度小于空氣的密度
考點一浮力
真題研析?規(guī)律探尋
1.(2022?哈爾濱?中考真題)將重3.8N的物體浸沒水中后,彈簧測力計的示數(shù)如圖所示,水對物體
浮力大小是N?若實驗前溢水杯未裝滿水,則溢出水的重力(選填“大于”“小于”
或“等于”)物體受到的浮力。
【答案】1.2小于
【詳解】由圖知,彈簧測力計的分度值是0.2N,示數(shù)為2.6N,則水對物體浮力大小
pJJMG-QB.SN-ZSNMI.2N
若實驗前溢水杯未裝滿水,則排開的水沒有全部溢出水杯,故溢出水的重力小于排開水的重力,
根據(jù)阿基米德原理可知浮力等于排開水的重力,所以溢出水的重力小于物體受到的浮力。
2.(2023?陜西?中考真題)如圖,用細(xì)線將一個質(zhì)量為27g、體積為lOcn?的鋁塊系在電子測力計
的掛鉤上,使鋁塊完全浸沒在水中靜止不動,此時,該鋁塊受到的浮力為N,電子測力計的示
數(shù)N?若使鋁塊在水中繼續(xù)下降,它所受的浮力將(選填“變大”“變小”或“不
變”)。(p*=1.0xl03kg/m3,g取10N/kg,細(xì)線重力忽略不計)
【答案】0.10.17不變
【詳解】鋁塊完全浸沒在水中靜止不動,則排開水的體積等于物體的體積,有
10x10^m3=10-5m3
受到的浮力為
=1.0xl03kg/m3xlON/kgxlO_5m3=0.1N
根據(jù)稱重法可得,鋁塊完全浸沒時所受的浮力為
Fn=mg-F
則電子測力計的示數(shù)為
F=mg-Fn=0.027kgxlON/kg-0.1N=0.17N
若使鋁塊在水中繼續(xù)下降,根據(jù)B浮》液gV排可知,它所受的浮力將保持不變。
3.(2022?四川廣元?中考真題)在物理實驗操作考試中,小馬同學(xué)用彈簧測力計懸掛一個圓柱體物
塊,使物塊下表面與水面剛好接觸,如圖甲所示;然后勻速放下物塊,此過程中彈簧測力計示數(shù)尸與
物塊下表面浸入水中的深度〃的關(guān)系如圖乙所示,彈簧測力計始終在水面上方,水未溢出,g取
10N/kg,水的密度是1.0Xl()3kg/m3。下列說法中正確的是()
甲乙
A.物塊受到的重力是10N
B.物塊完全浸沒在水中受到的浮力是0.64N
C.物塊的密度為6g/cn?
D.物塊剛好浸沒時,物塊下表面受到水的壓強是1.25X103pa
【答案】C
【詳解】A.由圖可知當(dāng)物體沒有浸入液體中,彈簧測力計示數(shù)為12N,說明物體重力為12N,故
A錯誤;
B.物體完全浸沒在水中后,彈簧測力計示數(shù)為10N,則物體受到浮力
產(chǎn)浮=G-F=12N-10N=2N
故B錯誤;
C.由B知物體在水中受到浮力為2N,可得物體的體積
丫=%=________________=OxlO^m3
33
py^g1x10kg/mx10N/kg
物體的密度
p=£=-------1.N-------------=6xl03kg/m3=6g/cm3
Vg2xl0^m3xl0N/kg
故C正確;
D.由乙圖可知,物體剛好完全浸沒時/z=4cm,則物體下表面受到壓強
p=pgh=lx103kg/m3xlON/kgx4xl0-2m=400Pa
故D錯誤。
故選C。
4.(2022?江蘇泰州?中考真題)如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗情形。
______>、J<0>
甲_______________乙__________丙
(1)物塊未浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)如圖甲所示,物塊的重力為N;
(2)小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)逐漸減小的同時,還觀察到—
由此初步分析得出:物體所受浮力的大小與它排開液體的體積有關(guān);
(3)繼續(xù)增大物塊所處的深度,當(dāng)它與容器底部接觸后,彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示,此時物塊
受到的浮力為N;
