浮力及其应用ppt课件

,第 15 章 浮力及其应用,中考考点及考查角度 系统复习,考点一 浮力及浮力产生的原因,1浮力：浸在液体或气体里的物体，受到液体或气体_的力。 2浮力产生的原因：如图所示，液体(气体)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。 3F浮_(压力差法)。 4浮力的方向：_。,竖直向上托,5实验探究：浮力的大小跟哪些因素有关。 (1)操作过程图(如图所示)。,大于,压力差,F向上F向下,竖直向上,1,(2)实验结论：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的_和_有关。物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大，浮力就越大。 (3)实验提升：浮力大小与深度的关系：当物体没有完全浸没时，浮力大小随深度的增加而_；当物体完全浸没后，浮力大小将不变，与物体所处深度无关。 6根据测力计两次的示数，F浮_(二次称重法)。 拓展： (1)对于长方体、正方体和柱体，如果与容器底部紧密接触，由于下表面没有受到向上的压力，所以物体虽在液体中却不受向上的浮力。例如深入泥地的柱状桥墩或水里的木桩等。 (2)不管物体上浮还是下沉都受浮力。,体积,液体密度,增大,GF,2,【例1】2015淮安在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明同学和他的同伴们进行了如图所示的一系列实验，实验中的铜块与铝块体积相同，实验数据在图中已列出。 (1)图三次实验是为了探究浮力的大小与哪个因素的关系？ (2)分析四次实验得到的结论是什么？ (3)为探究浮力大小跟物体浸没在液体中深度的关系，应选哪几次实验分析比较？ (4)根据有关实验数据，你得到的盐水的密度是多少？,3,(1)比较可知：液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大，所以这三次实验是探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系；(2)两种不同的物体，其中铜块受到的重力为G铜9N，铝块受到的重力为G铝2.8N, 铜块浸没在水中时受到的浮力为F铜浮9N8N1N，铝块浸没在水中时受到的浮力为F铝浮2.8N1.8N1N，浮力相等。所以物体受到的浮力大小与物体的密度无关；(3)要探究浮力大小与物体浸入深度的关系，需要保持液体密度和物体排开液体的体积相同，所以选择；(4)据图和图可得，铜块浸没在水中受到的浮力F铜浮9N8N1N；据图和图可得铜块浸没在盐水中受到的浮力F铜浮9N7.9N1.1N；根据公式F浮液gV排可得，铜块在盐水中受到的浮力是铜块在水中受到浮力的1.1倍，则盐水的密度是水的密度的1.1倍，所以盐水的密度 盐水1.1103kg/m3。,解,4,举一反三训练,1.2015宜昌在探究影响浮力大小因素的实验中，同学们提出了下列4种猜想： 猜想1：浮力的大小与液体的密度有关。 猜想2：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。 猜想3：浮力的大小与物体的形状有关。 猜想4：浮力的大小与物体所受的重力有关。 (1)如图1所示，小明把一个柱状物体挂在弹簧测力计下，使它浸在液体中的体积逐渐增大，观察到弹簧测力计的读数逐渐变小，此实验说明了猜想_是正确的。 (2)如图2所示，小明将同一块石块浸没在水和盐水中，此实验是为了验证猜想_。在实验中，观察到石块浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数较小，则说明石块在盐水中所受浮力_(填“较大”或“较小”)。,较小,2,1,5,(3)为了验证猜想3，小明将同一块橡皮泥做成不同的形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉，由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关。请你指出他的实验方法的错误：_ _。 (4)为了验证猜想4，小明将重力相同而体积不相同的铁块和铝块浸没在水中，观察到所受的浮力大小不相等，由此得出结论：浮力大小与物体所受的重力无关，请指出他的实验方法的错误：_ _。,没有控制橡皮泥浸入,没有控制物体浸入液体的,液体的体积相同,体积相同，没有改变重力的大小,6,考点二 阿基米德原理,1阿基米德原理的内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于_，即F浮_。 2探究：浮力的大小等于什么？