2018届中考物理第十章浮力课件.pptx

第十章浮力 一 浮力1 定义 浸在液体中的物体受到的 的力 2 方向 向上 竖直向上 3 测量 称重法 1 用弹簧测力计测物体所受的重力G 2 将物体悬挂于弹簧测力计下 读出浸在液体中时弹簧测力计的示数F 3 物体受到的浮力F浮 4 产生原因 浸在液体中的物体其上 下表面受到液体对它的压力不同 浮力大小F浮 G F F向上 F向下 5 决定浮力大小的因素 物体浸在液体中的 越大 液体的 越大 浮力就越大 体积 密度 二 阿基米德原理1 内容 浸在液体中的物体受到向上的浮力 浮力的大小等于 2 公式 导出公式 3 适用范围 阿基米德原理适用于液体和气体 它排开的液体所受到的重力 F浮 G排 F浮 m排g 液gV排 三 物体的浮沉条件及应用1 物体的浮沉条件 1 上浮 F浮 G物 物 液 2 下沉 F浮 G物 物 液 3 悬浮 F浮 G物 物 液 4 漂浮 F浮 G物 物 液 2 浮力的应用 1 轮船 采用 的办法增大可利用的浮力 排水量 表示轮船大小的物理量 是指轮船装满货物时排开水的 空心 质量 2 潜水艇 原理 靠改变 的方法实现上浮或下潜 下潜 水舱 其重力大于浮力 上浮 水舱排出一部分水 其重力 自身重力 充水 减小 3 气球和飞艇 气球 球内充的是 小于空气的气体 热气球 充的是被燃烧器加热而膨胀的 飞艇 气囊内充的是 小于空气的气体 密度 热空气 密度 教材图解 诊断自测 1 如图所示 用手把空的饮料罐慢慢地按入水中 在浸没之前 越往下按感觉浮力 这说明浮力的大小跟物体排开的液体 有关 越大 体积 2 如图所示 人之所以可以浮在 死海 水面上看书休闲 是因为海水的密度 人体的密度 人受到的浮力 人的重力 均选填 大于 等于 或 小于 大于 等于 3 如图 人和小船总重为1000N 小船受到的浮力为 N 则船排开水的体积为 1000 0 1m3 4 如图所示 当潜水艇浸没在水中并下潜时所受的浮力 潜水艇是通过改变 来实现上浮和下沉的 当水舱充水 自身重力增大而 当水舱排水 自身重力减小而 不变 自身重力 下潜 上浮 5 完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水 将同一只鸡蛋先后放入其中 静止后如图 甲图中鸡蛋下沉 乙图中鸡蛋悬浮 则 甲 乙 若鸡蛋排开盐水的质量分别为m甲 m乙 则m甲 m乙 两空均选填 若向乙杯中加盐 则鸡蛋 上浮 6 将同一支密度计先后放在甲 乙两杯液体中 静止时所处位置如图所示 则甲液体的密度 乙液体的密度 密度计在甲液体中受到的浮力 在乙液体中受到的浮力 均选填 大于 小于 或 等于 小于 等于 考点1阿基米德原理1 公式 F浮 G排 m排g 液gV排2 理解 1 浸在 的含义 物体全部浸入 浸没 V排 V物 物体部分浸入 V排 V物 2 F浮 G排 m排g 液gV排各物理量的理解 m排 物体排开液体的质量 液 液体密度 不是物体密度 V排 排开液体的体积 F浮 浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关 而跟物体本身的体积 密度 形状 在液体中的深度 在液体中是否运动 液体的多少等因素无关 3 适用范围 阿基米德原理不但适用于液体 也适用于气体 只是公式中的 液改为 气 即F浮 G排 m排g 气gV排 规避失分点 误认为浸在液体中的物体都受到浮力 浸在液体中的物体不一定都受到浮力 当物体底部与容器底完全接触时 物体底部不受液体向上的压力 此时物体不受浮力 典例1 2017 泰安中考 有甲 乙两个溢水杯 甲溢水杯盛满酒精 乙溢水杯盛满某种液体 将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中 小球下沉到杯底 溢出酒精的质量是40g 将小球从甲溢水杯中取出擦干 轻轻放入乙溢水杯中 小球漂浮且有的体积露出液面 溢出液体的质量是50g 已知 酒精 0 8 103kg m3 下列计算正确的是世纪金榜导学号59944118 小球的质量是40g 小球的体积是50cm3 液体的密度是1 