(4)為探究浮力與液體密度的關(guān)系,小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中,這樣操作的目的
是為了控制相同;他發(fā)現(xiàn)液體密度改變,而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列四種
實驗改進方案,其中不可行的是;
A.換用體積更大的同種物塊B.換用密度比水小得多的液體
C.換用精確程度更高的測力計D.利用現(xiàn)有器材進行多次實驗
【答案】1.8水面上升0.8排開液體的體積D
【詳解】(1)如圖甲,沒有浸入水中,利用懸掛法測量物體的重力,此時重力為1.8N。
(2)圖甲下降至圖乙的過程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)逐漸減小的同時,觀察到燒杯內(nèi)水面在上
升,排開水的體積慢慢變大。
(3)如圖乙和丙,液體是水,而且都浸沒,故浮力的的大小不變,故浮力的大小為
P浮=G-F=L8N-1N=O.8N
(4)小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中,浸沒后,物體排開液體的體積等于物體的體積,
都是浸沒在液體中,排開液體的體積相同。
A.換用體積更大的同種物塊,浮力比較大,彈簧測力計示數(shù)變化明顯,故A不符合題意;
B.換用密度比水小得多的液體,浮力變化比較大,故B不符合題意;
C.換用精確程度更高的測力計,微量的浮力變化就可以測量出來,故也是可行,故C不符合題
忌;
D.利用現(xiàn)有器材進行多次實驗,浮力的大小不變,兩次浮力的變化不明顯,故不可行,故D符
合題意。故選D。
?核心提煉?考向探究
知識概念
(1)浮力:浸在液體(或氣體)中的物體受到向上的力,這個力叫做浮力,
常用字母下浮表示。
(2)浮力的方向:豎直向上。
(3)稱重法測浮力:Fff=Fi-F2o
浮力
甲乙
(4)浮力產(chǎn)生的原因
液體對物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的,即F皆£2小。
物體在液體中所受的浮力大小,跟它排開液體的體積有關(guān),跟液體的密度有
關(guān)。排開液體的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。
決定浮
力大小
的因素
?題型特訓(xùn)?命題預(yù)測
3.下列說法正確的是()
A.浸在水中的圓柱形橋墩同樣會受到水的浮力
B.浮力就是液體對物體的壓力差,浮力的方向是垂直向上
C.沉到水底的物體,當(dāng)它的底部與水底容器緊密接觸沒有空隙時仍受到浮力
D.一般情況下浸在任何液體中的物體都會受到浮力的作用
【答案】D
【詳解】A.浸在水中的圓柱形橋墩底部沒有和水接觸,不受水對橋墩豎直向上的壓力,因此橋墩
不受水的浮力,故A錯誤;
B.浮力就是液體對物體上下表面的壓力差,浮力的方向是豎直向上,故B錯誤;
C.沉到水底的物體,當(dāng)它底部與水底容器緊密接觸沒有空隙時,不受水對物體向上的壓力,因此
此時物體不受浮力,故c錯誤;
D.一般情況下浸沒在任何液體中的物體,上下表面所處的深度不同,上下表面受到的壓力不同,
因此會受到浮力的作用,故D正確。故選D。
2.如圖所示,一個豎直懸掛在水中的圓柱體,其重力為10N,彈簧測力計的示數(shù)P=8N,上表面
受到水的壓力為5N,則底部受到水的壓力()
F=8N
水
A.2NB.5NC.7ND.4N
【答案】C
【詳解】一個豎直懸掛在水中的圓柱體,其重力為10N,彈簧測力計的示數(shù)F=8N,則受到的浮力
為10N-8N=2N
浮力等于物體上下表面受到的壓力差,上表面受到水的壓力為5N,則底部受到水的壓力
5N+2N=7N,故選C。
3.小明想探究“在水中下沉的物體是否受到浮力”,做了如圖所示的實驗,有關(guān)說法正確的是
)
A.物體在水中受到重力和浮力且二力平衡
B.物體在水中的重力變小了,大小變?yōu)?.6N
C.物體在水中受到了浮力,大小為1.2N
