1、第七章浮力,第七章浮力,考點1,考點2,考點3,浮力,注意:打入地下的橋墩不受到水的浮力,水中的橋墩上的螺母受到浮力。,考點1,考點2,考點3,阿基米德原理,考點1,考點2,考點3,物體的浮沉條件及其應用,考點1,考點2,考點3,考點1,考點2,考點3,考點1,考點2,考點3,考點1,考點2,考點3,考點1,考點2,考點3,考法1,考法2,考法3,浮力的相關(guān)計算,例1(2019四川樂山中考)如圖甲,一個質(zhì)量為270 g的鋁塊懸掛在彈簧測力計的掛鉤上,鋁塊的下表面剛好接觸某未知液體的液面。將鋁塊緩慢浸入液體,彈簧測力計的示數(shù)隨浸入深度的變化如圖乙。則鋁塊浸沒時所受的浮力為1.2N,液體的密度為1

2、.2103kg/m3(g取10 N/kg,鋁=2.7103 kg/m3)。,考法1,考法2,考法3,解析:(1)m=270 g=0.27 kg, G=mg=0.27 kg10 N/kg=2.7 N, F浮=G-F=2.7 N-1.5 N=1.2 N; (2)鋁塊浸沒液體時,受到液體的浮力F浮=液gV排 1.2 N=液10 N/kg10-4 m3 解得液=1.2103 kg/m。,方法歸納計算浮力常用的方法 稱量法:F浮=G-F;求壓力差法:F浮=F向上-F向下; 二力平衡法:物體懸浮或漂浮時,F浮=G; 阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=液gV排。,考法1,考法2,考法3,對應練1(2019

3、哈爾濱中考)如圖,先將溢水杯裝滿水,然后用測力計拉著重為4 N、體積為100 cm3的石塊,緩慢浸沒在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重為1N,石塊靜止時,測力計示數(shù)為3N。(水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg),解析:(1)石塊緩慢浸沒在水中,V排=V=100 cm3=110-4 m3, 石塊受到的浮力F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg110-4 m3=1 N, 根據(jù)阿基米德原理知,桶中水重(排開水的重)G排=F浮=1 N。 (2)石塊靜止時,測力計示數(shù)F=G-F浮=4 N-1 N=3 N。,考法1,考法2,考法3,阿基米德原理的理解及其應用,例2(

4、2019湖南懷化中考)某容器放在水平桌面上,盛有足量的水?，F(xiàn)將體積為1.2510-4 m3、質(zhì)量為0.4 kg的實心正方體放入水中,正方體不斷下沉,直到沉底,如圖所示。(已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)正方體受到的重力的大小; (2)正方體浸沒在水中受到的浮力的大小F浮; (3)容器底部對正方體的支持力的大小和正方體對容器底部的壓強。,答案:(1)4 N(2)1.25 N(3)2.75 N1.1103 Pa,考法1,考法2,考法3,解析:(1)正方體的重力 G=mg=0.4 kg10 N/kg=4 N; (2)正方體浸沒在水中, V排=V=1.2510-4 m

5、3, 則F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg1.2510-4 m3=1.25 N; (3)正方體沉在底部,由于處于靜止狀態(tài),則受力平衡,即G=FN+F浮, 所以,FN=G-F浮=4 N-1.25 N=2.75 N; 由于支持力與壓力是一對相互作用力,則可知正方體對容器底部的壓力FN=FN=2.75 N, 正方體的邊長,考法1,考法2,考法3,方法歸納正確理解阿基米德原理 1.(1)“浸入液體中的物體”包括兩種情況。 物體浸沒:V排=V物。 物體部分浸入液體:V排V物。 (2)物體受到的浮力大小F浮=G排=m排g=液gV排,由公式可知,浮力的大小只跟液體的密度液和物體排開液體的

