中考物理浮力(知识提纲+经典例题变式训练+课后练习).doc

浮 力一、单元复习目的1、知识与技能目标：（1）了解浮力的现象；（2）加深对阿基米德原理的理解；（3）知道物体的浮沉条件和浮力的应用。2、过程与方法目标：（1）培养学生运用物理语言分析问题和表达观点的能力。（2）学会研究物理问题的科学方法和学习方法。二、复习的重点和难点重点：（1）浮力的应用（2）物体的浮沉条件。 难点：（1）会灵活运用浮力知识解决简单的问题。（2）液体压强公式并会用公式进行简单计算，会用液体压强知识解决简单实际问题。三、知识梳理1浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到 液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。2浮力方向： 竖直向上 ，施力物体： 液（气）体 3浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力， 向上、向下的压力差 即浮力。4物体的浮沉条件：1、前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。GF浮GF浮2、请根据示意图完成下空。F浮GF浮G 下沉 悬浮 上浮 漂浮 F浮 G F浮 = G 液 物 液 物3、说明： 密度均匀的物体 悬浮（或漂浮） 在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮） 。F浮G一物体漂浮在密度为的液体中，若露出体积为物体总体积的，则物体密度为分析：F浮 = G 则：液V排g =物Vg物=液=液 悬浮与漂浮的比较相同： F浮 = G 不同：悬浮液 =物 ；V排=V物漂浮液 物；V排V物判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮 与G或比较液与物 。物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为的液体中，示数为F则物体密度为：物= G冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变 ，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降 。5阿基米德原理：1、内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。2、公式表示：F浮 = G排 =液V排g 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的 密度和物体 排开液体的体积 有关，而与物体的 质量、体积、重力、形状 、浸没的深度 等均无关。3、适用条件： 液体（或气体） 练习：请用实验验证“浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开水的重力有什么关系”。答：用测力计测出石块在空气中的重力G和空桶的重力G1;在溢水杯中倒满水，把石块浸没在溢水杯中，读出测力计示数F ;用测力计测出桶和溢出水的总重G2;浮力F浮=G-F ,G排=G2-G1 比较F浮和G排 。请用实验验证：浸没在水中的石块，它受到的浮力跟它在水中浸没的深度无关。答：用细线系石块挂在弹簧测力计挂钩上，把石块浸没在水中的几个不同深度，观察发现测力计示数看是否相同，如果相同，即验证了浸没在水中的的石块受到的浮力跟它在水中浸没的深度无关。如图所示是广为人知的故事“曹冲称象”曹冲利用图中的方法，巧妙地测出了大象的体重，请你写出他运用的与浮力有关的两条知识（1）漂浮条件，即物体在漂浮时 F浮 = G （2）阿基米德原理 ；另外，他所用的科学研究方法是等效替代法 和化整为零法 。（把本身较大的质量转换为可以测量的小质量）。6漂浮问题“五规律”：（历年中考频率较高，）规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同；规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。沉底问题“四规律”：规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力小于它受的重力；规律二：同一物体在不同液体里，所受不同相同，液体密度越大浮力越大；规律三：同一物体在不同液体里沉底，排开液体的体积相同，都等于物体的体积；规律四：物体沉底时，它排开液体的重力小于物体的重力，排开液体的质量小于物体的质量，等于液体的密度乘以物体的体积。 V排： 1、如果液体密度一定时，知道F浮可求V排，反之也可求浮力。 2、如果液体密度一定时，V排的变化量等于浮力的变化量除以液体密度与g的乘积。 3、在同一容器中，V排的变化量等于液体深度变化量乘以容器的底面积。 4、在同一液体中，V排等于物体的底面积乘以物体浸入液体的深度。 5、物体放入液体中时，V排等于液体的底面积乘以液体上升的高度。7浮力的利用：1、轮船：工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成 空心的，使它能够排开更多的水。排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 。由排水量m 可计算出：排开液体的体积V排=；排开液体的重力G排 = m g ；轮船受到的浮力F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。