D.物體的質(zhì)量為0.16kg
【答案】C
【詳解】A.對物體進行受力分析,物體受重力、浮力、彈簧的拉力三個力,故A錯誤;
B.在同一地點,物體質(zhì)量沒有變,所以重力不變,仍為2.8N,故B錯誤;
C.根據(jù)稱重法測浮力得,物體在水中受到的浮力尸浮=G-F=2.8N-1.6N=1.2N
故C正確;
D.由3=m8得,物體的質(zhì)量
m=—=2,8G=028kg
gION/kg
故D錯誤。
故選C。
4.如圖甲,彈簧測力計下掛一長方體物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩
緩下降,然后將其逐漸浸入水中,圖乙是彈簧測力計示數(shù)尸與物體下降高度//變化關(guān)系的圖像,則下
列說法中錯誤的是(g取10N/kg)()
甲
A.物體的重力是9NB.物體剛浸沒時下表面受到水的壓力時4N
C.物體的體積是400cm3D.物體受到的最大浮力是5N
【答案】D
【詳解】A.由圖像可知,當(dāng)/?=0時,彈簧測力計示數(shù)為9N,此時物體在空氣中,則
G=B拉=9N,故A正確,不符合題意;
C.由/浮=2液gV排可得物體的體積
__F浮4N
V~唉一蕨排—103kg/m3xl0N/kg=4xl0'4m3=400cm3
故C正確,不符合題意;
D.由圖像可知,物體完全浸沒后排開水的體積不再改變,受到的浮力不再改變,此時受到的浮力
最大,物體浸沒時拉力為5N,物體受到的最大浮力/浮=G—F=9N—5N=4N
故D錯誤,符合題意;
B.物體剛浸沒時,上表面受到水的壓力為0,則下表面受到水的壓力/下=尸浮=4N
故B正確,不符合題意。故選D。
5.【學(xué)科綜合】5月8日,在2023年世界泳聯(lián)跳水世界杯蒙特利爾站的女子單人十米跳臺決賽
中,中國選手全紅嬋奪得冠軍。圖示為其參加比賽時的分解動作示意圖。不考慮空氣阻力,下列對全
紅嬋的分析正確的是()
A.在跳臺靜止時,只受到重力作用
B.到達(dá)最高點時,受到平衡力作用
C.從最高點到入水前的過程中,慣性不變
D.入水過程中,所受浮力方向取決于入水的角度
跳臺
【答案】c
【詳解】A.靜止的物體受力平衡,在跳臺靜止時,受到重力和支持力作用,且相互平衡,故A
錯誤;
B.從離開跳板到最高點的過程中,不計空氣阻力,她只受到重力作用,因而受力不平衡;故B
錯誤;
C.慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),從最高點到入水前的過程中,質(zhì)量大小不變,則慣性不變,故C
正確;
D.浮力的方向始終豎直向上,入水過程中,所受浮力方向始終豎直向上,與入水的角度無關(guān),故
D錯誤。故選C。
6.浸在液體中的物體受到的浮力的方向是,大小等于它排開的液體所受到的力。
【答案】豎直向上,重
【詳解】根據(jù)阿基米德原理可知,浸在液體中的物體受到一個豎直向上的力的作用,這個力叫做
浮力,浮力的大小等于排開的液體所受的重力。
7.(2022?廣西百色?中考真題)用彈簧測力計懸掛重為5.4N的物體,放入水中,靜止時彈簧測力計
示數(shù)如圖所示,則物體在水中受到的浮力為N,物體的體積為n?。
(p7K=1.0xl03kg/m3)
|F=3.4N
【答案】22x10-4
【詳解】由題意可得,物體靜止,即處于平衡狀態(tài),物體在豎直方向上受到豎直向下的重力,豎
直向上的浮力和拉力,這三個力的合力為0,所以可得
%=G-%=5.4N-3.4N=2N
由圖可知,物體處于浸沒狀態(tài),即/物=丫排,所以根據(jù)公式尸浮=0浪gV排可得,物體的體積為
^xlO^m3
Q水g1.0xl03kg/m3x10N/kg
8.一個質(zhì)量是1.3kg、底面積是2xl0-2m2的魚缸放在水平桌面中央,內(nèi)盛有0.1m深的水,水的質(zhì)
量是2.5kg,將一物體掛在彈簧測力計上,測力計示數(shù)為5N,將物體浸入水中某一位置保持靜止(如
圖,水未溢出),測力計示數(shù)變?yōu)?N。g取10N/kg,則:
(1)水對魚缸底部的壓力為多少?
