八年级物理 浮力知识总结 沪科版

用心 爱心 专心1 浮力浮力 一 知识概述一 知识概述 1 知道浸在液体里的物体要受到一个向上的浮力 知道浮力产生的原因 2 会用弹簧秤测量物体受到的浮力的大小 理解阿基米德原理 会用阿基米德原理 计算浮力有关的题目 二 重难点知识精析二 重难点知识精析 一 浮力的大小与阿基米德原理 1 浮力大小的测量 用一个弹簧测力计测出一个物体在空气中的重力 G 再将物体浸 入液体中 读出弹簧测力计的示数 F 则前后两次的读数之差就是物体在该液体中受到 的浮力 即 F浮 G F 2 阿基米德原理 浸在液体中所受到的浮力 大小等于它排开的液体所受的重力 这 就是阿基米德原理 3 浮力的计算 阿基米德原理用公式表示为 F浮 G排或 F浮 液V排g 公式中符号的意义及单位 F浮 浮力 N 液 液体的密度 kg m3 V 排 物体排 开液体的体积 m3 在已知液体的密度和物体排开液体的体积时 可用这个公式计算出物体受到的浮力 例例 1 1 一均匀实心物体 挂在弹簧测力计下 称得其重力为 G 19 6N 当把物体没入水 中后 弹簧测力计的读数减小到 F 9 8N 求 1 该物体没入水中时所受到的浮力 F浮 2 该物体的密度 解析 由弹簧测力计先后两次读数 G 和 F 可求物体受到的浮力 F浮 G F 进而先 根据 G mg 求出物体的质量 再由阿基米德原理的数学表达式 F浮 液gV 排 求出 由于此物体是浸没于水中 所以 最后根据来求物体 的密度 1 F浮 G F 19 6N 9 8N 9 8N 用心 爱心 专心2 2 由于物体浸没于水中 所以 则 说明 说明 F浮 G F 是求物体所受浮力的一种方法 通常叫做 测量法 F浮 液gV 排是求物体所受浮力的另一种方法 通常叫做 公式法 而且它们的两个变式 常用于计算液体的密度 常用于在知道 V排与 V物的大小关系时 计 算物体的体积 V物 进而做物体密度 物等的计算 本题第 2 问 显然可利用 来计算物体的密度更为简单 例例 2 2 一容积为 4 5m3的气球 里面充满氢气 已知球壳的质量为 800g 不计球壳的 体积 问至少用多大的力拉住才能使其不至升空 空气 1 29kg m3 氢气 0 09kg m3 取 g 10N kg 解析 用心 爱心 专心3 气球在空气中要受到浮力 球内氢气和球壳要受到重力 设所求拉力为 F 对气球作 如图所示的受力分析 依题意应有 F浮 G氢气 G壳 F G壳 m壳g 0 8kg 10N kg 8N G氢气 氢气gV球 0 09kg m3 10N kg 4 5m3 4 05N F浮 空气 gV 球 1 29kg m3 10N kg 4 5m3 58 05N 则 F F浮 G氢气 G壳 58 05N 4 05N 8N 46N 即 至少需要 46N 的力拉住它才能使其不至升空 说明 说明 当物体受到几个力的作用 对它进行受力分析并作出受力分析图 可以直观地 表示出几个力的大小与方向关系 通常运用力的平衡的知识 再进行求解 本题中 氢气 球受到的竖直向上的浮力 F浮 应与它受到竖直向下的氢气的重力 G氢气 球壳的重力 G壳 和所需最小拉力 F 这三个力的合力平衡 从而得到 F浮 G氢气 G壳 例例 3 3 一木块浮在水面上时 有体积露出水面 将该木块放入另一液体中 静止时 有体积浸在液体中 求木块和另种液体的密度 解析 依题意画出两种情况下的木块状态图 图甲中 木块浮在水面上 木块所受到的重力 应等于木块受到的水的浮力即 G F浮 水 展开 图 乙中 木块受到的重力也等于木块所受液体的重力 G F浮 液 展开 用心 爱心 专心4 