八年级物理专题_浮力_教科版_知识精讲

1、学习必备欢迎下载八年级物理浮力 教科版【本讲教育信息】一 . 教学内容：暑假专题浮力1. 正确理解阿基米德原理：浸在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，这就是阿基米德原理，其数学表达式是：F 浮 G 排液 液 gV 排 。对阿基米德原理及其公式的理解，应注意以下几个问题：（ 1）浮力的大小由液体密度 液 和排开液体的体积 V 排 两个因素决定。 浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。（ 2）阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。（ 3）当物体浸没在液体中时，V 排 V 物 ，

2、当物体部分浸在液体中时，V 排V 物，（V 物V 排V 露）。当液体密度 一定时， V排越大，浮力也越大。液（ 4）阿基米德原理也适用于气体，其计算公式是：F 浮 气 gV 排 。2. 如何判断物体的浮沉：判断物体浮沉的方法有两种：（ 1）受力比较法：浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。F 浮>G 物 ，物体上浮；F 浮<G 物 ，物体下沉；F 浮 G 物，物体悬浮；（ 2）密度比较法：浸没在液体中的物体，只要比较物体的密度物 和液体的密度液 的大小，就可以判断物体的浮沉。液 >物，物体上浮；液 <物，物体下沉；液 物 ，物体悬浮；对于质量分布不均匀的物体，如空心球

3、，求出物体的平均密度，也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。3. 正确理解漂浮条件：漂浮问题是浮力问题的重要组成部分，解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F 浮 G 物 。（ 1） F 浮 液 gV 排，G物 gV物，物又 F 浮 G 物（漂浮条件） 液 gV 排 物 gV 物 ，由物体漂浮时V排 V物可得 >，液物即物体的密度小于液体密度时，物体将浮在液面上。此时，V 物V 排V 露。（ 2）根据漂浮条件F 浮G 物，得： gV排 gV物， V排 ?V物液物液物学习必备欢迎下载同一物体在不同液体中漂浮时， 、 V物不变；物体排开液体的体积V排与液体的密度物 成反比。 越大， V排反

4、而越小。液液4. 计算浮力的一般方法：浮力问题是密度、压强、力的平衡以及阿基米德原理，物体的浮沉条件等多方面知识的综合应用。涉及的概念多、规律多，知识的综合性强，所以在解有关浮力问题时，要注意归纳解题方法，明确解题的思路和步骤。计算浮力的方法一般归纳为以下四种：定义法：根据浮力产生的原因，浮力F 浮 F 向上 F 向下 表面压力差，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。公式法：应用阿基米德定律的公式。值得注意的是式中的V 是物体被液体包围的体积或浸没的体积，当物体浸没液体中时，V 排 V 物 ，当物体部分浸在液体中时，V 排<V 物 。而不是液体体积也不是物体体积，计算时要已

5、知液和 V 排。平衡法：只要物体在液体或气体中静止或匀速直线运动，根据运动和力的关系，若只受重力或浮力作用，那么必有浮力等于重力。如物体在液体表面漂浮、在液体中悬浮或在液体中匀速直线运动等。示数差法：一个物体在空中挂在弹簧秤下弹簧秤示数为F 1，若将该物体浸没在液体中时弹簧秤的示数为F2，则物体在液体中浸没时受的浮力为F1 F 2。运用上述方法求浮力时，要明确它们的适用范围，弄清已知条件，不可乱套公式。5. 浮力综合题的一般解题步骤：浮力问题涉及到密度、压强、受力分析、力和运动的关系，容易出现综合试题。（ 1）明确研究对象，判断它所处的状态。当物体浸没时， V 排 V 物当物体漂浮时，V 排

6、V 露 V 物（ 2）分析研究对象的受力情况，画出力的示意图，在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。（ 3）根据力的平衡原理列方程，代入公式、数值进行计算，得出结果。【典型例题】例 1. 弹簧秤下挂一铁块，静止时弹簧秤的示数是4N ，将铁块一半浸入水中时，弹簧秤的示数为3.5N，这时铁块所受的浮力是_N 。解： F 浮 G 铁 F 拉 4N 3.5N 0.5N正确答案：浮力是0.5 牛。考点分析： 本题属于浮力问题中的一种常见题型，已知物体在空气中的重G 物 和物体浸入液体中弹簧秤示数 F 拉 ，就可以用 F 浮 G 铁 F 拉求浮力的大小。这是同一直线上三力平衡的问题。例 2. 边长为

