中考物理 考点聚焦 第九讲 浮力课件.ppt

陕西省 物理 第九讲浮力 1 定义 浸在液体中的物体 受到液体对它向 的力 2 浮力产生的原因 浸在液体中的物体上下表面存在着 浮力的方向是 可以用弹簧测力计测出物体在液体中所受到的浮力 F浮 G F示数 3 阿基米德原理 1 内容 浸在液体中的物体受到液体 的浮力 浮力的大小等于它排开液体所受的 上 压力差 竖直向上 向上 重力 2 公式 由公式可知 浮力只与 和 有关 而与放入液体中的物体的重力 密度 体积 形状 所处位置和全部浸没时的深度均无关 3 阿基米德原理不仅适用于液体 还适用于 F浮 G排 液gV排 液体密度 排开液体的体积 气体 提示 阿基米德原理包含两种状态 一是物体全部浸入液体中 即V排 V物 二是物体一部分浸入液体中 即V排 V物 规则物体 如正方体 长方体 柱体 圆锥等 的底面与容器底紧密接触时 物体不受浮力作用 4 物体的浮沉条件物体在液体中处于什么状态 主要取决于物体所受的浮力和重力的大小关系 也可由物体的密度 物体为实心 和液体的密度的大小关系来判断 具体情况如下 若F浮 G物 物 液 则物体上浮 最后漂浮在液面上 若F浮 G物 物 液 则物体悬浮 若F浮 G物 物 液 则物体下沉 最后静止在容器底部 5 浮力的应用 1 轮船 轮船的大小用 表示 它表示轮船 时排开水的 2 潜水艇 靠 实现上浮与下沉的 3 气球 飞艇 靠 实现上升与下降的 4 密度计 在任何液体中都处于 状态 越靠上示数越 排水量 满载 质量 改变自身重力 改变浮力 漂浮 小 提示 1 浮力计算方法 称量法 F浮 G G示 原因法 F浮 F上 F下 原理法 F浮 G排 液gV排 平衡法 漂浮或悬浮时F浮 G物 2 漂浮问题 五规律 1 物体漂浮时 所受浮力等于它受到的重力 2 同一物体漂浮在不同液体里 所受浮力相同 3 同一物体在不同液体里漂浮 在密度大的液体里浸入的体积小 4 漂浮物体浸入液体体积是它体积的几分之几 物体密度就是液体密度的几分之几 5 将漂浮物体全部浸入液体里 需加竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力 1 2014 兰州 如图所示 将一重力为18N 体积为2 10 3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上 将它浸没在酒精中 则蜡块受到的浮力是 N 此时测力计的示数是 N g 10N kg 酒精 0 8 103kg m3 2 2014 联考 辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t 它满载时所受的浮力为 N 当舰载机起飞后 航空母舰所受浮力将 选填 不变 变小 或 变大 g取10N kg 16 2 6 75 108 变小 3 2013 庆阳 如图所示 将重为5N的木块放入烧杯中 静止时木块所受的浮力的大小为 N 方向为 放入木块后 烧杯底部所受水的压强与原来相比 选填 变大 变小 或 不变 4 2013 天水 把重5N 密度为0 9 103kg m3的实心物体投入水中 当物体静止时 物体处于 选填 漂浮 悬浮 或 沉在水底 状态 物体在此时受到的浮力是 N 竖直向上 5 变大 漂浮 5 5 2015 联考 如图所示是世界上最大的豪华游轮之一 海洋魅力 号 长361米 宽66米 排水量达22 5吨 满载时吃水深度达30米 可以搭载6320名游客 则满载时船底受到的海水压强约为 Pa 海水 1000kg m3 船受到的浮力约为 N g 10N kg 当客人下船后 船受到的浮力将 选填 变大 不变 或 变小 3 105 2 25 109 变小 6 2013 庆阳 一长方体铁块按如图所示 从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置 能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是 B 7 2015 