1 103kg m3 小球的密度是0 9 103kg m3A 只有 正确B 只有 正确C 只有 正确D 只有 正确 精讲精析 选B 本题考查浮力的计算 小球在乙溢水杯中漂浮 G球 F浮 G排 则m球 m排 50g 故 错误 小球在甲溢水杯中沉底 V球 V排 50cm3 故 正确 当小球在乙溢水杯中时 由阿基米德原理得 液 1 1g cm3 1 1 103kg m3 故 正确 小球的密度 球 1 0 103kg m3 故 错误 综上所述应选B 典例2 2016 自贡中考 如图所示 放在水平面上装满水的一溢水杯 水深为20cm 弹簧测力计挂着重为10N的物块 现将物块浸没在装满水的溢水杯中 静止后溢出水的质量为0 4kg g取10N kg 求 1 弹簧测力计的示数 2 物体的密度 解题关键 1 根据F浮 G排求浮力 利用称重法列关系式求拉力 2 抓住关键 V物 V排 规范解答 本题考查浮力和密度的计算 1 由阿基米德原理可知 物块受到浮力F浮 G排 m排g 0 4kg 10N kg 4N 浸没在水中的物块受到三个力的作用 重力 浮力和拉力 拉力的大小 即弹簧测力计读数F G F浮 10N 4N 6N 2 物块浸没在水中 V排 V物 所以F浮 G排 水gV排 水gV物 可得 物块的体积 V物 V排 4 10 4m3 物块的质量 m 1kg物块的密度 2 5 103kg m3答案 1 6N 2 2 5 103kg m3 备选例题 2016 来宾中考 一个边长为10cm的正方体 放入水中静止时 有的体积露出水面 此时受到水的浮力为F水 把该物体放入某种液体中 待物体静止时 有的体积浸入液体中 此时受到液体的浮力为F液 液体的密度为 液 g取10N kg 则 A F液 6N 液 2 4 103kg m3B F水 6N 液 0 8 103kg m3C F液 4N 液 0 53 103kg m3D F水 4N 液 0 8 103kg m3 精讲精析 选B 本题考查阿基米德原理 正方体的体积V 10cm 3 1000cm3 1 10 3m3 物体排开水的体积V排水 1 V 1 10 3m3 6 10 4m3 受到水的浮力F水 水gV排水 1 0 103kg m3 10N kg 6 10 4m3 6N 正方体在水中漂浮 则重力G F水 6N 正方体在液体中也漂浮 则受到液体的浮力F液 G 6N 排开液体的体积V排液 V 1 10 3m3 7 5 10 4m3 所以液体的 密度 液 0 8 103kg m3 考点2物体的浮沉条件及力和液体密度大小的判断1 物体的浮沉条件 2 浮力和液体密度大小的判断 1 同液不同物 物体体积相同 根据阿基米德原理F浮 液gV排判断浮力大小 浸入液体体积大的受到的浮力大 如图甲VA VB VC 浮力FA FB FC 物体质量相同 以物体的重力G物为 桥梁 根据物体的浮沉条件判断浮力大小 漂浮和悬浮时F浮 G物 沉底时F浮FC 2 同物不同液 浮力大小的比较 以物体的重力G物为 桥梁 根据物体的浮沉条件判断 漂浮和悬浮时F浮 G物 沉底时F浮FD 液体密度大小的比较 以物体的密度 物为 桥梁 漂浮时 液 物 悬浮时 液 物 沉底时 液 C D 或根据阿基米德原理F浮 液gV排 通过比较浸入液体的体积判断 如图丙中 液体密度 A B 典例3 多选 2016 丹东中考 如图 放在同一水平面上的甲 乙两个相同容器内盛有不同液体 现将同一物块分别放入两个容器中处于静止时 两容器中的液面恰好相平 下列说法正确的是 A 甲容器中物块排开液体的重力较小B 乙容器中物块受到液体的浮力较大C 甲容器中液体的密度较小D 乙容器底部受到液体的压强较大 精讲精析 选C D 物体在甲中处于悬浮 甲的密度等于物体的密度 物体在乙中漂浮 乙的密度大于物体的密度 所以乙的密度大于甲的密度 两个容器中的液面相平 容器底所处的深度相等 乙容器底受到液体的压强较大 物体在两种液体中 都只受重力和浮力 处于平衡状态 浮力与重力相等 物体在两种液体中受到的浮力大小相等 物体排开液体的重力也相等 故选C D 典例4 2017 宜昌中考 2017年4月2日上午 