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文档简介
第五讲浮力第1节浮力阿基米德原理教材知识逐点过浮力(宜宾2023.27)考点1浮力浸在液体中的物体受到向上的力,叫作浮力,浸在气体中物体
也受浮力方向浮力的方向总是
的竖直向上产生原因
浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不
同,上下表面存在压力差,这就是浮力产生的原因,如图甲所
示,物体所受的浮力F浮=
注:物体与底部紧密接触时,浸在液体中不受浮力,如桥墩、
拦河坝等F2-F1
测量如图乙所示,先用弹簧测力计测出物块的重力G;再读出物块
浸在液体中(物块始终不接触容器底和壁)时弹簧测力计的示数
F示;物块所受的浮力F浮=
易错辨析(1)浮力的施力物体是液体或气体(
√
)(2)鱼在水中受到各个方向的压强,也受到各个方向的浮力(
✕
)(3)物体浸入水中的深度越深,所受浮力越大(
✕
)G-F示
√✕✕教材改编题1.
(人教图片改编)下列物体受到浮力的是
.(选填字母)ABCF
阿基米德原理(绵阳6年2考;宜宾6年4考)考点2阿基米德原理浸在液体中的物体受到向
的浮力,浮力的大小等于它
排开的液体所受的
公式F浮=G排(G排表示排开的液体所受的重力)推导式:F浮=G排=m排g=
注:(1)阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于
(2)只有当物体浸没在液体中时,才有V排=V物上重力ρ液gV排
气体影响因素(1)物体在液体(气体)中所受浮力的大小,跟它浸在液体(气体)
中的
、
有关;(2)物体浸在液体(气体)中的
越大、液体(气体)的
越大,所受浮力就越
体积液体(气体)的密度体积密
度大教材改编题2.
(人教习题改编)一个热气球的体积与教室的体积差不多,经过测量,教
室的长、宽、高分别为12
m、8
m、4
m,这个热气球受到的浮力是
N,排开空气的质量是
kg.(g取10
N/kg,ρ空气=1.3
kg/m3)4
992
499.2
3.
(人教习题改编)两个完全相同的实心铜块,甲浸没在水中,乙浸没在煤
油中,
受到的浮力大.若甲浸没在水中时排开水的质量为40
g,则
甲在水中受到的浮力为
N,乙浸没时排开煤油的重力为
N.
(g取10
N/kg,ρ水=1.0×103
kg/m3,ρ煤油=0.8×103
kg/m3)甲0.4
0.32
易错、重点突破计算浮力的四种方法突破点1方法指导方法公式及图示适用范围及注意事项压力差法
形状规则的物体:①已知上、下表面面积及所受
压强;②已知上、下表面所受压力(注:两个条
件满足一条即可)称重法
物体浸没或部分浸入液体中均适用:已知物体的重力及物体在液体中受到的拉力阿基米
德原理法
普遍适用的浮力计算方法:已知物体排开液体的体积和液体的密度注:悬浮、沉底时V排=V物;漂浮时V排<V物平衡法
适用于漂浮或悬浮的物体:已知物体的重力例1
[压力差法](人教图片改编)一长方体物块的底面积为0.01
m2,将其
竖直浸没在水中,其上、下表面距水面的高度如图所示.则水对物块上表
面的压力为
N,水对物块下表面的压力为
N,物块所受浮力
为
N.
(g取10
N/kg,ρ水=1.0×103
kg/m3)例1题图5
15
10
例2
[称重法](人教图片改编)如图所示是“用弹簧测力计测量物体所受浮
力”的实验.依据实验可知物体所受的浮力为
N.
物体浸没水中时,
其上表面受到水向下的压力为2
N,此时物体下表面受到水向上的压力
为
N.
例2题图1
3
例3
[平衡法、阿基米德原理法]如图所示,在水平桌面上有一个底
面积为400
cm2的圆柱形容器,容器内装有适量水,将一个边长为10
cm、
密度为0.6×103
kg/m3的正方体木块轻轻放入水中,当木块静止时水的深
度为20
cm,此时木块底部受到水的压强为
Pa,随后用手缓慢向
下压木块,当施加的压力为
N时,木块恰好在水中浸没.(ρ水=
1×103
kg/m3,g取10
N/kg,不考虑木块的吸水性)600
4
例3题图F-h图像问题突破点2例4
[入水模型](2025成都模拟)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从
盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入
水中如图甲所示,图乙是弹簧测力计示数F拉与物体下降高度h变化关系的
图像.(忽略液面变化,g取10
N/kg,ρ水=1.0×103
kg/m3)例4题图(1)第一步:明确横、纵坐标信息.横坐标表示物体
,纵坐标
表示弹簧测力计示数.下降高度(2)第二步:理解特殊点.“h=4,F=9”点表示物体刚接触水面时,弹簧
测力计示数F=G=
N;“h=8,F=5”点表示物体
时,弹簧测力计示数F=5
N.
