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文档简介

2025年中考第一轮复习(知识清单+方法清单)

专题十浮力

总览

知识结构

模块一:浮力

.主站模块二:阿基米德原理

知识清单

模块三:物体的浮沉条件及应用

考向1:浮力的产生称重法求浮力

考向2:探究影响浮力大小的因素

考向3:探究浮力大小与它排开液体重力的关系

浮方法清单+典例+练习考向4:阿基米德原理

考向5:物体沉浮条件

考向6:物体沉浮条件的应用

1.深度对压强和浮力的影响

易混易错分析+典例2.浮力大小及其变化的判断

1.计算浮力的四种方法

2.浮力大小的比较

3.密度、浮力与压强的综合计算

中考热点扫描+典例

4.用控制变量法探究影响浮力大小的因素

5.浮力图像问题

一、知识结构

产生原因:压力差

称重法测量浮力:Fn=F\-F2

决定浮力大小的因素:O液、I

内容

阿基米数学表达式:尸浮二6排;股排少幽尸排

德原理

验证阿基米德原理

力①匹浮>G,"液>°物时,则物体上浮

物体浮②尸浮=G,"液=p物时,则物体会悬浮

③已浮VG,〃液<p物时,则物体会下沉

轮船:漂浮状态,浮力等于总重力

潜水艇:改变自身的重力浮沉

应用

气球:内部所冲气体的密度小于空气的密度

知识清单+方法清单

模块一浮力

知识清单/

一、浮力

1.浮力

(1)定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力,用品表示。

(2)浮力的方向:竖直向上。

(3)施力物体与受力物体:施力物体是液体或气体;受力物体是浸在液体或气体中的物体。

2.称重法测浮力

(1)称重法测浮力的方法

①用弹簧测力计测出物体(p物>0浪)的重力G=B;

②将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中,读出弹簧测力计的示数B;

③则物体在液体中所受浮力的大小F/Fi-Fz。弹簧测力计减小的示数就是物体受到的浮力。

(2)称重法测浮力的原理:如右图所示,物体在空气中时,受到重力G和弹簧测力计的拉力入;

浸在水中时,受到三个力的作用:重力G、浮力产浮和拉力B;根据力的平衡条件可知:Fi=G

尸浮+尸2=G,所以F'^=F\—F2O

3.浮力产生的原因

(1)分析浮力产生的原因:如下图所示,以浸没在液体中的长方体为例进行探究,该长方体的六

个面分别受到液体的压强(p=pg/z)和压力(F=pS),进行对比。

位置前、后两个面左、右两个面上、下两个面

深度相等相等上浅下深

压强相等相等上小下大

F向下vF向上,

尸而、F后是一对平衡F左、/右是

压力

力,合力为。一对平衡力,合力为0F差二厂向上一尸向下

结论:浮力是液体对物体向上和向下的压力差产生的,即产浮=3。

与杯底

紧密接触

浮力产生的原因甲物体部分浸入乙物体沉底

(2)两种特殊情况

①当物体部分浸入液体中时,如甲图所示,上表面不受液体压力,则浮力的大小产浮=£耻。

②若浸没在液体中的物体的下表面和容器底紧密接触(接触处没有水),如乙图所示,则液体对物

体向上的压力P为。,物体将不受浮力的作用,只受向下的压力。如在水中的桥墩、拦河坝等。

二、决定浮力大小的因素

【猜想与假设】浮力的大小跟什么因素有关呢?

①木块在水中漂浮,铁块在水中下沉,可能跟物体的密度有关。

②人在水中会下沉,在死海中却能漂浮,可能跟液体密度有关。

③用手将空易拉罐按入水中,当它浸入水中的体积越大,手感觉到的浮力也越大,可能跟浸入液

体中的体积有关。

④人从浅水区走向深水区的过程中感觉逐渐变轻,可能与物体浸在液体中的淫度有关。

【设计实验】

(1)实验方法:控制变量法。上面所说的固体的密度、液体的密度、固体浸入液体中的体积和固

体浸入液体的深度这几个量是实验中的“变量”,在检验浮力与其中某一个量的关系时,必须使其他量

保持不变,或者确认浮力跟这些量无关。

(2)测量浮力大小的原理:尸浮=尸「尸2(称重法)

