2019-2020学年八年级物理第十章:浮力考点讲解与剖析.docx

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1、第十章:浮力单元讲、析与提高知识点概览对本章知识点进行提炼、总结和详解、浮力1 .浮力:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。2 .浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。3 .浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差就是浮力;如图所示。4 .影响浮力大小的因素:通过实验探究发现(控制变量法):浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。二、阿基米德原理1 .阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。如图测出铁块 的重

2、力G读出强菌测力计的示数F所示。测出小桶与水的息重力G臼rill-2 .公式表不:F浮=G排=P液V排g ;从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体 积、重力、形状、浸没的深度等均无关。3 .适用条件:液体(或气体)。三、物体沉浮的条件物体沉浮的条件1 .前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。2 .示意图:重力与浮力的关系如图所示:悬浮;浮二G下沉,尸浮VG漂浮:3G漂浮如图所示,(1)当F浮:G时,物体上浮;P液P物。当F浮=G时,物体悬浮;P液=P物。当F浮G时,物体下沉;P液(P物。当F浮=G (物体未完全浸没液体)时,物体漂浮;

3、% )P物。3 .说明:(1)密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬 浮(或漂浮)。11 -,一 , 2(2)物体漂浮在密度为p的液体中,若露出体积为物体总体积的-,则物体密度为 一p。33(3)悬浮与漂浮的比较:相同点:F浮=G物;不同点:悬浮时,P液=P物,V排=V物;漂浮时,P液P物,V排“物。(4)判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较 F浮与G或比较P液与P物。(5)物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为p的液体中,示数为 F,则物体密度为:P一旦。G -F(6)冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁

4、块、石块等密大 于水的物体,冰化为水后液面下降。4.漂浮问题“五规律”:规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;规律三: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;规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。浮力的利用1 .轮船(1)工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排 开更多的水。m排水量:轮船满载时排开水的质量。单位是t,由排水量m可计算出:排开

5、液体的体积 Wf=";排开1液液体的重力G排=mg ;轮船受到的浮力 F浮=mg ,轮船和货物共重 G总二m排g。2 .潜水艇工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。3 .气球和飞艇工作原理:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如:氢气、氯气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。4 .密度计原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。构造:下面的金属粒能使密度计直立在液体中。刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大(上小下大)。5 .计算浮力方法(1)示重差法:就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。例1:弹簧秤下

6、挂一铁块,静止时弹簧秤的示数是4N,将铁块浸入水中时,弹簧秤的示数为3.5N,这时铁块所受的浮力是 N, P铁:R”。解:由题意可知,铁块受到的重力为4N;铁块浸入水中示数是 3.5N,铁块所受浮力为:F浮=4N -3.5N =0.5N,假设铁块体积为 V铁。m铁所以,F 0.5N1口铁_ 7铁gV铁(2)压力差法:应用F浮=5向上-5向下求浮力,这是浮力的最基本的原理。例2:某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3N,上表面受到水的压力为1.5N,则该物块受到水的浮力为牛,方向为 。解:下表面受到水的压力为2.3N,上表面受到水的压力为1.5N;所以浮力方向向上,大小为:F浮=|=向上

7、-1=向下=2.3N -1.5N =0.8N 。(3)公式法:F# = P液g5 =G排。例3:将体积是50cm3的物体浸没在水中,它受到的浮力多大?若此物体有一半浸在煤油中,它所受的 浮力多大? ( p 煤油=0.8x 103kg/m3) g 取 10N/kg)解:由公式F浮=P液gV排=6排,得到物体在水中的浮力:F浮=%gVh =。卜=lMl03kg/m3Ml0N/kgM50M10m3 =0.5N ;在煤油中的浮力为:F=味 gVh =6排=0.8M103kg/m3M10N/kgM25M10_6m3 = 0.2N(4)受力分析法:如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态,则物体受重力和浮力作用