9
恰好浸没(3)第三步:计算相关物理量.①物体的质量m=
g;②物体受到的最大浮力F浮=
N;③物体密度ρ物=
kg/m3;④物体底面积S=
cm2.900
4
2.25×103
100
针对训练1.
[出水模型](2022宜宾14题3分)(多选)如图甲所示,弹簧测力计下端用轻
质细线系着不吸水的实心圆柱体,圆柱体浸没在水中,不与容器壁、容
器底接触,现将其以1
cm/s的速度匀速拉出水面,弹簧测力计示数F随圆
柱体上升时间t的变化关系如图乙所示.水的密度是1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg,圆柱体表面所沾水和细线体积均不计,下列说法正确的是(AC
)ACA.圆柱体的重力大小为2.0
NB.圆柱体在0~20
s内,所受浮力一直减小C.圆柱体的密度为5×103
kg/m3D.圆柱体上表面刚露出水面时,下表面受到水的压强为1
000
Pa第1题图浮力法测密度突破点3例5小明做饭时,看见了橱柜中的一瓶料酒,于是想利用自己所学的密
度知识来测量料酒的密度,他利用玻璃杯、透明薄壁塑料杯(质量忽略不
计)、量筒测出了料酒的密度,步骤如下:例5题图(1)在塑料杯中倒入适量的水,然后将其放入装水的玻璃杯中,在玻璃杯
上标记出液面位置(如图A);(2)将塑料杯中的水倒入量筒内测得体积为V1(如图B);(3)将塑料杯擦干后放入玻璃杯,将待测料酒缓慢倒入塑料杯,直到
内的液面上升到标记处(如图C);(4)将塑料杯内的待测料酒倒入擦干的量筒内测得体积为V2(如图D);(5)待测料酒密度ρ料酒=
(用ρ水及测得的物理量表示).玻
璃杯
例6
(2024巴中改编)同学小丽进行完测量固体密度的实验后,觉得用量
筒就可以测出橡皮泥的密度,进行了如图所示操作:例6题图(1)在量筒中加入适量的水,此时读数为V1;(2)将橡皮泥捏成小船状,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,此时读数
为V2;(3)将橡皮泥用细长针按入水中,此时读数为V3.橡皮泥的密度为ρ=
(用ρ水、V1、V2、V3表示).
纵向实验分层练探究浮力的大小与哪些因素有关(2022课标学生必做实验;绵阳2020.34)实验1一题多设问(依据2022课标科学探究的四要素设问)例1在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,小明所在实验小
组根据生活现象提出了以下几个猜想:猜想1:浮力大小与液体密度有关;猜想2:浮力大小与浸入液体中的体积有关;猜想3:浮力大小与浸入液体的深度有关.例1题图甲为验证以上猜想,小明使用正方体铜块做了如图甲所示的实验.基础设问【证据】(1)
请你写出一个能够支持猜想1的生活现象:
.(2)[操作细节]实验前需要在
(选填“水平”或“竖直”)方向对弹
簧测力计进行调零.(3)接着在烧杯中装入“适量”的水时,水“适量”的标准是物体可以
在水中,且物体不接触烧杯
.同一个鸡蛋在水中下沉,盐水中上浮等,合理即可竖直浸没底部新考法开放性设问【解释】(4)铜块完全浸入水中时,所受的浮力大小为
N,方向为
.铜块密度为
kg/m3.(ρ水=1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg)(5)(2025云南改编)铜块从③→④的实验过程中,受到的浮力
(选
填“变大”“变小”或“不变”),可初步得出结论:物体所受浮力大小
与物体浸入液体的深度
,验证了猜想3是
(选填“正确”
或“错误”)的.1
竖直向
上8.9×103
不变无关错误(6)为了验证猜想2,可选用图
进行分析,初步得出的结论是:液体密度相同时,物体浸在液体中的体积越
,所受浮力越大.(7)分析①③⑤三次实验,可得到的结论是:在
一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越
.①②③(或①②④)
大物体浸在液体中的体积
大能力提升【交流】(8)[图像分析](2025资阳模拟改编)下列图像能正确反映从铜块下表面刚好
接触水面开始,弹簧测力计的示数与铜块下表面到水面距离h关系的图像
是
;铜块受到的浮力与铜块下表面到水面距离h关系的图像是
.B
D
(9)[创新装置](人教习题改编)实验结束后,为了探究物体所受浮力与物体
形状的关系,小组同学利用4个相同的长方体磁力块进行了如图乙所示的
实验操作,其中弹簧测力计的示数F1
(选填“>”“<”或
“=”)F2,这说明物体所受浮力大小与物体的形状无关.例1题图乙=
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验2一题多设问(依据2022课标科学探究的四要素设问)例2小明利用弹簧测力计、溢水杯、小桶、圆柱体物体、细线和足量水
探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”.基础设问【证据】(1)[操作细节]实验时,在给溢水杯中加水时,水需要加至
处.溢水口(2)小明按图甲顺序进行实验,并将测量的实验数据记录在下面的表格中.小桶所受的重力/N物体所受的重力/N物体在水
中时弹簧
测力计的示数/N小桶和排开
水所受的总重力/N物体所受的
浮力/N
1.22
2.2
物体排开
的水所受的
重力/N
111①请将表格空缺的内容补充完整;②分析实验数据,可得实验结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小
