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第 12 课时 浮力及其应用 UNIT FIVE 考点知识聚焦考点一浮力定义 浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它的力,叫浮力。其中“浸在”是指: 物体浸没在液体里,V物=V排; 物体部分浸入液体里,V物V排产生原因 如图所示,液体对物体上、下表面的压力不相等,并且向上的压力向下的压力,即为浮力。特殊情况 若物体漂浮:F 向下=0,则F浮=F向上; 若柱状物体与容器底紧密结合:F向上=0,则物体所受浮力F浮=0。如桥墩、拦河坝等公式 F浮= 向上 大于压力差F 向上-F向下 考点知识聚焦 （续表）方向 施力物体 称重法测量浮力 如图所示,用弹簧测力计测出物体的重力G,将物体悬挂在弹簧测力计下,浸在液体中,记下弹簧测力计的示数F 示,则物体受到的浮力F浮=影响因素 当物体没有完全浸没时,浮力的大小随着深度的增加而;当物体完全浸没后,浮力的大小与深度,浮力。这说明物体浸在液体中受到的浮力大小与有关,浮力还与有关,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越竖直向上液体(或气体) G-F示增大无关 不变物体排开液体的体积 液体的密度大 考点知识聚焦考点二浮力的大小1.探究:浮力的大小等于什么 探究课题:浮力的大小等于什么操作过程 测量量 空小桶重力G0、物体重力G、物体完全浸没后弹簧测力计示数F、排开水和小桶总重力G1 考点知识聚焦 （续表）分析归纳 物体受到的浮力F浮=;排开水的重力G排=,对比二者大小得出实验结论注意事项 溢水杯中水要,若水面低于溢水口,则测出的G排F浮,得不到正确结论实验结论 浸在液体中的物体受到的浮力等于。这就是著名的阿基米德原理 G-F G1-G0装满 小于它排开的液体所受的重力 考点知识聚焦2.阿基米德原理内容 浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小它排开液体所受的重力表达式 F浮=G排=m排g=。其中:G排表示物体排开液体所受的重力;m排表示物体排开液体的质量;液表示液体的密度;V排表示物体排开液体的体积适用范围 适用于物体受到液体(或气体)的浮力说明 液体对物体的浮力大小与液体的、物体有关,而与物 体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关等于液V排g 密度 排开液体的体积 考点知识聚焦考点三浮沉条件及应用1.物体的浮沉条件 = = = = mBmCmD,在这四种情况下 ()图12-3A.A所受的浮力最大B.B所受的浮力一定比A小C.A所受的浮力最小 D.B、C所受浮力一定大于D D 热点考向探究【变式】一枚重为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图12-4甲所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,则图12-5中鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是() 图12-4 图12-5 【答案】A【解析】往盐水中继续均匀缓慢加盐,盐水密度增大,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F浮=液gV排可知鸡蛋所受浮力逐渐增大。浮出水面后鸡蛋漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化。综上所述,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像应该是先浮力变大,后保持不变。故选A。 热点考向探究例4漂浮物体的浮力问题一艘轮船从长江驶入东海,轮船受到的浮力()A.变大 B.变小C.不变 D.条件不足,无法判断 C 热点考向探究900 热点考向探究【变式2】2018德州在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图12-6所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。根据观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲F乙、两杯液体的密度 甲乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲p乙。(均选填“大于”“小于”或“等于”)图12-6 【答案】等于小于小于【解析】由题图可知,密度计在甲、乙液体中均处于漂浮状态,此时F浮=G,两个完全相同密度计的重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等。甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,两密度计所受浮力相同,根据F浮=gV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度。液面高度相同,根据p=gh可知,甲烧杯底部受到的压强小。 热点考向探究 热点考向探究 热点考向探究【变式】如图12-8所示。放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积为100cm 2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块。现将物块浸没在水中,容器内水面由16cm 上升到20cm 。求:(g取10N/kg)(1)物块的密度。(2)物块受到的浮力大小。(3)物块浸没水中后,容器对桌面的压强。 热点考向探究【变式】如图12-8所示。放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积为100cm 2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块。现将物块浸没在水中,容器内水面由16cm 上升到20cm 。求:(g取10N/kg)(2)物块受到的浮力大小。(2)物块所受的浮力F浮=水gV排=1.0103kg/m 310N/kg0.410-3m 3=4N。 热点考向探究【变式】如图12-8所示。放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积为100cm 2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块。现将物块浸没在水中,容器内水面由16cm 上升到20cm 。求:(g取10N/kg)(3)物块浸没水中后,容器对桌面的压强。 热点考向探究例6连接体问题如图12-9甲所示,物体A的体积为V,放入水中静止时,浸入水中的体积为V1。现将一体积为V2的物体B放在物体A上,物体A刚好全部浸没在水中,如图乙所示,则物体B的密度为()图12-9A. 水 B.水C.水 D.