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第十章浮力一、浮力一、浮力1.1.定义定义: :浸在液体中的物体受到的浸在液体中的物体受到的_的力。的力。2.2.方向方向:_:_。向上向上竖直向上竖直向上3.3.称量法称量法: :(1)(1)用弹簧测力计测物体所受的重力用弹簧测力计测物体所受的重力G G。(2)(2)将物体悬挂于弹簧测力计下将物体悬挂于弹簧测力计下, ,读出浸在液体中时弹簧测力计的示读出浸在液体中时弹簧测力计的示数数F F。(3)(3)物体受到的浮力物体受到的浮力F F浮浮=_=_。G-FG-F4.4.产生原因产生原因: :浸在液体中的物体其上、下表面受到液体对它的压力不浸在液体中的物体其上、下表面受到液体对它的压力不同同, ,即即F F浮浮=_=_。5.5.决定浮力大小的因素决定浮力大小的因素: :物体浸在液体中的物体浸在液体中的_越大越大, ,液体的液体的_越大越大, ,浮力就越大。浮力就越大。F F下下-F-F上上体积体积密度密度二、阿基米德原理二、阿基米德原理1.1.内容内容: :浸在液体中的物体受到向上的浮力浸在液体中的物体受到向上的浮力, ,浮力的大小等于浮力的大小等于_。2.2.公式公式:_:_。3.3.适用性适用性: :阿基米德原理适用于液体和气体。阿基米德原理适用于液体和气体。它排开的液体所受到的重力它排开的液体所受到的重力F F浮浮=G=G排排三、物体的浮沉条件及应用三、物体的浮沉条件及应用1.1.物体的浮沉条件：物体的浮沉条件：上浮上浮下沉下沉悬浮悬浮漂浮漂浮F F浮浮_G_G物物F F浮浮G物物液液_物物液液=物物液液_物物 = = 2.2.浮力的应用浮力的应用: :(1)(1)轮船轮船: :采用采用“_”_”的办法增大可利用的浮力。的办法增大可利用的浮力。(2)(2)潜水艇潜水艇: :靠改变靠改变_的方法实现上浮或下潜。的方法实现上浮或下潜。(3)(3)气球和飞艇气球和飞艇: :充的是密度充的是密度_空气的气体。空气的气体。空心空心自身重力自身重力小于小于【读【读练练】1.1.【画一画【画一画】浮力的示意图浮力的示意图如图所示如图所示, ,画出苹果受到的浮力。画出苹果受到的浮力。答案答案: :2.2.【填一填【填一填】浮力大小浮力大小如图如图, ,物体受到的重力是物体受到的重力是_N,_N,物体受到的浮力是物体受到的浮力是_N_N。2.62.61.61.63.3.【练一练【练一练】阿基米德原理的应用阿基米德原理的应用如图如图, ,人和小船总重为人和小船总重为1000N,1000N,小船受到的浮力为小船受到的浮力为1000N;1000N;则船排开水的体积为则船排开水的体积为_。0.1m0.1m3 34.4.【判一判【判一判】浮力综合浮力综合完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水, ,将同一只鸡蛋先后放入其中将同一只鸡蛋先后放入其中, ,静止后如图静止后如图, ,甲图下沉甲图下沉, ,乙图悬浮乙图悬浮, ,则则甲甲_乙乙; ;若鸡蛋排开盐水的质若鸡蛋排开盐水的质量分别为量分别为m m甲甲、m m乙乙, ,则则m m甲甲_m_m乙乙( (两空均选填两空均选填“”“=”);”);若向若向乙杯中加盐乙杯中加盐, ,则鸡蛋则鸡蛋_。 上浮上浮考点考点1 1阿基米德原理阿基米德原理1.1.公式公式:F:F浮浮=G=G排排=液液gVgV排排。2.2.理解理解: :(1)“(1)“浸在液体里的物体浸在液体里的物体”包含两种状态。包含两种状态。物体全部浸没物体全部浸没:V:V排排=V=V物物。物体的一部分浸入物体的一部分浸入:V:V排排VG,G,故上浮。故上浮。答案答案: :上浮上浮【示范题【示范题4 4】(2014(2014邵阳中考邵阳中考) )酷暑季节酷暑季节, ,烈日炎炎烈日炎炎, ,很多人喜欢下很多人喜欢下河下塘游泳。一个密度与水相同的实心物体河下塘游泳。一个密度与水相同的实心物体, ,放入足够多的水中静放入足够多的水中静止时止时, ,它将处于它将处于( (选填选填“漂浮漂浮”或或“悬浮悬浮”) )状态。因为人状态。因为人体密度与水的密度大致相同体密度与水的密度大致相同, ,所以为了安全所以为了安全, ,请同学们不要擅自下河请同学们不要擅自下河下塘游泳。下塘游泳。【解题关键【解题关键】解答本题抓住以下关键解答本题抓住以下关键: :当物体密度和液体密度相等时当物体密度和液体密度相等时, ,该物体浸在液体中该物体浸在液体中, ,处于悬浮状态。处于悬浮状态。【解析【解析】本题考查沉浮的条件。