中国第二艘航空母舰001A在大连船厂举行下水仪式 据外界猜测 001A的排水量可达6万吨 标准排水量 是指人员武装齐备 但不包含燃油 滑油 备用锅炉水在内的排水量 第1 2小问计算中g取10N kg 海水 1 103kg m3 世纪金榜导学号59944119 1 若该航空母舰标准排水量6万吨 则此状态下航空母舰所受到海水的浮力是多少 2 若装载燃油 滑油 备用锅炉水共1 8万吨到达满载 则航空母舰受到的浮力比标准排水量时增大了多少 满载后排开水的体积为多少 3 已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度 当这艘航空母舰满载从太平洋到印度洋时 不考虑燃油 食物 淡水等物质的消耗 舰体浸水部分当作长方体 舰身会 选填 上浮一些 下沉一些 或 保持不变 其排水量将 选填 变大 变小 或 不变 舰底受到海水的压强将 选填 变大 变小 或 不变 解题指南 1 知道航空母舰的标准排水量为6万吨 利用阿基米德原理求航空母舰满载时受到的浮力 2 因为漂浮 航空母舰满载受到的浮力比标准排水量时的增大量等于二者之差 由满载时的浮力 利用阿基米德原理可求满载后排开水的体积 3 利用阿基米德原理和液体的压强公式分析解答 规范解答 1 航空母舰标准排水量为6万吨 处于漂浮状态 受到的浮力 F浮 G排 m排g 6 104 103kg 10N kg 6 108N 2 航空母舰满载时受到的浮力 因为漂浮 F浮 G排 m排 g m排 m g 6 104 103kg 1 8 104 103kg 10N kg 7 8 108N 航空母舰受到的浮力比标准排水量时的增大量 F浮 F浮 F浮 7 8 108N 6 108N 1 8 108N 由F浮 液gV排可得 满载后排开水的体积 V排 7 8 104m3 3 由F浮 液gV排可得 当这艘航空母舰满载从太平洋到印度洋时 不考虑燃油 食物 淡水等物质的消耗 舰体浸水部分当作长方体 已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度 液体密度变小 排开液体的体积变大 故舰身会下沉一些 由于这艘航空母舰满载时是漂浮 浮力等于重力 其排水量不变 舰底受到海水的压强 p 排水量不变 舰底的底面积不变 故舰底受到海水的压强不变 答案 1 6 108N 2 1 8 108N7 8 104m3 3 下沉一些 不变 不变 备选例题 2016 黔西南州中考 我州少数民族喜欢依山傍水而居 善于使用楠竹制作竹筏 若某竹筏用7根完全相同的楠竹制作而成 每根楠竹质量为8kg 体积为0 1m3 忽略制作竹筏所使用绳子的质量 g取10N kg 求 1 不载人时 竹筏漂浮于水面受到的浮力及排开水的体积 2 为安全起见 竹筏最多能有的体积浸入水中 若乘客质量均为50kg 不计竹筏的质量 该竹筏最多能载多少人 规范解答 本题考查浮力大小的计算 1 竹筏漂浮于水面 受到的浮力 F浮 G竹 nm竹g 7 8kg 10N kg 560N 根据浮力公式F浮 水gV排得 V排 0 056m3 2 根据题意可得 V排 7 0 1m3 0 35m3 G总 F浮 水gV排 1 103kg m3 10N kg 0 35m3 3 5 103N n人 7 人 答案 1 560N0 056m3 2 7 考点3浮力的计算方法浮力的计算方法 规避失分点 1 在计算时要注意统一单位 分清V排与V物 2 匀速直线上浮与匀速直线下沉是一种平衡状态 典例5 2017 内江中考 如图所示是物体浸入水中前后弹簧测力计示数的示意图 由此可知 物体的质量为kg 物体受到的浮力为N 精讲精析 本题考查称重法测浮力 由物体浸入水中前弹簧测力计示数可得到物体的重力G 4 0N 则物体的质量m 0 4kg 物体浸入水中后弹簧测力计示数F 3 0N 则物体受到的浮力F浮 G F 4 0N 3 0N 1 0N 答案 0 41 0 典例6 2016 绥化中考 把体积为500cm3 重为4N的小球A放入盛水的容器中 球A静止时水深40cm 求 世纪金榜导学号59944120 1 容器底受到水的压强p是多少 2 