8、,且此二力平衡,则F浮=6物。例4:把质量是200g的塑料块放入水中,静止时塑料块有一半露出水面。(g取10N/kg )求(1)塑料块在水中受到的浮力? ( 2)塑料块的体积和密度?解:(1)塑料块受到的重力:G塑料=mg =200x10工kgx10N/kg=2N ,因为塑料块静止,故它受到的浮力:F浮=G塑料=2N ;(2)塑料受到的浮力等于它排开水受到的重力,故排开水的体积为:P7K塑料块的体积:2NG水/g10N/kgP7K1M103kg/m3=5父10"%3'V塑料=2V水=1M10,m3,故塑料块的密度:、_ m塑料1塑料V塑料200 10kg3g = 200kg

9、/ m3。1 10 m3(5)排水量法(也是阿基米德原理):F浮=m排g。轮船的满载重量,一般是以排水量表示的,即是排开水的质量,船也是浮体,根据浮体平衡条件也得: 船受到的总F浮=G总,而排水量kg?g,就是船排开水的重,即是浮力,又是船、货的总重力。考点剖析->/对主童常考热点:受查方式和考题类型进行剖析1.浮力浮力中属于基本概念,什么是浮力、浮力产生的原因以及影响浮力大小的因素均是本节的重点,同时也是学习本章的基础。本章在力学部分占据非常重要的地位,内容难学、涉及计算题多,所占分值高,并经常 与压强和其他知识点结合以压轴题形式出现在中考试卷中。为此,从本节入手,为本章学习打下坚实基

10、础尤 为重要。本节主要知识点有浮力的基本概念和影响浮力大小的因素。在历年中考中,对“浮力”基本概念(产生、方向)的考查也曾出现,但概率不高;对“影响浮力大小因素”的考查出现概率较高,此类考题经常以实验 探究题形式出现。中考主要题型以选择题、填空题和实验探究题为主,更多的是选择题。选择题、填空题以 考查浮力的概念居多,实验探究题以考查影响浮力大小因素居多。典例一:(2019 武威)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力 (选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强 (选填“变大”

11、、“不变”或“变小”)。L丁【答案】不变;变大。【解析】(1)浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,因此判断浮力的大小,关键判断液体密度和物体排开液体的体积发生怎样的变化。(2)潜水器受到的压强大小与液体的密度和潜水器所处的深度有关,因此判断压强的大小,关键是判断液体密度和潜水器所处深度的变化。本题考查了对液体压强和浮力的判断。判断时要了解影响液体压强和浮力大小的因素,并判断影响因素中哪些是定量,哪些是变量。解:(1)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据F s= p液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。(2)由于潜水器在水中的深度逐渐增加,所

12、以根据公式p=pgh可知,潜水器受到的压强增大。故答案为:不变;变大。典例二:(2019 河南)渔民出海捕捞,常常满舱而归。在平静的海面上,一艘空船受到的浮力是F1,装满鱼后受到的浮力是 F2,则F1 F2 (选填“>”、“<”或“=”)。渔船编队在某个海域捕捞时,渔民用特定频率的电台通信是利用 传递信息。【答案】 <电磁波。【解析】根据漂浮条件,得 F1=G空,F2=G满,因为G空<G满,所以得F1<F2;电台是利用电磁波进行通信的,这是利用了电磁波可以传递信息的特点。2.阿基米德原理阿基米德原理是本章重点,对此规律的理解和记忆对学生来说简单,但难的是如何利用阿

13、基米德原理进行计算;本节涉及到的计算问题很多,也较难,更重要的是简单计算题、压轴计算题大都和浮力有关,此部 分内容也是拉开分数的试题。为此,能否很好的掌握阿基米德原理及其计算是本章学习的重点。本章在力学 部分占据非常重要的地位,内容难学、涉及计算题多,所占分值高,并经常与压强和其他知识点结合以压轴 题形式出现在中考试卷中。为此,从本节入手,为本章学习打下坚实基础尤为重要。在历年中考中,对“阿基米德原理”的考查一定会出现,并且分值高、问题形式多样。中考主要题型有选择题、填空题、计算题和实验探究题;选择题和填空题考查阿基米德原理的理解和简单计算;计算题作为 压轴题和其他知识点结合并分值高;实验探究