(3)实验器材:弹簧测力计、烧杯、水槽、圆柱体组(铝块、铁块)、水、酒精、浓盐水等。

【进行实验与分析论证】

(1)探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系

①用弹簧测力计测量出物体的重力G并记入表格中;

②将物体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为并记入表格中;

③改变物体在水中浸没的深度,读出弹簧测力计的示数6并记入表格中。

④计算浮力。

浸没深度h浅深更深

重力G/N2.02.02.0

弹簧测力计示数F/N1.41.41.4

浮力F浮/N0.60.60.6

【实验结论】

浮力的大小与物体浸没液体中的深度无差。(选填“有关”或“无关”)

(2)探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系

未浸入少部分浸入大部分浸入完全浸入

①用弹簧测力计测量出物体的重力G并记入表格中;

②将物体小部分体积浸入水中,读出弹簧测力计的示数B并记入表格中;

③把物体大部分体积浸在水中,读出弹簧测力计的示数巳并记入表格中;

④把物体浸没水中,读出弹簧测力计的示数尸3并记入表格中。

⑤计算浮力。

物体浸在液体中的体积V部分浸入大部分浸入浸没

重力G/N2.02.02.0

弹簧测力计示数F/N1.81.61.4

浮力Fff/N0.20.40.6

【实验结论】在同一液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大。

(3)探究浮力大小与液体密度的关系

①用弹簧测力计测量出金属块的重力G并记入表格中;

②将金属块分别浸没在酒精、水和盐水中,读出弹簧测力计的示数并记入表格中;

③计算浮力。

液体种类酒精水盐水

重力G/N2.02.02.0

弹簧测力计示数F/N1.41.20.9

浮力FWN0.60.81.1

【实验结论】

浮力大小跟液体密度有关,在浸入液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。

(4)探究浮力大小与物体密度的关系

9N

①用弹簧测力计分别测出体积相等的铜球、铁球的重力;

②把铜球、铁球再悬挂在弹簧测力计下端,分别浸没在水中,观察并记录弹簧测力计的示数。

③计算浮力。

固体种类铜球铁球

重力G/N9.08.0

弹簧测力计示数F/N8.07.0

浮力尸浮/N1.01.0

【实验结论】浮力的大小跟固体的密度无关(选填“有关”或“无关”),在浸入同种液体的体

积相同时,所受浮力相等。

【归纳总结】决定浮力大小的因素:

物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。浸在液体中的

体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。

方法清单

考向01浮力的产生称重法求浮力

【例题1】如图所示,弹簧测力计竖直悬挂着物体A静止在空中时示数为8N,A浸在水中静止时

弹簟测力计示数为7N。根据实验数据,可知物体A的质量为kg,图所示物体A浸入水中所受的

浮力为No(g=10N/kg)

【答案】0.81

【详解】物体挂在测力计下静止时,测力计的示数即物体的重力为8N,则物体的质量为

G8N

TW=0-8kg

g

物体受到的浮力为尸浮=67示=8N-7N=1N

方法技巧理解浮力的概念

1.浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的,若物体没有受到液体

向上的压力,则物体不受浮力。

2.称重法求物体浮力时,我们记录空气中弹簧测力计的示数和物体浸在水中

时弹簧测力计的示数,然后作差来求浮力,而往往忽略了这个差的含义,实际上

物体受到的浮力大小就等于弹簧测力计前后两次示数的变化量。

【训练1-1】如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注

【答案】C

【详解】AD.由图可知,水对A、D物体上、下表面都产生了压力差,故A、D物体都受浮力的

作用,故AD不符合题意;

B.B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上、下表面产生了

向上的压力差,故B物体一定受浮力的作用,故B不符合题意;