说明 说明 浮力问题中 应用物体漂浮或悬浮时 G F浮建立等量关系求解的题目占有极大 的比例 本题是一个典型代表 解答这类题目 依题意画出状态图 建立物体受力平衡的 方程式求解 是解题的一般方法 有的题目 还需要依题建立方程组来求解 例例 4 4 今有一质量为 386g 体积为 30cm3的金质球 求它在下列情况下所受到的浮力 1 在盛有足够深水的容器中静止时 2 在盛有足够深水银的容器中静止时 金 19 3 103kg m3 水银 13 6 103kg m3 取 g 10N kg 解析 解答本题 不可盲目套用公式 F浮 液gV排 因为虽然 金 水 金 水 银 但此金质球是否在水和水银中静止时都下沉至容器底 并不由 金与 水 水银的相 对大小来决定 而是取决于金质球的平均密度 1 因为 球 水 所以此球在水中应下沉 在盛有足够深的盛水容器中静止时 球浸没在水中 V排 水 V球 故球所受水的浮力 2 因为 球F铝 B F木 F铝 C F木 F铝 D 都有可能 2 一个木块浮在烧杯的水面上 若向水中加入适量盐后拌匀 则木块受到的浮力 F浮和木 块的 V排大小变化是 A F浮增大 V排减小 B F浮增大 V排不变 C F浮不变 V排减小 D F浮不变 V排不变 3 把质量相等的木块 蜡块和铁块同时投入某一液体中 静止后三者所受浮力相等 已知 木 0 6 103kg m3 蜡 0 9 103kg m3 酒精 0 8 103kg m3 盐水 1 05 103kg m3 水银 13 6 103kg m3 则所投入的液体是 A 酒精 B 水 C 盐水 D 水银 4 一空心铝球 置于水面以下松手后 将 A 由于是铝制成的 所以一定会下沉 B 由于是空心的 所以一定会上浮 C 既然已置于水面以下 所以一定会悬浮 D 不能肯定其浮沉 5 某物体漂浮在水面上 露出水面部分的体积占总体积的 若将该物体放入酒精中 静止时将 酒精 0 8 103kg m3 用心 爱心 专心6 A 漂浮在酒精面上 B 悬浮在酒精中 C 下沉至盛酒精的容器底 D 无法判断其位置 6 体积为 0 05cm3的救生圈重 100N 体重为 400N 的人在使用这个救生圈时 会 A 人或圈可以部分露出水面 B 人和圈没入水中后恰悬浮在水中 C 人和圈会一起在水中下沉 D 要作出正确的判断 尚需要知道人的体积的大小 7 先将一圆柱形铁挂在弹簧测力计下 然后将铁块浸没到水中 先后两次弹簧测力计的读 数之差在数值上等于 A 铁块受到的浮力 B 铁块对水产生的压力 C 铁块上 下两个表面所受水的压力差 D 铁块排开水受到的重力 8 下列物体是依靠空气浮力而上升的是 A 氢气球 B 三国时代的 孔明灯 C 风筝 D 直升飞机 9 甲 乙两个平底试管 装适量砂子后 试管和管内砂子的质量之和两者相等 但甲试管 粗而乙试管较细 把它们口朝上放入水中均浮在水面上 对此时的两个试管 下列说法正 确的是 用心 爱心 专心7 A 它们排开水的体积相等 B 水对管底的压力相等 C 水对管底的压强相等 D 水对它们的浮力相等 10 如图所示 甲 乙 丙三图中 实心物体 A B 均处于静止状态 且它们的质量相等 但 A 的密度小于 B 的密度 下列关于 A B 两物体所受的浮力和它们排开液体的体积的大小 关系的说法正确的是 A 甲图中 物体 A B 受到的浮力相等 A B 排开液体的体积也相等 B 乙图中 物体 A B 对绳向下的拉力相等 A B 排开液体的体积也相等 C 丙图中 物体 A B 受到的浮力相等 A 排开水的体积比 B 排开酒精的体积小 D 三图中 物体 A B 受力均平衡 1 