14、题以考查影响浮力大小因素和对阿基米德原理的理解居多。所 以,在复习中,希望大家能把握好本章的知识点、考点和考查方式。典例三:(2019 泸州)庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图中093改进型攻击核潜艇于 2019年4月27日公开亮相,进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为 2.8X104kW 完全下潜到海面下后的排水量为6.8xi03t (取海水密度 p=1xi03kg/n3i、g=10N/kg)。问:(1)该潜艇悬浮时,其上一面积为0.05 m2的整流罩距海面深度为200m,此时整流罩受到海水的压力为多少?(2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80

15、%该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时,受到的水平推力为1.6X106N,此时潜艇的巡航速度为多少?(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为1.5 X 103m,此时潜艇的总重量是多少?【解析】(1)运用液体压强公式 p=pgh,可求压强大小。再根据 F=pS可求压力。(2)根据Y=警 求出有用功率,根据 P=Fv即可求出潜艇的巡航速度。(3)潜艇浮出海面处于漂浮时,求出排开水的体积,利用阿基米德原理和漂浮条件即可求出艇的总重量。此题是一道力学综合题,熟练运用液体压强公式、浮沉条件、阿基米德原理、功率和效率的计算,关键是会进行必要的变形。【解答】(1)潜艇下潜到200m深处时,h=

16、200m此时整流罩所受海水的压强:p=p gh=1.0 x 103kg/m3x 10Nkgx 200m=2x 106Pa整流罩的面积:S=0.05 n2,由p上变形得,整流罩所受压力为:F=pS=2x 106Pax0.05 m2=1x 10NS(2)最大核动力功率:P总=2.8 X 104kW=2.8 X 107W根据 刀=可得:有用功率:P有用二刀P总=80%< 2.8 X 10 7W2.24 X 10 7W 2 24 X 10'W由P=Fv得潜艇的巡航速度:v=、入 卬=14Ms;1.6 X 1OG.V(3)完全下潜到海面下后的排水量为 6.8 x 103t ,=6.8xi0

17、3m3o叫 6.8 X 103 X则3V荔7="1。皿£ K - a潜艇浮出海面处于漂浮时,排开水的体积 V排'=VV露=6.8xi03m3-l.5 Xl03m3=5.3xi03m3,根据漂浮条件和 F浮=p液gV排可得,此时潜艇的总重量:G=Fff=p 水gV排=1.0 x I03kg/m3x 10N/kgX5.3 x I0 3m3=5.3 x 10 7N。答:(1)整流罩受到海水的压力为1X105N; (2)潜艇的巡航速度为14m/s; (3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,潜艇的总重量是5.3X107N。E、F2、F3、F4分别是图甲、乙、典例四:(2019 贵港)

18、如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验 过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水,图丁容器中装的液体是酒精,丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题:(1)图甲中,弹簧测力计的示数F1=No(2)物体完全浸没在水中时所受的浮力为 No有关;分析图中 两图(3)分析图中乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关。(4)实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为 法。【答案】(1) 4.8; (2) 2; (3)物体排开液体的体积;丙和丁;(4)控制变量。【解析】(1)由图甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,图中

19、指针指在4至5之间的第4条刻度线处,所以示数为4.8N;由图甲和图丙知,物体完全浸没在水中时所受的浮力为F弹二F居二4.8N-2.8N=2N .(3)由乙、丙两图实验数据得,物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关;为了得出物体所受浮 力大小与液体密度有关,需确保物体排开液体的体积相同,而物体所在的液体的密度不同,所以应分析图丙 和图丁两图的实验数据;(4)因为物体在液体中受到的浮力可能受到多个因素影响,所以在探究本实验时,需要采用控制变量法。3 .物体沉浮的条件物体沉浮的条件与阿基米德原理在本章中是不可分割的两个内容,它们互为补充又互为利用,所以在本 章中考查物体沉浮时,一定会利用到阿基米