7、 0.2m 的正方体铁块浸没在水中，上表面距水面0.1m，求水对它的浮力是多大？（ g 取 10N/kg ）分析与解： 浮力的产生原因是液体对物体向上和向下的压力之差：即 F 浮 G 向上 F 向下 ，学习必备欢迎下载其中 F 向上 是液体对物体下表面的向上的压力，它等于液体对物体下表面向上的压强正方体底面积 S 的乘积，即： F 向上 p 向上 · S。p 向上 与F 向下 是液体对物体上表面的向下的压力，它等于液体对物体上表面向下的压强p 向下 与正方体上表面面积的乘积，即F 向下 p 向下 · S。本题已知正方体边长为0.2m ，则它上、下表面的面积S 0.2m

8、15; 0.2m 0.04m2。由 p gh 可知： p 向上 水 gh 下表面其中下表面深度：h 下表面 0.1m 0.2m 0.3mp 向下 水 gh 上表面其中上表面深度h 上表面 0.1m将以上数据代入F 浮 G 向上 F 向下 即可求出浮力。解： F 浮 F 向上 F 向下 p 向上 S p 向下 · S (p 向上 p 向下 ) · S 水 g· S(h 下表面 h 上表面 ) 1.0× 103kg/m3× 10N/kg × (0.2m) 2× (0.1m 0.2m 0.1m) 80N正确答案：水对正方体的浮力是

9、80 牛。例3.将体积相同的木球A，塑料球B，铜球C 都浸没在水中，如图所示，则（）A. A 球受的浮力最大B. B 球受的浮力最大C. C 球受的浮力最小D. 三个球所受的浮力大小相同分析与解： 根据阿基米德原理的表达式F 浮 液 gV 排可知，浮力 F 浮的大小只与液体密度 液和物体排开液体的体积V 排有关。根据题意： A 、B、 C 三个球的体积相同，它们都浸没在水中，即液 、V 排 都相同。答案：正确的选项是D。例 4. 将体积是 50cm3 的物体浸没在水中，它受到的浮力多大？若此物体有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（ 煤油 0.8× 103kg/m3， g 取 10N

10、/kg ）分析与解：（ 1）物体浸没水中时， V 排 V 物 50× 10 6m3 6F 浮 水 gV 排 1.0× 103kg/m3× 10N/kg × 50× 10 m3 0.5N（ 2）物体一半浸在煤油中： V 排 ' 1 6m3V 物 25× 1026F 浮' 煤油 gV 排' 0.8× 103kg/m 3× 10N/kg × 25× 10m3 0.2N答：物体浸没水中时，受到的浮力是0.5 牛；当物体一半浸入煤油中时，受到的浮力是0.2 牛。例 5. 把质量是

11、200g 的塑料块放入水中，静止时塑料块有一半露出水面。（ g 取 10N/kg ）求：（ 1）塑料块在水中受到的浮力？（ 2）塑料块的体积和密度？解：（ 1）塑料块是漂浮在水面上由漂浮条件可知塑料块所受的浮力F 浮 G 塑料 m 塑料 g 200× 10 3kg× 10N/kg 2N学习必备欢迎下载（ 2）因为塑料块有一半浸入水中，即V排1V塑料2所以 F 浮 水 gV 排3310N/kg ×12N 1.0× 10 kg/m ×V 塑料2 4V 塑料 4×10m3 400cm3 塑料 m塑料200g 0.5g/cm3V塑料400cm

12、3例 6. 重 10N，体积为0.8dm3 的物体浸没在水中，如果它只受浮力和重力两个力的作用，问：此物体是上浮、下沉还是悬浮？（g 取 10N/kg ）分析与解：因为物体浸没在水中， 3V 排 V 物 0.8× 10m3所以 F gV3333 8N浮水排 1.0× 10 kg/m × 10N/kg × 0.8× 10m因为 8N<10N ，即 F 浮 <G 物所以物体在水中将下沉。例 7. 画出物体A 的受力分析示意图。 （ A 都在水中）分析与解：图（甲）中物体A 受到竖直方向上三个力的作用，其中重力G 竖直向下，拉力 F 和浮

13、力 F 浮 两个力都是竖直向上，如图所示。乙图中物体A 受竖直向上的浮力F 浮 ，竖直向下的重力 G 和绳的拉力 F ，如图所示。丙图中物体 A 受到的竖直向上的浮力 F 浮 ，竖直向下的重力 G 和 B 对 A 竖直向下的压力 F B 如图所示。例 8. 一木块在水中静止时，有 13.5cm3 的体积露出水面，若将体积为 5cm 的金属块放在木块上，木块刚好全部浸在水中，求：金属块密度？解析：这是两个不同状态下的浮力问题，分析步骤是：学习必备欢迎下载（ 1）确定木块为研究对象，第一个状态是木块漂浮在水面，第二个状态是木块浸没水中，金属块与木块作为整体漂浮在水面。（ 2）分析木块受力，画出力的

