浮力课件 经典例题

年级：初三科目：物理教师：曹伟明浮力一、基础知识（一）浮力的产生（二）阿基米德原理（三）计算浮力的方法（四）物体的浮沉条件（五）应用二、典型应用三、习题（一）掌握篇（二）提高篇答案【基础知识】：一、浮力的产生：浸在液体中的物体受到液体向上托起的力叫做浮力。A当一个正立方体浸在液体中处于某一位置1大于上表面受到的向下的压强，从而使物体受到向上的压力大于向B，则浮力就是物体受到的向上的压力。浮力既是压力差。二、阿基米德原理1、文字表述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。2、数学表达式FG·gV浮排液排3、几点说明（1）本定律包含三点内容：①浮力的施力者和受力者；②浮力的方向；③浮力的大小。（2）物体所受的浮力的大小只与物体排开液体的体积及液体的密度有关，而与物体浸在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状均无关。（3）适用范围：本定律对于物体在液体或气体中都适用。三、计算浮力的方法：1、根据浮力产生的原因计算如果上下表面都与水面相平行的规则物体，且知道它的上、下表面在液体内的深度、上、下表面的面积及液体的密度，便可根据深度计算压强，再算出上、下压力差，即浮力来。2、应用阿基米德原理计算这是计算浮力的最基本的方法，只要和V已知，或者可以排液FG·由其他条件求得，即可利用3、利用平衡条件计算浮力进行计算。浮排排FG。浮物如果知道重力或根据其它条件求出重力，即可求出浮力。（2）当物体在三个力的作用下处于平衡状态时，也可以利用三个力的关系求出浮力，例如，挂在弹簧秤上的物体浸入液体中时，FGF（拉漂浮在液体表面的物体，下面还挂着另一个物体，则物体受到的浮浮拉FFGFG力，只要知道和由其它条件得到另一物对它物浮物拉F的拉力，即可求出浮力。拉四、物体的浮沉条件1、物体浮沉条件的分析与表达讨论物体的浮沉问题的前提有二。一是物体浸没在液体中，二是物体只在重力和浮力作用下。G物物F<G液物=>=>悬浮上浮FGG浮物液液物物F浮物物体浮沉条件的表达式中物的密度是指平均密度。浸没在液体中的物体，若受力不平衡，合力不等于零，则物体的运动状态将发生改变，下沉的物体下沉到底时，将受到底部的支承FFG浮支物上浮的物体上升至液面，部分体积露出时，F逐渐减小，直至浮时，物体将漂浮于液面，处于平衡状态。FG浮物2、漂浮与悬浮的比较FG浮漂浮与悬浮的共同点：二者都是平衡状态。V物V漂浮与悬浮的不同点：漂浮物体的，，是浮排物物液VV物体的，。物液排物五、阿基米德原理及物体浮沉条件的应用1、船FG浮船属于漂浮物体，。物轮船的排水量是轮船满载时排开水的质量。根据轮船的排水量，即可求出轮船受到的浮力。FGmg浮排液排水2、潜水艇、气球、飞艇潜水艇、气球、飞艇共同一处是可以上浮、下沉、悬浮，不同之处只是控制的方法不同。潜水艇是利用改变自重，实现它的上浮和下潜。气球和飞艇的升空和下降，主要是靠改变它们所受浮力来实现的。【典型应用】：1、必须弄清楚的一些概念G（1）物重与弹簧秤的示数弹簧秤的示数显示了，物体拉弹簧的力，或F2FFF112FFG11GF1浮1G（2）物重与物体排开的液重G排Gmgg·V物物物物Gmgg·V当物体完全浸没，排排排液VV，Gg·V。排物排液物（3）浸在（浸入）与浸没（没入）浸在（浸入）是指物体一部分在液体中，或物体全部在液体中的两种情况。浸没（没入）是指物体全部在液体中的一种情况。（4）上浮、漂浮、悬浮物体只受重力和浮力作用下，如果物体向上运动的状态FG浮物叫做上浮；如果，物体静止在液面上的状态叫做漂浮，如果FG浮物物体没入液体中静止叫做悬浮。FG浮物（5）物体的密度与液体的密度。物液（6）物体的体积，物体排开液体的体VVV排露如图3所示，物体漂浮在液面上，是物V物体的体积，是物体浸入液体中的体积，是VV排露VVV排物体露出液面的体积。所以2、浮力的计算=+。物露例1：体积相同的铁球、铝球和木块，浸在液体中的情况如图4A．铁球受到的浮力最大B．铝球受到的浮力最大C．木块受到的浮力最大D．它们受到的浮力一样大分析与解：根据阿基米德原理可知，物体受到浮力F·gV浮液排的大小由两个因素决定，一是液体的密度，二是排开液体的体积液。铁球、铝块、木块浸在同一种液体中，相同，且它们的体V排液VV排物所以铁球、铅块、木块受到的浮力一样大。正确答案应为D。说明：铁球、铝块、木块三个物体的密度不同，重力不同，形状不同，浸在液体中不同深度的地方，但却受到同样大小的浮力。说明浮力说明大小与组成物体的物质的密度，物体的重力、物体的形状及全浸物体在液体中的深度都无关。