C.C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上、下表面没有产

生向上的压力差,故C物体一定不受浮力的作用,故C符合题意。故选C。

【训练1-2】用弹簧测力计悬挂一重为10N的A物体浸没在水中,如图所示,弹簧测力计的示数

为2.5N,A物体所受浮力大小为N,A物体上表面受到水的压力为1N,下表面受到水的压力

N;向水中加盐溶解后,A物体受到的浮力将(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

【答案】7.58.5变大

【详解】称重法测浮力知冷=G-尸示=10N25N=7.5N

浮力产生原因/浮=/下-/所以下表面受到的液体压力为

FT=Fff+F±=7.5N+lN=8.5N

向水中加盐时,排开水的体积不变,盐水的密度变大、由/浮=/5液gV排可知受到的浮力变大。

考向02探究影响浮力大小的因素

【例题2】(2024•四川广安・中考真题)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程

中,经过讨论提出如下猜想:

猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关:

猜想2:浮力的大小与液体的密度有关:

猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。

小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程。

(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想

1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大

而,与物体浸没在液体的深度无关。

(2)根据三图,可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可

以测出物体的密度为kg/m3o(p*=l.OxlO3kg/m3)

(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实

验,实验步骤如下:

①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;

②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。根据以上现象,小丽

得出猜想3是正确的。她的结论不可靠,原因是。

【答案】增大ADE2xlO3见详解

【详解】(1)根据A、C、D三图可知,物体浸入液体的深度不同,但测力计的示数相同,说明浮

力大小与物体浸没在液体的深度无关;根据A、B、C三图可知,物体浸入液体的体积不同,测力计的

示数不同,说明浮力大小与物体浸入液体的体积有关,物体浸入液体体积越大,受到的浮力越大。

(2)根据A、D、E三图可知,物体浸入液体的体积相同,但液体的密度不同,测力计的示数不

同,说明浮力大小与液体的密度有关。

根据AC图可知Fff=G^F=4N-2N=2N,根据Fp浓gV排可得

F________2N

n=2xlO^m3

P强glxlO3^g/m3xlON/A:g

因为物体浸没,所以V=V排=2x10-4m3,根据G=,咫和片]可得,物体的密度

mG4N,

p=—=—=------------------=2x10jkg/m3

VgV10N/kgx2xW4m3

(3)根据控制变量法可知,要探究浮力大小与物体形状的关系,应控制物体排开液体的体积相

同,而实验中将另一薄铝片弯成碗状也放入该烧杯中,铝片漂浮在水面上,铝片排开液体的体积变

大,所以小丽的结论不可靠。

方法技巧探究实验用到的方法

1.转换法:在探究过程中,我们通过弹簧测力计示数的变化情况来反映物体

所受浮力的变化情况,应用了“转换法”;

2.比较法:在探究过程中,我们通过比较物体在不同条件下所受的浮力,从而

分析得到影响浮力大小的因素,这里应用了“比较法”。

3.控制变量法:探究浮力的大小与液体的密度、浸入液体中的体积和浸入液

体的深度这几个量的关系时,液体的密度、浸入液体中的体积和浸入液体的深度

这几个量是实验中的“变量”,在检验浮力与其中某一个量的关系时,必须使其他

量保持不变,或者确认浮力跟这些量无关。

【训练2-1】如图所示,小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块平放、

侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数大小。

该实验探究的是下列哪个因素对浮力大小的影响()

V---------yv---------yv--------->

平放侧放竖放

A.液体的密度B.物体的密度

C.物体排开液体的体积D.物体浸入液体的深度

【答案】D

【详解】先后将该长方体铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,液体的密度相同,

每次水面到达同一标记处,说明物体排开水的体积相同,物体进入水的深度不同,比较弹簧测力计示

数大小,可以探究浮力与物体浸入液体的深度的关系,故D符合题意,ABC不符合题意。

【训练2-2】如图是一次实验情景。根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是()