F浮 水gV排 对木块 V排 A mA mB故 VB VA 第 1 题答案错误 正确答案为 B 第 2 题答案错误 正确答案为 C 第 3 题答案错误 正确答案为 D 第 4 题答案错误 正确答案为 D 第 5 题答案错误 正确答案为 B 第 6 题答案错误 正确答案为 A 第 7 题答案错误 正确答案为 ABCD 第 8 题答案错误 正确答案为 AB 第 9 题答案错误 正确答案为 ABD 第 10 题答案错误 正确答案为 ACD 二 填空题二 填空题 11 如图所示 在弹簧测力计下挂一个由均匀材料制成的实心物体 A 当物体 A 在空气中 静止时 弹簧测力计的示数为 F1 当物体 A 浸没在盛有某种液体的圆柱形容器中静止时 弹簧测力计的示数为 F2 已知圆柱形容器的底面积为 S 壁厚不计 物体浸没在液体中后 比未浸入液体前 容器内液面上升的高度为 h 则 1 物体 A 的体积 V物 2 物体 A 的密度 物 用心 爱心 专心9 3 液体的密度 液 11 1 Sh 2 3 12 如图甲所示 木块漂浮在水面上时 量筒内水面对应的刻度是 V1 图乙所示为当 木块上放一小金属块时 水面对应的刻度是 V2 图丙所示为将小金属块取下慢慢沉入筒底 时 水面对应的刻度为 V3 请你用 V1 V2 V3 水 g 写出下列各物理量的表达式 1 金属块的体积 V 2 金属块受到的重力 G 3 金属块的密度 12 1 V3 V1 2 水g V2 V1 3 13 底面积为 100cm2的圆柱形容器内装有适量的液体 将其竖直放置在水平桌面上 把木块 A 放入容器内的液体中 静止时 木块 A 有五分之一的体积露出液面 此时液体的 深度为 20cm 如果在木块 A 上放一个金属块 B 木块 A 恰好没入液面 如图所示 已知木块 A 的体积是 250cm3 质量为 160g g 10N kg 求 用心 爱心 专心10 1 金属块 B 受到的重力 2 木块 A 恰好没入液面时 液体对容器底的压强 13 1 0 4N 2 1640Pa 14 如图所示 水平桌面上放一个厚度不计的平底圆柱形玻璃杯 它的底面积为 3 10 4m2 高为 10cm 质量为 0 3kg 问 1 玻璃杯对桌面的压强多大 2 把玻璃杯口朝上放入水银槽内 往杯内缓慢添加某种矿石粉 当矿石粉达到杯内 一半时 杯口恰好与水银面相平 该矿石粉密度多大 水银 13 6 103kg m3 用心 爱心 专心11 14 1 104Pa 2 7 2 103kg m3 F浮 G杯 G矿 即 15 如图 将边长为 a 的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中 设水的密度为 水 木块静止时 从杯中溢出水的质量为 m 根据以上条件 求出五个与木块有关的物理 量 木块面积 体积除外 15 已知正方体木块边长为 a 即可得面积 S a2 体积 V a3 已知木块浮在水面 且排出水的质量为 m 则可求 木块漂浮时受到的浮力 F浮 mg 根据漂浮条件有 G木 F浮 mg 根据浮力产生的条件 可求木块底部受到水的支持力 F F浮 mg 由 G木 m木g 可求得 m木 m 由 V木 a3 m木 m 根据 由漂浮现象 根据 F浮 水gV排可求得 将木块全部压入水中需要用的力 F 水ga3 mg 用心 爱心 专心12 木块浮在水面时 木块底部受到的压强 中考解析中考解析 一 中考要求一 中考要求 本章是力学中的重要章节之一 也是中考命题的主要内容 在各省市的中考物理试卷 中 考查本章内容的题目较多 一般占到 3 8 分 个别试卷占到十余分 因学习本章知识 