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文档简介
浮力第1节浮力阿基米德原理章末总结思维导图上浮、下沉、漂浮、悬浮、沉底浮力浮力定义方向测量影响因素产生原因阿基米德原理浮力计算的四种方法称重法压力差法阿基米德原理法电子称测量法物体的浮沉条件及应用物体的浮沉条件浮力的应用轮船潜水艇热气球和飞艇密度计计算应用与G的关系核心考点梳理一、浮力1.定义:浸在液体中的物体受到
的力,这个力叫作浮力2.方向:总是
,如图1.向上竖直向上3.测量:如图2,F浮=G-F示4.影响因素:浮力大小只与
和
有关.液体的密度物体排开液体的体积RJ八下P66图10.1-5探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关RJ八下P74图10.3-2观察鸡蛋的位置甲
乙5.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
不同.压力差即为浮力.如图3所示,F浮=F向上-F向下
=F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S
=ρ液g(h2-h1)S=ρ液gV物.若物体漂浮:F向下=0,则F浮=F向上;若物体与容器底紧密结合:F向上=0,则F浮=0,如桥墩.压力6.阿基米德原理:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力.RJ八下P69图10.2-2探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系7.浮力计算的四种方法(1)称重法:如图2,F浮=G-F示(2)压力差法:如图3,F浮=F向上-F向下(3)阿基米德原理法:如图4,F浮=G排=m排g=ρ液gV排(4)电子秤测量法:如图5,对图5丙中小球和玻璃杯进行受力分析如图6,F浮=G-F拉
=F支-(G杯+G水)=m3
g-m2
g
判断正误,正确的打“√”,错误的打“✕”,并尝试口头改正错误或举例反驳.易错点辨析(1)航天员在太空中能腾空漫步是因为他受到了浮力的原因
(
✕
)(2)物体所受浮力的方向始终与重力方向相反
(
√
)(3)浸在同种液体中的物体,物体的体积越大,所受浮力越大
(
✕
)✕√✕(4)轮船在大海中受到的浮力一定大于其在江河中受到的浮力(ρ海水>ρ江水)(
✕
)(5)石块浸没在水中下沉的过程中,所在的位置越深,受到的浮力越大
(
✕
)(6)潜水艇在水中悬浮时,水对其向上与向下的压力大小相等
(
✕
)✕✕✕物体是否受到浮力及浮力的产生考点1课堂训练1、(人教、教科图片改编)下列受到浮力的物体是
(填字母).ABD
浮力的简单计算考点22、[压力差法](人教图片改编)如图,一物块在液体中静止.上表面受到水的压力F1=5N,下表面受到水的压力F2=13N,则物块受到水的浮力为(
C
)例2题图CA.5NB.13NC.8ND.18N返回目录3、[称重法](人教内文改编)在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠的质量为490g,浸没在水中静止时,测力计示数为4.6N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)王冠浸没在水中受到的浮力是多少?解:(1)王冠的质量m=490g=0.49kg王冠的重力G=mg=0.49kg×10N/kg=4.9N王冠浸没在水中受到的浮力F浮=G-F拉=4.9N-4.6N=0.3N返回目录若王冠的质量为490g,浸没在水中静止时,测力计示数为4.6N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(2)王冠的体积多少?
若王冠的质量为490g,浸没在水中静止时,测力计示数为4.6N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(3)王冠的密度是多少?王冠是否是纯金的?(纯金的密度19.3×103kg/m3)
4、[阿基米德原理法](人教图片改编)小明节假日和家人一起乘坐了热气球,热气球体积为3000m3,若地面上空气密度为1.2kg/m3,则热气球在地面附近受到的浮力为
N(g取10N/kg).随着热气球升空,空气逐渐稀薄,热气球所受浮力逐渐
(选填“变大”或“变小”).例4题图3.6×104
变小5、[平衡法]端午节是中国民间的重要节日,也是我国首个入选世界非遗的节日,而赛龙舟是端午节最重要的节日民俗活动之一.如图所示是赛龙舟的情景,龙舟中有12名运动员.若每名运动员的质量均为60kg,则运动员全部坐上龙舟后浮力将增加
N,此时排开水的质量增加了
kg.(g取10N/kg)例5题图7200
720
6、(人教新增习题改编)小林在研究各种材料的性质时,发现EPE珍珠棉(全称聚乙烯发泡棉)具有隔水、防潮、隔音、保温、环保、抗撞力强、密度小等诸多优点.经查阅,某款EPE珍珠棉的密度仅为28kg/m3,使用防水布紧密包裹此款珍珠棉制作一件负重感轻的水上救生衣,可提供给大体重人士使用.他亲自动手实践,用质量为0.3kg的防水布和一些珍珠棉,制作了一件体积为2.5×10-2m3(约等于珍珠棉的体积)的救生衣,如图所示.(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)求:例6题图(1)该救生衣浸没在水中时受到的浮力F浮衣.解:(1)该救生衣浸没在水中时受到的浮力F浮衣=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-2m3=250N用质量为0.3kg的防水布和一些珍珠棉,制作了一件体积为2.5×10-2m3(约等于珍珠棉的体积)的救生衣,如图所示.(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)求:(2)该救生衣的重力G衣.解:(2)该救生衣的重力G衣=m防水布g+ρ棉V棉g=0.3kg×10N/kg+28kg/m3×2.5×10-2m3×10N/kg=10N用质量为0.3kg的防水布和一些珍珠棉,制作了一件体积为2.5×10-2m3(约等于珍珠棉的体积)的救生衣,如图所示.(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)求:(3)使用救生衣时至少需要保证能够使人的头部露出水面,若成年人的头部体积约占人体总体积的10%,人的平均密度为1.02×103kg/m3,请你通过计算判断:该救生衣能否供一位质量为153kg的人士使用?