14、示意图。（ 3）根据力的平衡原理列方程求解：甲图中： F 浮 G 木 (1)乙图中： F 浮' G 木 G 金 (2)(2)式 (1)式得： F 浮 ' F 浮 G 金代入公式后得：水 gV 木 水 g（ V 木 V 露 ） 金 gV 金水 V 露 金 V 金 V? /V33 2.7×103kg/m3金露水金答案：金属块的密度是2.7 ×1033。kg/m解法二：木块增大的浮力等于金属块重，即F浮 G 金，代入公式： 水 gV排 金 gV 金其中 V排 13.5cm3，（它等于没有放上金属块时木块露出水面的体积。）代入数据后：1.0g/cm3×13

15、.5cm3 金 ×5cm3333金×10 kg/m 2.7g/cm 2.7【模拟试题】（答题时间： 30 分钟）一 .填空题1.将一物体挂在弹簧秤下，示数是1.96N ，若把它浸没水中时，弹簧秤示数是1.47N，则物体的体积是 _m 3 ，物体的密度是 _kg/m3。2.质量相等的木块和冰块漂浮在水中（木33，冰 0.9 ×103/m3，）则木块受 0.6 ×10 kg/m到的浮力 _冰块受到的浮力， 木块排开水的体积_冰块排开水的体积。（填“大于”“等于”或“小于” ）3.某物体浸没水中时，弹簧秤的示数是它在空气中称时的4/5 ，则物体的密度是_kg/

16、m 3 。4. 在弹簧秤下挂一个密度为 3×103kg/m3 的物体，当物体浸没水中时， 弹簧秤示数是 98N，当物体浸没在另一种液体中时， 弹簧秤示数是 58.8N ，求这种液体的密度是 _kg/m 3。5. 将铁块浸在水银中，当它静止时排开水银的体积是它总体积的_?（ 铁 7.9 ×103kg/m3， 水银 13.6 ×103/m3）6.数将弹簧秤下挂一物体，静止时弹簧秤的示数是 10N，将物体逐渐浸入水中，弹簧秤的示_，若物体浸入水中一半时，弹簧秤的示数为 6N ，这时物体受到的浮力是_N 。7. 重 10N 的物体漂浮在水中时， 所受的浮力是 _N ，用竖

17、直向下的力 F 将物体全部压入水中，当物体静止不动时，所受的浮力是14N，求压力 F _N 。8. 边长 0.2m 的正方体物块，它的体积是_m3，物块每个正方形表面积是学习必备欢迎下载_m 2，将物块浸没在水中如图，它上表面受到水向下的压力为20N，则上表面受水的压强是 _Pa ，上表面在水中的深度是_m ，下表面受到水的压强是_Pa ， 下 表 面 受 到 水 向 上 的 压 力 是 _N 。 物 块 受 到 水 的 浮 力 是_N 。二. 判断题（ 1）物体在水中受浮力，在酒精中不受浮力（）（ 2）物体在空气中也受浮力作用（）（ 3）石块在水中下沉，它不受浮力（）（ 4）体积大的石块和体

18、积小的木块同时放入水中，石块所受的浮力比木块所受浮力大（）（ 5）同一铁块，分别浸没在水和煤油中，它们受到的浮力一样大（）（ 6）一个铁块，浸入水中一半比全部浸入水中时受到的浮力小（）三 . 计算题1. 一铁块质量为 158g，求：（ 1）铁块的体积多大？（ 铁 7.9g/cm3）（ 2）当铁块全部浸入水中时，所受水的浮力多大？（2. 一个木块的体积是 150cm3，放入煤油中漂浮，静止时有（ g 取 10N/kg ，煤油的密度是0.8× 103kg/m3）g 取 10N/kg ）3/5 体积浸在煤油中。求：（ 1）木块漂浮时受到的浮力？（ 2）木块的重力？（ 3）木块的密度？（ 4

19、）木块全部浸入煤油中受多大浮力？（ 5）至少用多大压力可使木块全部浸入煤油中？学习必备欢迎下载【试题答案】一 .填空题1.-0.5 10×4， 4×1033.5 10×35.79:1367. 10，4二 . （1）×（ 2）三. 计算题2. 等于等于4. 1.8 ×1036. 变小， 48. 8× 10 3， 4× 10 2， 500， 5× 10 2， 2500， 100， 80（ 3）×（ 4）（ 5）×（ 6）m铁158 g 20cm31. 解：（ 1） V 铁铁7.9 g / cm3（ 2）铁块全部