20、德原理、物体密度、物体体积等知识,故在复习中学生一定要把 这两个问题结合起来。本节同样涉及到的计算问题很多,也较难,更重要的是简单计算题、压轴计算题大都和浮力、阿基米德 原理有关,此部分内容也是拉开分数的试题。为此,能否很好的掌握好物体沉浮条件、阿基米德原理及其计 算是本章学习的重点。本章在力学部分占据非常重要的地位,内容难学、涉及计算题多,所占分值高,并经 常与压强和其他知识点结合以压轴题形式出现在中考试卷中。为此,从本节入手,为本章学习打下坚实基础 尤为重要。在历年中考中,对“物体沉浮条件”的考查出现概率很大,一般情况下此类考题会出现,并且分值高、 问题形式多样。中考主要题型有选择题、填空

21、题、计算题和实验探究题;选择题和填空题考查物体沉浮条件 的理解和简单计算;计算题作为压轴题和其他知识点结合并分值高;实验探究题以考查影响浮力大小因素和 对物体沉浮条件以及阿基米德原理的理解居多。典例五:(2019 福建)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总 重力为G总,则气球受到的浮力 F浮 G总(选填“>”“<”或“=");若水温升高,石块将(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。图10【解析】考查受力分析,浮力的大小变化,属于中等题。由于悬浮两者处于平衡状态,对气球和石块整体做受力分析, 可得总重力=气球受到的浮力+石块受到的浮力,

22、所以F浮vG总;水温升高,气球热胀,体积变大,根据阿基米德原理,可知气球受到的浮力增加,整体受到的浮力 大于总重力,整体一起上浮。典例六:(2019 贵港)三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,这三种液体的密度 分别为p甲、p乙、p丙。当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高, 丙液体液面高度降低。下列关系正确的是()。A. p甲v p乙v p丙 B . p丙v p甲v p乙 C . p丙v p乙v p甲 D . p乙v p丙v p甲【答案】B。【解析】根据漂浮条件得 F年二G昧,则在三种液体中,分别得 "铭=尸球g喙、佬g% =/咫%、 丹且。二Aug。

23、当冰块熔化成水后,质量保持不变,则对甲液体有户甲g。二户片耳嗑二修碧展,因为甲液体液面高度不变,即有嗫二小 ,所以户甲二户水;同理,对乙液体有 金目嗫二户昧g嗫二Q水g% ,因为乙液体液面高度升高,即有 嗫父曝,所以PC P炮;对丙液体有 件g嗫二外湛。二琢g曝,因为丙液体液面高度下降,即有 。,所以丹 工月1c ; 综上得p丙Vp甲Vp乙,故应选B。4 .考点分类:本单元考点分类见下表考点分类考点内容考点分析与常见题型常考热点阿基米德原理以选择题、填空题考查对规律的理解程度利用阿基米德原理进行计算根据规律进行计算,填空题和压轴计算题为主考查物体沉浮的条件以选择题、填空题形式出现,考查对规律的

24、理解程度浮力的应用考查浮力的应用并进行计算,填空题和压轴计算题为主一M考点浮力基本概念主要考查浮力产生和方向,填空题或压轴题浮力的应用考查浮力的应用,选择题较多利用阿基米德原理解释问题主要考查学生应用能力,以填空题、选择题为主冷门考点利用物体沉浮条件解释现象主要考查学生应用规律分析问题能力,以选择题为主中考示例 以近三生各地史考真题为选材,.对本童赏考热点进在示例片邂示例一:浮力的概念:(2019 武威)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力 (选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面