(2)物體受到的浮力為多少?
(3)容器對桌面的壓強多大?
【答案】(1)20N;(2)2N;(3)2xl03
【詳解】(1)水對魚缸底部的壓強
P=P水=l.0x103kg/m3xl0N/kgx0.1m=1000Pa
,22
水對魚缸底部的壓力為F=Jo5=1000Pax2xl0_m=20N
(2)物體浸入水中時物體受到的浮力
6i=G-尸=5N-3N=2N
(3)魚缸和水的總重力
G總=(/缸+%水)g=(1.3kg+2.5kg)x10N/kg=38N
此時魚缸對桌面的壓力等于魚缸和水的總重力與物體對水的壓力(等于水對物體的浮力))之和,
則此時魚缸對桌面的壓強
38N+2N
=2xlO3Pa
2xl0-2m2
答:(1)水對魚缸底部的壓力為20N;
(2)物體受到的浮力為2N;
(3)容器對桌面的壓強為2xl03pao
9.(2023?湖北隨州?統(tǒng)考中考真題)實驗課上,老師和同學(xué)們測量鹽水的密度,他們用彈簧測力
計、燒杯、水(密度用〃水表示)、金屬塊A、鹽水以及不吸水的細(xì)線等器材完成了圖中實驗。
(1)要測量金屬塊A浸沒在水中的浮力,合理的測量順序是(選填“①一②”或“②一
①”);
(2)計算金屬塊A浸沒在水中的浮力F=N;
(3)完成圖中各項實驗后分析可知:金屬塊A的浮力大小與(選填“液體密度”或“金屬
密度”)有關(guān);
(4)請推導(dǎo)出鹽水的密度表達(dá)式0st水=(用尸1、尸2、尸3、0水表?。﹐
A
三
三Fj=4.5N
三B=3.2N
一
二
T
水鹽水
①②③
水
【答案】(1)①一②;(2)1.3;(3)液體密度;(4)(耳一名)
【詳解】(1)要測量金屬塊A浸沒在水中的浮力,先測量金屬塊A的重力,在測量金屬塊A浸沒
在水中彈簧測力計的示數(shù),合理的測量順序是①一②。
(2)計算金屬塊A浸沒在水中的浮力為F=G-F^FI-F2=4.5N-3.2N=1.3N
(3)如圖,改變了金屬塊A浸沒入液體的密度,故金屬塊A的浮力大小與液體密度有關(guān)。
(4)在水中金屬塊A受到的浮力為B浮水=涇-6
在鹽水中金屬塊A受到的浮力為尸浮藍(lán)水=6壬
因為金屬塊A都是浸沒在兩種液體之中,排開液體的體積和金屬塊A的體積相同,0=/排
根據(jù)公式F*=pxgV排可知
一(耳一月)。水
夕水g。盤水g則鹽水的密度為(《一%)。
10.在“探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中,小杜提出了以下猜想:
猜想1:與液體的密度有關(guān);
猜想2:與物體排開液體的體積有關(guān);
猜想3:與物體浸在液體中的深度有關(guān);
猜想4:與物體形狀有關(guān)。
(1)物體的重力為N,B中物體所受浮力為N;
(2)分析A、B、C實驗可得,在同種液體中,越大,浮力越大;
(3)分析A、C、D實驗可得:浮力大小跟物體浸在液體中的無關(guān);
(4)為探究猜想1,可用彈簧測力計吊著同一物體使其在鹽水中,讀出彈簧測力計示