小球A的密度 A是多少 3 小球A受到的浮力F浮是多少 4 若取出A球 把另一个体积为600cm3 重为4 8N的木球B用细线系于容器底 如图所示 则细线受到的拉力F是多少 解题关键 关键点1 已知水的深度和密度 利用p 水gh计算容器底受到水的压强 关键点2 利用G mg求出小球的质量 再利用 计算小球A的密度 关键点3 比较小球和水的密度 根据物体浮沉条件判断小球在水中的状态 然后计算浮力大小 关键点4 由图知 木球B浸没在水中 排开水的体积等于其自身体积 利用F浮 水gV排求出木球所受浮力 然后对木球进行受力分析 利用力的平衡计算拉力大小 规范解答 1 容器底受到水的压强 p 水gh 1 0 103kg m3 10N kg 0 4m 4 103Pa 2 小球A的质量 mA 0 4kg 小球A的密度 A 0 8 103kg m3 3 因为 A 水 所以小球A将上浮最终漂浮在水面上 球A静止时 其受到的浮力 F浮 GA 4N 4 木球B浸没在水中 则V排 VB 600cm3 600 10 6m3 木球B所受浮力 F浮B 水gV排 1 0 103kg m3 10N kg 600 10 6m3 6N 木球B受向下的重力 向下的拉力和向上的浮力 根据力的平衡条件可得 GB F拉 F浮B 则拉力 F拉 F浮B GB 6N 4 8N 1 2N答案 1 4 103Pa 2 0 8 103kg m3 3 4N 4 1 2N 备选例题 2016 淮安中考 一重物挂在弹簧测力计下 弹簧测力计示数为2N 将重物浸没在水中 弹簧测力计示数为1 2N 此时重物所受浮力为N 若改变重物浸没在水中的深度 重物所受浮力大小 精讲精析 本题考查称重法测浮力和阿基米德原理 重物的重力G 2N 浸没在水中时 弹簧测力计的示数F 1 2N 根据称重法测浮力 可知F浮 G F 2N 1 2N 0 8N 改变重物浸没在水中的深度 重物排开水的体积不变 根据阿基米德原理的计算公式F浮 液gV排可知 重物所受的浮力大小不变 答案 0 8不变 主题一浮力的大小与哪些因素有关 实验方法 法 实验关键 控制变量 1 比较浮力的大小 将物体浸入液体 比较弹簧测力计的示数 2 探究浮力与液体密度的关系 控制变量法的应用 思路 控制 不变 只改变 如图甲 将同一个物体分别浸没在水和盐水中 物体排开液体的体积 液体密 度 3 探究浮力与物体排开液体的体积的关系 控制变量法的应用 思路 控制 不变 只改变 如图乙 将一圆柱体逐渐浸入水中 直至完全浸没 液体密度 物体排开液体的体 积 4 探究浮力与浸没在液体中深度的关系 控制变量法的应用 思路 控制 不变 改变 如将圆柱体浸没在水中的不同深度 液体的密度和排开液体的体积 浸没在液体中的深度 要点探究 1 实验中如何求出浮力的大小 提示 利用称重法 用弹簧测力计测出物体所受的重力G物 把被测物体浸在液体中 记下此时弹簧测力计的示数F 则F浮 G物 F 2 物体浸入液体时F h 拉力 高度 图象的解读 其中 纵坐标表示弹簧测力计示数F 横坐标表示物体下降的高度h AB段 表示物体浸入液体前的过程 所受拉力大小不变 F G物 9N 物体浸入液体体积V 0 所受浮力F浮 0N BC段 表示物体逐渐浸入液体的过程 所受拉力F逐渐减小 物体浸入液体的体积逐渐增大 所受浮力F浮逐渐增大 浮力大小F浮 G物 F C点时物体刚好浸没 所受浮力F浮 G物 F 9N 5N 4N CD段 表示物体浸没液体中且深度不断增加的过程 物体所受拉力F 5N不变 浸入液体的体积不变 所受浮力F浮 4N不变 浮力与物体的密度有关系吗 如何设计实验来探究 提示 探究浮力与物体密度的关系 思路 保证液体密度和物体排开液体的体积不变 只改变物体的密度 操作 取两个形状完全相同 但材料不同的金属块 将其中一个金属块用细线挂在弹簧测力计上测出重力G1 然后将其全部浸没在水中再读出弹簧测力计的示数F1 则浮力为F浮1 G1 F1 同样测出另一金属块的重力G2和全部浸没在水中时的弹簧测力计示数F2 则F浮2 G2 F2 比较F浮1与F浮2是否相等 相等则说明浮力与物体密度无关 示范案例 2017 