兰州 液体沸腾时 液体内部会产生大量气泡 在液体中不断上升 变大 对于气泡所受压强和浮力的变化情况 气泡未露出液面时 以下说法中正确的是 A 压强变小 浮力变小B 压强不变 浮力不变C 压强变大 浮力不变D 压强变小 浮力变大 D 8 2015 兰州 某同学想测量某种液体的密度 设计了如右图所示的实验 已知木块的重力为1 2N 体积为200cm3 当木块静止时弹簧测力计的示数为2N g 10N kg 求 1 木块受到的浮力是多大 2 液体的密度是多少 3 剪断细绳 木块稳定时处于什么状态 所受浮力又是多大 9 2015 庆阳 如图所示 将质量为3kg的木块 放入盛有水的水槽内 如图所示 待木块静止时 其下表面距水面0 06m g 10N kg 求 1 木块下表面受到水的压强是多少 2 木块受到的浮力大小 解 1 p gh 1 0 103kg m3 10N kg 0 06m 600Pa 2 漂浮的物体F浮 G物 m物g 3 10N kg 30N 例1 用弹簧测力计悬挂实心圆柱体 圆柱体的底面刚好与水面接触 未浸入水中 如图甲所示 然后将其逐渐浸入水中 图乙所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况示意图 则圆柱体受到的最大浮力是 解析 由图乙可知弹簧测力计的示数先变小后不变 是因为圆柱体在浸入水中的过程中 受到水对它的浮力变大 当物体完全浸没时 它排开水的体积不变 此时所受到的浮力最大 由测量法可得F浮 2 0N 1 4N 0 6N 答案 0 6N 变式题1 在 阿基米德解开王冠之谜 的故事中 若王冠在空气中称时重5N 浸没在水中称时重4 7N 则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为 N 它排开的水重为 N 0 3 0 3 变式题2 包头中考 如图所示 在容器中放一个上 下底面积均为10cm2 高为5cm 体积为80cm3的均匀对称石鼓 其下底表面与容器底部完全紧密接触 石鼓全部浸没于水中且上表面与水面齐平 则石鼓受到的浮力是 A 0B 0 3NC 0 5ND 0 8N B 例2 2015 丹东 A B是两个质量完全相同的实心长方体 轻轻放入水中后 静止时如图所示 则下列说法正确的是 A 两物体的密度大小关系是 A BB 两物体受到水的浮力大小关系是 F浮A F浮BC 两物体排开水的体积大小关系是 V排A V排BD 两物体下表面受到水的压强大小关系是 pA pB 解析 由图可知 A在水中漂浮 A 水 B在水中悬浮 B 水 所以 A B A错误 由图可知 A静止时在水中漂浮 F浮A GA B静止时在水中悬浮 F浮B GB 而mA mB GA GB 所以F浮A F浮B B错误 因为F浮A F浮B 由F浮 液gV排可知 V排A V排B C正确 由图可知 B的下表面距离水面的深度hB hA A的下表面距离水面的深度 由p 液gh可知 pB pA D错误 选C 答案 C 变式题3 株洲中考 南海黄岩岛事件后 中国制造航母的呼声越来越高 如图是中国航母的设想图 一艘航母的舰载机飞离航母后 则 A 航母将上浮 所受浮力减小B 航母将上浮 所受浮力增大C 航母将下沉 所受浮力增大D 航母将下沉 所受浮力减小 A 变式题4 在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥 把它分别置于甲 乙 丙三种不同的液体中 铅笔静止时的情形如图所示 则铅笔分别在三种液体中受到浮力F的大小和三种液体密度 之间的关系正确的是 A F甲 F乙 F丙 甲 乙 丙B F甲 F乙 F丙 甲 乙 丙C F甲 F乙 F丙 甲 乙 丙D F甲 F乙 F丙 甲 乙 丙 C 实验浮力的大小等于什么1 用称量法测出物块在水中受到的浮力 同时测出物块排开水的重力 比较二者的数量关系 2 若实验用到溢水杯 注意溢水杯中一定要装满水 例3 小明同学在探究影响浮力大小的因素时 做了如图所示的实验 请你根据小明的实验探究回答下列问题 1 在C与E两图中 