數(shù),并與D實驗比較來驗證猜想;
(5)小杜用A、D、E實驗探究猜想4,其中D與E中物體的體積和材料均相同,由此可知猜想
4是(選填“正確”或“錯誤”)的。
【答案】2.80.4物體排開液體的體積深度完全浸沒錯誤
【詳解】(1)由A圖可知,彈簧測力計的分度值是0.2N,物體的重力為2.8N;由圖B可知,金
屬塊浸沒在水中測力計示數(shù)為2.4N,則此時的浮力
尸滓=G-F=2.8N-2.4N=0.4N
(2)A、B、C三個步驟,物體排開水的體積不同,測力計的不同,由稱重法可知浮力大小不同,
可知浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)。
(3)分析A、C、D實驗,物體排開液體的體積和密度相同,浸沒在液體中的深度不同,因測力
計示數(shù)相同,由稱重法可知受到的浮力相同,故可得浮力大小跟物體浸沒在水中的深度無關(guān)。
(4)探究浮力大小跟液體的密度有關(guān),需要控制物體排開液體的體積相同,液體的密度不同,可用彈簧
測力計吊著同一物體使其完全浸沒在鹽水中,讀出彈簧測力計示數(shù),并與D實驗比較來驗證猜想。
(5)小杜用A、D、E實驗探究猜想4,其中D與E中物體的體積和材料均相同,物體受到的浮
力相等,物體受到的浮力與物體的形狀無關(guān),由此可知猜想4是錯誤的。
考點二阿基米德原理
?真題研析?規(guī)律探尋
1.(2023?山東濟南?中考題)把一塊石頭和一個西紅柿同時放入水中,它們靜止時西紅柿漂在水面
上,而石頭沉入了水底,如圖所示。石頭和西紅柿在水中受到的浮力的大小相比較()
A.石頭受到的浮力更大些
B.西紅柿受到的浮力更大些
C.石頭和西紅柿受到的浮力一樣大
D.無法比較石頭和西紅柿受到的浮力大小
【答案】A
【詳解】把一塊石頭和一個西紅柿同時放入水中,它們靜止時西紅柿漂在水面上,而石頭沉入了
水底,西紅柿排開的水的體積小于石頭排開的水的體積,根據(jù)阿基米德原理P浮〒液gV排可知,石頭受
到的浮力大。故選A。
2.(2022?廣西河池?統(tǒng)考中考真題)某同學(xué)用石塊、細(xì)線、彈簧測力計、燒杯、水和食鹽等器
材,進行如圖所示的實驗探究。下列說法正確的是()
A.石塊在水中受到的浮力方向豎直向下
B.石塊在水中受到的浮力大小為L0N
C.石塊浸沒在水中時,排開水的體積為1.2><10/13
D.丙圖中鹽水的密度為1.1x103kg/n?
【答案】B
【詳解】A.石塊浸沒在水中后,彈簧測力計對石塊的拉力變小了,說明石塊受到豎直向上的浮
力,故A錯誤;
B.由圖甲可知,物體的重力G=2N,由圖乙可知,石塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)
/拉=1N,則石塊在水中受到的浮力為/浮=GW拉=2N-1N=1N
故B正確;
C.石塊浸沒在水中時,根據(jù)阿基米德原理可知,排開水的體積為
IN_______
=1x10%?