25、受到的压强 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。【答案】不变;变大。【解析】(1)浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,因此判断浮力的大小,关键判断液体密度和物体排开液体的体积发生怎样的变化。(2)潜水器受到的压强大小与液体的密度和潜水器所处的深度有关,因此判断压强的大小,关键是判断液体密度和潜水器所处深度的变化。本题考查了对液体压强和浮力的判断。判断时要了解影响液体压强和浮力大小的因素,并判断影响因素中哪些是定量,哪些是变量。解:(1)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据F ff= p液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。(2)由于潜水器

26、在水中的深度逐渐增加,所以根据公式p=pgh可知,潜水器受到的压强增大。故答案为:不变;变大。示例二:影响浮力大小的因素:(2019 河北)小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”,(已知 p 水=1.0 x 103kg/m3,取 g= 10N/kg )图1图2(1)小明利用图1甲所示的实验装置,将圆柱体合金块慢慢浸入水中时,根据测得的实验数据,作出了弹簧测力计示数 F示与合金块下表面所处深度 h的关系图象(如图2中所示)。实验过程中合金块所受浮力 的变化情况是 。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象,分析图象可知,浸在水中的物体所受浮力的 大小跟它排开水的体积成 。(2)将合金块分别浸

27、没在水和某液体中(如图 1乙、丙所示),比较图1甲、乙、丙可知: 。 3(3)合金块的留度为 p合金= g/cm 。(4)若用此合金块制成一空心合金球,当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时,空心部分的体积是3 cm。【解析】(1)根据图象分析弹簧测力计的示数随着深度的变化关系,进而得出浮力的变化情况;利用F浮+F=G和图线画出F浮随h变化的关系图象;(2)分析比较甲、乙、丙可知,合金块排开液体的体积相同, 液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力不同,从而得出结论;(3)利用G= mg求出合金块的质量,再结合称重法和阿基米德原理求出合金块的体积,最后利用密度公式求出合金块的密度;(

28、4)根据称重法和阿基米德原理求出液体的密度,然后根据悬浮和阿基米德原理求出合金球的体积,用合金球的体积 减去合金块的体积即为空心部分的体积。【解答】(1)由弹簧测力计的示数 F示与合金块下表面所处深度 h的关系图象可以知道:弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的,而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。由图象可知,合金块完全浸没在水中时所受的浮力:5浮=6- F' =4N- 3N= 1N;则F浮随h的变化的关系图象,如下图所示:由图象可知,当hw 6cm时,浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比,而排开水的体积

29、与浸入水中的深度成正比,所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。(2)分析比较甲、乙、丙可知,合金块排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力不同,说明浮力大小跟液体的密度有关。(3)由图甲可知,合金块的重力 G= 4N,合金块的质量:m合金=4Ng 10N/kg=0.4kg ,由图乙可知,合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F' = 3N,则合金块完全浸没在水中时所受的浮力:F浮=G- F' = 4N- 3N= 1N;因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由F s = p水gV排可得,合金块的体积:V合金一V排一cP水鸟1Nl,

30、0X103kg/m3X IONAs1 x 10 4n3,m合金 4kg则合金块的密度:p合金=7;=T7一不=4X 103kg/m3= 4g/cm3。V含金1乂10(4)由图丁可知,金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F =3.2N,则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力:F浮'=G- F = 4N-3.2N = 0.8N,因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=pgV排可得: =,P水目P液吕水= W X1.0 X 103kg/m3=0.8 x 103kg/m3。合金球悬浮在某液体中时所受的浮力:F浮 =G= 4N,由5浮=p水gV排可得,合金球的体积:V 球=v