纵向实验分层练探究浮力的大小与哪些因素有关(2022课标要求探究类学生必做实验,长沙2025.21)实验1教材实验要点梳理1.
实验思路:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积、液体的密度等因素有关.要探究浮力的大小是否与这些量有关,需要逐次探究,每次探究浮力的大小与其中一个量的关系,其他量要保持不变.控制变量法的应用:(1)探究浮力与物体浸入液体体积的关系:改变
,保持
不变;(2)探究浮力与液体密度的关系:改变
,保持
不变;物体浸入液体的体积液体密度液体密度物体浸入液体的体积2.
实验器材:(1)物体的选取:为使实验现象明显,选择体积稍
(选填“大”或“小”)的物体;(2)烧杯内的水量:能使物体浸没,且不接触烧杯底部;大3.
实验过程:(1)为探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关,可以逐渐增大物体浸在液体中的
,观察和记录浮力大小的变化;(2)为探究浮力的大小是否与液体的密度有关,可以把同一个物体浸没在不同的
中,测量并记录浮力的大小;体积液体实验结论物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,与液体的密度有关;物体浸在液体中的体积越
,液体的密度越
,所受的浮力就越大.大大一题多设问(依据2022课标科学探究的四要素设问)问题例1在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,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的深度有关猜想3:浮力大小与排开液体的体积有关实验小组选用物块、弹簧测力计等,做了如图甲所示实验:例1题图甲(1)(2025齐齐哈尔改编)请你写出一个能够支持猜想1的生活现象
.鸡蛋在纯水中下沉,盐水中上浮(合理即可)
基础设问证据(2)此实验的测量原理利用了
(填字母).A.
F浮与G是一对平衡力B.
F浮与G是一对相互作用力C.
F浮与F拉是一对相互作用力D.
F浮、F拉与G是一组平衡力D
(3)选择做实验的物块时,最好选用体积大一些的物体,原因是
.测力计示数变化更明显解释(4)图甲A中,弹簧测力计的示数为
N,图甲C中物块完全浸入水中时,所受的浮力大小为
N,方向为
.2.4
1
竖直向上(5)小明根据图甲A、B、C中的数据得出浮力的大小与物体浸入液体的深度有关,而同组小红根据图甲中A、C、D数据得出浮力的大小与物体浸入液体的深度无关.对此合理的解释是浮力的大小随着物体排开水的体积的增大而
,当物体浸没在水中后继续下降,所受浮力的大小不变,由此得出浮力的大小与物体浸没在液体中的深度
,与排开液体的体积
.(后两空均选填“有关”或“无关”)(6)选择
三组实验可得出浮力与密度的关系.增大无关有关ADE
交流(7)[物品选取](人教新增习题改编)小明还想探究浮力的大小与浸在液体中的物体的密度是否有关,则应选取体积相同、
不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较.质量(或密度)
能力提升(8)根据实验过程中的测量数据计算可得,物块的体积为
m3.物块的密度为
kg/m3,盐水的密度是
kg/m3.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(9)下列能正确反映图甲A→B→C→D过程中物块所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图像是
(填字母).1×10-4
2.4×103
1.1×103
d
(10)[操作评估]同学小红进行B到C的实验时,发现烧杯内的水太多,于是在实验B的操作结束后倒掉了一部分水,再将物块浸没在水中进行C操作,这样做
(选填“会”或“不会”)影响猜想3的探究结果,你的理由
.若操作时物体碰到了烧杯底,测出来的浮力
(选填“偏小”“偏大”或“不变”).不会在探究物体所受浮力跟排开液体的体积关系时,保持液体密度不变即可,倒掉一部分水,液体密度不变偏大
(11)[创新装置](2025长沙模拟改编)为探究浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关,小明先将两个盛有盐水的容器放在压力传感器上,对压力传感器进行调零,然后分别用手提着两个完全相同的标有等距刻度线的均匀长方体将其缓慢地浸入盐水中(盐水足够深),两个长方体浸入盐水中的情况如图乙所示,同时记下压力传感器显示的相应示数.①实验中通过
来反映长方体受到的浮力,这里运用的物理方法是转换法;压力传感器的示数例1题图乙②若两次实验中传感器的示数相等,
(选填“能”或“不能”)说明物体所受浮力大小与浸入液体的深度无关,原因是