物体排开液体所受重力的大小.等于【解释】能力提升【交流】(3)
小明根据表中数据得出实验结论并准备结束实验.同桌小丽认为实验还没有结束,理由是
.接下来的实验操作中不合理的是
(选填字母).A.用原来的方案和器材多次测量取平均值B.用原来的方案将水换成酒精进行实验C.用原来的方案将物块换成体积与其不同的物块进行实验只进行一次实验,
得出的结论不具有普遍性A
实验评估新考法(4)[误差分析]以下情况不会对本实验引起误差或错误的是
.(选填字
母符号)A.放入物体过程中从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上B.溢水杯中装满的液体是盐水C.浸没时物体触碰到了容器底部B
(5)[创新装置](人教教参改编)同学小华在“探究浮力的大小与排开液体重
力的关系”的实验时,使用如图乙所示的装置进行实验.此装置中物块固
定不动,通过调节铁架台的高度进行探究,相比于图甲装置,该装置的
一个优点是
.避免实验步骤过多导致的误差,更方便地验证了物体受到
的浮力大小等于物体排开水的重力例2题图乙四川真题分层练A层
基础巩固浮力相关判断及计算(宜宾6年3考)命题点11.
(2025自贡23题2分)“四川舰”在某次巡航时排开水的质量为4.0×107
kg,g取10
N/kg,它受到的浮力是
N.
若其从海水密度大的海域驶入密度小的海域,吃水深度
(选填“变小”“变大”或“不变”).4×108
变大2.
(2019绵阳29题4分)我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器,曾
创造了下潜7
062米的世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录,其体积
约为50
m3.蛟龙号某次在太平洋某海域下潜到上表面距海面2
000
m时,
进行预定的悬停作业,此时上表面受海水压强是
Pa,蛟龙
号受到海水的浮力是
N.
(g取10
N/kg,ρ海水=1.03×103
kg/m3)2.06×107
5.15×105
3.
(2020宜宾21题2分)如图所示,盛满水的容器放在水平面上,一个体积
为50
cm3,密度为0.6×103
kg/m3的不吸水的木块漂浮在水面,木块所受
浮力大小为
N,木块漂浮时有
cm3体积露出水面.(ρ水=
1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg)第3题图0.3
20
探究浮力的大小与哪些因素有关(绵阳2020.34)命题点24.
(2020绵阳34题6分)小明等几位同学设计不同实验探究浮力.(1)他们找了一段较细的红线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底
部,再向烧杯中缓慢注水,直到水将乒乓球浸没,发现红线在竖直方向
被拉直,如图甲所示;然后,将大烧杯倾斜,发现红线仍旧在竖直方向
被拉直,如图乙所示.根据两次观察到的现象,小明他们认为:乒乓球受
到的浮力
(选填序号).D
第4题图A.大小与乒乓球的体积有关B.大小与水的密度有关C.方向可能竖直向上也可能斜向上D.方向竖直向上(2)在弹簧测力计下悬挂一个铝块,弹簧测力计示数是4.0
N.
然后将铝块
慢慢浸入水中,当铝块部分浸入水中,弹簧测力计示数如图丙所示,弹
簧测力计示数是
N;当铝块全部浸没在水中,弹簧测力计示数如
图丁所示,此时铝块受到浮力大小是
N.
实验结果表明:铝块浸
在水中的体积越大,受到浮力越大.3.0
1.5
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系命题点35.
(2022达州38题6分)某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸
水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到
的重力的关系.第5题图(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序
是
.(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为
kg/m3(g取10
N/kg,ρ水=1.0×103
kg/m3).丙甲丁乙2.8×103
(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进
行了多次实验,由实验数据得出F浮
(选填“>”“<”或“=”)G排,从而验证了阿基米德原理的正确性.(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体的过程中(未接触溢水杯),液体对杯
底的压强
(选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”).=
一直不变(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则
图
步骤中可不使用弹簧测力计.(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其
他步骤无误,因而他会得出F浮
(选填“>”“<”或“=”)G排(小
桶中液体所受重力)的结论.丁>
B层
能力提升6.