和解题过程中 要用到前面几章学过的知识 对推理和分析能力的要求也较高 所以 学 习本章节要结合复习前面的知识进行 注意培养分析问题和理论推理的能力 对本章内容 的命题多数都比较难 能出到 2 3 题 而且以计算题形式出现的比例较大 今后中考中 考查阿基米德原理 物体浮沉条件及压强等知识综合运用的计算题是个热点 二 中考真题回放二 中考真题回放 例例 1 1 广西 把一小球放入盛满酒精 酒精 0 8 103kg m3 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 解析 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 G排 m酒精 8g 本题易错选 B 这是由于没有正确分析出浮力关系所致 则应选 A 例例 2 2 全国物理竞赛题 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 小明测得的盐水密度是多少 解析 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 设密度计的横截面积为 S 密度计在水中的浮力 F浮 水gV排 水gh水S 密度计在盐水中的浮力 F浮 盐水gV排 盐水gh盐水S F浮 G F浮 G 用心 爱心 专心13 F浮 F浮 即 水gh水S 盐水gh盐水S 例例 3 3 如图所示 在大盆中盛有水 水面上漂着一个小烧杯 烧杯中放着一个小物块 试分析在下列情况下 把小物块拿出来再放入大盆中的水里后 水面高度怎样变化 1 小物块的密度小于水的密度 物 水 解析 这三种情况下 小物块放入水中静止后会漂浮 悬浮或沉底 无论哪些情况 要判断水面高度的变化 其中就是要判断水面下的总体积 它包括水的体积和没入水中的 物体体积之和 其具体思路如下 可见 通过判断水中所有物体所受到的总浮力的变化情况 即可判定水面的高度变化 1 若 物 水 物块沉底 总浮力减小 水面高度降低 思考题 一小块冰漂浮在水面上 当它全部熔化后 水面高度怎样变化 用心 爱心 专心14 冰块漂浮时 F浮 G冰 冰全部熔化后 变成 水球 即水制小球 其密度等于液 体 水 的密度 在水中呈悬浮状态 F浮 G水球 可见它所受到的浮力不变 液面高度不 变 例例 4 4 一个实心小球先后放入盛有足够多的水和足够多的酒精的两个容器中 小球受 到的浮力分别是 0 9N 和 0 8N 酒精的密度为 0 8 103kg m3 1 分析小球在水中和在酒精中的浮沉状态 2 小球的密度 解析 1 假设小球在水中和在酒精中都不沉底 即漂浮或悬浮 根据二力平衡的 条件有 小球在水中和在酒精中所受的浮力 都等于小球的重力 则浮力相等 这与题设条件相矛盾 所以小球在水中和在酒精中至少有一次是沉底的 又假设小球在水中和在酒精中都不漂浮在液面上 即悬浮或沉底 根据阿基米德原 理 有 F水 水gV排水 水gV球F酒 酒gV排酒 酒gV球 这与题设条件相矛盾 所以小球在水中和在酒精中至少有一次是漂浮在液面上 由以 上分析可知 小球在水中和在酒精中只能是一次漂浮而另一次沉底 又因为 水 酒 所以小球在水中一定是漂浮 在酒精中一定是沉底 2 因为小球在水中漂浮 在酒精中沉底 根据二力平衡的条件和阿基米德原理 有 F水 G球 球gV球F酒 酒gV球酒 酒gV球 课外拓展课外拓展 气球小史气球小史 法国的蒙格尔费兄弟从袅袅上升的炊烟得到启示 他们把浓烟装进糊制的大纸袋中 做成了最早的热气球 用心 爱心 专心15 1783 年 9 月的一天 兄弟俩让热气球携带着一