浮力(补习材料)

浮力浮力 补习材料补习材料 浮力 复习提纲 一 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 二 浮力方向竖直向上 施力物体液 气 体 三 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 公式表示为 例 1 用弹簧测力计在空气中测得一石块重1N 将石块完全没入水中 后 弹簧测力计的示数为 则石块在水中受到的浮力为 N 解析先利用称重法求浮力 四 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 2 请根据示意图完成下空 F浮F浮下沉悬浮上浮漂浮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 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1 3 则物体密度为2 3 分析F浮 G则 液V排g 物Vg 物 V排 V 液 2 3 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 G F 例 2 我国沉船打捞人员在南海打捞宋朝的商船 潜水员在水面下作业 在他下潜的过程中 以下说法正确的是 A 所受浮力变大 压强 变大B 所受浮力变大 压强变小C 所受浮力不变 压强变大D 所 受浮力不变 压强不变答案C 举一反三弹簧测力计挂一重为5N的小石块 将石块缓慢浸入水中 此时 弹簧测力计的示数将 变大 变小 不变 完全没入 后 石块继续下沉 弹簧测力计的示数 逐渐变小 或 不G GG F浮G F浮F浮G改变 五 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 例 3 体积 相同的实心铜球 铝球 在水中静止后所受浮力 分析据 可知 均相同 故浮力相等 总结升华此浮力的大小只与 有关 而与 均无关 举一反三 1 三个体积相同的木球 铁球 铝球放在水中静止后情况如图所示 则它们三者所受浮力大小关系是 填 2 为探究物体的浮沉和有关因素的关系 小刚将一个鲜鸡蛋先放入 一个装有大半杯清水的玻璃杯中 鸡蛋沉入杯底 然后向杯中逐渐 加盐 在此过程中 下列分析正确的是 A 鸡蛋所受浮力不变B 鸡蛋所受重力变大C 杯底所受的压强不变D 鸡蛋可能会慢慢上浮 解析在向杯中加盐的过程中 杯中液体的密度不断变大 由浮力公 式知 鸡蛋所受的浮力不断变大 当浮力大于重力时 鸡蛋就会慢 慢上浮 由液体内部压强公式知 杯底所受的压强也会不断变大 鸡蛋所受的重力与液体的密度无关 故重力不变 六漂浮问题 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 七 浮力的利用1 轮船 轮船是采用 空心 法来增大体积从而增 大浮力 使它浮于水面的 它们受到的浮力等于船的总重 轮船浮力的大小通常用排水量来表示 排水量是指轮船满载时排 开的水的质量 根据漂浮条件知 排水量 船自身的质量 满载时 货物的质量 2 潜水艇潜水艇是靠改变自身的重力来实验浮沉的 潜水艇为了实 现升降 必须使浮力大小不等于重力 潜水艇在水下时 由于艇壳 不能任意改变 因此浮力是不变的 要想控制上浮 下沉就只有改 变自重 潜水艇两侧都有水舱 与高压气舱相连 高压气体能将水 从水舱内排出 减小潜水艇重力 当其小于浮力时潜水艇就上浮 当浮力大小等于重力 潜水艇可在水中任一位置保持静止 即悬浮 关闭高压气舱使进水口打开 在水压作用下水舱进水 自重增大 到大于浮力时 潜水艇开始下沉 3 气球和飞艇气球和飞艇是漂浮在空中的 内部所充气体的密度必 须小于空气的密度 一般充有氢气或氦气 充气时体积增大 浮力 增大 当浮力增大到大于其重力时 气球和飞艇就上升 反之 排 出一部分氢气或氦气时 气球和飞艇就下降 因此它们是通过改变 体积来实现上升和下降的 热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀 从而减小气体的密 度 因此热气球只要停止加热 气球体积就会缩小 浮力减小 降 回地面 4 密度计密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的 用密度计测 量液体的密度时 它受到的浮力总等于它的重力 由于密度计制作 好后它的重力就确定了 所以它在不同液体中漂浮时所受到的浮力 都相同 根据可知待测液体的密度越大 