当物体密度与液体密度相等时本题考查沉浮的条件。当物体密度与液体密度相等时, ,物体处于悬浮状态。物体处于悬浮状态。答案答案: :悬浮悬浮【备选例题【备选例题】1.(20141.(2014衡阳中考衡阳中考) )在弹簧测力计下悬挂一个金属零在弹簧测力计下悬挂一个金属零件件, ,示数是示数是7.4 N7.4 N。当把零件浸没在密度为。当把零件浸没在密度为0.80.810103 3kg/mkg/m3 3的油中时的油中时, ,弹簧测力计的示数是弹簧测力计的示数是6.6 N6.6 N。求。求: :(1)(1)金属零件所受浮力为多少金属零件所受浮力为多少? ?(2)(2)金属零件的体积为多少金属零件的体积为多少? ?(3)(3)金属零件的密度为多少金属零件的密度为多少? ?【解题关键【解题关键】解答本题抓住以下关键解答本题抓住以下关键: :关键关键1:1:根据称重法测量浮力根据称重法测量浮力:F:F浮浮=G-F=G-F示数示数。关键关键2:2:利用利用F F浮浮=液液gVgV排排计算计算V V排排即为零件的体积。即为零件的体积。关键关键3:3:利用公式求得密度。利用公式求得密度。mGVgV 【解析【解析】本题考查浮力、密度的计算。本题考查浮力、密度的计算。(1)(1)金属零件所受浮力金属零件所受浮力F F浮浮=G-F=G-F示数示数=7.4 N-6.6 N=0.8 N;(2)=7.4 N-6.6 N=0.8 N;(2)由阿基米德原理由阿基米德原理F F浮浮=G=G排排= =液液gVgV排排得得V V金金=V=V排排= =1.02=1.021010-4-4m m3 3; ;(3)(3)金属零件的密度金属零件的密度答案答案: :(1)0.8 N(1)0.8 N(2)1.02(2)1.021010-4-4m m3 3(3)7.4(3)7.410103 3kg/mkg/m3 333F0.8 Ng0.8 10 kg / m9.8 N / kg浮液3343mG7.4 N7.4 10 kg / mVgV9.8 N / kg 1.02 10 m 金金金。2.(20122.(2012安顺中考安顺中考) )某地在江面上修建一座大桥某地在江面上修建一座大桥, ,图甲是使用吊车图甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图。在整个投放过程中向江底投放长方形石料的示意图。在整个投放过程中, ,石料以恒定石料以恒定速度下降。图乙是钢绳的拉力速度下降。图乙是钢绳的拉力F F随时间随时间t t变化的图像变化的图像( (从开始投放到从开始投放到石料刚好接触江底前石料刚好接触江底前) )。t=0t=0时刻吊车开始下放石料时刻吊车开始下放石料, ,忽略水的摩擦忽略水的摩擦阻力阻力, ,则下列说法错误的是则下列说法错误的是( () )A.A.石料在石料在t=20st=20s时开始浸入水中时开始浸入水中B.B.石料的重力是石料的重力是1400N1400NC.C.石料受到的浮力始终是石料受到的浮力始终是500N500ND.D.石料完全浸没水中后钢绳的拉力为石料完全浸没水中后钢绳的拉力为900N900N【解析【解析】选选C C。本题考查浮力的相关知识。从图像中可以看出石料。本题考查浮力的相关知识。从图像中可以看出石料入水前入水前, ,拉力是拉力是1 400 N,1 400 N,所以石料的重力是所以石料的重力是1 400 N,1 400 N,故故B B正确。在正确。在t=20st=20s时所用拉力开始减小时所用拉力开始减小, ,说明石料受到了浮力作用说明石料受到了浮力作用, ,故故A A正确。正确。当拉力等于当拉力等于900 N900 N时不再减小时不再减小, ,说明此时石料已浸没于水中说明此时石料已浸没于水中, ,此时石此时石料受到的浮力是料受到的浮力是1 400 N-900 N=500 N,1 400 N-900 N=500 N,故故D D正确。在拉力从正确。在拉力从1 400 N1 400 N减小到减小到900 N900 N的过程中的过程中, ,拉力不断减小拉力不断减小, ,说明石料受到的浮力不断增说明石料受到的浮力不断增大大, ,故故C C错误错误, ,故选故选C C。主题一主题一浮力的大小与哪些因素有关浮力的大小与哪些因素有关【实验方法【实验方法】_法。法。【实验关键【实验关键】(1)(1)比较浮力的大小比较浮力的大小: :将物体浸入液体将物体浸入液体, ,比较比较弹簧测力计的示数。弹簧测力计的示数。(2)(2)探究浮力与液体密度的关系探究浮力与液体密度的关系: :思路思路: :控制控制_不变不变, ,只改变只改变_,_,如图甲如图甲, ,将同一个物体分别浸没在水和盐水中。