31、 排, =P液吕0”4N8X103kg/ir3X10NAg=5X 10 4mi,则空心部分的体积: 丫空=V球-V= 5X 10 4mi- 1X104m3 = 4x 10 4m3= 400cmf。故答案为:(1)先变大后不变;如上图所示;正比;(2)浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关;(3) 4; (4) 400。示例三:阿基米德原理:(2019 泸州)三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与甲、 乙、丙三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如图所示的情况,此时乙 球下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是()。A.乙球的重力与它受到的浮力相等

32、;B.甲球的重力大于它受到的浮力;C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为四 < p < 四 < P| ?| ;D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F| A F| > F f > F| > F【答案】AG【解析】(1)根据这球的受力情况得出球受到的重力与浮力的关系;(2)由题知,三物体的体积相同,浸没在同一种液体中,根据阿基米德原理得出三物体受到的浮力大小关系。(3)根据物体的浮沉条件即可判断球的密度与液体密度之间的关系。本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,能根据物体的浮沉确定物体和液体的密度关系是本题的关键之一。解:根据题意可知,乙球下

33、方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力;观察如图情况可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则弹簧对甲球有向下的拉力F拉;丙球下方弹簧长度小于原长,则弹簧对丙球有向上的支持力F支;由题知,三个球处于静止,所以F?=G?+F拉,5乙二6乙,F丙二6丙-F支,比较可知,F甲G甲,5乙二6乙,F丙VG丙,已知三个实心球体积相同,由于三个球浸没在同种液体中,则排开液体的体积相同,根据Fp液V排g可知,它们受到的浮力:5甲=5乙=5丙;所以三个球的重力关系为:G甲v G乙VG丙;根据重力公式可知,三个球的质量关系为:m甲v m乙v m丙;已知三个球的体积相同,根据P =可知:p甲V p乙V p丙;V由上分析

34、可知:AC正确,BD错误。故选:AG示例四:阿基米德原理的验证:(2017?无锡)同学们用空塑料瓶和细沙等实验器材探究影响浮力大小因素。(g 取 10N/kg , p 水=1X 103kg/m3)(1)为了测出塑料瓶的体积,进行如下操作:把天平放在水平桌面上,调节天平平衡,在左盘中放入盛有适量水的烧杯,通过增减祛码和移动游码使天平再次平衡,所加祛码和游码的位置如图甲所示,烧杯和水的总质量为 。在空塑料瓶中装入适量细沙,拧紧瓶盖,在瓶颈系一细绳,手拿细绳将塑料瓶完全浸没于烧杯的水中(瓶没有接触烧杯,水未溢出),通过增减祛码和移动游码使天平再次获得平衡,所用祛码总质量和游码所示 质量之和为167g

35、,塑料瓶的体积是 cm3。fjlOQK尊加设皮I叱| n ITp I Fl | i n I pi ri priT -0123 d 5g(2)同学们根据生活经验提出了如下三种猜想,并举出了相应的实例猜想一,浮力的大小与物体的密度有关,实例:铁块可以在水中下沉,木头可以浮在水面上;猜想二,浮力的大小与液体的密度有关,实例:鸡蛋可以在水中下沉,在盐水中可以浮起来;猜想三,浮力的大小与浸入液体的深度有关,实例:在游泳池里,人越往下蹲感觉到水向上托自己的力越大;为了验证以上猜想是否正确,同学们选择了装入细沙的塑料瓶和其他实验器材进行探究,实验过程如图 乙所示。根据实验步骤d和 (填序号),可以确定猜想二

36、是正确的;根据实验步骤 c和d可以验证猜想三是 (选填“正确”或“错误”);对该猜想对应的实例, 合理的解释是。要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中 后再进行探究。同学们讨论认为,猜想一和猜想二中的实例反应了物体的浮与沉可能与密度有关,要选用一个能漂浮 在图e中盐水上的物体时,物体的密度应小于 g/cm3 (计算结果保留1位小数)。【解析】(1)质量等于祛码的质量加游码对应的刻度值;根据可求得塑料瓶排开水的质量,然后可求得塑料瓶排开水的体积,由于塑料瓶浸没,所以V排=丫塑料瓶。(2)弹簧测力计示数的减小等于物体在液体中受到的浮力;重力与浮力比较大小可判断出是否下沉;二图比较可得浮力与液体密度的