水 B 热点考向探究【变式】2018南充如图12-10甲所示,在木块M上放置一个铁块m1时,木块M刚好浸没于水中。当在木块下吊一个铁块m2时,木块M也刚好浸没,如图乙所示,则m1与m2之比为(铁=7.9103kg/m 3,g取10N/kg) ()图12-10A.59 69 B.69 79 C.79 89 D.89 99 热点考向探究例72018湖州圆柱体先后放入密度为1和2的两种液体中,均处于漂浮状态,如图12-11所示。圆柱体在两液体中所受浮力分别是F1、F2,则() 图12-11A. 12F1F2 B.12F1F2C.12F1=F2 探究三利用浮沉条件和计算公式判断浮力问题D 热点考向探究【变式1】如图12-12所示,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,下列说法正确的是()图12-12A.碗沉入水底时比漂浮在水面上时重力变大了B.碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力C.碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了D.碗沉入水底时容器底部受到水的压强变小了 D 热点考向探究【变式2】人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船。做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把空气压进浮筒将浮筒里的水排出。沉船随着浮筒一起浮起。下列说法正确的是 ()A.沉船在河底时,受到的浮力等于其重力B.浮筒充满气后,受到的浮力大于其重力C.沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小D.船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于其重力 B 热点考向探究例82018福建B卷如图12-13所示,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。A、B的底面积之比SA SB=2 1,液面的高度之比hA hB=3 2,液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的两小球分别放入两容器中,液体均未溢出。静止时,A中的小球悬浮,B中的小球(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),A、B两容器底部受到液体的压强之比pA pB=。 图12-13探究四浮力、压强、密度综合 热点考向探究 热点考向探究【变式】2018达州两个底面积相同、形状不同的容器A、B(GA=GB),盛有不同的液体放置在水平桌面上,现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图12-14所示(忽略液体的损失),下列说法正确的是()图12-14A.甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力B.两容器底受到的液体压强相等C.取出两物块后,B容器底受到的液体压强大于A容器底受到的液体压强 D.取出两物块后,B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强 C 热点考向探究实验突破突破1 探究浮力的大小跟哪些因素有关【考点归纳】(1)弹簧测力计的使用和读数。(2)用称重法计算浮力,即F浮=G-F。(3)控制变量法:探究浮力大小与物体排开液体体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系、探究浮力大小与物体浸入液体深度的关系(无关)。(4)实验时选用不同液体进行多次实验,是因为一次实验具有偶然性,要寻找普遍规律。(5)阿基米德原理的相关计算(计算固体、液体的密度,判断浮力大小的变化)。 (6)正确理解F-h关系图像(通过图像可求物体的重力、浮力、密度、高度等)。(7)物体在液体中所受浮力的大小,跟它排开液体的体积有关,跟液体的密度有关。物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。 热点考向探究例1小翔同学用如图12-15所示实验,探究影响浮力大小的因素:(1)物体A重N。(2)在C与E两图中,保持排开的液体体积不变,可探究浮力大小与的关系。根据A与E两图及所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为N。(3)观察A、B、C、D四个步骤,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度。(4)根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为kg/m 3。8 排开液体的密度2.4增大无关 1.2103 热点考向探究 实验拓展(5)在探究过程中,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是。(6)图12-16中能正确反映弹簧测力计示数F和物体下表面在水中的深度h关系的图像是。图12-16(7)小翔同学又找来了一块橡皮泥,他把橡皮泥捏成不同形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉。他由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。请指出他实验方法的错误之处: 。 寻找具有普遍性的结论 D没有保证橡皮泥浸入水中的体积相同 热点考向探究 热点考向探究突破2 探究浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系 热点考向探究例22018河南某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图12-17所示的步骤,探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。 图12-17(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为N。(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为N。石块排开的水所受的重力可 由(填字母代号)两个步骤测出。(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于。3.81.4A、D 物体排开水所受的重力 热点考向探究(4)为了得到更普遍结论,下列继续进行的操作中不合理得是。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.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。 A 能
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