A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系

B.说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关

C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系

D.验证阿基米德原理尸浮=3排

【答案】C

【详解】由图知,物体都完全浸没在液体中,所以排开的液体体积相同,一种液体是水、另一种

是盐水,因为两液体的密度不同,所以它们所受的浮力不同。根据控制变量法的思想,所以该同学这

次操作的目的是:探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。故ABD不符合题意,C符合题意。

故选C。

模块二阿基米德原理

知识清单/

一、探究浮力大小与它排开液体重力的关系

【猜想与假设】液体的密度越大,物体排开液体的体积越大,则排开的液体受到的重力越大;另

一方面,液体的密度越大,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。所以浮力的大小跟排开液体

所受的重力应该有一定的关系,大小可能相等。

【设计实验】

(1)实验器材:弹簧测力计、物体(2物液)、溢水杯、小桶、细线、水、盐水。

(2)测量浮力的方法(称重法):使用弹簧测力计进行测量:先测出物体所受的重力G,再读出

物体浸在液体中时弹簧测力计的示数R则尸浮=乙33(如图甲、丙所示)。

N

工r-i

=■

■-i

x

N-i

m=丁

七p

d>一

一0―-一

三|.-W=1=1

二.212

二2=1

二I:-

七1

♦3_3

-一

二=

=-一

4二]Y

-三

1.-=_=

4a-5a5

三',

»;_v-

!.=

b

O

\

-

甲乙丙]■

(3)测量排开液体所受的重力(溢水法):物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计

测出(如图乙、丁所示):溢水杯中盛满液体,再把物体浸在液体中,让排开的液体流入一个小桶

中,桶中的液体就是被物体排开的液体,用弹簧测力计测出排开液体所受的重力6排=氏

【进行实验与收集数据】

(1)如图甲,将小石块用细线系住,挂在弹簧测力计的挂钩上,测出小石块的重力G=R。

(2)如图乙,将小桶挂在弹簧测力计的挂钩上,测出其所受的重力G桶=&。先测小桶重力以免沾

水使测量数据不准确。

(3)将水倒入溢水杯中,使水面恰好到达溢水杯的溢水口,将小桶放在溢水口下水能正好流入小

桶的位置,然后将小石块慢慢地浸入水中,读出此时弹簧测力计的示数尸3,如图丙所示。

(4)利用公式歹浮计算出小石块此时在水中受到的浮力。

(5)如图丁,测出小桶和排开的水所受总重力招,算出排开的水所受的重力6排=五4-B。

(6)改变质量不同的金属块再做几次实验,把实验数据填入表格中。

(7)实验数据表格。

实验物重物体在水中时浮力桶与排出水空桶重排开水重

序号G/N测力计示数KN广/N总重G.e/NG«/NGW

12.21.40.81.81.00.8

21.71.10.61.61.00.6

33.62.31.32.31.01.3

【分析论证】

分别计算实验序号1、2、3中物体受到的浮力和排开液体所受的重力,发现E浮三G排。

【实验结论】浸在液体中的物体受到浮力的大小笠王它排开的液体所受重力的大小。

【交流与讨论】

(1)若先将物体放入水中测浮力,再测物体的重力,由于物体沾水会使所测重力偏大,则所测浮

力偏大;

(2)若先测量桶和排开液体的重力,再测桶的重力,则桶由于沾水重力偏大,所测排开液体的重

力偏小。

(3)物块在浸入前,水面要与溢水口相平,若水面不与溢水口相平,不会影响浮力的大小,但会

导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积,最终会得出物体所受浮力大于排开的液体所受重力的

错误结论。(以上均选填“大”或“小”)

(4)实验中换用质量不同的物块或不同液体进行多次测量,是为了使实验结论具有普遍性。

上述结论早在两千多年前就已经被发现,称为阿基米德原理。

二、阿基米德原理

1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。

2.数学表达式:F»=Gm导出式:/浮=3排=小排g=p滤gV排

公式中各物理量的意义及单位

"液表示液体的密度,单位:千克/米3(kg/m3)

V排表示排开液体的体积,单位:米3(n?)

g表示9.8牛/千克(N/kg)

产浮表示物体受到的浮力,单位:牛(N)

各物理量全部采用国际单位制。

3.对阿基米德原理的理解

①影响浮力大小的因素:由公式/浮排可知:浮力产浮的大小只和2a和Vs有关,与物体的

体积、形状、密度、浸没在液体中的深度等因素无关。(选填“有关”或“无关”)