.能两次浮力相等,且控制了液体密度和物体排开液体的体积相等,只改变了物体浸在液体中的深度例1题图乙③(2025云南改编)若将图中的物体换成相同材料的球体,则不能完成此实验探究,具体理由是
.例1题图乙球体的形状规则,浸没的深度不同时排开液体的体积也会不同,不能探究浮力与物体浸入液体的深度的关系探究浮力的大小与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)问题例2某实验小组做“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验,实验步骤如图所示.例2题图甲证据(1)实验中测得物体所受的浮力为
,排开水的重力为
(用测量量字母表示).F2-F3
F4-F1
基础设问解释(2)同学们按照最合理的步骤进行实验,将测量的实验数据记录在表格中,分析表中实验数据,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小
物体排开液体所受的重力大小.物体的重力/N物体浸没时测力计读数/N物体受到的浮力/N小桶的重力/N小桶和排开水的总重力/N物体排开水的重力/N2.01.01.01.22.21.0等于交流(3)另一实验小组在图3的操作中,只将物体的一部分浸没在水中,其他步骤正确,则
(选填“仍能”或“不能”)得到与(2)相同的结论.(4)[意外现象]以下情况对本实验没有引起误差或错误的是
.(填字母)A.
整个实验过程中弹簧测力计没有调零B.
溢水杯中的水没有装满C.
从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上D.3步骤中物块触碰到了容器底部仍能A
(5)若将实验中的液体由水换成盐水,对实验结论
(选填“有”或“没有”)影响.没有能力提升
(6)实验后,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范准备好溢水杯,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,铝块始终不与溢水杯接触,如图乙所示.当铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,观察到电子秤的示数变化情况是
(选填“变大”“变小”或“不变”).不变例2题图乙湖南真题、模拟题精选及新考法阿基米德原理的理解及相关计算(省卷2025.8A,2024.15第二空、22;长沙2024.24)命题点11.
甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图所示,则它们之中所受浮力相等的是(
C
)A.
甲和乙B.
乙和丙C.
丙和丁D.
甲和丁第1题图C2.(人教习题改编)北京“水立方”泳池中的水深比一般标准泳池的水深0.5m.下列有关说法正确的是(
D
)A.
运动员潜泳时受到的浮力等于仰泳时受到的浮力B.
泳池的水越深,同一运动员潜泳时受到的浮力越大C.
运动员在水下静止时与加速运动时受到的浮力不相等D.
运动员在水中受到的浮力始终等于排开水的重力D3.(2024省卷15题)常用水来冷却汽车发动机是因为它的
较大.水能提供浮力,但存在溺水风险.不慎落水的人,情急之下可以利用打湿的衣服鼓足空气等方式来增大
从而增大浮力,使自己漂浮于水面等待救援.4.(2023郴州)重为5N的实心物体挂在弹簧测力计下,物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3N,此时物体受到的浮力为
N,物体的密度是
kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).比热容排开水的体积2
2.5×103
5.(2023益阳)某一木块的体积为100cm3,所受的重力为0.8N,漂浮在水面上静止时受到的浮力为
N.
用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为
N(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).0.8
1
6.
某学校综合实践活动小组利用弹簧测力计、合金块、细线、笔、纸等,将弹簧测力计改装成可以测量液体密度的工具.他们的部分改装过程如下:先将合金块浸没在水中,静止时如图甲所示,读出并记录弹簧测力计的示数F1为3.0N;再将擦干后的合金块浸没在煤油中,静止时如图乙所示,读出并记录弹簧测力计的示数F2.然后在弹簧测力计上F1和F2相应的刻度线处分别标上水和煤油的密度值.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,煤油的密度ρ煤油=0.8×103kg/m3)新考法解决实际问题(1)画出合金块浸没在水中时的受力示意图.GF浮1F1第
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