中考物理总复习 第十五章 浮力及其应用课件.ppt

第15章浮力及其应用 中考考点及考查角度系统复习 考点一浮力及浮力产生的原因 1 浮力 浸在液体或气体里的物体 受到液体或气体 的力 2 浮力产生的原因 如图所示 液体 气体 对物体上 下表面的压力不相等 并且向上的压力 向下的压力 即为浮力 3 f浮 压力差法 4 浮力的方向 竖直向上托 5 实验探究 浮力的大小跟哪些因素有关 1 操作过程图 如图所示 大于 压力差 f向上 f向下 竖直向上 2 实验结论 物体在液体中所受浮力的大小 跟它浸在液体中的 和 有关 物体浸在液体中的体积越大 液体密度越大 浮力就越大 3 实验提升 浮力大小与深度的关系 当物体没有完全浸没时 浮力大小随深度的增加而 当物体完全浸没后 浮力大小将不变 与物体所处深度无关 6 根据测力计两次的示数 f浮 二次称重法 拓展 1 对于长方体 正方体和柱体 如果与容器底部紧密接触 由于下表面没有受到向上的压力 所以物体虽在液体中却不受向上的浮力 例如深入泥地的柱状桥墩或水里的木桩等 2 不管物体上浮还是下沉都受浮力 体积 液体密度 增大 g f 例1 2015 淮安 在探究 浮力的大小与什么因素有关 的实验中 小明同学和他的同伴们进行了如图所示的一系列实验 实验中的铜块与铝块体积相同 实验数据在图中已列出 1 图 三次实验是为了探究浮力的大小与哪个因素的关系 2 分析 四次实验得到的结论是什么 3 为探究浮力大小跟物体浸没在液体中深度的关系 应选哪几次实验分析比较 4 根据有关实验数据 你得到的盐水的密度是多少 1 比较 可知 液体密度一定时 物体排开液体的体积越大 受到的浮力越大 所以这三次实验是探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系 2 两种不同的物体 其中铜块受到的重力为g铜 9n 铝块受到的重力为g铝 2 8n 铜块浸没在水中时受到的浮力为f铜浮 9n 8n 1n 铝块浸没在水中时受到的浮力为f铝浮 2 8n 1 8n 1n 浮力相等 所以物体受到的浮力大小与物体的密度无关 3 要探究浮力大小与物体浸入深度的关系 需要保持液体密度和物体排开液体的体积相同 所以选择 4 据图 和图 可得 铜块浸没在水中受到的浮力f铜浮 9n 8n 1n 据图 和图 可得铜块浸没在盐水中受到的浮力f铜浮 9n 7 9n 1 1n 根据公式f浮 液gv排可得 铜块在盐水中受到的浮力是铜块在水中受到浮力的1 1倍 则盐水的密度是水的密度的1 1倍 所以盐水的密度 盐水 1 1 103kg m3 解 举一反三训练 1 2015 宜昌 在探究影响浮力大小因素的实验中 同学们提出了下列4种猜想 猜想1 浮力的大小与液体的密度有关 猜想2 浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关 猜想3 浮力的大小与物体的形状有关 猜想4 浮力的大小与物体所受的重力有关 1 如图1所示 小明把一个柱状物体挂在弹簧测力计下 使它浸在液体中的体积逐渐增大 观察到弹簧测力计的读数逐渐变小 此实验说明了猜想 是正确的 2 如图2所示 小明将同一块石块浸没在水和盐水中 此实验是为了验证猜想 在实验中 观察到石块浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数较小 则说明石块在盐水中所受浮力 填 较大 或 较小 较小 2 1 3 为了验证猜想3 小明将同一块橡皮泥做成不同的形状 先后放入水中 发现有的漂浮在水面上 有的下沉 由此得出结论 浮力的大小与物体的形状有关 请你指出他的实验方法的错误 4 为了验证猜想4 小明将重力相同而体积不相同的铁块和铝块浸没在水中 观察到所受的浮力大小不相等 由此得出结论 浮力大小与物体所受的重力无关 请指出他的实验方法的错误 没有控制橡皮泥浸入 没有控制物体浸入液体的 液体的体积相同 体积相同 没有改变重力的大小 考点二阿基米德原理 1 阿基米德原理的内容 浸在液体中的物体受到向上的浮力 