6、體積V排兩個因素有關(guān),而跟物體本身的體積、密度、形狀、在液體中的深度、在液體中是否運動、液體的多少等因素無關(guān)。 2.阿基米德原理的適用范圍:液體和氣體。對于氣體來說F浮=氣gV排。 3.阿基米德原理公式的應用: (1)求物體所受浮力:F浮=m排g=液gV排。,考法1,考法2,考法3,對應練2(2018十堰中考)將一底面積為0.01 m2的長方體木塊用細線拴在一個空容器的底部,然后向容器中緩慢加水直到木塊上表面與液面相平,如圖甲所示,在此整個過程中,木塊底部受到水的壓強隨容器中水的深度的變化如圖乙所示,則木塊所受到的最大浮力為15N,木塊重力為9N,細線對木塊的最大拉力為6N。(g取10 N/k

7、g),考法1,考法2,考法3,解析:(1)根據(jù)圖象可知,木塊剛剛漂浮時,木塊浸入水中的深度為L1=9 cm;由于從9 cm到16 cm,木塊一直處于漂浮,浸入水中的深度不變;當水面的高度為16 cm時細線剛好張緊,線的拉力為零;直到木塊上表面與液面相平,此時水面的高度為22 cm; 所以木塊的高度L=9 cm+(22 cm-16 cm)=15 cm=0.15 m; 則木塊的體積V木=S木L=0.01 m20.15 m=1.510-3 m3, 木塊全部淹沒時受到的浮力最大為 F浮=水gV排=水gV木=1103 kg/m310 N/kg1.510-3 m3=15 N。 (2)由圖象可知,木塊剛剛漂

8、浮時木塊底部受到水的壓強為900 Pa, 則木塊的重力與水向上的壓力(浮力)平衡, 所以,木塊重力G=F向上=p向上S=900 Pa0.01 m2=9 N; (3)直到木塊上表面與液面相平時,木塊受到的浮力最大, 由力的平衡條件可得,細線對木塊的最大拉力為 F拉=F浮-G=15 N-9 N=6 N。,考法1,考法2,考法3,浮沉條件及其應用,例3(2019四川遂寧中考)如圖所示,水平桌面上三個完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水,將A、B、C三個體積相同的小球分別放入容器內(nèi),待小球靜止后,A漂浮、B懸浮、C沉底,此時三個容器內(nèi)水面高度相同。下列判斷正確的是( ),A,A.容器底部受到水的壓強關(guān)系:p甲

9、=p乙=p丙 B.小球受到的浮力關(guān)系:FAFBFC C.容器對桌面的壓力關(guān)系:F甲F乙F丙 D.小球的質(zhì)量關(guān)系:mA=mBmC,考法1,考法2,考法3,考法1,考法2,考法3,考法1,考法2,考法3,對應練3(2019四川巴中中考)兩個完全相同容器內(nèi)分別盛滿不同的液體,現(xiàn)將兩個完全相同的小球輕輕放入容器中,小球靜止后的狀態(tài)如圖所示,則液體對容器底部的壓強關(guān)系是p甲”“”或“=”)。,考法1,考法2,考法3,解析:由題意可知,兩個完全相同容器內(nèi)盛滿不同的液體時,液體的深度相同,由題圖可知,兩個完全相同的小球輕輕放入容器中靜止后,甲中小球沉底,乙中小球漂浮,因物體的密度大于液體的密度時下沉,物體的

10、密度小于液體的密度時上浮,所以,甲中液體的密度小于乙中液體的密度,由p=gh可知,甲液體對容器底部的壓強小于乙液體對容器底部的壓強,即p甲p乙;因物體沉底時受到的浮力小于自身的重力,物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等,所以,甲中小球受到的浮力小于乙中小球受到的浮力,即F甲F乙。,實驗點1,實驗點2,考查方向:控制變量法的應用;分析以及測量浮力的方法。,探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān),實驗點1,實驗點2,實驗點1,實驗點2,注意事項:在同種液體中可以一次讓物體部分浸入,一次浸沒來改變排開液體的體積;在研究和密度的關(guān)系的時候,一定讓物體浸沒在液體中。,實驗點1,實驗點2,例1(2019內(nèi)蒙古赤峰中