,它排开的液体所受的重力,G排,液gV排,7,GF,G1G0,装满,小于,它排开的液体所受的重力,液gV排,密度,排开液体,的体积,续表,8,【例2】2016兰州如图所示，为了验证“阿基米德原理”，某同学做了如下实验： (1)如图甲所示，在弹簧的下端挂一个小桶，小桶的下面吊一个石块，记下弹簧伸长后下端到达的位置O，将此时弹簧对小桶的拉力计为T1，小桶与石块的总重记为G，则T1_G(填“”“”或“”)； (2)如图乙所示，在溢水杯中盛满水，当石块浸没在水中时，排出的水便流到旁边的小水杯中，将排出水的重力记为G排；,考查角度1 探究实验阿基米德原理,9,(3)如图丙所示，把小杯中的水全部倒入弹簧下方的 小桶中，弹簧的下端又会到达原来的位置O，将此时弹 簧对小桶的拉力记为T2，则T2_T1(填“”“”或 “”)； (4)通过对图丙中小桶和石块的受力分析，请推导石块受到的浮力F浮与排出水的重力G浮之间的关系_ _。(要求写出推导过程),由力的平衡可得：图甲，T1G；图丙，T2F浮GG排；又由题意得，T1T2；所以F浮G排。,因为T1G，T2F浮GG排，T1 T2，,所以得：F浮G排,10,举一反三训练,2. 2016永州小云同学在学习了“阿基米德原理”后，发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度。 下面是他设计的测量盐水的密度的实验步骤： (1)如图甲，把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力 计的挂钩上，测出合金块的重力G4.0N； (2)如图乙，将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没 在盐水中，记下弹簧测力计的示数F_N； (3)计算合金块浸没在盐水中所受到的浮力F浮_N； (4)根据阿基米德原理计算该盐水的密度_kg/m3。 (合金8.0103kg/m3，g取10N/kg) 实验完成后，小云同学继续思考：如果在步骤(2)中合金块只有部分浸入盐水中(如图丙)，则按上述步骤测出的盐水密度比真实值要_(填“偏大”或“偏小”)。,3.4,0.6,1.2103,偏小,11,(4) ， 。 ，部分浸入时，F浮偏小，计算后密度偏小。,12,【例3】2015铜仁如图所示，一个圆柱形容器中装有一定量的水，一个质量为780g的石块挂在弹簧测力计上并浸没水中，石块静止时弹簧测力计的示数为4.2N，容器的底面积为180cm2，g10N/kg。求： (1)石块在水中受到的浮力。 (2)石块的密度。(结果保留1位小数) (3)若将石块从水中取出，容器中的水位将下降多厘米？(附在石块上的水忽略不计),考查角度2 阿基米德原理及其变形公式的应用,13,【考法点拨】,本题考查知识点比较多，涉及重力的计算、密度的计算、二次称重法测量物体受到的浮力、阿基米德原理及其公式变形，本题关键点是明确“浸没于水中的石块体积与它排开水的体积相等”。,(1)石块质量m780g0.78kg，则重力Gmg0.78kg10N/kg7.8N；石块受到的浮力：F浮GF7.8N4.2N3.6N； (2)石块的体积与它排开水的体积相等 ，石块的密度： 。 (3)若将石块从水中取出，则水面下降的高度： 。,解,14,举一反三训练,3.2016广安如图所示，把一个重为6N的物体挂在测力计下，再将该物体浸没在水中后，测力计上显示的读数为4N，此时杯中水的深度为8cm。则下列计算结果中，错误的是(g取10N/kg)( ) A水对杯底的压强是p8104Pa B物体受到的浮力是F浮2N C物体的体积是V2104m3 D物体的密度是3103kg/m3,A,15,水对杯底的压强：p水gh1.0103kg/m310N/kg8102m800Pa，故A错误；物体受到的浮力：F浮GF示6N4N2N，故B正确；因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，所以，由F浮水gV排可得物体的体积： ，故C正确；由Gmg可得，物体的质量： ，则物体的密度： ，故D正确。故选A。,16,考点三 物体的浮沉条件,1物体的浮沉条件,提示： (1)上浮的结果是漂浮，下沉的结果是沉底。 (2)浮力等于重力时，可能漂浮，也可能悬浮。,17,2.物体浮沉条件的应用 木船：木材的密度小于水的密度，可以漂浮在水面上，做成_的，以增大可以利用的浮力。 轮船：钢材的密度大于水的密度，做成_的可以漂浮在液体的表面上，也增大了可以利用的浮力；轮船载重的大小用排水量表示，排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的_；潜水艇：通过水舱吸水和排水的方式改变自身_来实现上浮和下沉(浸没时浮力不变)。