保持了排开液体的体积不变 研究浮力与 的关系 根据A与E两图所示的实验数据 可知物体浸没在盐水中所受的浮力为 N 2 小明对ABCD四个步骤进行了观察研究 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 当物体浸没在水中后排开水的体积相同 浮力的大小与深度 3 在小明实验的基础上 根据有关实验数据 可以计算出盐水的密度为 kg m3 解析 1 观察C与E两图可以看出 液体的密度不同 而物体A排开液体的体积相同 弹簧测力计的示数不同 因此可以探究浮力与液体密度的关系 由图A知物重G 8N 由图E知浸没在盐水中G0 5 6N 则浮力F浮 G G0 8N 5 6N 2 4N 2 观察B C两图发现 物体浸入水中的深度增大 其实质是物体排开水的体积增大 而弹簧测力计的示数减小 说明物体受到的浮力增大 于是得出结论 浮力的大小随着物体排开水的体积的增大而增大 观察C D两图发现 当A全部浸入水中时 深度增加 弹簧测力计的示数不变 即所受浮力的大小不变 于是得出结论 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关 3 利用称重法 F浮 G G0 可分别求出物体A浸没在盐水中和水中的浮力为2 4N和2N 根据阿基米德原理则有下列两个等式成立 盐水gV排 2 4N 水gV 排 2N 因为是同一物体浸没在盐水中和水中 所以V排 V 排 由 式得 盐水 1 2 103kg m3 答案 1 液体密度2 4 2 增大无关 3 1 2 103 变式题5 为测定某种液体的密度 先用弹簧测力计测出一个塑料块的重量 如图甲所示 然后将其放入装有60mL该液体的量筒中 静止时液面如图乙所示 则塑料块受到的浮力为 N 液体的密度为 kg m3 若想测定塑料块的密度 还需要测出 请写出测量该物理量的下一步操作 0 9 0 9 103 塑料块的体积 用大头针 或细丝 将塑料块全部压入水中 一 方法技巧三种方法比较浮力大小1 比V排法 即不同物体浸在同一液体中 根据F浮 G排 液gV排知 液相等 V排越大 受到的浮力越大 2 比 液法 即同体积的不同物体浸没在不同液体中 根据F浮 G排 液gV排知 V排相等 液越大 受到的浮力越大 3 比重法 即同一物体浸在不同液体中静止 针对物体不同状态进行受力分析 以重力为中间不变量 对比出浮力大小 二 常见易错现象 认为一切浸在液体中的物体都受到浮力的作用 没有深刻理解物体所受上下表面的压力差而产生的浮力 认为物体浸没液体越深 所受浮力越大 物体浸没在液体中排开液体体积不变 所受浮力不变 应用浮力公式计算时 不注意前提条件而出错 如利用F浮 G物求浮力的前提条件是物体在液体中漂浮或悬浮 应用物体的浮沉条件解题时易错 a 轮船漂浮所受浮力一定 吃水深度的变化由阿基米德原理分析 b 潜水艇潜入水中排开水的体积一定 所受浮力一定 靠改变自身重力实现下潜和上浮的 例4 质量相等的三个实心小球 放入某液体中静止后处于如图所示状态 C球沉底 比较它们物理量的关系 正确的是 A 浮力关系 FA FB FCB 浮力关系 FA FB FCC 重力关系 GA GB GCD 体积关系 VA VB VC 解析 由题中条件 质量相等的三个小球 可知GA GB GC 由浮沉条件可知 它们浮力大小关系是FA FB FC 密度关系是 A B 水 C 所以它们的体积关系是VA VB VC 答案 D 例5 如图所示 远征号 潜水艇从长江某基地驶向东海执行任务 该潜水艇设计体积约为V m3 自身质量为m t 当它在东海某位置海面下h m 深度处潜伏时 已知海水的密度为 kg m3 g取10N kg 不考虑潜水艇体积变化 求 1 它所受到的浮力F浮 2 潜水艇壳体受到海水的压强p 解析 由阿基米德原理的计算公式可以求得浮力的大小F浮 海水gV排 10 V N 浮力的大小与物体的质量无关 潜在水中时 利用液体压强计算公式求得其压强的大小p 海水gh 10 h Pa 答案 1 10 V N 2 10 h Pa