例2：一个物体重为88.2牛，将其放入密度为103千克/米3的液体中静止，受到的浮力为78.4牛，若此物体放入水中静止时，受到的浮力为牛。分析与解：判断物体有浮沉有两种方法：，FG浮物可能漂浮或悬浮，如果，物体处于沉底静止状态。本题FG浮物，静止在的液体中受到浮力3G牛物0米液3则物体在此液体中沉底静止。F牛浮（2）密度比较法：计算出物体的密度，与水的密度相比较，确定其浮沉。根据上个状态可计算F牛VV浮g103千克米牛千克物排3液10米23G牛∴物米33牛米23物∵物水∴物体在水中静止时一定漂浮。∴浮力与重力平衡，G牛F浮AB例3：如图5所示，、两物体静止在水中，则：A．两物体受到的浮力一定相等。AB．两物体受到的浮力不等，物体受到的浮力大。C．两物体的密度不等，物体的密度大。BBD．两物体的重力不等，物体的重力大。AB物体漂浮，物体悬浮。则它们受到的浮力都与其重力相等。但题目中没有提供它们重力是否相等的条件，因而就不能从比较物体受到的浮力的大小。FG浮物AB题目中也没说明，、两个物体体积大小的情况，因而就不能根据来比较物体受到的浮力，也就不能推断出重力的大F·gV浮液排小。A、B、D三个选项都是错误的。本题的正确答案应是C，这是利用物体的密度与液体的密度相比较得出的。AB物体漂浮：；物体悬浮：。液。A液∴B液体的密度相同∴B液ABA的重力，所以常常将这两种情况混淆。因而在分析问题时，不但要注意抓住这两类现象的相同点。同时还要特别注意抓住它们之间的不同点，这正是解题的关键。漂浮物体。而悬浮的液VV，排物物物体，。液VV排物物例4：弹簧平下挂一金属块，当金属块浸没在水中时，弹簧秤的示数是29.4牛，这个金属块所受的重力是多少？（已知金属的密度为7.0×10千克/米）。33分析与解：浮力问题的一般解题步骤：（1）通过审题明确研究对象，确定它所处的状态。若物体浸没在液体中，。VVVVVVV排物排露物排物（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。例题中弹簧秤下面挂着的金属是研究对象。当金属块浸没在水中时，受到浮力、拉力、重力的作用。其受力示意图如图6所示。GFF金浮拉将公式、数值代入·金gVFgV水拉10米牛V3310米牛V牛33V10米33已知，就可推导计算金属块的重力。、V金GgV10千克米9.8牛千克10米牛3333金金例5：一木块浮在水面上，露出水面的体积为32厘米，把露出3水面的部分截去后，原水下部分又有24厘米体积露出水面，求：3（1）木块的体积。（2）木块的密度。分析与解：审题确定研究对象所处状态，画出状态图分析研究对象受力情况画出示意图。解法一：木块被截前后受力分别如图7（甲）（乙）所示。其中（甲）图中，（乙）图中VV32厘米3排木，木32厘米VV3木VV322433木（甲）图中FG浮木（乙）图中FG浮木代入公式展开·水木排1木木水排2木（）gV………3水木木木（gV）（gV木(2)33水木木（1）－（2）式得：·g32g2433水木243433·103米克3332木水水代入（1）式1克厘米V32厘米克厘米V333木木V128厘米3木解法二：漂浮物体FG浮物∴·液·gV物gV排物∴V排物V物液即漂浮体静止时，被液面分成两部分，其中与物体整体之VV排物比为物体密度与液体密度之比，而且无论如何切割物体，因为物体密度均匀，密度不改变，那么剩余部分静止时，被液面分成两部分的体积比不变。VV则本题中：排1排2木水VV木木V32厘米木V56厘米木333∴V32厘米V木木解得：V128厘米3木V又∵排1木水V木128厘米32厘米33∴木128厘米3水3∴10千克米33木4水例小球受到的浮力分别为0.9牛和0.8牛，已知水和酒精的密度之比为5∶4，求小球的密度。分析与解：悬浮还是沉底，都是已知的，而本题却未知，此题比较新颖和特殊，值得认真研究。物块自由投入液体中时：（1）；（2）。这一规律FG浮VV排是计论“隐含物体”浮沉习题的基本出发点。解法一：由物体自由投入液体中：，因FG浮F牛、F牛，且F小球在酒精中沉底，即VV。又由题意：F·水G，1）·酒牛）29VV10两式解得：。，可知小球在水中漂浮，则V排水GF牛9gV10再由，代入公式，得gV103千克米GF3水解法二：由题意：牛……（）gV水排牛……（2）gV酒9两式解得：，又因物体投入液体中时，，VVVVV排水10排酒，故小球在水中漂浮，排酒排得VVGF牛；又F牛GV所以小球在酒精中沉底，即，再由V9gV。103千克米GF。gV。得：3浮水水10【习题】：一、掌握篇：1、将一个物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数是1.96牛，若把它浸没在水中时，弹簧秤的示数是1.47牛，则此物体的体积为米，物体的密度为千克/米。