,空心,空心,质量,重力,18,气球和飞艇：靠充入密度_空气密度的气体(热空气、氢气、氦气等)来工作。 密度计：根据_及阿基米德原理制成用来测定液体密度的仪器，密度计示数越靠下越_ (填“大”或“小”)。 总结：浮力的有关计算,小于,二力平衡,大,19,【例4】2015广西把体积为2103m3、重为12N的物块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)( ) A漂浮，F浮20N B漂浮，F浮12N C沉底，F浮20N D沉底，F浮12N,B,考查角度1 物体的浮沉条件,把这个物块放入水中后，只有先分析物块最后静止在什么位置，是沉在水底还是悬浮在水中或是漂浮在水面，才能正确求出物块受到的浮力。判断物体浮沉(状态)有两种方法：比较F浮与G或比较液与物。 解法一：物块浸没在水中，受到的浮力：F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg2103m320N12N，物体会上浮，最后漂浮在水面上；根据漂浮的条件知浮力F浮G12N。 解法二： ，物块会上浮，最后漂浮在水面上；根据漂浮的条件知浮力F浮G12N。,【方法点拨】,20,举一反三训练,4. 2015眉山一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有160g煤油溢出；将其轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有180g水溢出，已知煤油的密度是0.8103kg/m3，则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是( ) A下沉，1.1103kg/m3 B漂浮，0.85103kg/m3 C悬浮，1.0103kg/m3 D漂浮，0.9103kg/m3,D,21,根据物块、水和煤油的密度关系分三种情况用假设法分析。(1)假设物水油，物块将在水中悬浮或下沉在杯底，在煤油中下沉在杯底，此时排开水或煤油的体积相同，根据F浮液V排g可知在水和煤油中受到的浮力之比为54，而题目中根据F浮G排G溢m溢g可知浮力之比为180g160g98，所以假设错误；(2)假设水油物，物块将在水中漂浮，在煤油中漂浮或悬浮，这样受到的浮力相等，都等于物块自重，但是实际受到的浮力不相等，所以假设错误；可见水物油，所以物块在水中会漂浮，而在煤油中下沉到杯底。物块在水中漂浮，G物F水浮G排水，则物块的质量mm排水180g，物块在煤油中下沉到杯底，则物块的体积 , 。,22,【例5】2016枣庄现有甲、乙两个完全相同的容器，盛有体积相同的不同液体，把一个鸡蛋分别放入两容器中的情形如图所示，鸡蛋在甲、乙两杯液体中所受的浮力分别为F甲浮和F乙浮，两杯液体对容器底部的压力分别是F甲和F乙，压强分别是p甲和p乙，以下判断正确的是( ) AF甲浮F乙浮 F甲F乙 p甲p乙 BF甲浮F乙浮 F甲F乙 p甲p乙 CF甲浮F乙浮 F甲F乙 p甲p乙 DF甲浮F乙浮 F甲F乙 p甲p乙,C,考查角度2 物体的浮沉条件的应用,23,鸡蛋漂浮在甲杯中，受到液体的浮力等于鸡蛋重力；鸡蛋悬浮在乙杯中，受到液体的浮力也等于鸡蛋重力；所以鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小相等，即：F甲浮F乙浮；鸡蛋在甲杯液体中漂浮，液体对容器底的压力： F甲G鸡蛋G甲液体G鸡蛋m甲液体gG鸡蛋甲Vg，鸡蛋在乙杯液体中悬浮，液体对容器底的压力：F乙G鸡蛋G乙液体G鸡蛋m乙液体gG鸡蛋乙Vg，因为F甲浮F乙浮，V排甲V排乙，所以甲乙，所以液体对容器底的压力： F甲F乙；因为容器相同、容器底面积相同，由压强公式 可知液体对容器底部的压强：p甲p乙。综上分析，A、B、D错误，C正确。故选C。,24,举一反三训练,5.2015滨州测量液体密度的仪器叫密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲)。图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由图中现象可以判断( ) A密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大 B密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大 C乙烧杯中液体的密度较大 D丙烧杯中液体的密度较大,同一个密度计放在乙、丙液体中都漂浮，F浮乙F浮丙G，密度计在乙、丙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G，则A、B错误；由图知密度计排开液体的体积V排乙V排丙，又F浮液V排g，浮力相等，则乙丙，因此C错误，D正确。