33
。水glxlOkg/mxlON/kg
故C錯誤;
D.物體的重力G=2N,由圖丙可知,石塊浸沒在鹽水中時彈簧測力計的示數(shù)/拉=0.8N,則石塊在
鹽水中受到的浮力為
F浮'=GT'拉=2N-0.8N=1.2N
根據(jù)阿基米德原理可知,鹽水的密度為
_F浮'_L2N
33
盤水一范-10N/kgxlxl04m3=1.2xlOkg/m
故D錯誤。
故選B。
3.(2023?天津?中考真題)在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”時,可用“實驗探究”與“理論探究”兩種
方式進行研究;請你完成下列任務(wù):
【實驗探究】
通過下圖所示的實驗,探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系,由實驗可得結(jié)論,這
就是阿基米德原理;
【理論探究】
第一步:建立模型一一選取浸沒在液體中的長方體進行研究,如圖所示;
第二步:理論推導(dǎo)一一利用浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)阿基米德原理;
請你寫出推導(dǎo)過程,提示:推導(dǎo)過程中所用物理量需要設(shè)定(可在圖中標(biāo)出);
【原理應(yīng)用】
水平桌面上有一底面積為S1的柱形平底薄壁容器,內(nèi)裝質(zhì)量為根的液體;現(xiàn)將一個底面積為S2的
金屬圓柱體放入液體中,圓柱體靜止后直立在容器底且未完全浸沒(與容器底接觸但不密合),整個
過程液體未溢出;金屬圓柱體靜止時所受浮力產(chǎn)折。
———mg
【答案】Fn=Gn見解析品-邑
【詳解】由圖中實驗數(shù)據(jù)可得,F(xiàn)V-F^=F^FT,即物體受到的浮力等于排開液體的重力:F所G
排。
設(shè)長方體的底面積為S、高為人,液體密度為〃海,長方體上、下表面所處的深度及受力情況,如
下圖所示:
由于同種液體中,深度越深,液體的壓強越大,長方體的上下面表面積相同,由尸=pS可得,液體
對長方體向上的壓力大于液體對它向下的壓力,兩者之差即為浮力
耳孚=用一耳=液一液他-P液ghS=pgV=排
Pg/z2s2g/&S=4)s=!A9G
[3]由阿基米德原理可得,金屬圓柱體靜止時所受浮力
m
冷=6排=。液g%產(chǎn)P'救gSJt=p、眼gS]mg
s}-s2sx-s2
4.(2022?內(nèi)蒙古興安盟?中考題)在物理實驗操作考核中,水平桌面上放置底面積為lOOcn?圓柱
形容器(不計容器壁厚度),內(nèi)有一定量的水(如圖甲)。某考生用彈簧測力計懸掛一金屬圓柱體,
從水面開始緩慢浸入水中,拉力P與圓柱體下表面到水面的距離/i變化關(guān)系如圖乙所示。水=L0X
103kg/m3,g取10N/kg)求:
甲
(1)圓柱體浸沒在水中時所受到的浮力;
(2)圓柱體的體積;
(3)圓柱體的密度。
【答案】(1)IN;(2)1X10—3;(3)3X103kg/m3
【詳解】(1)由乙圖知,圓柱體浸沒在水中時所受到的浮力
FS=F1-F2=3N-2N=1N
(2)浸沒時,圓柱體的體積等于排開液體的體積,由尸浮=0海V排g可知,
1N
=lxl0?m3
33
P水glxlOkg/mxlON/kg
(3)圓柱體的重力G=R=3N,圓柱體的質(zhì)量是
G3N
0.3kg
glON/kg
圓柱體的密度是
m_0.3kg
=3xlO3kg/m3
V_lxio_4m3
答:(1)圓柱體浸沒在水中時所受到的浮力是IN;
(2)圓柱體的體積是lX10"m3;
(3)圓柱體的密度是3Xl()3kg/m3。
核心提煉-考向探究
知識概念理解
(1)內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,
阿基米
浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。該定律也適用于氣體。
德原理
(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式:尸浮二G排=排液排
(1)測量浮力的方法(稱重法):F浮二6二三°
(2)測量排開液體所受的重力(溢水法):G騎7i存
t.