则越小 密度计浸入液体 中的体积越小 露出部分的体积就越大 反之待测液体密度越小 则越大 密度计浸入液体中的体积越大 露出部分的体积就越小 所以密度计上的刻度值是 上小下大 例 4 把一支密度计先后放入甲 乙 丙三种不同的液体中 静止时分别 如图所示 那么密度计在三种液体中受到的浮力 甲乙丙A 甲中最大 B 乙中最大C 丙中最大D 甲 乙 丙中一样大 八 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 计算浮力方法 读数差法F浮 G F 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 例4把一小球放入盛 满酒精 330 810 kg m 酒精 的溢水杯中 它沉入容器底部 从杯中溢出8g酒精 若 将该小球放入盛满水的溢水杯中 它漂浮在水面上 从杯中溢出水 的质量 A 大于8g B 等于8g C 小于8g D 无法判断解小球放入酒精中沉入容器底部 它受酒精对它的浮力 小于小球的重力 即GG 即GG 排球 所以GG 排球 即mm 排水酒精 8g 本题易错选B 正确答案选A 例5小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝 使得木杆放在液体中 可以竖直漂浮 从而制成一支密度计 将它放入水中 液面到木杆下端的距离为16 5cm 再把它放到盐水 中 液面到木杆下端的距离为14 5cm 如果所用铅丝的体积极小 可以忽略 小明测得到的盐水密度是多 少 精析本题看起来条件很少 似乎很难下手 但你一旦注意题目 中的两种情况皆为漂浮 立即抓最简单的力平衡式 再具体分析各 力 问题即可迎刃而解 解设密度计的横截面积为S 密度计在水中的浮力FgVgh S 浮水排水水 密度计在盐水中的浮力FgVghS 浮盐水排盐水盐水 FG 浮 FG 浮 FF 浮浮 即gh S水水盐水盐水ghS 331 010 0 1650 145hkg mmhm 水水盐水盐水331 110 kg m 练习 一 填空题1 元宵节是我国的传统节日 这一天小华全家团聚 煮 汤圆以示庆祝 小华在帮妈妈煮汤圆时发现 生汤圆放入锅中由于 浮力 重力而下沉 在煮的过程中 汤圆受热膨胀 浮力 选填 增大 减小 或 不变 致使浮力 重力而上浮 2 潜水员在水下工作时 要靠身上背的氧气瓶给自己供氧 开始时 他感到氧气瓶 拉着 他下沉 过一段时间后感到氧气瓶 托着 他上浮 开始时氧气瓶能 拉着 潜水员下沉的原因是 3 点燃两只长度不同的蜡烛 将其固定在桌面上 如图所示 如果 用玻璃烧杯将两只蜡烛罩住 发现较长的那支蜡烛先熄灭 这是燃 烧产生的高温二氧化碳气体的密度比空气密度 选填 大 或 小 二氧化碳气体 选填 上升 或 下降 的缘故 4 水面上漂浮着一个物体且物体的体积露出水面 则此物体的密度 为 5 如图所示 盛热水的茶杯中有一片茶叶 茶叶上附有两个球形气 泡 此时它恰好处于悬浮状态 茶叶与两气泡的总体积为 则这片 茶叶的重力为 N 若在茶杯上盖紧盖子 会发现这片茶叶将 填 上浮 下 沉 或 悬浮 g取10N kg 二 选择题6 小梅帮妈妈做饭时 把一个质量为100g的土豆放进盛 满水的盆里 有90g的水溢出 则 A 土豆会浮在水面上B 土豆会 沉入盆底C 土豆会悬浮在水中D 不能据此判断出土豆的浮沉7 如 图所示 是高空中的一只热气球 以下有关它的说法正确的是 A 为使静止的热气球下降 必须继续给热气球中的空气加热B 为使静 止的热气球下降 只需把热气球上的物体抛掉一部分C 热气球正在 匀速下降 假如有一物体从热球上掉下来 热气球将立即上升D 热 气球正在匀速下降 假如有物体从热气球上掉下 热气球将先下降 后上升8 游泳潜入海底观光 在水面下不断下潜的过程中受到的浮 力和压强的变化情况是 A 浮力逐渐变大B 浮力逐渐变小C 压强 逐渐变大D 压强逐渐变小答案1 答案小于增大大于 解析汤圆下沉说明浮力小于重力 汤圆受热膨胀体积变大 排开液 体的体积变大 浮力变大 当浮力大于重力时上浮 2 答案氧气瓶受到的重力大于受到水的浮力 解析开始时氧气瓶受到的重力大于受到水的浮力 氧气瓶在水中下 沉 随着氧气的逐渐使用减小 氧气瓶的重力减小 当重力小于浮 力时 氧气瓶托着潜水员上浮 3 答案小 上升 解析蜡烛燃烧产生的高温的二氧化碳气体密度小于空气密度上浮 而空气下沉 使上端缺氧 长蜡烛先熄灭 4 答案解析物体漂浮在水面上 即5 答案 下沉解析茶叶悬浮于 水中 则 在茶杯上盖紧盖子 杯内水面上