332、质量相等的木块和冰块（10千克米，33木）漂浮在水中，木块受到的浮力冰块米33水受到的浮力，木块排开水的体积于”，“等于”“小于”）。4/5，则物体的密度等于千克/米。34、将铁块浸在水银中，它静止时浸在水银中的体积是总体积的。（）1103米3米1033铁水银5、一个正方体木块漂浮在水面上，水上部分与水下部分体积比为3∶7，则这个木块的密度为千克/米3。6、把一个木块和一铁块捆在一起放入水中，恰能悬浮，已知103千克米千克米，10333木比是铁。7、一只密封的箱子体积是水中，木箱在水中将（），质量是4千克，不慎落入3510米3A．上浮B．下沉C．悬浮8、一木块放入盛满水的容器中，溢出水的质量是10克。若将它放入盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是：（）（））木水（0米33酒精A．8克B．10克C．12.5克D．无法确定9、将一个实心球分别放入水、盐水和水银中，如图8所示，实心球受到的浮力分别用、、表示，比较浮力大小，应为：（FFF123）A．=>B．>>FFFFFF123213C．>>D．>=FFFFFF321312AB10、体积相同的、两个物体浸在某种AB液体中，静止时如图9所示，比较、两个物体的质量的大小，应为：（ABA．比的质量大ABB．比的质量小ABC．、的质量一样大D．若其中有空心的，就无法判断11、甲、乙两上实心的金属球，它们的质量相同，其密度分别是和3510千克米1010千克米333弹簧秤下，并且让金属球全部没入水中。这时：A．甲、乙两球所受浮力之比为2∶1B．甲、乙两球所受浮力之比是1∶2C．甲、乙两弹簧秤示数之比是8∶9D．甲、乙两弹簧平示数之比是11∶12二、提高篇：90牛的球放入足够多的密度为0.8×10千克/米的油中静33止时，受到的浮力为80牛，该球放入足够多的水中静止，受到的浮力为牛。a2、正立方体木块边长为，密度是，且。它在水中静止水，如果木块有上、下表面都与液面保持时，受到的浮力是平行，木块下表面在水中的深度是。3、将一方盒放入水中时，方盒浮在水面上，若在方盒底部均匀贴满3厘米厚的塑料后，方盒露出水面的部分减少了1.8厘米，则塑料的密度是千克/米。34、甲、乙两个体积相等的实心球吊在两个弹簧秤下，分别浸没在水和酒精中静止。已知，比较两个，，水）33甲水2弹簧秤示数大小，下列判断正确的是：（A．挂甲球的弹簧秤示数大B．挂乙球的弹簧秤示数大C．两个弹簧秤示数一样大D．无法判断哪个弹簧乎的示数大5、将铝、铁、铜制成的三个实心金属球，用细线拴好，分别挂在三只完全相同的弹簧秤下，将三个金属球都浸没在水中，此时三只弹簧秤的示数相同，现在将三个金属提出水面则：A．挂着铅球的弹簧秤示数最小B．挂着铁球的弹簧秤示数最小C．挂着铜球的弹簧秤示数最小D．三个弹簧秤示数相同ABCA6、质量相等的、、三个小球，放在同一液体中，球漂浮，BC球悬浮，球沉在容器底部，下列说法正确的是：A．如果三个小球都是空心的，它们的体积可能相等ABB．如果三个小球的材料相同，则、两球一定是空心的AC球体积最大，球的体积最小小AC球的体积最大，球的体积最37.84牛的物体，此时木块漂浮。如果将物体从木块上拿下并放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将：A．上升B．下降C．不变8、一木块放在水中静止时，有13.5厘米的体积露出水面，如3图11（甲）所示，现将一体积为5厘米的金属块放在木块上面，3木块刚好全部浸在水中，如图11（乙）所示，求金属的密度？9、边长为1分米的正立方体木块，漂在酒精面上时，有一半的体积露出液面，如图12（甲）所示。将木块从底部去掉一部分，粘上体积同样的玻璃后，投入某种液体中，它们漂浮，如图12（乙）所示，此时液体对它竖直向上的压强为980帕，酒精的密度为0.8×10千克/米，玻璃的密度为2.4×10千克/米，胶的质量和体积3333可忽略，求：（1）木块的密度？（2）玻璃的质量？10、一圆柱形容器的内截面积为150厘米，内装一定量的水，2一物体重7.84牛，用细绳挂着部分浸入水中，绳的拉力为0.49牛。现把物体露出水面的部分切除，则水对容器底的压强减小98帕，求物体原来的体积是多少？【答案】：一、掌握篇：1、510；410352、等于；等于3、51034、79∶1365、103分析：漂浮体V水V排物V∴1外排水物VV3又∵外排V73∴1水7物7∴10千克米33物10水6、39∶517、A8、B9、C10、B11、A、C二、提高篇：1、90a2、；ga3水3、1034、A5、CF拉铝浮1GFF拉铁浮2FGF拉