资源描述
第 3 节 水的浮力,常 考 透 视,第 1 章 水和水的溶液,挑 战 自 我,常考透视,常考1 能解释物体受到浮力的现象。,第 3 节 水的浮力,【考试热度】 ,例1 下列常见的情景中，利用浮力的是（ ） A. 守门员将足球挡出球门外 B. 轮船停泊在海面上 C. 用筷子夹食物 D. 用力将弹簧拉开,B,解析 守门员将足球挡出球门外，是用力改变了物体的运动状态；用筷子夹食物，是由于筷子与食物之间存在摩擦；用力将弹簧拉开，是力使物体发生形变。而轮船停泊在海面上，是因为轮船受到的浮力等于自身受到的重力，利用了浮力。,第 3 节 水的浮力,方法透视 物体在液体（或气体）中受到浮力，计算浮力可用阿基米德原理。,【试题链接】 小试身手 1,第 3 节 水的浮力,常考2 知道影响浮力大小的因素。,【考试热度】 ,例2 小聪同学为了探究浮力的大小跟什么因素有关，做了如图 1-3-17 所示的实验。,第 3 节 水的浮力,（1）从图可以得出：浮力的大小与_ 有关。 （2）从图可以得出：浮力的大小与_无关。,极度,物体排开液体的体积,物体浸没在液体中的深度,第 3 节 水的浮力,（3）图中物体受到的浮力大小为_N。 （4）浮力的大小是否与液体的密度有关呢？请你在小聪同学实验的基础上补充实验，叙述你的做法：_ _。,1,1将物体分别浸没在酒精、盐,水中，观察弹簧测力计的示数，并与中弹簧测力计的示数比较,第 3 节 水的浮力,解析 从图可以看出，物体浸在水中的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明物体受到的浮力不同，可得浮力的大小与物体排开液体的体积有关。从图可以看出，当物体完全浸没在水中时，改变物体所处的深度，弹簧测力计的示数不发生变化，即物体受到的浮力没有发生变化，可得浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。利用控制变量法，要探究浮力的大小是否与液体的密度有关，应该保持物体排开液体的体积相同，改变液体的密度，观察弹簧测力计的示数大小，从而得出正确结论。,第 3 节 水的浮力,方法透视 解答本题时，需要在了解控制变量思想的前提下，对各图中的不同之处（变量）作出对比，从而提取正确的信息，加以分析得出答案。,【试题链接】 小试身手 6,第 3 节 水的浮力,常考3 理解物体的浮沉条件，能应用浮沉条件解决简单问题；知道轮船、潜艇、气球、气艇、密度计等应用的原理。,【考试热度】 ,例3 杭州中考有一个足够大的水池，在其水平池底中竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积为0.8m2，高为5m，密度为0.7103kg/m3 。（g取10N/kg）,第 3 节 水的浮力,例3 杭州中考有一个足够大的水池，在其水平池底中竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积为0.8m2，高为5m，密度为0.7103kg/m3 。（g取10N/kg） （1）未向池内注水时，圆木对池底的压力和压强分别为多大？,【答案】解:圆木的体积： V=Sh=0.8 m25 m=4 m3， 圆木的质量： m= 木 V=0.7103 kg/m34 m3=2.8103 kg， 圆木的重力： G= mg=2.8103 kg10 N/kg=2.8104 N； 未向池内注水时，圆木对池底的压力： F 未 =G=2.8104 N， 圆木对池底的压强： p= F/S =2.8104 N/0.8 m2 =3.5104 Pa。,第 3 节 水的浮力,例3 杭州中考有一个足够大的水池，在其水平池底中竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积为0.8m2，高为5m，密度为0.7103kg/m3 。（g取10N/kg） （2）向池内缓慢注水，当水位到达 1 m 时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大？,【答案】解：向池内缓慢注水，当水位到达 1 m 时： V 排 1=Sh1=0.8 m21 m=0.8 m3， 圆木受到的浮力： F 浮 1= 水 gV 排 1=1.0103 kg/m310 N/kg0.8 m3=8103 N， 圆木对池底的压力： F = G-F 浮 1=2.8104 N-8103 N=2104 N。