【备考 志鸿优化设计】（安徽专用）中考物理总复习 第23讲 浮力 浮力的应用（基础讲练+锁定考试目标+导学必备知识+探究重难方法）（含解析） 新人教版.doc

第23讲浮力浮力的应用考纲要求备考指津1知道浮力产生的原因，能对探究“阿基米德原理”实验的过程作出正确说明，以及得出正确的结论等；能准确表述阿基米德原理的内容；能运用其关系式f液gv排进行简单的计算。2能通过简单的受力分析以及二力平衡条件等知识判断具体情况下物体的浮沉。本课时在中考中侧重于阿基米德原理的应用和物体的浮沉条件。利用阿基米德原理进行简单的计算，在学业水平考试中经常与其他力学知识综合考查；实验探究浮力大小与哪些因素有关，重点考查弹簧测力计的读数、实验设计、根据实验现象得出结论、评估与交流等综合实验能力。题型以选择题、填空题、实验探究题和计算题为主，分值一般在26分。预计今后的考试中，仍将注重对浮力知识的实际应用的考查。考点梳理考点1浮力（1）浮力：液体和气体对浸在其中的物体有向上的托力叫浮力。（2）浮力的方向：浮力的方向“总”是_的，浸在液体（或气体）中的物体不论是上浮、下沉还是悬浮或漂浮，其所受浮力的方向都是_的。（3）影响浮力大小的因素：物体所受浮力的大小只与液体（或气体）的_和物体排开液体（或气体）的_有关。考点2阿基米德原理（1）阿基米德原理：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体的_。（2）阿基米德原理的数学表达式：f浮_，式中液表示液体的密度，单位是kg/m3，v排表示物体排开液体的体积，单位是m3。（3）阿基米德原理不仅适用于各种液体，也适用于各种气体。考点3浮沉条件（1）浮沉条件浸没在液体里的物体的浮沉，决定于它受到的浮力和重力。当f浮_g物时，物体上浮；当f浮_g物时，物体下沉；当f浮_g物时，物体处于悬浮状态，可以在液体中任何深度静止。（2）漂浮：如果一个物体漂浮在液面上，则f浮_g物。（3）物体的浮沉与密度的关系：根据物体的浮沉条件，由阿基米德原理f浮液gv排，及g物物gv物可以讨论。浸没在液体中的物体（v排v物）：当物_液时，物体上浮；当物_液时，物体下沉；当物_液时，物体悬浮。对于漂浮于液面上的物体（v排v物）：由f浮g物得物_液。考点4浮沉条件应用（1）密度计：密度计是用来测量液体密度的工具，它是利用浮在液面上的物体所受的浮力_它受到的重力的原理工作的，同一密度计在不同液体中所受到的浮力_，因此它在密度较大的液体中，浸入液体中的体积较小，所以密度计的刻度是从上往下依次_的。（2）利用盐水选种：由阿基米德原理知，同一物体在密度较大的液体中时所受的浮力较大，由于盐水的密度大于清水的密度，同样的种子在盐水中受到的浮力比在清水中受到的浮力_，所以利用盐水可将干瘪、虫蛀的种子除去。（3）轮船：用密度大于水的钢铁材料制造轮船，采用“_”的办法增大可以利用的浮力。轮船的大小用_表示，即满载货物时排开水的质量。轮船漂浮在水面上，f浮g，当它从内陆河中驶入海中，受到的浮力是不变的，由于海水的密度大于河水的密度，它排开海水的体积_排开河水的体积，所以它要上浮一些。（4）潜水艇：潜水艇在水下航行时，体积不变，即排开水的体积不变，因而它受的浮力_，潜水艇是利用向水舱内充、排水来改变自身的_完成上浮和下潜的。（5）热气球、氢气球、飞艇内的气体密度小于外部空气的密度，它们所受的浮力_它们的自身重力，所以它们能升空。（6）打捞沉船：将浮筒注满水并与沉船固定在一起，然后用压缩空气将浮筒内的水排出，减轻了它们自身的重力，于是沉船在浮筒的带动下浮起来。自主测试1用弹簧测力计测出一个物体重为4 n，然后将该物体浸没在水中，这时弹簧测力计的示数变为3 n，则该物体在水中受到的浮力是（）a7 n b4 n c3 n d1 n2关于潜水艇的上浮和下沉，下列说法正确的是（）a潜水艇是通过改变自身重力达到上浮和下沉的b潜水艇是通过改变浮力达到上浮和下沉的c潜水艇下沉越深，所受浮力越大d潜水艇浮出水面的过程中，所受浮力不变3如图所示，将一个由某种材料制成的空心球放入甲液体中，小球漂浮在液面上；若把它放入乙液体中，小球沉入杯底。则下列判断正确的是（）a该材料的密度一定小于甲液体的密度b该材料的密度一定大于乙液体的密度c球在甲液体中受的浮力小于它在乙液体中受的浮力d球在甲液体中受的浮力等于它在乙液体中受的浮力4用手将一重为5 n的物体全部压入水中，物体排开的水重8 n，此时物体受到的浮力为_ n，放手后物体将_（选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），待物体静止时所受浮力为_ n，排开水的体积是_ m3。