怀化中考 某同学按照如图所示的操作 探究影响浮力大小的因素 世纪金榜导学号59944121 1 物体受到的重力为 N 2 物体全部浸没在水中时 受到的浮力是 N 3 由 两图可得出结论 物体受到的浮力大小与物体推开液体的体积有关 4 由 两图可得出结论 物体受到的浮力大小与物体浸没在物体中的深度无关 5 由D E两图可得出结论 物体受到的浮力大小与液体的 有关 解析 本题考查影响浮力大小因素的实验探究 1 根据弹簧测力计读数可知 物体受到的重力为4N 2 物体全部沉入水中时弹簧测力计的示数为3N 所以物体受到的浮力F浮 4N 3N 1N 3 要探究物体浮力大小与物体排开液体的体积的关系 要控制液体不变 体积不同 所以要选B C两图 4 C D两图物体浸没在同种液体中 排开液体体积 弹簧测力计示数均相 同 只有深度不同 所以可以表明物体受到浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关 5 D E两图中 物体都浸没在液体中 排开液体的体积相同 弹簧测力计示数不同 液体密度不同 表明物体受到的浮力大小与液体的密度有关 答案 1 4 2 1 3 B C 4 C D 5 密度 延伸探究 结合 示范案例 思考以下问题 该兴趣小组的同学将圆柱体挂在弹簧测力计上并浸入水中 当圆柱体下表面与水面相平时 圆柱体开始缓慢下降 整个过程水未溢出 根据实验数据 绘制出如图所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系图象 则 1 圆柱体的重力为 N 2 圆柱体浸没在水中时所受浮力为 N 3 图象中 选填 AB 或 BC 段表明物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变 4 圆柱体由h1到h2的过程中 所受浮力 其下表面所受水的压强 均选填 变大 变小 或 不变 5 圆柱体的密度为 kg m3 6 小组同学又选用其他液体进一步探究 发现圆柱体浸没时 弹簧测力计的示数与在水中浸没时不同 说明浮力的大小还与 有关 解析 本题考查探究 浮力的大小跟哪些因素有关 的实验 1 通过观察图象可知 开始时 圆柱体没有浸入水中时 重力G F 6N 2 圆柱体浸没在水中时 拉力为2N F浮 G F 6N 2N 4N 3 图象中 AB段表示圆柱体所受浮力发生改变 同时开始缓慢浸入水中 说明排开液体的体积发生改变 表明圆柱体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变 4 圆柱 体由h1到h2的过程中 此时圆柱体浸没于水中 浮力大小不变 下表面浸入深度增加 根据p gh可知 下表面所受水的压强变大 5 圆柱体的密度 1 5 103kg m3 6 小组同学又选用其他液体进一步探究 发现圆柱体浸没时 弹簧测力计的示数与在水中浸没时不同 说明浮力的大小还与液体的密度有关 答案 1 6 2 4 3 AB 4 不变变大 5 1 5 103 6 液体密度 主题二探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 实验装置 实验关键 1 测物体受到的浮力F浮 用弹簧测力计测出物体所受的重力G物 把被测物体 在盛满水的溢水杯中 记下此时测力计的示数F F浮 浸没 G物 F 2 测物体排开液体所受的重力G排 测出小桶的重力G桶 测出小桶和物体排开的水的总重力G总 G排 G总 G桶 要点探究 1 测排开液体的重力时 能否先测小桶和排开水的总重力 再倒出水测出空桶的重力 提示 不能 桶内的水不能全部倒净 内壁会附有水 使测出的G桶偏大 G排偏小 2 如果溢水杯中的水没有加满 会造成什么影响 还能得出实验结论吗 提示 溢水杯中的水没有加满 则排出水的体积会偏小 就无法得出浮力与排开液体重力的关系 示范案例 2016 牡丹江中考 在 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 实验中 小明的实验步骤如下 世纪金榜导学号59944122 如