2、潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变 自身重力 来实现的。3、气球和飞艇：气球是利用空气的 浮力 升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如： 氢气、氦气或热空气 。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。4、密度计：原理：利用物体的漂浮条件 来进行工作。构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中 。刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大 。8浮力计算题方法总结：（1）确定研究对象，认准要研究的物体。（2）分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。（3）选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。I、计算浮力方法:读数差法：F浮=GF(用弹簧测力计测浮力)。压力差法：F浮= F向上 F向下（用浮力产生的原因求浮力）漂浮、悬浮时，F浮=G (二力平衡求浮力；)F浮=G排 或F浮=液V排g （阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）II、解浮力问题经常用到的一些规律和概念二力平衡条件（推广到三力平衡） 密度的概念液体内部压强规律 浮力的概念阿基米德原理 物体浮沉条件III、综合题的解题步骤认真审题，确定研究对象，明确对象所处的状态。分析受力情况，画出受力分析图。 根据状态列出方程式方程组。进行数学运算。IV、必须弄清楚的一些概念物重G与视重G 物重G与物体排开的液重G浸在（浸入）与浸没（没入） 上浮、漂浮、悬浮。物体的密度物与液体的密度液。物体的体积v物、物体排开液体积v排、物体露出液而的体积v露。四、浮力题型讲解与练习1、浮力与拉力的题型例1甲、乙两物体的体积相同，甲的密度是4103kg/m3,乙的密度是8103kg/m3，将它们分别挂在A、B两个弹簧测力计下，则以下判断正确的是（ ）AA、B两弹簧测力计的示数之比F甲：F乙=1：1B若将它们都浸没在水中，甲、乙两物体受到的浮力之比F浮甲：F浮乙=1：2C若将它们都浸没在水中，A弹簧测力计的示数与甲受到的重力之比F甲：G甲=3：4D若将它们都浸没在水中，A、B两弹簧测力计的示数之比F甲：F乙=7：3例2如图所示，甲、乙两个质量相等的实心物块，其密度为甲=0.8103kg/m3，乙=0.4103kg/m3，甲、乙均由弹簧竖直向下拉住浸没在水中静止。则（ ）A.甲、乙所受浮力之比为21B.甲、乙所受浮力之比为12C.甲、乙所受弹簧拉力之比为16D.甲、乙所受弹簧拉力之比为23随堂练习 1如图所示，有两个小球M和N，密度分别为M和N。图甲中，细线的一端固定在杯底，另一端拴住小球M使其浸没在水中静止；图乙中，细线的一端固定在杯底，另一端拴住小球N使其浸没在油中静止。小球M所受重力为GM，体积为VM；小球N所受重力为GN，体积为VN。小球M和N所受细线的拉力大小相等，所受浮力分别为FM和FN。已知水的密度为水，油的密度为油，且水油NM，则下列判断中正确的是（ ）11 AGMGN BVMVNCFNFMDFNFM2、漂浮的两个物体的分析例3一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器，内装密度为的液体，将挂在弹簧测力计下的金属块A浸没在该液体中（A与容器底未接触），金属块A静止时，弹簧测力计的示数为F，将木块B放入该液体中，静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7：12；把金属块A放在木块B上，木块B刚好没入液体中（如图所示）若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为13：24，则金属块的体积为 。随堂练习2一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器，内装密度为的液体将挂在弹簧测力计下的金属块A浸没在该液体中（A与容器底未接触），金属块A静止时，弹簧测力计的示数为F1；将木块B放入该液体中，静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7：10；将挂在弹簧测力计下的金属块A放在B上面，使木块B刚好浸没入液体中，如图所示，弹簧测力计的示数为F2若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为13：20，则金属块A的体积为 。3、金属球仍入水中引起的变化题图8例4如图8所示，在底面积为S的圆柱形水池底部有一个金属球，且金属就对容器地面压力为N（球与池底没有密合），圆柱型的水槽漂浮在池内的水面上，此时水槽受到的浮力为F1。若把金属球从水中捞出并放在水槽中漂浮在水池中，此时水槽受到的浮力为F2，捞起金属球前、后水池底受到水的压强变化量为p，水的密度为水。根据上述条件可以求出1、金属球质量，体积，密度。2、把金属球捞出放在水槽中时，液体对容器地的压强变化量为多少？3、液面上升的高度为多少？图5例5如图5所示，在底面积为S的圆柱形水槽底部有一个金属球（球与槽底没有紧密接触），圆柱型的烧杯漂浮在水面上，此时烧杯受到的浮力为F1。