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原理整之$年$
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6|Q
—J*——
甲乙丙T
?題型特訓(xùn)-命題預(yù)測
1.如圖為“探究阿基米德原理”的實驗裝置圖,哪兩幅圖結(jié)合可以測出浮力的大小()
A.甲和乙
【答案】A
【詳解】由乙圖可測出物體重力G,甲圖中物體浸沒在液體中,設(shè)彈簧測力計示數(shù)為R根據(jù)稱重
法測浮力,則浮力大小為F/G-F
故甲、乙兩圖結(jié)合可以測出浮力的大小。故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。
2.關(guān)于浸在液體中的物體所受浮力尸浮與物體重力G物、物體排開液體的重力G排間的大小關(guān)系,
以下說法中正確的是()
A.只有當(dāng)物體浸沒時,尸浮等于G物B.不管物體是否浸沒,尸浮都等于G物
C.只有物體未浸沒時,下浮等于G排D.不管物體是否浸沒,尸浮都等于G排
【答案】D
【解析】根據(jù)阿基米德原理,物體受到的浮力等于它排開的液體的重力,即/浮=6排=/^/排,不管
物體浸沒還是一部分浸沒,該式都成立,與物體是否浸沒無關(guān)。所以選D。
3.如圖甲為盛水的燒杯,上方有彈簧測力計懸掛的圓柱體,將圓柱體緩慢下降,直至將圓柱體全
部浸入水中,整個過程中彈簧測力計示數(shù)尸與圓柱體下降高度力變化關(guān)系的圖象如圖乙所示,g取
lON/kg,下列說法正確的是()
A.圓柱體受到的最大浮力是3N
B.圓柱體的高度為8cm
C.圓柱體的密度是1.5xl03kg/m3
D.當(dāng)圓柱體剛好全部浸沒時,下表面受到水的壓強為8OOPa
【答案】C
【詳解】為了便于分析,彈簧測力計示數(shù)尸與圓柱體下降高度/I變化關(guān)系的圖象線段標(biāo)上A、
C、。四個點如下圖:
A.由圖象知,當(dāng)7i=0時,彈簧測力計示數(shù)為9N,此時圓柱體處于空氣中,重力G=/拉=9N
圖象中CO段圓柱體完全浸入水中,排開水的體積不再改變,受到的浮力不再改變,圓柱體受到
的拉力F=3N,則圓柱體受到的最大浮力尸浮=G¥=9N-3N=6N,故A錯誤;
B.圓柱體從2點開始下表面接觸水面,到C點剛好浸沒水中,圓柱體的高度為
//=8cm-4cm=4cm,故B錯誤;
C.圓柱體完全浸沒時,其體積等于排開水的體積,物體的體積
妗孚_______6N_______.43
V=V^==37=6x10m3
〃水g1X10kg/m3xlON/kg
圓柱體密度
mG9Na1
===15X10k8/m
^P^10N/kgx6xl0-W-
故C正確;
D.由圖可知,物體從接觸水面到剛好浸沒時,物體下降了4cm,但同時水面會上升,由于容器底
面積未知,所以不能確定圓柱體下表面所處的深度,也就不能確定下表面受到水的壓強,故D錯誤。
故選C。
4.(2022.江蘇南京?統(tǒng)考中考真題)在一只燒杯內(nèi)裝有密度為2A的液體A,在一只輕薄透明塑料
袋中裝有大半袋密度為"B的液體B,按如圖所示方式,用彈簧測力計吊住塑料袋并將塑料袋緩慢浸入
液體A,測力計示數(shù)一直減小,當(dāng)示數(shù)減為零時(塑料袋不接觸杯底),有以下兩個判斷:
(1)若2A=2B,則袋內(nèi)液面與袋外液面相平;
(2)若"A>"B,則袋內(nèi)液面高于袋外液面。這兩個判斷()
A.只有(1)正確B.只有(2)正確
C.(1)(2)都正確D.(1)(2)都不正確
【答案】C
【詳解】當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)為零時/航G
浮力為F?=PagV排重力為GR=pbgVB則PagV1t=pbgVB
故
但=生
看Pa
若夕a=0b,則V#=VB
即袋內(nèi)液面與袋外液面相平,故(1)正確;
若丹〉Pb,絲VI,號VI,則VXVB
袋內(nèi)液面高于袋外液面,故(2)正確。
故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