②适用范围:该定律也适用于气体,物体在气体中所受浮力的大小也可用­=。气北排计算。

③求液体密度、排开液体的体积公式:p»-Fg/gVaV排=尸浮/即浓

④理解“浸在液体中的物体”

浸在液体中的物体包括两种情况:一是物体全部浸入液体中,如图中B物体,也叫浸没;二是一

部分体积浸入液体中,如图中A物体。

物体浸没时:Vw=Vg=Vft;物体部分浸入时:丫排三丫慢介物。(均选填或“=”)

三、计算浮力大小的四种方法

称重法压力差法公式法平衡法

浮力等于物体的重浮力等于物体上、根据阿基米德原理物体漂浮或悬浮

力G减去物体浸在下表面受到的液体计算时,由二力平衡条

液体中时弹簧测力的压力差,即厂浮二G排二"2排g件得浮力等于重

计的拉力F即尸浮向下="液gV排力,即

Fn-G-F尸浮二G

方法清单

考向01探究浮力大小与它排开液体重力的关系

【例题1】如图所示,物理兴趣小组用水和金属块等器材做研究浮力的实验。(水的密度是

1.0xl03kg/m3)

(2)比较A、B、C(或A、B、D)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其有关;

(3)比较____三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关;

(4)金属块的密度为kg/m3;

(5)在实验中,忽略测量误差因素的影响,兴趣小组发现:金属块受到的浮力大小等于它—

如果后者明显小于金属块受到的浮力,请指出实验操作中可能的原因;

(6)忽略测量误差因素的影响和操作规范的前提下,探究发现:漂浮在水面的蜡块、木块等物体

所受的浮力(选填“遵守”或“不遵守”)第(5)小题第一空的这个等量关系。

【答案】(1)1;(2)排开液体的体积;(3)A、C、D;(4)2.7X103;(5)排开液体的重力,溢水

杯没有装满水等;(6)遵守

【详解】(1)由图A、C(或D),金属块浸没在水中时受到的浮力产;?=G于示=2.7N-1.7N=1N

(2)比较A、B、C三图可知,排开液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数

不同,受到的浮力不同,所以金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。

(3)比较A、C、D三图可知,液体的密度相同,排开液体的体积相同,深度不同,弹簧测力计

的示数相同,受到的浮力相同,所以金属块受到的浮力大小与深度无关。

(4)金属块的体积

________1N________

=lxlO^m3

lxlO3kg/m3xlON/kg

金属块的密度为

p=一==----------------7-=2.7xlO3kg/m

VgVlON/kgxlxlCT4m3

(5)]在实验中,金属块受到的浮力等于它排开液体的重力,发现金属块排开水的重力明显小于

所受的浮力,可能溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积。

(6)漂浮在水面的蜡块、木块等物体所受的浮力等于排开液体的重力,遵守小题第一空的这个等

量关系。

方法技巧

L实验中,能否先将物体浸没在水中后,然后再将物体拿出测出物体受到的重

力?为什么?

如果这么做,物体从水中拿出时,物体上会沾有一部分水珠,测量物体的重力

会变大,故不可以这么做。

2.在测量排开液体的重力时,能否先测盛水后小桶的重力,再倒出测出空桶的

重力?为什么?

桶内的水不能全部倒净,内壁会附有水珠,使测出的G排偏大,G排偏小,故不

可以这么做。

【训练1-1】在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小芳同学设计的实验步骤

如图所示,按照A、B、C、D的顺序进行测量。小华认为,为了减小实验误差,可以进一步优化实验

步骤,他将A、B、C、D重新排序。你认为小华的测量顺序应该是,此实验得出的结论

【答案】DABC物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力

【详解】在这个探究中,应先测出空小桶的重力,再测物体的重力,然后将物体浸入溢水杯的水

中,用小桶接住排出的水,最后测出小桶和接入水的总重力。所以重新排序应为:DABC。

此实验的结论是:物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力。

【训练1-2】同学们进行验证阿基米德原理的实验,操作过程如图所示。图中人、后、B、取分别

表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是()