将同一个物体分别浸没在水和盐水中。控制变量控制变量物体排开液体的体积物体排开液体的体积液体密度液体密度(3)(3)探究浮力与物体排开液体的体积的关系探究浮力与物体排开液体的体积的关系: :思路思路: :控制控制_不变不变, ,只改变只改变_,_,如图乙如图乙, ,将一圆柱体逐渐浸入水中将一圆柱体逐渐浸入水中, ,直至完全浸没。直至完全浸没。(4)(4)探究浮力与浸没在液体中深度的关系探究浮力与浸没在液体中深度的关系: :思路思路: :控制控制_不变不变, ,改变改变_,_,如将圆柱体浸没在水中的不同深度。如将圆柱体浸没在水中的不同深度。液体密度液体密度物体排开液体的体积物体排开液体的体积液体的密度和排开液体的体积液体的密度和排开液体的体积浸没在液体中的深度浸没在液体中的深度【要点探究【要点探究】实验中如何求出浮力的大小实验中如何求出浮力的大小? ?提示提示: :用弹簧测力计测出物体所受的重力用弹簧测力计测出物体所受的重力G G物物, ,把被测物体浸在液体中把被测物体浸在液体中, ,记下此时弹簧测力计的示数记下此时弹簧测力计的示数F,F,则则F F浮浮=G=G物物-F-F。浮力与物体的密度有关系吗浮力与物体的密度有关系吗? ?如何设计实验来探究如何设计实验来探究? ?提示提示: :探究浮力与物体密度的关系。探究浮力与物体密度的关系。思路思路: :保证液体密度和物体排开液体的体积不变保证液体密度和物体排开液体的体积不变, ,只改变物体的密只改变物体的密度。度。操作操作: :取两个形状完全相同取两个形状完全相同, ,但材料不同的金属块但材料不同的金属块, ,将其中一个金属将其中一个金属块用细线挂在弹簧测力计上测出重力块用细线挂在弹簧测力计上测出重力G G1 1, ,然后将其全部浸没在水中然后将其全部浸没在水中再读出弹簧测力计的示数再读出弹簧测力计的示数F F1 1, ,则浮力为则浮力为F F浮浮1 1=G=G1 1-F-F1 1; ;同样测出另一金属同样测出另一金属块的重力块的重力G G2 2和全部浸没在水中时的弹簧测力计示数和全部浸没在水中时的弹簧测力计示数F F2 2, ,则则F F浮浮2 2=G=G2 2-F-F2 2。比较比较F F浮浮1 1与与F F浮浮2 2是否相等是否相等, ,相等则说明浮力与物体密度无关。相等则说明浮力与物体密度无关。【示范案例【示范案例】(2014(2014邵阳中考邵阳中考) )某同学在某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关探究浮力大小与哪些因素有关”的实的实验中验中: :(1)(1)如图甲、乙如图甲、乙, ,先用弹簧测力计吊着石块先用弹簧测力计吊着石块, ,弹簧测力计的示数为弹簧测力计的示数为1.6N,1.6N,然后让石块完全浸没在水中然后让石块完全浸没在水中, ,弹簧测力计的示数变为弹簧测力计的示数变为1 N1 N。则石块受到水的浮力为则石块受到水的浮力为N N。(2)(2)如图丙如图丙, ,用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面, ,随着石块露出水随着石块露出水面的体积越来越大面的体积越来越大, ,观察到弹簧测力计的示数也越来越大观察到弹簧测力计的示数也越来越大, ,则石块则石块受到水的浮力越来越受到水的浮力越来越( (选填选填“大大”或或“小小”) )。说明浮力。说明浮力的大小与石块浸入水中的体积有关。的大小与石块浸入水中的体积有关。(3)(3)通过比较图乙和图通过比较图乙和图, ,可以探究浮力大小跟液体密度是可以探究浮力大小跟液体密度是否有关。否有关。【解析【解析】本题考查本题考查“探究浮力大小与哪些因素有关探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。的实验。(1)(1)石块受到的浮力石块受到的浮力:F:F浮浮=G-F=1.6N-1 N=0.6 N=G-F=1.6N-1 N=0.6 N。(2)(2)石块受到的浮力石块受到的浮力:F:F浮浮=G-F,=G-F,石块的重力石块的重力G G不变不变, ,弹簧测力计示数弹簧测力计示数F F越越来越大来越大, ,则石块受到的浮力越来越小。则石块受到的浮力越来越小。(3)(3)探究浮力与液体密度的关系探究浮力与液体密度的关系, ,应控制物体排开液体的体积相等而应控制物体排开液体的体积相等而液体密度不同液体密度不同, ,由图示实验可知由图示实验可知, ,图乙与图丁所示实验物体排开液体图乙与图丁所示实验物体排开液体体积相等而液体密度不同体积相等而液体密度不同, ,可以用图乙与图丁所示实验探究浮力与液可以用图乙与图丁所示实验探究浮力与液体密度的关系。