5.如圖所示,用彈簧測力計吊著重物緩慢浸入裝滿水的溢水杯中直至浸沒,這一過程中彈簧測力
計的示數(shù)會變;浸沒后,繼續(xù)增加重物在水中的深度(未碰底),會發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)
不再改變,這說明浮力大小與浸沒深度;若測得小桶中溢出水的重力與重物所受浮力相等,
則可驗證原理是正確的。
【答案】小無關(guān)阿基米德
【詳解】如圖所示,用彈簧測力計吊著重物緩慢浸入裝滿水的溢水杯中直至浸沒,這一過程中重
物排開水的體積變大,根據(jù)阿基米德原理知受到的浮力變大,根據(jù)稱重法測浮力知,彈簧測力計的示
數(shù)會變小。
浸沒后,繼續(xù)增加重物在水中的深度(未碰底),會發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)不再改變,根據(jù)稱重
法測浮力知,說明浮力大小與浸沒深度無關(guān);物體受到的浮力等于物體排開水的重力,若測得小桶中
溢出水的重力與重物所受浮力相等,則可驗證阿基米德原理是正確的。
6.如圖所示,稱出木塊重力Go及空桶的重力,再將木塊輕輕放在溢水杯的水面上,然后稱出被漂
浮的木塊從溢水杯排到小桶中的水重G排??梢园l(fā)現(xiàn):
(1)Go和G排的關(guān)系為。
(2)木塊漂浮在水面上時處于靜止?fàn)顟B(tài),只受力和力,因此可以得出浮力尸浮與Go
的關(guān)系為:o
(3)由上面實驗可知,木塊受到的浮力F浮與G排的關(guān)系為:o
【詳解】(1)由圖可知,物體所受重力等于排開水所受重力,Go和G排的關(guān)系為:Go=G排。
(2)木塊漂浮在水面上時處于靜止?fàn)顟B(tài),只受重力和浮力,由平衡條件可得,F(xiàn)n=G^
(3)因為Go=G排,F(xiàn)?=G0,所以木塊受到的浮力尸浮與G排的關(guān)系為:/浮=G排。
7.小明說:“利用測量浮力的方法可以求液體的密度”,物理興趣小組的同學(xué)利用彈簧測力計、
物塊、燒杯、細(xì)線和水、鹽水、進行了如圖所示的實驗操作和相關(guān)記錄,由圖甲、乙可知物塊在水中
受到的浮力大小為1N,由圖甲、丙可知物塊在鹽水中受到的浮力是L2N,那么實驗所用鹽水的密度為
3
kg/mo
【答案】1.2X103
【詳解】由阿基米德原理F浮=0g/排知,物塊排開水的體積
由圖知,物體在水中和鹽水中均浸沒,故
y_耳k_'^水
夕水g2鹽水g
則
IN_1.2N
33
1.0xl0kg/m04t水
故/5鹽水=L2xlO3kg/m3
8.【學(xué)科綜合】2021年12月9日15點40分,神舟十三號乘組航天員變身“太空教師”在中國
空間站精彩開講。
乙
(1)葉光富老師所穿著的太空企鵝服中,彈力拉帶會把人體束縛緊,可以有效預(yù)防失重給他們帶
來的肌肉萎縮。彈力拉帶發(fā)生________(選填“彈性形變”或“塑性形變”)時產(chǎn)生的力叫做彈力;
在完全失重的環(huán)境中宇航員們(填“仍然”或“不再”)具有慣性;
(2)王亞平老師把“冰墩墩”扔給葉光富,“冰墩墩”(選填“受到”或“不受”)平
衡力;此現(xiàn)象可以證明關(guān)于力和運動的觀點是錯誤的。
(3)我們還看到乒乓球在水里處于靜止?fàn)顟B(tài),乒乓球(選填“是”或“否”)受浮力。由
此可判斷,核心艙內(nèi)(選填“能”或“不能”)用U形管壓強計研究液體的壓強。
【答案】(1)彈性形變,仍然;(2)不受,亞里士多德;(3)否,不能
【詳解】(1)根據(jù)彈力的定義可知,彈力拉帶發(fā)生彈性形變時產(chǎn)生的力叫做彈力。
慣性大小只跟物體的質(zhì)量大小有關(guān),在完全失重的環(huán)境中宇航員們?nèi)杂匈|(zhì)量,仍然具有慣性。
(2)冰墩墩動起來后離開王亞平老師的手,處于失重狀態(tài),不受平衡力,根據(jù)牛頓第一定律可
知,運動的物體在不受外力作用時將保持勻速直線運動。
此現(xiàn)象證明了物體的運動不需要力來
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