重难突破浮力的计算方法归类透析浮力这部分知识，是力学中综合性最强的知识，它与体积、质量、密度、二力合成、二力平衡及压强知识紧密相关，所以，它既是重点又是难点。浮力的计算问题对初学者来说，往往感觉比较难，关键是没掌握有关解决这类问题的方法，下面就浮力的计算问题结合例题来探讨解决此类问题的方法。1两次称量求差法浮力的方向是竖直向上的，与重力的方向刚好相反，所以先用弹簧测力计称出物体在空气中的重力f1，然后把物体浸入液体中，这时弹簧测力计的读数为f2，则f浮f1f2。【例1】一个重2 n的钩码，把它挂在弹簧测力计下浸没在水中时，弹簧测力计的读数是1.2 n，则钩码受到的浮力是_。解析：f浮f1f22 n1.2 n0.8 n。答案：0.8 n2阿基米德原理法阿基米德原理的内容是：浸入液体中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，即f浮g排。阿基米德原理法常常与二力平衡法相结合使用。【例2】如图所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出液体的质量是400 g，乙杯中溢出液体的质量是500 g，则小球质量是_g。解析：图甲中小球是沉入溢水杯底部的，由二力平衡法分析知g球f浮甲，图乙中小球是漂浮在液体表面的，故g球f浮乙m排乙g。即m球gm排乙g，故m球m排乙500 g。答案：500 3二力平衡法把一个物体浸没在液体中让其从静止开始自由运动，它的运动状态无非有三种可能：下沉、不动或上浮。物体浸没在液体中静止不动，叫做悬浮，上浮的物体最终有一部分体积露出液面，静止在液面上，叫做漂浮。下沉的物体最终沉入容器的底部。根据物体的受力平衡可知，悬浮和漂浮的物体，浮力等于重力，即f浮g物，而下沉后的物体还要受到容器壁的支持力，故：f浮g物f支，即f浮g物。【例3】一轮船由海里航行到河里，下列说法正确的是（）a轮船在河里受到的浮力大b轮船在海里受到的浮力大c轮船所受浮力不变 d无法确定浮力的大小解析：轮船由海里航行到河里，根据轮船漂浮的特点可知，其所受的浮力大小等于物体的重力，故正确选项为c。答案：c4公式法由阿基米德原理知f浮g排液gv排，这是求浮力常用的公式。【例4】三个直径相同的甲球、乙球、丙球分别放入水中，最终平衡时如图所示，则受到的浮力f浮甲、f浮乙、f浮丙的大小关系是_。解析：三球浸入水中的体积关系为v甲v乙v丙，由浮力公式知f浮甲f浮乙f浮丙。答案：f浮甲f浮乙f浮丙易错剖析易错点未完全理解物体漂浮的条件【例】把一木块轻轻放入盛满酒精的杯中，木块浮在液面上，此时杯中溢出酒精10 g，若将此木块轻轻放入盛满水的杯中，从水中溢出水的质量为（）a大于10 g b等于10 gc小于10 g d无法确定错解：a错因：上述分析的错误之处在于认为木块排开的酒精的体积和排开的水的体积相等，实际上木块排开酒精的体积大些。解析：要正确解答此题，应该理解物体漂浮的条件。木块在酒精中漂浮，则木块所受的浮力等于木块的重力，木块的质量等于它排出的酒精的质量，木块的密度小于酒精的密度，即f浮1g水，m木m排酒精，木酒精；由题可知酒精的密度比水的密度小，因此木块的密度也比水的密度小，即木水，所以将此木块放入盛满水的杯中，木块仍然漂浮，此时木块受到的浮力还等于木块的重力，木块的质量和它排开的水的质量相等，即f浮2g木，m木m排水；所以，m酒精m排水10 g。答案：b1（2012辽宁沈阳中考）同一个鸡蛋先后放入水和盐水中静止时，鸡蛋在图甲中漂浮、在图乙中沉底，如图所示。由此可知（）a甲图中的鸡蛋受到的浮力大于重力b乙图中的鸡蛋受到的浮力小于重力c甲、乙两图中鸡蛋受到的浮力大小相等d乙图中的液体是盐水2（2012四川遂宁中考）如图所示，有一质量分布均匀的物体，漂浮在水面上，有的体积露出水面，将露出水面部分切去后，剩余浸在水中的部分将（）a上浮 b悬浮c下沉 d无法确定3（2012安徽中考）如图，某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中称时示数是15 n，浸没在水中称时示数是5 n，则此时物块受到水的浮力为_ n，物块的密度为_ kg/m3。