体密度的关系。答案答案: :(1)0.6(1)0.6(2)(2)小小(3)(3)丁丁主题二主题二探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系【实验装置【实验装置】【实验关键【实验关键】(1)(1)测物体受到的浮力测物体受到的浮力F F浮浮。用弹簧测力计测出物体所受的重力用弹簧测力计测出物体所受的重力G G物物。把被测物体把被测物体_在盛满水的溢水杯中在盛满水的溢水杯中, ,记下此时测力计的示数记下此时测力计的示数F F。F F浮浮=_=_。(2)(2)测物体排开液体所受的重力测物体排开液体所受的重力G G排排。测出小桶的重力测出小桶的重力G G桶桶。测出小桶和物体排开的水的总重力测出小桶和物体排开的水的总重力G G总总。G G排排=_=_。浸没浸没G G物物-F-FG G总总-G-G桶桶【要点探究【要点探究】(1)(1)能否先测盛水后小桶的重力能否先测盛水后小桶的重力, ,再倒出水测出空桶的重力再倒出水测出空桶的重力? ?提示提示: :不能。桶内的水不能全部倒净不能。桶内的水不能全部倒净, ,内壁会附有水内壁会附有水, ,使测出的使测出的G G桶桶偏偏大大,G,G排排偏小。偏小。(2)(2)如果溢水杯中的水没有加满如果溢水杯中的水没有加满, ,会造成什么影响会造成什么影响? ?还能得出实验结论还能得出实验结论吗吗? ?提示提示: :溢水杯中的水没有加满溢水杯中的水没有加满, ,则排出水的体积会偏小则排出水的体积会偏小, ,就无法得出浮就无法得出浮力与排开液体重力的关系。力与排开液体重力的关系。【示范案例【示范案例】(2015(2015厦门中考厦门中考) )小鹭做小鹭做“验证阿基米德原理验证阿基米德原理”实验的步骤如图所实验的步骤如图所示。示。 (1)(1)小鹭处理数据时小鹭处理数据时, ,发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤为发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤为_。若将遗漏的步骤标注为若将遗漏的步骤标注为d,d,则最合理的实验步骤依次为则最合理的实验步骤依次为_。(2)(2)实验步骤实验步骤a a、b b、c c、d d中中, ,弹簧测力计的示数依次为弹簧测力计的示数依次为F Fa a、F Fb b、F Fc c、F Fd d, ,若这些示数之间的关系满足若这些示数之间的关系满足( (用式子表示用式子表示) ), ,则可证则可证明明, ,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。力的大小。【解析【解析】本题考查验证阿基米德原理的实验探究。本题考查验证阿基米德原理的实验探究。(1)(1)由阿基米德由阿基米德原理可知原理可知, ,浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力, ,即即F F浮浮=G=G排排。物体受到的浮力可用称重法得出。物体受到的浮力可用称重法得出, ,即先测出物体的重力即先测出物体的重力G(aG(a图图),),再将物体浸没在液体中再将物体浸没在液体中, ,读出测力计的示数读出测力计的示数F(bF(b图图),),则则F F浮浮= =G-F;G-F;排开液体的重力应先测出空烧杯的重力排开液体的重力应先测出空烧杯的重力G G烧杯烧杯, ,再测出排开液体再测出排开液体和烧杯的总重力和烧杯的总重力G G总总(c(c图图),G),G排排=G=G总总-G-G烧杯烧杯, ,故漏掉的步骤是测量空烧杯故漏掉的步骤是测量空烧杯的重力。综上所述的重力。综上所述, ,实验步骤依次为实验步骤依次为:dabc:dabc或或adbcadbc。(2)(2)根据根据F F浮浮= =F Fa a-F-Fb b,G,G排排=F=Fc c-F-Fd d, ,由由F F浮浮=G=G排排得得:F:Fa a-F-Fb b=F=Fc c-F-Fd d。答案答案: :(1)(1)测量空烧杯的重力测量空烧杯的重力dabcdabc或或adbcadbc(2)F(2)Fa a-F-Fb b=F=Fc c-F-Fd d【方法平台【方法平台】解答此类问题的思路解答此类问题的思路
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