(2024宜宾13题3分)(多选)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉直.已知甲的重力为4
N,甲受到的浮力为8
N,甲、乙的体积之比为2∶1,甲、乙的密度之比为1∶6,水的密度为第6题图1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg.下列说法正确的是(
AC
)ACA.细线对甲的拉力为4
NB.乙受到的浮力为4
NC.甲的密度为0.25×103
kg/m3D.容器底部对乙的支持力为4
N第五讲浮力第2节物体的浮沉条件及应用教材知识逐点过物体的浮沉条件考点1浮沉状态上浮下沉漂浮悬浮沉底受力示意图
浮沉状态上浮下沉漂浮悬浮沉底受力分析F浮
GF浮
GF浮
GF浮
GF浮+FN
G密度、
体积关系ρ液
ρ物ρ液
ρ物ρ液
ρ物V排
V物ρ液
ρ物V排
V物ρ液
ρ物V排
V物运动状态处于运动状态,受非
平衡力作用处于静止状态,受平衡力作用><
=
=
=
><><
==<=物体浮沉条件的应用(绵阳2023.28)考点2轮船(1)轮船的大小通常用排水量来表示.排水量就是轮船装满货物
时
;(2)船均利用“空心”来增大可以利用的浮力,工作时均处于漂
浮状态潜水艇通过改变
来实现沉浮.浸没在水中时排开水的体
积不变,在同一水域受到的浮力
排开水的质量自身重力不变气球和飞艇内部充入密度
空气密度的气体,使它受到的浮力大于
自身重力后升空密度计(1)根据物体漂浮在液体中所受的浮力
自身重力的原理
制造与工作;(2)密度计的刻度越靠下,密度值越
小于等于大教材改编题1.
(人教习题改编)如图是某同学将小蜜橘和大土豆放在水中的情景,则蜜
橘受到的浮力
(选填“大于”“小于”或“等于”)土豆受到的浮
力,将蜜橘压入水中的过程中,蜜橘所受浮力会
.第1题图小于变大2.
[轮船问题](人教图片改编)如图所示为一艘自重为1
000
t的轮船,其排
水量为2
600
t.(g取10
N/kg,ρ海水取1.0×103
kg/m3).第2题图(1)轮船空载时,静止在海面上受到的浮力为
N;(2)轮船在出海口有600
t的货物被卸下,船身会
(选填“上浮”或
“下沉”)一些,轮船排开海水的体积变化了
m3.1×107
上浮600
3.
[潜水艇问题](人教图片改编)潜水艇能潜入水下航行是因为潜水艇的艇
身装有水舱,如图是同一艘潜水艇在水下悬浮、水面漂浮时的情景.第3题图(1)潜水艇悬浮于水中时,受到的浮力
(选填“>”“<”或“=”)
重力,当水舱内充气时,舱内气体的压强将变
,将水舱中的水排
出一部分,潜水艇将
.(2)潜水艇上浮过程中,浮力
(选填“>”“<”或“=”)重力,潜水艇未露出水面之前,所受的浮力大小
(选填“变大”“变小”或“不变”).=
大上浮>
不变易错、重点突破浮沉状态的判断突破点1例1如图所示是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰“福建
舰”.当一架舰载机从航母上起飞后,下列说法正确的是(
A
)例1题图AA.航母所受的浮力减小B.航母底部所受海水压强增大C.航母将下沉一些D.航母所受的浮力大于自身重力浮沉条件的应用突破点2例2
(2025凉山州)《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的
方法,对用于制盐的海水密度有严格要求.关于海水等级的测评,《熬波
图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水
等级.测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水
密度最大等级最高,二、三、四、五等依次次之).若将以上四颗“浮子”
放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列选项
正确的是(
C
)C例2题图A.竹管内待测的海水为一等海水B.
①号“浮子”的重力比其它三颗“浮子”大C.
①号“浮子”的密度比其它三颗“浮子”大D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变例3
(2025资阳模拟)如图所示,水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中漂浮
着冰块A,悬浮着物块B.
当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是(ρ盐水>
ρ水)(
B
)A.烧杯对桌面的压强变大B.烧杯内液面会上升C.物块B受到的浮力不变D.物块B将上浮B例3题图例4
(2025广元模拟)(多选)如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、
乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器
中,放入小球后两个容器中的液体深度相同,且A、C两球排开液体体积
相同,B球在甲液体中悬浮,在乙液体中沉底.则下列说法正确的是(
CD)例4题图CDA.三个小球中密度最小的是A球B.
A、C两球所受的浮力相等C.甲液体比乙液体对容器底的压强大D.如果把A、C两球对调,A球在乙液体中可能下沉四川真题分层练1.
(2024自贡9题2分)在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”
的方法挑选种子,下列说法正确的是(
C
)A.种子上浮
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