B.物体排开水的体积大于物体的体积

C.若&=居-说明本次实验结果符合阿基米德原理

D.如果实验中物体没有完全浸没水中,不能验证“阿基米德原理”

【答案】C

【详解】由图可知,溢水杯中装满水;B表示物体的重力,后为物体浸在水中时测力计的示数,

F3表示小烧杯的重力,E4表示物体排开水和小烧杯的总重力。

A.由于物体放入水后受重力、浮力和拉力的作用处于静止,由力的平衡条件可得尸浮

由于本实验中物体的重力是不变的,所以后<西,是因为物体受到了浮力作用,故A错误;

B.物体全部浸没,排开水的体积等于物体的体积,故B错误;

C.由图可知,物块排开的液体受到的重力6排=凡-/3

因为F»=G-尸示=--尸2,若Fi-F2=F4-尸3,则表明物体受到的浮力等于其排开液体受到的重

力,说明本次实验结果符合阿基米德原理,故C正确;

D.阿基米德原理适用于任何情况下物体受到的浮力与物体排开液体受到的重力关系。如果实验中

物体没有完全浸没水中,物体受到的浮力减小,物体排开水的重力也减小,物体浸在水中的体积大小

不影响阿基米德原理的验证,故D错误。故选C。

考向02阿基米德原理

【例题2】如图所示,体积相同而材料不同的四个小球甲、乙、丙、丁静止在水中,这四个小球所

受的浮力分别为尸甲、尸乙、尸丙、FT,贝U()

1

A.F甲=F乙B.F甲〈方丁C.F乙>F丙D.F单>F乙

【答案】B

【详解】由图可知,四个球排开水的体积v甲丙=丫丁

根据/滓="旷排g可知四个球受到的浮力?甲</乙</丙=/丁

故选Bo

方法技巧正确理解阿基米德原理

1.物体“浸在液体中”包括“全部浸入(浸没)”和“部分浸入”两种情况,无论物体是

浸没还是部分浸入,在液体中都受到浮力。

2.G排是物体排开液体的重力,而不是物体自身的重力。

3“液是指液体的密度,而不是物体的密度。浸在同种液体中,排开液体体积相同的各种

不同材料的物体,无论空心还是实心,所受浮力大小都相等。

4.V排是排开液体的体积,不一定等于物体的体积。

①当物体浸没在液体中时,V#=Vw,物体体积不变,排开液体体积也不变,浮力大小与

深度无关;

②当物体只有一部分浸人液体中时,当物体逐渐浸入液体中时,排开液体的体

积增大,物体所受浮力也增大。

【训练2-1】如图,水平桌面上有一个装满酒精的溢水杯,将重力为1.1N的小球放入溢水杯,小

球沉底,并测得溢出的酒精重力为0.8N,已知〃酒精=0.8xl()3kg/m3,则小球的密度为()

A.0.9xl03kg/m3B.l.lxlO3kg/m3C.1.15xl03kg/m3D.1.3xl03kg/m3

【答案】B

【详解】小球的质量为

G1.1N

m=——=0.11kg

g10N/kg

小球的体积等于溢出酒精的体积

V叫巧醛-------吧二——-=lxio^m3

夕酒精g夕酒精10N/kgx0.8x10kg/m

小球的密度为

m_0.11kg

=l.lxl03kg/m3

V-lxio-4m3

故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。

【训练2-2】如图所示,是小华同学测量某种液体密度的过程,请你根据实验数据,求:

(1)小石块的质量;

(2)小石块的体积;

(3)液体的密度。

【答案】(1)0.3kg;(2)lxl0-4m3;(3)0.8xl03kg/m3

【详解】(1)由图可知,GB=3N,由G=〃zg得玻璃杯和水的总质量

%=£=4=0.3kg

%g10N/kg

(2)由图对小石块在水中受力分析后可知,小石块浸没在水中受到的浮力为

F浮水=G石-产示水=3N-2N=1N

因为小石块浸没在水中,再由产浮液gV俳得,小石块的体积为

F、浮1N4:

V-c=V^=-----=------=-----------------=1x104m3

石排l水k。液glxlO3kg/m3xlON/kg

(3)由图对小石块在液体中受力分析后可知,小石块浸没在液体中受到的浮力为

/液=G石-月株=3N22N=0.8N

因为小石块浸没在液体中,所以V»=V5=lxl0-4m3

再由/浮=6排=/?液gV排得,液体的密度为

尸浮0.8N[a

«,«-=--——=-----------------J—=0.8><103kg/m3

液g。液10N/kgxlxl(r4m3B

答:(1)小石块的质量为0.3kg;(2)小石块的体积Ixl(y4m3;(3)液体的密度O.gxUkg/n?。

模块三物体的浮沉条件及应用

知识清单/

一、物体的浮沉条件

1.物体在液体中常见的三种状态

(1)物体在液体中有漂浮、悬浮和沉底三种状态。

(2)物体在液体中三种状态的受力分析:

“F浮

G

漂浮悬浮沉底

①漂浮时:受到重力与浮力的作用,根据二力平衡条件知,这两个力是一对平衡力,/浮三G。

②悬浮时:受到重力与浮力的作用,根据二力平衡条件知,这两个力是一对平衡力,Fs=Go

③沉底时:受到重力G、浮力P浮与支持力N的作用,这三个力平衡:Fn=G-N.

2.物体的浮沉条件

(1)比较浮力与重力的大小判断物体的浮沉:

以浸在水中的鸡蛋为例分析:把鸡蛋浸入水中时,受到重力G与浮力/浮两个力的作用,这两个力

的方向相反、作用在同一直线上,鸡蛋的浮沉就取决于这两个力的大小。

根据二力平衡条件进行分析:

①若浮力/浮》G,则鸡蛋会上浮,最后漂浮;

②若浮力尸浮三G,则鸡蛋会悬浮,可停在液体内部任意位置;

③若浮力%WG,则鸡蛋会下沉,静止在水底。(以上均选填“>"、或“=”)

(2)比较物体密度0物与液体密度0液的大小关系判断物体的浮沉(理论推导)

当物体浸没在液体中时,受到重力G与浮力P浮两个力的作用;因为物体浸没,所以排开液体的体

积等于物体的体积丫排=丫物二;浮力大小/浮液gV排="液且口重力的大小G="物gV物="物8丫

①当Pj»>G时,得出0液物,物体上浮;

②当时,得出0波三0物,物体悬浮;

③当尸浮<G时,得出0波<2物,物体下沉。(以上均选填或“=”)

3.有关物体漂浮的规律

根据进行分析/浮=G物体=〃物体gV物体;排,可得出以下规律:

(1)“二力平衡”,即物体所受浮力等于物体的重力,尸浮=G物体。

(2)“质量相等”,即排开液体的质量等于物体自身质量,相排=机物体。

(3)“体积比与密度比有关”,即浸入液体的体积是物体体积的几分之几,物体的密度就是液体

密度的几分之几,即"物体V物体="液丫排

_%

夕物一吊一。液

(4)“浮力恒等”,即物体漂浮在不同液体中时,所受浮力相等(Fi=F2=-=Gft)o

(5)“密大浸少”,即物体漂浮在不同液体中时,密度大的液体浸入液体中的体积较小。

二、浮力的应用

1.增大或减小浮力的方法

(1)改变浮力的方法:根据阿基米德原理/浮彳液gV排可知,物体受到的浮力大小是由液体密度和

排开液体的体积决定的,因此增大或减小浮力应从这两方面入手。

(2)增大浮力的两种方法

①增大液体密度:如水中加盐后,可使沉底的鸡蛋浮起来;