,第 3 节 水的浮力,例3 杭州中考有一个足够大的水池，在其水平池底中竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积为0.8m2，高为5m，密度为0.7103kg/m3 。（g取10N/kg） （3）当圆木对池底的压力为0时，F浮2=G=2.8104N=水gV2= 水 gSh2，解得 h2=3.5 m。即当水位达到4m时，圆木漂浮在水面上，圆木所受的浮力： F浮3=G=2.8104 N。,【答案】解：当圆木对池底的压力为 0 时，F 浮 2=G=2.8104 N= 水 gV 排 2 = 水 gSh2，解得 h2=3.5 m。即当水位达到 4 m 时，圆木漂浮在水面上，圆木所受的浮力：F 浮 3=G=2.8 104 N。,第 3 节 水的浮力,方法透视 掌握和运用密度公式、重力公式、压强公式、阿基米德原理和漂浮条件是解决问题的关键。对于浸在液体中的物体： （1）当浮力大于重力时，物体上浮至漂浮；当浮力等于重力时，物体漂浮或悬浮；当浮力小于重力时，物体下沉至沉底。 （2）当液体的密度大于物体的密度时，物体上浮至漂浮；当液体的密度等于物体的密度时，物体悬浮；当液体的密度小于物体的密度时，物体下沉至沉底。,第 3 节 水的浮力,（3）物体所受浮力的大小只取决于液体的密度和排开液体的体积这两个因素，而跟物体的材料、性质、密度、质量、形状，液体的多少，物体浸没的深度、在液体中是否运动等其他因素无关。,【试题链接】 小试身手 2、3、4、7，创新培优 9、11、12,第 3 节 水的浮力,常考4 计算浮力的几种方法。,【考试热度】 ,第 3 节 水的浮力,1. 称量法 浮力的方向是竖直向上的，与重力的方向刚好相反，所以先用弹簧测力计称出物体在空气中所受到的重力 F1，然后把物体浸入液体中，这时弹簧测力计的读数为 F2，则 F 浮 =F1-F2。,例4 湖洲中考 将一个黄色的实心金属龙雕像悬挂在弹簧测力计上。在空气中时，弹簧测力计的示数为1.8N，当雕像完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.6N。请回答：（g 取 10 N/kg） （1）雕像完全浸没在水中时受到的浮力是_ N。 （2）通过计算判断，这个雕像是否纯金制成的？（金=19.3103 kg/m3）,第 3 节 水的浮力,【答案】解：（1）雕像完全浸没时受到的浮力为 F 浮 =G-F 示 =1.8 N-1.6 N=0.2 N。 （2）雕像完全浸没在水中时，由 F 浮 = 液 gV 排液可得雕像的体积： 所以这个雕像不是纯金制成的。 答：（1）雕像完全浸没在水中时受到的浮力是 0.2 N；（2）这个雕像不是纯金制成的。,第 3 节 水的浮力,方法透视 用称量法测算物体在液体中受到的浮力，操作简便。但是这种方法只适用于在液体中下沉的物体。,【试题链接】 小试身手 6,第 3 节 水的浮力,第 3 节 水的浮力,2. 二力平衡法 把一个物体浸没在液体中，让其从静止开始自由运动，它的运动状态有三种可能 : 下沉、 不动或上浮。悬浮于液体中的物体在液体中静止不动；上浮的物体最终有一部分体积露出液面，静止在液面上，即最终漂浮；下沉的物体最终沉入液体的底部。根据力的平衡可知，悬浮和漂浮的物体，其所受浮力等于重力，即 F 浮 =G 物。,例5 一物体的质量为2kg，体积为310-3m3。将其浸没在水中后松手，该物体将_ （填“上浮”“漂浮”或“悬浮”），静止时该物体所受的浮力为_ N。（水的密度为 1.0103 kg/m3，g取10 N/kg）,上浮,20,第 3 节 水的浮力,第 1 节 地球上的水,解析 物体完全浸没时受到的浮力： F浮=水gV排水=1.0103 kg/m310 N/kg310 - 3 m3=30N，物体所受的重力：G=mg =2 kg10 N/kg=20 N，则 F浮G，故松手后物体将上浮。当物体静止时会漂浮在水面上，所受浮力等于自身的重力，为20N。,方法透视 浸没在液体中的物体所受的浮力大于重力时上浮，浮力小于重力时下沉，浮力等于重力时悬浮；物体漂浮时所受的浮力等于自身的重力。,【试题链接】 小试身手 2,第 3 节 水的浮力,第 3 节 水的浮力,3. 公式法 根据阿基米德原理可得F 浮 =G 排液 =m 排液 g= 液 gV 排液，该方法普遍适用于计算任何形状的物体受到的浮力。阿基米德原理常常与二力平衡法结合使用。,例6 如图1-3-18所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、 乙两个溢杯中， 甲杯中溢出液体的质量是400g，乙杯中溢出液 体的质量是 500 g，则小球的质量是_ g。