（水的密度为1.0103 kg/m3）4（2012四川达州中考）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：a可能与物体浸没在液体中的深度有关；b可能与物体的密度有关；c可能与物体的体积有关；d可能与物体浸在液体中的体积有关；e可能与液体的密度有关。为了验证上述猜想，小明利用下列器材做了如图所示的实验。器材：体积相等的铁块、铜块，弹簧测力计，一杯水，一杯盐水，细绳。（1）分析比较实验，可以验证猜想_是正确的；分析比较实验，可以验证猜想_是错误的（选填“a、b、c、d、e”）。（2）分析比较实验与，可以验证猜想_是错误的（选填“a、b、c、d、e”）。（3）分析比较实验_可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。（4）该实验探究主要运用的科学探究方法是：_。5（2012湖南益阳中考）探究“浮力的大小等于什么”时，实验进行了如图所示的步骤，请回答下列问题：（1）小石块重为_n；（2）排开的水重为_n；（3）为了使实验结论更为可信，将石块换成钩码等其他物体再进行几次实验，其主要目的是_（填序号）；a多次测量求平均值，以减小偶然误差b多次测量找规律，排除偶然性c探究浮力的大小与哪些因素有关（4）实验是通过比较物体的重力与_的重力，得出结论的。6（2012云南昭通中考）如图1所示，一底面积为4103 m2的圆柱体静止在水平桌面上。用弹簧测力计挂着此圆柱体从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，烧杯中原来水的深度为20 cm。圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，整个过程所用时间为10 s。图2是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数f随圆柱体下降高度h变化的图象。（取g10 n/kg）求：图1图2（1）此圆柱体的重力是多少？（2）圆柱体未浸入水中时，烧杯底部受到水的压强是多少？（3）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是多少？（4）圆柱体的体积是多少？（5）圆柱体的密度是多少？（6）圆柱体在整个运动过程中的平均速度是多少？（7）分析图象bc段，可得结论：物体浸没入液体之前，浸入液体的深度越深，实质上是指_越大，受到的浮力越大。（8）分析图象cd段，可得结论：物体浸没入液体后，物体所受浮力大小与_无关。1关于物体所受的浮力，下列说法中正确的是（）a漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大b物体的密度越大，受到的浮力越小c物体排开水的体积越大，受到的浮力越大d浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关2下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是（）a从深水处走向海岸沙滩的游泳者b从长江驶入大海的轮船c海面下正在下沉的潜水艇d在码头装载货物的轮船3某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中，当饮料罐全部浸入在水中后，继续向下压一段距离，共用时t。此过程中，饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下图中的（）4如图所示，在容器中放一个上、下底面积均为10 cm2、高为5 cm、体积为80 cm3的均匀对称石鼓，其下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平，则石鼓受到的浮力是（）a0 b0.3 n c0.5 n d0.8 n5有一体积为0.1 m3的冰块漂浮在水面上（冰0.9103 kg/m3，水1.0103 kg/m3，取g10 n/kg），则该冰块（）a总重是1103 nb浸入液面以下的体积是0.08 m3c水上部分体积占总体积的d受到的浮力是900 n6如图所示，甲、乙两杯盐水的密度分别为甲、乙，将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中，鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态，所受浮力为f甲；在乙杯中处于漂浮状态，所受浮力为f乙。