37、关系。比较 acd得出两次浮力的大小关系,研究浮力大小与浸入液体的深度有无关系时,应控制其它的因素相同,只改 变浸入液体的深度;根据猜想3举出一个物体浸入液体的深度不同的生活中的实例即可。在塑料瓶中添加一些细砂可以改变塑料瓶整体的密度。根据阿基米德原理可以求出雁水电密度。解答如下:(1)烧杯和水的总质量为:m=100g+20g+10g+3g=133g;由步骤可知,塑料瓶排开水的质量 m排水=167g- 133g=34g,由p =可得,Vh7K =m生,因为铁块浸没,所以 V铁=V排水=34g 3 =34cm3, p7K1g/cm3由C D可知,铁块排开液体的质量m胆S=m-m,因为铁块浸没,所

38、以V铁=V排水=7排液。(2)物体浸没水中受到的浮力F浮=0.4N - 0.06N=0.34N ;物体浸没在盐水中受到的浮力F浮=0.4N -0.02N=0.38N;因为,浮力不相等,而物体所处的深度和浸没的体积相同,则是液体的种类(密度)不同的引 起的,说明浮力的大小与液体的密度有关,根据实验d、e可以确定猜想二是正确的。物体在c、d中(排开液体的密度相同,都是水)中受到的浮力相同,而排开液体的体积都等于物体的 体积,但物体所处的深度不同,故得出:物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关.根据 实验步骤c和d可以验证猜想三是错误的。对该猜想对应的实例,合理的解释是:在游泳池里,人

39、越往下蹲排开水的体积越大,人受到的浮力越大, 说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。要验证猜想一是否正确,即浮力的大小与物体的密度有关,根据控制变量法要改变物体的密度,在物 体体积不变时,在塑料瓶中添加一些细砂可以改变塑料瓶整体的密度;由a、c两图知,物体浸没在水中所受浮力:Fff=G)- F' =0.4N - 0.06N=0.34N ;物体浸没在盐水中受到的浮力F浮=0.4N - 0.02N=0.38N ;由阿基米德原理可得:F浮=0水gV排=0.34N- (I), F浮'=0盐7KgV排=0.38N- (n)浸没时V排相等,由(I )( n)可得盐水的密度:DFJP7K0

40、.38M/103kg/m3 芯 / 3 一/ 3P盐水-=1.1M10kg/m =1.1g/cmF 浮0.34N物体的浮与沉与密度有关,要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体时,物体的密度应小于1.1g/cm 3o故答案为:(1)133;34;e;错误;在游泳池里,人越往下蹲排开水的体积越大,人受到的浮力越大,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;添加一些细砂;1.1。【答案】(1)133;34;e;错误;在游泳池里,人越往下蹲排开水的体积越大,人受到的浮力越大,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;添加一些细砂;1.1。【考点】探究浮力大小的实验。示例五:物体沉浮条件:(2019 达州)如

41、图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器中分别盛有两种 不同的液体A、B,液体对两个容器底的压强相等。现将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时个 漂浮、一个悬浮(液体均无溢出,则液体密度 pA、p B和液体对容器底部的压强 p甲、p乙的大小关系正确的是 ()。:二近二:,-sB 户一 jOb - ,甲乙A. PAPB p 甲Vp 乙 B . PA>PB p 甲 >p乙C. p A> p B p 甲 Vp 乙 D.p A< p B p 甲 > p 乙【解析】(1)由图知:hAVhB,已知两种液体对容器底的压强相等,则根据p= pgh可知,P A> p