浮力的大小等于 即f浮 2 探究 浮力的大小等于什么 它排开的液体所受的重力 g排 液gv排 g f g1 g0 装满 小于 它排开的液体所受的重力 液gv排 密度 排开液体 的体积 续表 例2 2016 兰州 如图所示 为了验证 阿基米德原理 某同学做了如下实验 1 如图甲所示 在弹簧的下端挂一个小桶 小桶的下面吊一个石块 记下弹簧伸长后下端到达的位置o 将此时弹簧对小桶的拉力计为t1 小桶与石块的总重记为g 则t1 g 填 或 2 如图乙所示 在溢水杯中盛满水 当石块浸没在水中时 排出的水便流到旁边的小水杯中 将排出水的重力记为g排 考查角度1探究实验 阿基米德原理 3 如图丙所示 把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶中 弹簧的下端又会到达原来的位置o 将此时弹簧对小桶的拉力记为t2 则t2 t1 填 或 4 通过对图丙中小桶和石块的受力分析 请推导石块受到的浮力f浮与排出水的重力g浮之间的关系 要求写出推导过程 由力的平衡可得 图甲 t1 g 图丙 t2 f浮 g g排 又由题意得 t1 t2 所以f浮 g排 因为t1 g t2 f浮 g g排 t1 t2 所以得 f浮 g排 举一反三训练 2 2016 永州 小云同学在学习了 阿基米德原理 后 发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度 下面是他设计的测量盐水的密度的实验步骤 1 如图甲 把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上 测出合金块的重力g 4 0n 2 如图乙 将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没在盐水中 记下弹簧测力计的示数f n 3 计算合金块浸没在盐水中所受到的浮力f浮 n 4 根据阿基米德原理计算该盐水的密度 kg m3 合金 8 0 103kg m3 g取10n kg 实验完成后 小云同学继续思考 如果在步骤 2 中合金块只有部分浸入盐水中 如图丙 则按上述步骤测出的盐水密度比真实值要 填 偏大 或 偏小 3 4 0 6 1 2 103 偏小 4 部分浸入时 f浮偏小 计算后密度偏小 例3 2015 铜仁 如图所示 一个圆柱形容器中装有一定量的水 一个质量为780g的石块挂在弹簧测力计上并浸没水中 石块静止时弹簧测力计的示数为4 2n 容器的底面积为180cm2 g 10n kg 求 1 石块在水中受到的浮力 2 石块的密度 结果保留1位小数 3 若将石块从水中取出 容器中的水位将下降多厘米 附在石块上的水忽略不计 考查角度2阿基米德原理及其变形公式的应用 考法点拨 本题考查知识点比较多 涉及重力的计算 密度的计算 二次称重法测量物体受到的浮力 阿基米德原理及其公式变形 本题关键点是明确 浸没于水中的石块体积与它排开水的体积相等 1 石块质量m 780g 0 78kg 则重力g mg 0 78kg 10n kg 7 8n 石块受到的浮力 f浮 g f 7 8n 4 2n 3 6n 2 石块的体积与它排开水的体积相等 石块的密度 3 若将石块从水中取出 则水面下降的高度 解 举一反三训练 3 2016 广安 如图所示 把一个重为6n的物体挂在测力计下 再将该物体浸没在水中后 测力计上显示的读数为4n 此时杯中水的深度为8cm 则下列计算结果中 错误的是 g取10n kg a 水对杯底的压强是p 8 104pab 物体受到的浮力是f浮 2nc 物体的体积是v 2 10 4m3d 物体的密度是 3 103kg m3 a 水对杯底的压强 p 水gh 1 0 103kg m3 10n kg 8 10 2m 800pa 故a错误 物体受到的浮力 f浮 g f示 6n 4n 2n 故b正确 因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等 所以 由f浮 水gv排可得物体的体积 故c正确 