,500,第 3 节 水的浮力,解析 由图可知，甲杯中小球沉入液体底部，由二力平衡分析可知G球F浮甲，乙杯中小球漂浮在液面上，故 G 球=F 浮乙，根据阿基米德原理，F浮乙=G排乙=m排乙g，则 m球g=m排乙g，故 m球=m排乙=500 g。,第 3 节 水的浮力,方法透视 利用阿基米德原理计算浮力，其实就是把物体受到的浮力转化为物体排开的液体受到的重力。,【试题链接】 小试身手 4、5，创新培优 9、10、12,第 3 节 水的浮力,第 3 节 水的浮力,4. 压力差法 物体浸在液体中，前、后两表面，以及左、右两表面受到的压力可以相互抵消，而下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力，物体总体受到一个竖直向上托的力，这个力就是浮力，所以可以根据压力差来求浮力： F 浮 =F 向上 -F 向下。,例7 一个正方体铁块，边长 h=10 cm，浸在水中，如图1-3-19所示。（g=9.8 N/kg） （1）如图中甲所示，当它的下表面距水面 5 cm 时，求铁块下表面受到水的压强和压力，以及铁块受到水的浮力。,第 3 节 水的浮力,（1）如图中甲所示，当它的下表面距水面 5 cm 时，求铁块下表面受到水的压强和压力，以及铁块受到水的浮力。,【答案】解：当它的下表面距水面 5 cm 时，铁块下表面受到水的压强： p1= 水gh1=1.0103 kg/m39.8 N/kg0.05 m=490 Pa，铁块下表面受到水的压力： F1=p1S=490 Pa0.01 m2=4.9 N，铁块受到水的浮力： F 浮 1=F1=4.9 N。答：铁块下表面受到水的压强是 490 Pa、 压力是 4.9 N， 铁块受到水的浮力是 4.9 N；,第 3 节 水的浮力,（2）如图中乙所示，当铁块全部浸入水中，它的上表面距水面 5 cm 时，求铁块上、下表面受到水的压强差、压力差，以及铁块受到水的浮力。,【答案】解： 当铁块全部浸入水中，它的上表面距水面 5 cm 时，铁块上、下表面受到水的压强差：p2=p2-p2= 水 g（h+h2） - 水 gh2= 水 gh=1.0103 kg/m39.8 N/kg0.1 m=980 Pa， 铁 块 上、 下表面受到水的压力差：F2=F2-F2=p2S-p2S=p2S=980 Pa0.01 m2=9.8 N， 铁块受到的浮力：F 浮 2=F2=9.8 N。答：铁块上、 下表面受到水的压强差是 980 Pa、 压力差是 9.8 N， 铁块受到水的浮力是 9.8 N；,第 3 节 水的浮力,（3）如图中丙所示，当铁块全部浸入水中，它的上表面距水面 10 cm 时，求铁块上、下表面受到水的压强差、压力差，以及铁块受到水的浮力。,【答案】当铁块上表面距水面 10 cm 时，铁块上、下表面受到水的压强差：p3=p3-p3= 水 g（h+h3） - 水 gh3= 水 gh=1.0103 kg/m39.8 N/kg0.1m=980 Pa， 铁 块 上、 下 表 面 受 到 水 的 压 力 差：F3=F3-F3=p3S-p3S=p3S=980 Pa0.01m2=9.8 N， 铁块受到水的浮力： F 浮 3=F3=9.8 N。答：铁块上、下表面受到水的压强差是 980 Pa、压力差是 9.8 N， 铁块受到水的浮力是 9.8 N。,第 3 节 水的浮力,方法透视 解答此类题时，应明确浮力的大小与物体浸入液体的体积有关，浸入液体中的体积越大，浮力就越大；当物体浸入液体中的体积不变时，浮力也不变。,【试题链接】 创新培优 8,第 3 节 水的浮力,挑战自我,小试身手,1. 下列各现象中，利用浮力的是（ ） A. 气球飘上天空 B. 国旗被拉上旗杆顶 C. 猴子爬竿 D. “天宫一号”遨游太空,A,第 3 节 水的浮力,2. 质 量 为 1 kg、 密 度 为 0.4103 kg/m3 的 木块，在水中静止时所受浮力是（g=9.8 N/kg）（ ） A. 1 kg B. 2 5 kg C. 9.8 N D. 24.5 N,C,解析 木块的密度小于水的密度，在水中静止时漂浮于水面，此时木块受到的重力和浮力是一对平衡力，即浮力等于重力。,第 3 节 水的浮力,第 1 节 地球上的水,3. 以下是浮力知识的应用，其中说法正确的是（ ） A. 一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大 B. 一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受到的浮力大 C. 