中考物理复习专题七 浮力

专题七 浮力 专题七浮力 对应学生用书起始页码 页 浮 力 浮力 定义：浸在液体或气体里的物体，受到液体或气体 向上 的托力，这个力叫作浮力 方向： 竖直向上 大小：遵循阿基米德原理，浮 排 排 液排 物体的浮与沉 浮沉条件 当 浮 物（或 液 物）时，物体上浮 静止后 漂浮：浮 物 当 浮 物（或 液 物）时，物体悬浮 当 浮 物（或 液 物）时，物体下沉 静止后 沉底：浮 物 支 控制浮与沉的方法 改变液体 密度 的大小 改变物体排开 液体体积 的大小 改变物体所受浮力的大小 改变物体 密度 的大小 浮沉条件的应用 轮船：轮船漂浮在水面上，所受到的浮力等于 重力 。 当它从内河驶入大海中， 受到的浮力 不变 ，但船身要 上浮 一些 潜水艇：潜水艇是通过改变 自身重力 来实现上浮、下沉或悬浮的 计算浮力的常用方法 称重法：浮 阿基米德原理法：浮 排 液排 二力平衡法：物体处于漂浮或悬浮状态时，浮 物 考点一 阿基米德原理 阿基米德原理 适用范围：气体或液体。 公式含义：充分理解 浮 排，排为排开液体（或气体）的 重力，排 排液排；浮 液排 只是导出公式，可以反 映影响 浮大小的因素有 液和 排。 考点二 浮沉条件及其应用 物体的浮沉条件 上浮下沉悬浮漂浮沉底 浮浮浮 浮 浮 液物液物 液 物 排 物 液物 排物 液物 排 物 处于动态（运动状态不断改 变），受非平衡力作用 可以停留在 液体中的任 何位置 是 “ 上 浮” 过程的最终 状态 是“下沉”过 程 的 最 终 状态 处于平衡状态，受平衡力作用 漂浮和悬浮的对比 漂浮悬浮 位置一部分体积在液面上方全部在液面下方 物和 排的关系排物排 物 浮力大小浮 物 浮 物 受力情况 受平衡力，如图 受平衡力，如图 阿基米德 阿基米德是古代最伟大的科学家之一，他生活在距今 多年前的古希腊。 说到古希腊，出现了很多非常厉害的科学家 和数学家，比如毕达哥拉斯、柏拉图、欧几里得等。 阿基米德于公元前 年在西西里岛叙拉古附近的一个村 庄出生，这个地点现在在欧洲意大利境内。 阿基米德是贵族家 庭，家里十分富裕，而且还和国王赫农王有亲戚关系。 阿基米德 的父亲是个天文学家兼数学家，知识非常渊博，据说他给孩子取 年中考 年模拟 中考物理 名“阿基米德”，就是“大思想家”的意思。 在父亲的影响下，阿 基米德从小就在科学、数学方面表现出极大的兴趣和天赋。 所 以说父母是孩子的第一任老师。 阿基米德 岁的时候，被父亲送到埃及的亚历山大城学 习，亚历山大城当时是世界的知识文化中心，很多学者、思想家 都在这里。 这里的文学、数学、天文学很发达，亚历山大城被誉 为“智慧之都”。 阿基米德在亚历山大城跟随过很多优秀的老师学习，其中 最有名的一位是欧几里得。 欧几里得是一位非常了不起的几何 学家，写过一本叫几何原本的书。 阿基米德在亚历山大城的 学习，对其后的科学生涯有重大的影响，奠定了阿基米德日后从 事科学研究的基础。 据说赫农王有一次找了一个金匠，让金匠给他打造一顶两 斤重纯金的王冠。 赫农王是一个疑心非常重的人，金匠打造好 王冠后，赫农王怀疑金匠可能私吞了黄金，用其他的金属代替黄 金打造这顶王冠。 可是王冠还是 斤重，怎么分辨里面是不是 都是纯金呢？ 有个大臣就对赫农王说，听说阿基米德从亚历山 大城回来了，阿基米德很聪明，他肯定能想到办法判断王冠是不 是纯金的。 于是赫农王就把证明王冠是否掺假这个难题交给阿 基米德了。 这可难坏了阿基米德，一连好多天他都在想这个问 题，冥思苦想却无计可施。 一天他在家洗澡，仆人把澡盆里的水 放多了，阿基米德坐进澡盆看到水往外溢出来了。 阿基米德脑 中突然灵光一闪，悟出了可以用测定固体在水中排水量的办法， 来确定金冠的体积。 据说阿基米德想到这一点后，兴奋地跳出 澡盆，连衣服都顾不得穿上就跑出去了，大声喊着：“我发现了， 我发现了！”把仆人吓了一跳。 阿基米德经过试验后，来到了王宫，他把两斤重的王冠和两 斤重的纯金，分别放进两个装满水的瓶子里，结果发现放王冠的 瓶子里溢出来的水要多一些。 这就说明两斤重的王冠比两斤纯 金的体积要大，而纯金的密度非常大，同等质量的纯金体积比较 小，所以阿基米德证明了金匠的确在赫农王的王冠里掺进了其 他金属。 这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗了国王，阿基米德 从中发现了阿基米德原理，即物体在液体中受到的浮力等于物 体排开液体的重力。 