若把金属球从水中捞出并放在烧杯里漂浮在水中，此时烧杯受到的浮力为F2，捞起金属球后水槽底部受到水的压强变化量为p，水的密度为水。根据上述条件可知（ ）A金属球受的重力为F2 F1pSB金属球被捞起前受的浮力为F2 F1C金属球被捞起后水槽底部受水的压力减小了pSD金属球被捞起后烧杯排开水的体积增大了 随堂练习3装有金属球的小容器A漂浮在盛有水的圆柱形大容器B的水面上，所受的浮力为Fl，如图8所示，若把金属从A中拿出投入水中沉到B的低部时，小容器A所受的浮力大小为F2，池底对金属球的支持大小为N，那么（ ）A金属球所受重力的大小为FlF2B小容器所受重力的大小为F2C小容器所受浮力减小了ND大容器底部受水的压力减小了N4、变化量分析例6如图12所示的容器，上部横截面积为S1，底部横截面积为S2，容器上下两部分高分别为h1、h2，容器中盛有某种液体，有一个空心金属球用细绳系住，绳的另一端栓在容器底部，此时球全部浸没在液体中，位置如图12，绳对球的拉力为F，如将细绳剪断待空心金属球静止后液体对容器底部的减少增大了 。（用题中字母表示）例7图9是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，OC：OD=1：2，物体A为配重，其质量为200g。烧杯的底面积为75cm3，物体B的质量为320g，它的体积为40cm3。当物体B浸没在水中时，水对杯底的压强为P1。当用力拉物体A，将物体B提出水面一部分以后，杠杆恰好在水平位置平衡，此时，竖直向下拉物体A的力为F，水对杯底的压强为P2。若P1与P2之差为40Pa，则拉力F的大小为_N。（g取l0NKg，杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计） 甲 乙图8-3随堂练习4图8-3甲为一个木块用细绳系在容器底部，向容器内倒水，当木块露出水面的体积是20cm3细绳对木块的拉力为0.6N，将细绳剪断，木块上浮，静止时有2/5的体积露出水面，如图乙，求此时木块受到的浮力。（g=10N/Kg）随堂练习5如图甲所示，底面积为50cm2的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水，放在水平台面上，底面积为10cm2的圆柱形物体B浸没在水中，杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，CO2DO；物体A是质量100g的配重。如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，作用在物体A上的方向向下的拉力F为0.6N，物体B有2/5的体积露出水面，筒中水的深度比图甲中水的深度下降了0.4cm；此时，物体B所受的浮力为F浮。水在物体B底面处产生的压强为Pg取10N/kg，杠杆、悬挂物体的细绳的质量均忽略不计，则下列选项正确的是（ ）AP的大小为500PaBF浮的大小为0.2NC物体B的密度为7g/cm3D物体B的体积为100cm35、练习利用字母表示的题型例8如图5所示，在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块，在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B，金属块B浸没在液体内，而木块漂浮在液面上，液面正好与容器口相齐某瞬间细线突然断了，待稳定后液面下降了h1；然后取出金属块B，液面又下降了h2；最后取出木块A，液面又下降了h3由此可判断A与B的密度比为（ ）A（h2h3）h1Bh1（h2h3）C（h2h1）h3Dh3（h1h2）图11随堂练习6如图11所示，底面积为S1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为的正方体金属块放入底面积为S2的长方体塑料盒中（塑料盒的厚度可忽略不计），塑料盒漂浮在液面上（液体不会溢出容器），其浸入液体的深度为h1。若把金属块从塑料盒中取出，用细线系在塑料盒的下方，放入液体中，金属块不接触容器，塑料盒浸入液体的深度为h2。剪断细线，金属块会沉到容器的底部，塑料盒漂浮在液面上，其浸入液体的深度为h3。若塑料盒始终处于如图所示的直立状态而未发生倾斜，则细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强减小了 。密度计的几种计算：4cm10cm图27例9如图27所示，小阳同学制作了一支密度计，密度计的上部是一个用来标刻度的圆柱形玻璃管，长为10cm，横截面积为0.5cm，管下部分还有一个玻璃泡。整个玻璃管、玻璃泡的质量共2.4g。小阳同学在玻璃泡中装进1cm的水银后，请实验室老师用酒精喷灯封闭玻璃管，当把它插进水中时，水面距上端4cm。请你帮助小阳同学推算出：(1)整个密度计的体积；(2)密度计上部玻璃管所能标出的最大密度值。（水银的密度为13.6103kg/m3（结果保留三位有效数字）(6分)例10欢欢利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”，用如图所示的方法测量液体的密度。“土密度计”在酒精（酒精0.8103kg/m3）中静止时露出液面的高度为3cm；“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm。则此硫酸铜溶液的密度为 kg/m3。