42、B;故AD错误;(2)因为原来两容器中液体产生的压强相等,均匀柱形容器,则Fa=号=pSx; Fb=G=pSb;又因为SA>Sb,可得G> G,由将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂浮,另一个悬浮(液体均无溢出),由于两物体重力相等都为 G,GG贝U 由 p甲 = p+Q ; pzi = p+s ,所以,p甲vp乙;故B错误,C正确。故选:C示例六:浮力的应用:(2019 湘潭)如图1所示,弹簧测力计用细线拉着一长方体物块A,从水池中竖直向上做匀速直线运动,上升到水面以上一定的高度。物块上升的速度为1cm/s,弹簧测力计示数 F随物块上升的时间t变化的图象如图2所示

43、。不计阻力及水面高度的变化,根据图象信息:(1)当15s时,测力计示数 F= N 。(2)物块A重 N ,高度为 cm 。(3)当t=0时,A受到的浮力为 皿,此时A底部受到水的压强大小为 Pa 。(4)物块A的密度为多大?【解析】由图2可知,05s,弹簧测力计示数不变,此时物块浸没水中;5s25s,弹簧测力计示数变大,物块逐渐露出水面;25s以后,物体露出水面,弹簧测力计的示数等于物块重力。(1)由图2直接可读出当15s时,测力计示数。(2) 25s以后,物体露出水面,由图2直接可读出当25s 以后测力计示数,即为物块 A重力;根据物体 A露出水面的所用时间,根据s=vt即可求出物体 A的高

44、度。(3)当t=0时,物块浸没水中;根据称重法求出A受到的浮力为;根据 s = vt求出深度,利用 p= pgh求出此时A底部受到水的压强;(4)根据阿基米德原理求出物块A的体积,然后利用 矢mg求出质量,利用密度公式即可求出物体 A的密度。【解答】由图2可知,05s,弹簧测力计示数不变,此时物块浸没在水中;5s25s,弹簧测力计示数变大,说明物块逐渐露出水面;25s以后,物体全部露出水面,弹簧测力计的示数等于物块重力。(1)由图知,当t=15s时,弹簧测力计示数 F=15N;(2)在25s后弹簧测力计的示数不变,物体全部露出水面,则物块重G= 25N;5s25s,物块逐渐露出水面,即5s时物

45、块的上表面刚好达到水面,25s时物块的下表面刚好离开水面,则可知物块向上移动的距离即为物块的高度,此过程用时t =25s-5s=20s,物块的高度:h= vt = 1cm/s x 20s = 20cm;(3)当t=0时,物块 A浸没水中,受到的浮力:F浮=G- F拉=25N- 5N= 20N;05s,物块上升的高度: h' = vt ' = 1cm/sx 5s = 5cm;则由上图可知,当 t = 0时,A底部所处的深度:hA= h' +h=5cm+20cm= 25cm= 0.25m,此时 A底部受到水的压强:p= p ghA= 1 x 103kg/m3x 10N/kg

46、 x 0.25m = 2.5 x 103Pa;(4)物块的质重:ra= = 芸=2.5kg,由5浮=p水V排g可得物块的体积:VA= V排=上"一= 2X10 3m3,P 水8 lxioJkg/niJxiON/kg33物块的密度:PA=j =k= 1.25 X 103kg/m3。J 2X1。一%故答案为:(1) 15; (2) 25; 20; (3) 20; 2.5 X 103Pa; (4)物块 A 的密度为 1.25 X 103kg/m3。樨升训练/以近三年各地中考试题和模拟题为选材,以常考热点为突破点进行提升训练 一、选择题1. (2019 天津)在底面积为S的薄壁柱形容器内注入适量的水,让空烧杯漂浮在水面上,测出水的深度为he,如图所示:再将一金属球放入烧杯中,此时烧杯仍漂浮在水面上,测出水的深为%,最后将该金属球取出放入水中(空烧杯仍漂浮在水面上,待金属球沉底后测出水的深度为h2,已知水的密度为

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