则下列关系正确的是（）a甲乙 b甲乙c甲乙 df甲f乙7如图所示，一船在某水域作业时，将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。第一次放，因水太深，铁箱没触碰到水底，此时船的吃水线在a处。换个地方第二次再放，铁箱才接触到水底。下列说法正确的是（）a铁箱在船上时，船的吃水线在a处下方b铁箱接触到水底时，船的吃水线仍在a处c铁箱接触到水底时，船的吃水线在a处之下d铁箱接触到水底时，船的吃水线在a处之上8如图所示，烧杯内盛有某种液体，把一体积为1104 m3的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中，静止时弹簧测力计的示数为1.5 n，已知铝的密度为2.7103 kg/m3。则铝块在液体中受到的浮力等于_ n，液体的密度为_ kg/m3。9某物质的质量与体积的关系如图所示，该物质的密度是_ kg/m3。由该物质构成的体积为4105 m3的实心物体，重是_ n，把它放入密度为1.0103 kg/m3的水中，静止后受到的浮力大小是_ n，排开水的体积是_ m3。（取g10 n/kg）10如图所示是“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。实验中保持物体处于静止状态，图甲和图乙中物体露出液面的体积相等，弹簧测力计测得的拉力大小关系是f1f2，f2f3f4，则（1）由图甲和图乙的探究可以得出的结论是：_；（2）由图乙和图丙的探究可以得出的结论是：_；（3）由图丙和图丁的探究可以得出的结论是：_。11某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面上，总质量为0.21 kg、底面积为3103 m2。不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图甲。请解答下列问题：（g取10 n/kg）（1）不放物体时，该装置所受的浮力是多大？（2）如图乙所示，在该装置中放入一个体积为1.5105 m3的物块a，它的底部在水面下的深度h0.11 m。此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？（3）物块a的密度是多少？参考答案导学必备知识自主测试1d物体在水中受到的浮力f浮gf4 n3 n1 n，故正确的选项是d。2a潜水艇是通过改变自身重力达到上浮和下沉的，选项a正确，选项b错误；浸没在水中的潜水艇，所受浮力大小不变，与深度无关，选项c错误；潜水艇浮出水面的过程中，由于排开液体的体积变小，所以所受浮力变小，选项d错误。3b根据物体的浮沉条件，小球在甲液体中漂浮，甲液体的密度大于空心球的平均密度，但该材料的密度也大于空心球的平均密度，故无法判断该材料的密度与甲液体密度的大小关系，故选项a错误；空心球在乙液体中下沉，则空心球的密度一定大于乙液体的密度，而空心球的平均密度一定小于其制成材料的密度，所以该材料的密度一定大于乙液体的密度，所以选项b正确；空心球在甲液体中所受浮力等于重力，在乙液体中所受浮力小于重力，故空心球在甲液体中受的浮力大于它在乙液体中受的浮力，故选项c、d错误。4解析：物体受到的浮力：f浮g排8 n；由于物体重g5 n，f浮g，所以放手后物体将上浮；待物体静止时，漂浮在水面上，f浮g5 n，此时排开水的体积：v排5104 m3。答案：8上浮55104品鉴经典考题1b同一个鸡蛋在甲图中漂浮，f浮甲g，在乙图中鸡蛋沉底，f浮乙g，所以，f浮甲f浮乙，故b正确，a、c不正确；同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋漂浮甲鸡蛋，在乙图中鸡蛋沉底，乙鸡蛋，所以甲乙，故甲是盐水，d不正确。