对应学生用书起始页码 页 方法一 探究影响浮力大小的因素的方法 探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量”的思想 去分析和设计，具体采用“称重法”来进行探究，这样既能从弹簧 测力计示数的变化中体现浮力，同时，还能准确地测出浮力的 大小。 （）物体的形状 用称重法测量同一块橡皮泥形变前后 浸没在水中所受浮力的大小。 （）物体的体积 用称重法测量两个密度相同体积不同 的物体在水中浸入相同的体积时受到的浮力大小。 （）物体的密度 取体积相同的铁块和铝块，用称重法测 量它们浸没在水中所受浮力的大小。 （）物体的重力（质量） 取重力不同的两个铁块，用称 重法测量它们浸在水中的体积相同时受到的浮力大小。 （）液体的密度 用称重法测量同一铁块浸没在水和酒 精中时所受浮力的大小。 （）物体浸在液体中的体积（排开液体的体积） 把铁块 挂于弹簧测力计的挂钩上，改变铁块浸在液体中的体积，观察示 数的变化。 （）物体浸没在液体中的深度 把铁块挂于弹簧测力计 的挂钩上，改变铁块浸没在水中的深度，观察示数的变化。 实验结论：浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有 关，即：浮力的大小与被物体排开液体的重力有关。 例 （ 湖北武汉， 分）如图是“探究浮力的大小 跟哪些因素有关”的几个实验情景。 实验甲、丙和丁中，弹簧测 力计的示数分别为 、 和 。 若盐水的密度为 ，则下列结论正确的是（ ）（ ） 物体 的密度为 实验乙中，物体 受到的拉力为 实验丙中，弹簧测力计的示数比乙中小 实验丁中，容器底部受到的压力大于 解析 本题考查阿基米德原理的应用。 从题中所给条件可 知物体 在盐水中受到的浮力 盐水浮 。 由阿基米德原理 浮 液排得，排 盐水浮 盐水 代入数据得 排 由于物体浸没，故 排 故选项 错误； 实验乙中，物体 在水中受到的浮力 水浮 水排 物体 受到拉力 乙 水浮 故 错误； 实验丙中拉力是 ，实验乙中拉力是 ，所以实验丙 中，弹簧测力计的示数比乙中小 ，故 错误。 实验丁中，容 器底部受到物体 的压力为 ，除此之外，容 器底部还受到盐水的压力，所以实验丁中，容器底部受到的压力 大于 ，故 正确。 答案 变式训练 （ 河南， 分）某实验小组利用弹簧测 力计、小石块、溢水杯等器材，按照图所示的步骤，探究浮力的大 小与排开液体所受重力的关系。 专题七 浮力 （）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块 的重力大小为 。 （）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小 为 。 石块排开的水所受的重力可由 （填字母 代号）两个步骤测出。 （）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力 的大小等于 。 （）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理 的是 。 用原来的方案和器材多次测量取平均值 用原来的方案将水换成酒精进行实验 用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验 （）另一实验小组在步骤 的操作中，只将石块的一部分浸 在水中，其他步骤操作正确，则 （选填“能”或“不能”） 得到与（）相同的结论。 答案 （）（ 分） （）（ 分） （）（ 分）它 排开的水所受的重力 （）（ 分） （）（ 分）能 解析 （）由 中弹簧测力计示数可知，石块重力为 。 （）石块受到的浮力 浮拉 。 石块排 开水所受的重力 排等于空桶和水的总重力减去空桶的重力，故 由 、 两个步骤可以测出。 （）结合（）的答案可知，浸在水中 的物体所受浮力的大小等于它排开水所受的重力。 （）本实验 中多次实验的目的是找普遍规律，排除偶然性，故 错误。 （） 根据阿基米德原理可知，不管物体是否浸没，其所受浮力均等于 它排开液体所受的重力。 方法二 计算浮力的四种方法 浮力的计算是浮力学习中的一个难点，其计算方法可概括 为下面四种： 称重法：由于浮力的方向竖直向上，与重力的方向刚好相 反，所以，可以先把物体挂在弹簧测力计下测得物体在空气中的 重力 ，再把物体浸没在液体中，记下弹簧测力计的示数 拉，则 物体此时在这种液体中所受的浮力 浮拉。 