AB图10C例11一个密度计如图10所示，其刻度部分的A、B 两点，分别是最上面和最下面的刻度位置，这个密度计的测量范围是1.00103kg/m31.60103kg/m3,把这个密度计放入某种液体中，液面的位置恰好在A、B的中点C处，则这种液体的密度是_ g/cm3。 （计算结果保留两位小数） 随堂练习7小明在一均匀木棒上绕一些铅丝，使得木棒在液体中可以竖直漂浮，从而制成一个密度计。将密度计放在水中，水面到木杆下面的距离为16.5 m。再把它放入到盐水中，液面到木杆下面的距离为14.5 m。若把它放入到酒精中，则液面到木杆下面的距离 cm。（三种液体的密度如表所示）随堂练习8科技小组的同学们在薄壁平底试管中装入一些细沙后，制成一个“土密度计”。把它放入水中漂浮时，试管露出水面的高度为3cm；把它放入豆浆中漂浮时，试管露出液面的高度为4cm。若试管和细沙总质量为20g，试管横截面积为1.6cm2。（g10N/kg，最后结果保留两位小数）求：在水中漂浮时，水对试管底部的压强；豆浆的密度。五、课后练习一、选择题1某物理兴趣小组在研究物体沉浮条件时做过一个小实验，他们将一土豆放入水槽中发现其在水中悬浮，然后将几枚大头针完全插入土豆中后发现土豆（ ）A下沉B上浮C悬浮D漂浮2体积为60L的救生圈，所受重力为50N，体重为450N 的林林同学在水中使用这个救生圈，当他处于静止状态时，下列判断正确的是（ ）A人和救生圈没入水中，处于悬浮状态B人和救生圈漂浮，部分露出水面C人和救生圈沉入水底D以上情况都有可能3小张看到鸡蛋浮在盐水面上，如图所示，他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是图中的（ ）ABCD4一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有76g水溢出；将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，静止后有64g酒精溢出已知酒精的密度是0.8103kg/m3，则物块在水中的状态及物块的密度是（ ）A悬浮，1.0103kg/m3 B漂浮，0.95103kg/m3 C下沉，1.2103kg/m3 D漂浮，0.90103kg/m35两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中，同时松手，小木块上浮，大石块下沉比较松手时两者所受的浮力（ ）A木块受的浮力大B石块受的浮力大C两者受的浮力一样大D条件不足，无法比较6如图所示，一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉，使蜡烛能直立漂浮在水面上，露出长度为L，当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分（ ）A还会重新露出水面B不会重新露出水面C以上两种可能都有D无法判断是否会重新露出水面7如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态下列判断正确的是（ ）A甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度B甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度C鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力D鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力8密度计是用来测量液体密度的仪器，把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，密度计静止时，两种液体的深度相同，如图所示，甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲和p乙，密度计受到的浮力分别为F甲和F乙，则（ ）Ap甲p乙 F甲=F乙Bp甲p乙 F甲F乙Cp甲p乙 F甲=F乙Dp甲p乙 F甲F乙二、解答题9彤彤过生日时，妈妈送给她一个内有“生日快乐”字样的小水晶球彤彤想知道小水晶球的密度，于是她找来量筒、小玻璃杯和水，用如图所示的步骤测量出小水晶球的密度由图可知：水晶球的体积是 cm3，水晶球的质量是 g，水晶球的密度是 g/cm310一平底薄壁容器内装有3N的水，放在水平桌面上，容器与桌面的接触面积为20cm2，容器内水面高度10cm，则水对容器底的压力是 一个重为10牛的实心金属块，挂在弹簧秤下并浸入水中，当金属块体积的1/3浸入水中静止时，弹簧秤的示数为8牛，当把金属块全部浸入水中（未碰到杯底）时，弹簧秤的示数是 N（g取10N/kg）11质量相等的两个均匀实心球甲和乙，它们的密度之比甲：乙=1：2，则它们的体积之比V甲：V乙= ；现将甲、乙两球放入盛有足够多的水的容器中，当它们静止时水对两球的浮力之比为F甲：F乙=6：5，则甲球的密度甲= kg/m3（已知水=1.0103kg/m3）12一艘排水量为3000吨的轮船在河水中航行，满载时船及所装的货物共重 N；当这艘轮船从河里驶入海里时，它排开水的体积 （选填“变大”、“变小”或“不变”）13一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时，它受到的浮力是 N，如果往盐水中不断注入清水，鸡蛋将 （选填“上浮”、“下沉”或“不动”，g=10N/kg）14如图，将装有水的小瓶瓶口向 （上/下），使其漂浮在大塑料瓶的水面上，将大