八下物理《浮力》知识梳理、考点解析、真题特练、易错解析

八下物理浮力知识梳理、考点解析、真题特练、易错解析浮力考点1知道浮力产生的原因，能对探究“阿基米德原理”实验的过程作出正确的说明，以及得出正确的结论等；能准确表述阿基米德原理的内容；能运用其关系式F液gV排进行简单的计算。2能通过简单的受力分析以及二力平衡条件等知识判断具体情况下物体的浮沉。3知道轮船、潜水艇、气球和飞艇以及密度计的应用原理。知识梳理一、浮力1定义：浸在液体中的物体，受到液体对它向上托的力。2浮力产生的原因：浸在液体中的物体上下表面存在着压力差，浮力的方向是竖直向上，可以用弹簧测力计测出物体在液体中所受浮力：F浮GF示数。3阿基米德原理内容：浸在液体中的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力。公式：F浮=液gV排液，由公式可知，浮力只与液体密度和物体排开水的体积有关，而与放入液体中的物体的重力、密度、体积、形状、所处位置和全部浸没时的深度均无关。阿基米德原理不仅适用于液体，还适用于气体。阿基米德原理包含两种状态：一是物体全部浸入液体中，即V排V物，二是物体一部分浸入液体中，即V排V物。规则物体(如正方体、长方体、柱体、圆锥等)的底面与容器底紧密接触时，物体不受浮力作用。二、浮力的应用4物体的浮沉条件物体在液体中处于什么状态，主要取决于物体所受的浮力和重力的大小关系，也可由物体的密度(物体为实心)和液体的密度的大小关系来判断，具体情况如下：若F浮G物(物液)，则物体上浮，最后漂浮在液面上；若F浮G物(物液)，则物体悬浮；若F浮G物(物液)，则物体下沉，最后静止在容器底部。5浮力的应用轮船：轮船的大小用排水量表示，它表示轮船满载时排开水的质量。潜水艇：靠改变自身的重力实现上浮与下沉的。气球、飞艇：靠改变自身的体积实现上升与下降的。密度计：在任何液体中都处于漂浮状态，越靠上示数越越小。三、浮力的计算1浮力计算方法：称量法：F浮GG示；原因法：F浮F上F下；原理法：F浮G排液gV排；平衡法：漂浮或悬浮时F浮G物。2漂浮问题“五规律”：物体漂浮时，所受浮力等于它受到的重力；同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力相同；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；漂浮物体浸入液体体积是它体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；将漂浮物体全部浸入液体里，需加竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。真题解析1一艘排水为3000吨的轮船在河水中航行，满载时船及所装的货物共重3107N；当这艘轮船从河里驶入海里时，它排开水的体积变小(选填“变大”、“变小”或“不变”)2风暴来临前，海边的渔民会发现，原来还在海边悠闲自得地悬浮的水母，纷纷远离海岸，潜入较深的海水中。当水母悬浮在水中时，它受到的浮力等于重力；水母下潜的过程中，受到的液体压强将变大。3普通潜水艇从海面下逐渐下潜但未全部没入海水的过程中，它所受的浮力逐渐变大(填“变大”“不变”或“变小”)；若潜水艇悬浮在海水中，当用压缩空气把水舱中的海水排出一部分时，潜水艇将上浮(填“上浮”或“下沉”)；在露出海面之前，潜水艇所受的浮力将不变(填“变大”“不变”或“变小”)。4一平底薄壁容器内装有3 N的水，放在水平桌面上，容器与桌面的接触面积为20 cm2，容器内水面高度10 cm，则水对容器底的压力是2_N。一个重为10 N的实心金属块，挂在弹簧秤下并浸入水中，当金属块体积的1/3浸入水中静止时，弹簧秤的示数为8 N，当把金属块全部浸入水中(未碰到杯底)时，弹簧秤的示数是4N。(g取10 N/kg)5将某物体放入装满水的容器中溢出27 g水，放入装满煤油的容器中溢出24 g煤油，该物体在水中静止时受到的浮力为0.27N，在煤油中静止时会沉底(填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)(煤油0.8103 kg/m3，g取10 N/kg)。6象征“和平、友爱和快乐”的巨型大黄鸭在香港与游客见面，图为大黄鸭漂浮在海上的情景。它的质量约为600 kg，海水的密度取1.0103 kg/m3，它浸在水中的体积约为0.6m3。7密度计是用来测量液体密度的仪器，测量时漂浮在被测液体中。如图所示，用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度，则密度计在两种液体里受到的浮力大小F甲F乙，两种液体的密度甲乙。(均选填“”“”或“”)考点解析浮力的计算 【例1】用弹簧测力计悬挂实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水中)，如图甲所示，然后将其逐渐浸入水中，图乙所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况示意图，则圆柱体受到的最大浮力是_。【解析】由图乙可知弹簧测力计的示数先变小后不变，是因为圆柱体在浸入水中的过程中，受到水对它的浮力变大；当物体完全浸没时，它排开水的体积不变，此时所受到的浮力最大，由测量法可得F浮2.0 N1.4 N0.6 N。【答案】0.6 N【变式题1】在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠在空气中称时重5 N，浸没在水中称时重4.7N，则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为0.3N，它排开的水重为0.3N。