此法适用于求 解在液体中下沉的物体所受到的浮力。 压力差法：根据浮力产生的原因，物体浸在液体中受到的 浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差，即 浮 向上 向下（向上表示物体下表面受到的液体向上的压力，向下表示物 体上表面受到的液体向下的压力）。 此方法多用于求解形状规 则的物体受到的浮力。 原理法：根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到向上 的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力（表达式 为：浮 排 液排）。 此方法适用于所有浮力的计算。 平衡法：物体处于漂浮或悬浮状态时，物体受到的浮力与 重力是一对平衡力，因此，只要知道物体的重力，就可以得到浮 力的大小，即 浮 物 物物（推导可得：液排物物）。 例 （ 甘肃兰州一模，）图甲是用缆绳拉着实心长 方体 沿竖直方向以 的速度匀速下降的情景。 图乙是 下降到水底之前缆绳对 的拉力 随时间 变化的图像。 （水 ）： （）当长方体 刚刚浸没时，下表面受到的水的压强是 多大？ （）长方体 浸没在水中后受到的浮力是多少？ （）长方体 的密度是多大？ 解析 （）由图乙可知，长方体 在第 下表面刚与水面 接触；在第 刚好浸没，此时长方体下表面在水中所处的深 度，即为长方体的高度。 水水 （ ） （）长方体 浸没在水中后，受到的浮力为 浮 （）长方体 的密度 浮 水 水 浮 答案 （） （） （） 乙图中， 长方体未浸入水中，未受到 浮力； 以后，浸没在水中浮力大小不变。 变式训练 （ 内蒙古呼和浩特， 分）密度为 ，质量为 的正方体木块，静止漂浮在密度为 的水面上。 求：（ ） （）木块浸在水中的体积； （）把密度为 ，质量未知的正方体铜块轻轻 放在正方体木块的中央，过一会儿，其整体静止悬浮在水中时， 铜块对木块的压强。 答案 （） （） 解析 （）木块漂浮：木浮 木 水排 木 排 木 水 （）压 支 木块悬浮：木 木浮 木水 木 木 水 木 木 木 铜块悬浮：铜铜浮 铜水 铜 水 年中考 年模拟 中考物理 （铜 水） （ ） 铜块对木块的压强： （ ） 解本题的关键点在于抓住木块漂浮及木块和铜 块整体悬浮时均处于平衡状态，通过受力分析分别列出平衡方 程，然后进行求解。 方法三 利用浮力巧测密度的方法 等效替代法在物理量的测量中经常用到，对一些不便直接 测量的量，可利用其与其他可直接测量的物理量间的关系，通过 测量其他物理量来间接测量该物理量。 如：漂浮在水面上的物 体，其受到的重力等于浮力，即物体的质量等于它排开的水的质 量，因而只要测出它排开的水的体积，便可由公式 求出排 开的水的质量，从而得到物体的质量。 利用浮力巧测密度可分为两大类： 固体类 举例：测铁球的密度 器材：弹簧测力计、水、烧杯、细线、铁球 步骤： （）用弹簧测力计测出铁球的重力为 （）把铁球浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为 则铁球的密度：铁 水 液体类 举例：测盐水的密度 器材：弹簧测力计、水、盐水、两个烧杯、细线、铁球 步骤： （）用弹簧测力计测出铁球的重力为 （）把铁球浸没在水中，读出弹簧测力计的示数为 （）把铁球浸没在盐水中，读出弹簧测力计的示数为 则盐水的密度：盐水 水 例 （ 山东潍坊， 分）边长为 的正方体木 块，漂浮在水面上时，有 的体积露出水面，如图甲所示。 将木 块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块上表面放一重为 的石块。 静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。 取 ，已知水的密度水 。 求： （）图甲中木块受的浮力大小； （）图乙中液体的密度； （）图乙中木块下表面受到液体的压强。 解析 （）木块排开水的体积为 排 浸 物 图甲中木块所受浮力大小为： 浮 水排 （ 分） （）木块重力 木 浮 （ 分） 在图乙中，物体漂浮在液面上，浮 木 石 （ 分） 根据公式浮 液排可得液体的密度为：液 浮 排 浮 木 （ 分） （）图乙中，木块下表面受到的压强为： 液 （ 分） 答案 （） （） （）