密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同 D. 密度计漂浮在不同液体中，浸入液体的体积越大，说明液体的密度越大,A,解析 轮船不管在河里还是在海里航行，都处于漂浮状态，所受浮力等于重力；密度计测不同液体时，都漂浮于液面，所受浮力等于密度计的重力，所以受到的浮力相同，其浸入液体体积越大，说明液体的密度越小。,第 3 节 水的浮力,4. 在两个相同的薄壁塑料瓶（质量忽略不计）内分别装入体积相等、密度为 甲和 乙的两种液体后密封，再把它们放入两个装 有水的容器中，处于如图 1-3-20所示状态。下列判断正确的是 （ ） A. 甲 乙 B. 甲 = 乙 C. 甲 乙 D. 无法确定,A,第 3 节 水的浮力,5.温州中考半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面（如图 1-3-21 甲所示）；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下（如图乙所示）；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载（如图丙所示）。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别 F1、 F2、 F3，则以下判断正确的是（ ） A F1F3F2 B F2F3F1 C F3F1F2 D F1F2F3,B,第 3 节 水的浮力,解析 据图可知，图乙中半潜船排开水的体积最大，其次是图丙，图甲中排开水的体积最小，根据F浮液gV排液可知，液体的密度是相同的，图乙中船所受浮力最大，其次是图丙，再次是图甲，即浮力大小关系是：F2F3F1。,第 3 节 水的浮力,6. 用弹簧测力计在空气中称得一石块重为1 N，将石块完全浸入水中，弹簧测力计的示数为 0.6 N，则石块在水中受到的浮力为_N。当石块在水中的深度逐渐增大时，它所受的浮力_ （填“不变”“变大”或“变小”）,0.4,不变,第 3 节 水的浮力,7.宁波中考 为何漂浮在水面上的竹筷一般都是横躺着而不是竖直的？这一现象引起了小科的思考。 思考 漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因为它们是一对 _力，所以竹筷应该能竖直地静止在水面上，但事实并非如此。,平衡,第 3 节 水的浮力,7. 实验 小科以内含金属块的中空细塑料管模拟竹筷进行实验探究。如图 1-3-22所示，把一个质量适当的金属块，固定在一根底端封闭的中空细塑料管内的不同位置后，分别轻轻地竖直放到水和浓盐水中，观察它能否始终保持竖直。观察到的实验现象如下表：,第 3 节 水的浮力,7. 分析 （ 1 ）把金属块和塑料管视为一个物体，金属块位置的改变，会改变_物体的位置。相同条件下，这一位置越低，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。,重心,第 3 节 水的浮力,7. 分析 （ 2 ）分析金属块固定在 c 点时，细管放入水和浓盐水中时的实验现象可知，相同条件下，浮力作用点的位置相对细管底端越_ （填“高”或“低”），细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。其实，上述实验现象还需要用杠杆、能的转化等知识来解释，有待于继续研究,高,第 3 节 水的浮力,创新培优,8.如 图 1-3-23 所 示， A、B 都浸没于液体中， A 与容器侧壁密接触， B 与容器底紧密接触，则 A、B 两 物 体 是 否 受 到 浮 力 （ ） A. A、 B 都受到浮力 B. A 不受浮力， B 受到浮力 C. A、 B 都不受浮力 D. A 受到浮力， B 不受浮力,D,第 3 节 水的浮力,解析 因为B物体下表面没有与水接触，则未受到水对它的压力，所以无压力差，因而不受浮力，而A物体上、下表面都与水接触，因而受到浮力。,第 3 节 水的浮力,9.杭州中考 小胡同学在水槽中洗碗，一个大的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗装满，碗沉入到了水槽底部，此时碗所受到的浮力比漂浮时所受到的浮力_ （填“大”“小”或“不变”），水槽中的水面将会_ （填“上升”“下降”或“不变”）。,小,下降,第 3 节 水的浮力,解析 碗漂浮时所受浮力等于它的重力，而沉底时所受浮力小于它的重力。所以碗沉入水槽底部时，受到的浮力比漂浮时受到的浮力要小。