②增大物体排开液体(或气体)的体积:如钢铁制成的轮船、氢气球等。

(3)减小浮力的两种方法

①减小液体的密度:如往盐水中加清水,可以使漂浮的鸡蛋下沉至水底。

②减小物体排开液体(或气体)的体积:如飞艇降落时,通过将辅助气囊中的气体放出,使飞艇

排开空气的体积减小,从而减小空气浮力,使飞艇降落(可认为飞艇放气后,所受重力不变)。

2.浮力的应用实例

(1)轮船

①轮船的工作原理:把轮船做成“空心”体后放在水里,虽然它所受的重力没有改变,但是排开

的水较多,因而受到较大的浮力,所以能漂浮在水面上。

②轮船的特点:轮船航行时处于漂浮状态,只要轮船的重力不变,无论轮船是在海里还是在河

里,它受到的浮力都不变,因为不同海域中海水的密度不同,所以轮船的吃水线不同。例如,海水密

度较大,根据阿基米德原理厂浮=2渣gV排可知,轮船在海里航行时浸在水下的体积较小。

③轮船的排水量小排:轮船的排水量表示轮船的大小,指轮船装满货物时排开水的质量,等于轮船

和货物的总质量。如一艘轮船的排水量是IO4t,说明此船满载时,货物和船身质量之和为10%

①潜水艇的沉浮原理:因为潜水艇浸没在水里时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理尸浮彳液

gV排可知,所受浮力基本不变,所以只能靠改变自身重力实现浮沉的。(均选填“浮力”或“重力”)

②潜水艇的浮沉过程分析:下潜时,在两侧的水舱内充入水,艇重增大,重力大于浮力,潜艇就

会下沉。当水舱充水,潜水艇重等于同体积的水重时,它可以悬浮在水中。当用压缩空气将水舱里的

水排出一部分时,潜水艇变轻,从而上浮。实际航行时,上浮和下潜过程中潜水艇总要开动推进器加

快上浮和下潜的速度。

(3)气球和飞艇

气球和飞艇的升降原理:受至U的浮力F浮="空气gV排,气球(飞艇)自身的重力G彳气gV+G壳,当下

浮〉G,气球(飞艇)可升上天空,若要使气球(飞艇)降回地面,可以放出一部分气体,使排开空气的

体积减小,浮力减小;对于热气球,加热时内部空气膨胀,一部分空气排出,球内空气密度变小,使

浮力大于重力而上升;停止加热,热空气冷却,使重力大于浮力而落地。为了能定向航行而不随风飘

荡,人们还制成了飞艇,在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人装货的吊篮。

热气球密度计

5.密度计

(1)作用:密度计是测量液体密度的仪器。

(2)构造:密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸。

(3)原理:密度计放在液体中都是漂浮的,因此受到的浮力始终等于它受到的重力并且是不变的

P浮=G。根据尸浮=2波gV排可知,因为尸浮不变,所以把它放在密度比较大的液体里,它浸入液体的体积

小,上浮一些;把它放在密度比较小的液体里,浸入液体的体积大,下沉一些。所以密度计的刻度从

下往上的示数是越来越小的。(后三空均选填“大”或“小”)

方法清单

考向01物体沉浮条件

【例题1】将重6N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了2N的水。关于物体受到的浮力大小和最

终的状态,判断正确的是()

A.6N漂浮B.2N漂浮C.2N沉底D.4N沉底

【答案】C

【详解】把物体浸没在盛满水的溢水杯中,排开的水重G排=2N,根据阿基米德原理可知:物体受

到的水的浮力

产浮=Gk2N<G

【训练1-1】(2024・四川巴中・中考真题)一个体积为lOOcn?、质量为90g的球放入足够深的水

中,静止后的状态及所受浮力大小为()

A.漂浮0.9NB.漂浮INC.沉底0.9ND.沉底1N

【答案】A

【详解】当小球完全浸没后受到的浮力为

33-63

F谆=pyKgV9=1.0xl0^g/mxlON/AgxlCXJxlO!!!=1N

小球的重力为G=wg=90xl()-3kgxi0N/kg=0.9N

由于尸可知,小球会加速上浮,最终漂浮,浮力等于重力为0.9N,故A符合题意,BCD不符

合题意。故选A。

【训练1-2】(2024•江苏南通・中考真题)将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如

图所示,下列说法正确的是()

厂会।放置一月

后的鸡蛋

—新鲜鸡蛋

A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小

B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小

C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大

D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大

【答案】B

【详解】A.若甲、乙体积相等,乙排开液体的体积小,根据公式尸浮彳浪gV排可知,乙受到的浮

力比甲小,故

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