由g mg可得 物体的质量 则物体的密度 故d正确 故选a 考点三物体的浮沉条件 1 物体的浮沉条件 提示 1 上浮的结果是漂浮 下沉的结果是沉底 2 浮力等于重力时 可能漂浮 也可能悬浮 2 物体浮沉条件的应用木船 木材的密度小于水的密度 可以漂浮在水面上 做成 的 以增大可以利用的浮力 轮船 钢材的密度大于水的密度 做成 的可以漂浮在液体的表面上 也增大了可以利用的浮力 轮船载重的大小用排水量表示 排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的 潜水艇 通过水舱吸水和排水的方式改变自身 来实现上浮和下沉 浸没时浮力不变 空心 空心 质量 重力 气球和飞艇 靠充入密度 空气密度的气体 热空气 氢气 氦气等 来工作 密度计 根据 及阿基米德原理制成用来测定液体密度的仪器 密度计示数越靠下越 填 大 或 小 总结 浮力的有关计算 小于 二力平衡 大 例4 2015 广西 把体积为2 10 3m3 重为12n的物块放入水中 当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为 g取10n kg a 漂浮 f浮 20nb 漂浮 f浮 12nc 沉底 f浮 20nd 沉底 f浮 12n b 考查角度1物体的浮沉条件 把这个物块放入水中后 只有先分析物块最后静止在什么位置 是沉在水底还是悬浮在水中或是漂浮在水面 才能正确求出物块受到的浮力 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 解法一 物块浸没在水中 受到的浮力 f浮 水gv排 1 0 103kg m3 10n kg 2 10 3m3 20n 12n 物体会上浮 最后漂浮在水面上 根据漂浮的条件知浮力f浮 g 12n 解法二 物块会上浮 最后漂浮在水面上 根据漂浮的条件知浮力f浮 g 12n 方法点拨 举一反三训练 4 2015 眉山 一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中 静止后有160g煤油溢出 将其轻轻放入盛满水的大烧杯中 静止后有180g水溢出 已知煤油的密度是0 8 103kg m3 则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是 a 下沉 1 1 103kg m3b 漂浮 0 85 103kg m3c 悬浮 1 0 103kg m3d 漂浮 0 9 103kg m3 d 根据物块 水和煤油的密度关系分三种情况用假设法分析 1 假设 物 水 油 物块将在水中悬浮或下沉在杯底 在煤油中下沉在杯底 此时排开水或煤油的体积相同 根据f浮 液v排g可知在水和煤油中受到的浮力之比为5 4 而题目中根据f浮 g排 g溢 m溢g可知浮力之比为180g 160g 9 8 所以假设错误 2 假设 水 油 物 物块将在水中漂浮 在煤油中漂浮或悬浮 这样受到的浮力相等 都等于物块自重 但是实际受到的浮力不相等 所以假设错误 可见 水 物 油 所以物块在水中会漂浮 而在煤油中下沉到杯底 物块在水中漂浮 g物 f水浮 g排水 则物块的质量m m排水 180g 物块在煤油中下沉到杯底 则物块的体积 例5 2016 枣庄 现有甲 乙两个完全相同的容器 盛有体积相同的不同液体 把一个鸡蛋分别放入两容器中的情形如图所示 鸡蛋在甲 乙两杯液体中所受的浮力分别为f甲浮和f乙浮 两杯液体对容器底部的压力分别是f甲和f乙 压强分别是p甲和p乙 以下判断正确的是 a f甲浮 f乙浮f甲 f乙p甲 p乙b f甲浮 f乙浮f甲 f乙p甲 p乙c f甲浮 f乙浮f甲 f乙p甲 p乙d f甲浮 f乙浮f甲 f乙p甲 p乙 c 考查角度2物体的浮沉条件的应用 鸡蛋漂浮在甲杯中 受到液体的浮力等于鸡蛋重力 鸡蛋悬浮在乙杯中 受到液体的浮力也等于鸡蛋重力 所以鸡蛋在甲 乙两杯中所受浮力大小相等 即 f甲浮 f乙浮 鸡蛋在甲杯液体中漂浮 液体对容器底的压力 f甲 g鸡蛋 g甲液体 