,D,25,中考综合 应用 探究 培优拔尖,拔尖角度一 浮力与图像的结合,【例6】2015重庆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，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，g取10N/kg，则下列说法中正确的是( ) A物体的体积是500cm3 B物体受到的最大浮力是5N C物体的密度是2.25103kg/m3 D物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N,C,26,【方法点拨】,本题运用图像法和公式法解决。由图像知，G9N，当物体完全浸没时，拉力F拉5N，则完全浸没时的浮力为F浮GF拉9N5N4N，此时物体完全浸没，所以浮力最大，故B项错误；由F浮液gV排得， ，A项错误；物体的质量 ； ，C项正确；物体刚浸没时，下表面受到的压力F下F浮4N，故D项错误。,27,举一反三训练,6. 2016福州将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中，鸡蛋漂浮，然后逐渐向杯中加入清水，当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水，图中的图像能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是( ),C,本题考查物体的浮沉情况。鸡蛋在浓盐水中，鸡蛋漂浮，此时浮力等于重力；当杯中逐渐加水时，液体的密度减小，鸡蛋由漂浮变为悬浮，此时，浮力仍等于重力，即浮力不变；再逐渐加入清水，浮力就会小于重力，即浮力减小。,28,拔尖角度二 阿基米德原理与密度的结合,【例7】 2015菏泽节选边长为10cm的正方体木块放入水中，有的体积浸没在水中，在木块上面放一重物，木块浸入水中的深度增加2cm。(g取10N/kg，水的密度水1.0103kg/m3)求： (1)此重物所受的重力为_； (2)有人根据上述问题得到启示，制作了一 个称量物体重量的“秤”，如图所示。容器缸 内盛有水，把活塞置于缸中，在轻活塞的底部放一物块 P，活塞的顶部放上托盘，再在活塞的表面上刻上相应的刻度。 活塞底部固定的物体 P，它的作用是能让活塞竖直立在水中，重物 P 的密度特点是_。,2N,P 的密度大于水的密度,29,怎么确定秤的零刻度线?_ _。 如果要增大秤的测量范围，请给制作者提出你的两个建议： A_。 B_。,托盘上不放物体时，水面所在的高度处为,用密度比水大的液体代替水,零刻度线,增大活塞的横截面积；增大活塞的长度,【思路点拨】,(1)根据阿基米德原理，此重物的重力：GF浮水gV1.0103kg/m310N/kg10102106m32N；(2)要使活塞能够直立在水中，P的密度应大于水的密度；托盘上不放物体时，此时所测物体的重力为零，水面所在的高度处为零刻度线；要增大秤的测量范围，应增大秤所受的最大浮力，所以可从活塞能够排开液体的体积及液体密度的变化着手，增大活塞的横截面积；增大活塞的长度或用密度比水大的液体代替水等。,30,7. 小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。 (1)取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能_在液体中。 (2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图(b)所示，浸入的长度为h。用液、水分别表示液体和水的密度，则液_ (填“”“”或“”)水，h与水、液及H的关系式是h _。,竖直漂浮,31,(3)小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3，下同)，再利用上述关系式进行计算，标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的_ (填“上”或“下”)方，相邻刻度线的间距_ (填“均匀”或“不均匀”)。 (4)为检验刻度误差，小明取来食用油，先用天平和量筒测量其密度，然后再用这个密度计测量。但操作时却出现了图(c)所示的情形，这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗，根据经验或思考，在不更换食用油的情况下，你认为可以进行怎样的尝试：_ _。,下,不均匀,用更深的容器盛放食用油然后用这,个密度计测量,32,