11、考)如圖所示,是探究同一物體所受浮力大小與哪些因素有關(guān)的實驗過程。,實驗點1,實驗點2,(1)甲、乙(填實驗序號)兩次實驗證明物體所受浮力隨物體排開液體積的變化而變化。 (2)進行乙、丙兩次實驗是為了探究物體所受浮力大小與液體密度關(guān)系。 (3)由丙、丁兩次實驗可知:浸沒在同種液體中的物體,所受浮力大小與物體浸沒的深度無關(guān)。 拓展練1(4)在上述實驗的基礎(chǔ)上,請你添加合適的物體設(shè)計實驗,探究浮力大小與物體質(zhì)量是否有關(guān)。請寫出你的實驗思路:取兩塊體積相同的鐵塊和鋁塊,測出它們各自的重力,然后可知其質(zhì)量,分別用測力計吊著浸沒到水中,讀出測力計示數(shù),根據(jù)測力計的示數(shù)算出浮力,通過比較得出結(jié)論。,實驗點

12、1,實驗點2,解析:(1)要實驗證明物體所受浮力隨物體排開液體積的變化而變化,應控制液體的密度不變,改變物體排開液體的體積,由圖可知,甲、乙兩次實驗符合; (2)進行乙、丙兩次實驗時,物體排開液體的體積相同,而液體的密度不同,探究物體所受浮力大小與液體的密度關(guān)系; (3)由丙、丁兩次實驗可知:排開液體的體積和液體的密度相同,而所處的深度不同,彈簧測力計的示數(shù)不變即物體受到的浮力不變,則物體所受浮力大小與浸沒的深度無關(guān)。,實驗點1,實驗點2,探究浮力的大小等于什么,考查方向:實驗的設(shè)計和操作步驟的分析、實驗評估、多次實驗的目的等。,實驗點1,實驗點2,注意事項:溢水杯一定要裝滿水。用細線把石塊拴

13、牢。石塊浸沒在溢水杯中,不要使石塊觸及杯底或杯壁。接水的小桶要干凈,不要有水。,實驗點1,實驗點2,例2(2018湖北十堰中考)如圖甲是“探究浮力大小”的實驗過程示意圖。,實驗點1,實驗點2,(1)實驗步驟C和D可以探究浮力大小與排開液體的體積的關(guān)系,步驟B和D可以測出物塊浸沒在水中時受到的浮力F浮,步驟A和E可以測出物塊排開的水所受重力G排;比較F浮與G排,可以得到浮力的大小跟物體排開的水所受重力的關(guān)系。 (2)圖乙是物塊緩慢浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)F隨浸入深度h變化的關(guān)系圖象。分析圖象,可得關(guān)于浮力大小的初步結(jié)論: 物塊浸沒前,物體排開的液體體積越大,物塊所受的浮力越大。 物塊浸沒后,所

14、受的浮力大小與浸沒的深度無關(guān)。,(3)此物塊的密度是2.5 g/cm3。,實驗點1,實驗點2,解析:(1)在C、D中,相同的因素是液體密度,不同因素是排開液體體積。 在C中浮力為3 N-2.4 N=0.6 N,在D中的浮力為3 N-1.8 N=1.2 N,所以物體所受浮力在同種液體中,排開液體體積越大,浮力越大。 步驟B和D可以測出物塊浸沒在水中時受到的浮力F浮=3 N-1.8 N=1.2 N,步驟A和E可以測出物塊排開的水所受重力G排=2.2 N-1 N=1.2 N,比較F浮與G排,可以得到浮力的大小跟物體排開的水所受重力的關(guān)系。 (2)物體未浸入水中時h=0,從圖乙可讀出此時彈簧測力計的示數(shù)等于物體的重力G=3 N。在未完全浸入時彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小,則浮力逐漸增大由圖知物體完全浸入水中位置時彈簧測力計的示數(shù)為1.8 N,所以物體所受的浮力F浮=3 N-1.8 N=1.2 N;物塊浸沒前,物體排開的液體體積越大,物塊所受的浮力越大;,實驗點1,實驗點2,由圖可知彈簧測力計的示數(shù)有一