g鸡蛋 m甲液体g g鸡蛋 甲vg 鸡蛋在乙杯液体中悬浮 液体对容器底的压力 f乙 g鸡蛋 g乙液体 g鸡蛋 m乙液体g g鸡蛋 乙vg 因为f甲浮 f乙浮 v排甲 v排乙 所以 甲 乙 所以液体对容器底的压力 f甲 f乙 因为容器相同 容器底面积相同 由压强公式可知液体对容器底部的压强 p甲 p乙 综上分析 a b d错误 c正确 故选c 举一反三训练 5 2015 滨州 测量液体密度的仪器叫密度计 将其插入被测液体中 待静止后直接读取液面处的刻度值 图甲 图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计 它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的 将其放入盛有不同液体的两个烧杯中 它会竖直立在液体中 由图中现象可以判断 a 密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大b 密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大c 乙烧杯中液体的密度较大d 丙烧杯中液体的密度较大 同一个密度计放在乙 丙液体中都漂浮 f浮乙 f浮丙 g 密度计在乙 丙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力g 则a b错误 由图知密度计排开液体的体积v排乙 v排丙 又f浮 液v排g 浮力相等 则 乙 丙 因此c错误 d正确 d 中考综合 应用 探究培优拔尖 拔尖角度一浮力与图像的结合 例6 2015 重庆 弹簧测力计下挂一长方体物体 将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降 然后将其逐渐浸入水中如图甲 图乙是弹簧测力计示数f拉与物体下降高度h变化关系的图像 g取10n kg 则下列说法中正确的是 a 物体的体积是500cm3b 物体受到的最大浮力是5nc 物体的密度是2 25 103kg m3d 物体刚浸没时下表面受到水的压力是9n c 方法点拨 本题运用图像法和公式法解决 由图像知 g 9n 当物体完全浸没时 拉力f拉 5n 则完全浸没时的浮力为f浮 g f拉 9n 5n 4n 此时物体完全浸没 所以浮力最大 故b项错误 由f浮 液gv排得 a项错误 物体的质量 c项正确 物体刚浸没时 下表面受到的压力f下 f浮 4n 故d项错误 举一反三训练 6 2016 福州 将一个重为g的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中 鸡蛋漂浮 然后逐渐向杯中加入清水 当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水 图中的图像能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是 c 本题考查物体的浮沉情况 鸡蛋在浓盐水中 鸡蛋漂浮 此时浮力等于重力 当杯中逐渐加水时 液体的密度减小 鸡蛋由漂浮变为悬浮 此时 浮力仍等于重力 即浮力不变 再逐渐加入清水 浮力就会小于重力 即浮力减小 拔尖角度二阿基米德原理与密度的结合 例7 2015 菏泽节选 边长为10cm的正方体木块放入水中 有的体积浸没在水中 在木块上面放一重物 木块浸入水中的深度增加2cm g取10n kg 水的密度 水 1 0 103kg m3 求 1 此重物所受的重力为 2 有人根据上述问题得到启示 制作了一个称量物体重量的 秤 如图所示 容器缸内盛有水 把活塞置于缸中 在轻活塞的底部放一物块p 活塞的顶部放上托盘 再在活塞的表面上刻上相应的刻度 活塞底部固定的物体p 它的作用是能让活塞竖直立在水中 重物p的密度特点是 2n p的密度大于水的密度 怎么确定秤的零刻度线 如果要增大秤的测量范围 请给制作者提出你的两个建议 a b 托盘上不放物体时 水面所在的高度处为 用密度比水大的液体代替水 零刻度线