根据公式F浮液gV排液，液相同时，浮力越小，V排液越小，所以液面会下降。,第 3 节 水的浮力,10.绍兴中考 将重 10 N 的长方体木块 A 放入水平放置的盛水容器中静止时，有 的体积露出水面，木块受到的浮力是_ N，若在木块上放另一物块 B，使木块刚好全部压入水中，如图1-3-24 所示，若所加物块 B 的体积是木块的 ，则物块 B 与木块 A 的密度之比是_。,10,32,第 3 节 水的浮力,解析 根据题意可知，未放物块B时，木块A漂浮在水中，因此木块受到的浮力F浮GA10 N，此时木块有 的体积浸入水中，根据阿基米德原理有： F浮水g V木10 N，整理得水gV木15 N；当木块全部浸没在水中时，木块受到的浮力：F浮水gV木15 N；将A、B看作一个整体，漂浮在水中，浮力等于总重力，即F浮GAGB；所以物体B的重力：GB F浮GA15 N10 N5 N；由Gmg和 可得 BA 32。,第 3 节 水的浮力,11.湖州中考 小明在学习物体浮沉条件时，由于调制食盐水密度的操作不够精准，导致实验中鸡蛋很难悬浮在食盐水中。于是他对实验进行了改进：分别用量筒和烧杯等器材配制了三杯不同质量分数的酒精溶液，其中图1-3-25甲B烧杯中的酒精与水的体积比为96。用注射器吸取密度为0.9 g/cm3的食用油，分别在三杯酒精溶液中部注射一团油滴，一段时间后，如图甲所示。再过一段时间后，小明观察到油滴所处的状态如图乙所示。,第 3 节 水的浮力,为此，他作了如下探究： 【提出问题】_ ？ 【建立假设】假设一：可能是油滴的密度变小了。 假设二：可能是酒精溶液的密度变大了。,第 3 节 水的浮力,【实验方案】针对“假设一”的实验：用注射器吸取图乙任一烧杯中的油滴，将油滴注入到某一溶液中，观察其浮沉状况。针对“假设二”的实验：先测定酒精溶液密度为 1，敞口放置一段时间后再次测定它的密度为 2，比较 1 和 2 的大小。 【得出结论】油滴密度不变，酒精溶液密度变大。,第 3 节 水的浮力,请回答： （1）根据小明所做的假设，推测小明所提的问题是_ _ ？ （2）针对“假设一”的实验中，某一溶液是_ 。 （3）小明经过思考，对“酒精溶液密度变大”这一结论作出合理的解释，即_。,油滴浮沉变化的,密度为0.9 g/cm3的液体,酒精蒸发比水快,原因是什么,第 3 节 水的浮力,12.阅读了教材“自制密度计”的课外小实验后，小叶和小王决定进行一下尝试。 （1）两人选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体 A 来制作密度计。小王测得 A的质量为 12 g。当它漂浮在不同液面上时， 所受到的浮力为 _N。（g 取 10 N/kg）,0.12,第 3 节 水的浮力,解析 由物体的浮沉条件可知A所受浮力等于重力：F浮GAmAg12103 kg/m310 N/kg0.12 N。,12.（2）小叶查阅了相关资料，在得知该材料的密度后，作出了如图 1-3-26 甲所示的-V 图像，根据图像可以找到关于 A 的一些信息。两人发现 A 的质量可以在 -V 图像中用阴影部分面积表示出来，请你在图中用斜线画出这一阴影部分。,【答案】,第 3 节 水的浮力,解析由图像可知物体A的密度A0.6 g/cm3，由 得，VA =20cm3。,第 3 节 水的浮力,12.（3）小王想用理论推导的方法，在 A 上标注出各种密度值。他选择首先标注水的密度，在测量出 A 的长度为 20 cm 后，作出了图乙所示的示意图。经过计算，他确定出水面位置在距 A 上表面 h=_ cm 处，并做了标记。（ 水 =1.0103 kg/m3）。,8,第 3 节 水的浮力,解析 设物体A的底面积为S，浸入水中的深度为h，则排开水的体积为V排Sh，A的体积为VASh1，物体A漂浮，则有GAF浮。由阿基米德原理得F浮水gV排水gSh，又由Gmg， 得，GAAgVAAgSh1，所以水gShAgSh1，即：h 水面位置距A上表面的距离：h20 cm12 cm8 cm。,第 3 节 水的浮力,12.（4）为验证结果，两人将 A 放入足够多的水中，发现它不容易竖直漂浮。小叶在 A的下端密绕了适量的金属丝（金属丝体积忽略不计），制成了“密度计” B。小王提醒他，如果这样， B 的刻度应该与 A 不同。为了重新标注，他们应该测量的一个物理量 是_。,B的质量(或重力),第 3 节 水的浮力,解析 “密度计”B的重力增大，根据漂浮条件和阿基米德原理可知，GF浮水gV排，物体重力增大，放入液体中后排开水的体积较以前增大，物体会下沉一些，所以要重新测量B的质量(或重力)，重新标注密度值。,第 3 节 水的浮力,
展开阅读全文