2a3解析：（1）f浮gf示15 n5 n10 n，（2）物块浸没水中，f浮水v排g，故vv排，又因为gmgvg，所以水1103 kg/m31.5103 kg/m3答案：101.51034解析：（1）在实验中，都是浸没在水中，液体密度相同，但排开水的体积不同，v排v排，计算浮力可知，f浮1.0 nf浮2.0 n，说明物体受到的浮力与排开液体的体积有关，即猜想d是正确的；在实验中，液体的密度相同，排开液体的体积相同，但物体浸没在液体中的深度不同，此时，弹簧测力计的示数相同都是1.0 n，计算可知，f浮f浮2.0 n，说明物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关，即猜想a是错误的；（2）在实验中，铁块完全浸没在水中，计算可知，f浮f浮2.0 n，在实验中，铜块完全浸没在水中，计算可知，f浮f浮2.0 n，比较可知，铁块和铜块排开水的体积相同，液体的密度相同，受到的浮力相同，说明物体受到的浮力与物体的密度无关，即猜想b错误；（3）研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关，需控制排开液体的体积相同，浸没在不同液体中；实验中，铜块排开液体的体积相同，浸没在不同的液体（水、盐水）中，弹簧测力计的示数不同，即浮力不同，说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关；（4）当研究一个物理量同时与多个因素有关时，则采用控制变量法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决。答案：（1）da（2）b（3）（4）控制变量法5解析：（1）弹簧测力计的分度值为0.2 n，小石块的重力为g1.4 n，空桶的重力g桶1.2 n，桶和溢出水的重力g总2.6 n；（2）排开的水重为：g排g总g桶2.6 n1.2 n1.4 n；（3）本实验多次实验的目的是：多次测量找规律、排除偶然性；（4）因为f浮g排，所以浮力的大小等于排开液体的重力。答案：（1）1.4（2）1.4（3）b（4）排开液体6解析：（1）g12 n。（2）p水gh1103 kg/m310 n/kg0.2 m2103 pa。（3）f浮gf12 n8 n4 n。（4）v物v排4104 m3。（5）m1.2 kg，3103 kg/m3。（6）v0.026 m/s（或2.6 cm/s）。（7）物体排开液体的体积（8）浸没在液体中的深度答案：见解析研习预测试题1c根据阿基米德原理f浮g排液gv 排可知，浮力大小取决于液体的密度和排开液体的体积，与物体的浮沉、物体的密度、液体的深度都无关，故只有选项c正确。2d游泳者从深处走向海岸沙滩时，其排开海水的体积减小，由阿基米德原理f浮液gv排可知，受到浮力减小；轮船从长江驶入大海，由于轮船漂浮，其所受浮力等于重力，本身重力不变，所以浮力不变；浸没在海面下的潜水艇在下沉的过程中，由于其排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知，所受浮力不变；在码头上装载货物的轮船，漂浮在水面上，由于重力不断增大，所以它受到的浮力增大，所以正确的选项是d。3a根据阿基米德原理，f浮液gv排，浮力大小决定于液体的密度和排开液体的体积，饮料罐从漂浮到全部浸没在水中过程中，排开水的体积增大，浮力也随之增大，但完全浸没入水中后，再向下压一段距离的过程中，浮力将保持不变，故选项a正确。4b由于下底表面与容器底部完全紧密接触，所以以底面积为底，以其高为高的圆柱体不受浮力，其余部分所受浮力为其排开水的受到的重力，根据阿基米德原理可得f浮水g（vsh），代入数据后得f浮0.3 n。5d冰块的质量：m冰冰v冰0.9103 kg/m30.1 m390 kg，冰块的重力：gmg90 kg10 n/kg900 n，选项a错误；冰块漂浮在水面上，f浮g900 n，由f浮gv排得，v排0.09 m3，选项b错误；水面上的部分，选项c错误；木块漂浮，受到的浮力f浮g900 n，选项d是正确的。6b根据物体的浮沉条件，鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态，则鸡蛋甲；鸡蛋在乙杯中处于漂浮状态，则鸡蛋乙，所以甲乙。7c当铁箱悬放时，船与铁箱的总重不变，与铁箱在船上时效果一样，当铁箱接触水底时，由于水底对铁箱一个向上的支持力，船与铁箱的总重力减小，根据阿基米德原理和浮沉条件可知，船排开的水的体积减小，即吃水线降低，因此选项c正确。8解析：铝块浸没在液体中时受三个力的作用，即向下的重力g、向上的浮力f浮和弹簧测力计的拉力f拉，根据力的平衡可知，f浮gf拉mgf拉