【变式题2】如图所示，在容器中放一个上、下底面积均为10 cm2、高为5 cm，体积为80 cm3的均匀对称石鼓，其下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且上表面与水面齐平，则石鼓受到的浮力是(B)A0B0.3 NC0.5 ND0.8 N浮力的应用【例2】小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船，把它们放在盛有水的水槽中，然后往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，如图所示。针对此现象，下列说法正确的是() A三只小船受到的浮力相等B三只小船底面受到的压力相等C小船所装物体越重，受到的浮力越大D小船所装物体越轻，受到的浮力越大【解析】三块大小相同的橡皮泥质量相等，做成的小船质量也相等，往小船内放入不同质量的物体，则三只小船各自的总质量不相等，总重力也不相等；三只小船都漂浮在水面上，所受的浮力都等于各自的重力，也等于各自底面受到的压力，所以三只小船受到的浮力不相等，三只小船底面受到的压力也不相等；小船所装物体越重，小船越重，所以小船所受浮力越大。【答案】C【变式题3】中国一艘航母的舰载机飞离航母后，则(A) A航母将上浮，所受浮力减小B航母将上浮，所受浮力增大C航母将下沉，所受浮力增大D航母将下沉，所受浮力减小【变式题4】在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，把它分别置于甲、乙、丙三种不同的液体中，铅笔静止时的情形如图所示。则铅笔分别在三种液体中受到浮力F的大小和三种液体密度之间的关系正确的是(C)AF甲F乙F丙，甲乙丙BF甲F乙F丙，甲乙丙CF甲F乙F丙，甲乙丙DF甲F乙F丙，甲乙丙实验探究浮力的大小等于什么1用称量法测出物块在水中受到的浮力，同时测出物块排开水的重力，比较二者的数量关系。2若实验用到溢水杯，注意溢水杯中一定要装满水。【例】小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。(1)在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与_的关系；根据A与E两图所示的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为_N。(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而_，当物体浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度_。(3)在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为_kg/m3。【解析】(1)观察C与E两图可以看出，液体的密度不同，而物体A排开液体的体积相同，弹簧测力计的示数不同，因此可以探究浮力与液体密度的关系。由图A知物重G8 N，由图E知浸没在盐水中G05.6 N，则浮力F浮GG08 N5.6 N2.4 N。(2)观察B、C两图发现，物体浸入水中的深度增大，其实质是物体排开水的体积增大，而弹簧测力计的示数减小，说明物体受到的浮力增大，于是得出结论：浮力的大小随着物体排开水的体积的增大而增大；观察C、D两图发现，当A全部浸入水中时，深度增加，弹簧测力计的示数不变，即所受浮力的大小不变，于是得出结论：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。(3)利用称重法：F浮GG0，可分别求出物体A浸没在盐水中和水中的浮力为2.4 N和2 N，根据阿基米德原理则有下列两个等式成立：盐水gV排2.4 N，水gV排2 N，因为是同一物体浸没在盐水中和水中，所以V排V排，由式得盐水1.2103 kg/m3。【答案】(1)液体密度2.4(2)增大无关(3)1.2103【变式题5】为测定某种液体的密度，先用弹簧测力计测出一个塑料块的重量，如图甲所示，然后将其放入装有60 mL该液体的量筒中，静止时液面如图乙所示，则塑料块受到的浮力为0.9N，液体的密度为0.9103kg/m3。若想测定塑料块的密度，还需要测出塑料块的体积，请写出测量该物理量的下一步操作：用大头针(或细丝)将塑料块全部压入水中。易错题分析【常见易错现象】认为一切浸在液体中的物体都受到浮力的作用(没有深刻理解物体所受上下表面的压力差而产生的浮力)；认为物体浸没液体越深，所受浮力越大(物体浸没在液体中排开液体体积不变，所受浮力不变)；应用浮力公式计算时，不注意前提条件而出错(如利用F浮G物求浮力的前提条件是物体在液体中漂浮或悬浮)；应用物体的浮沉条件解题时易错(a.轮船漂浮所受浮力一定，吃水深度的变化由阿基米德原理分析；b.潜水艇潜入水中排开水的体积一定，所受浮力一定，靠改变自身重力实现下潜和上浮的)。 【例1】质量相等的三个实心小球，放入某液体中静止后处于如图所示状态。(C球沉底)，比较它们物理量的关系，正确的是()A浮力关系：FAFBFCB浮力关系：FAFBFCC重力关系：GAGBGCD体积关系：VAVBVC【解析】题中条件是“质量相等的三个小球”，由浮沉条件，它们浮力大小关系是FAFBFC。密度关系是AB水C，所以它们的体积关系是VAVBVC。【答案】D【例2】如图所示，“远征号”潜水艇从长江某基地驶向东海执行任务。该潜水艇设计体积约为