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1、九年级九年级、物理物理总复总复 习习4：浮力：浮力人教四年制版人教四年制版【同步教育信息同步教育信息】一. 本周教学内容：总复习4：浮力二. 复习内容及要求：一浮力1. 浮力产生的原因：浸在液体中的物体，总要受到液体对它各个面的压力前后，左右两侧面受到的压力相等，液体对物体向上和向下的压力之差，就是液体对浸入的物体的浮力。即向下向上浮FFF。压力差越大，物体所受浮力越大。当物体处于漂浮状态时，浮力等于液体对物体向上的压力，即向上浮FF。2. 浮力的方向总是竖直向上的。二阿基米德原理1. 内容：浸在液体中的物体，受到向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体受到的重力。即：排液液排液浮gVGF。2.
2、适用条件：各种液体和气体。三物体的浮沉条件1. 物体的浮沉条件1物体上浮条件：GF浮，对实心物体液物。2物体下沉条件：GF浮，液物3物体悬浮条件：GF浮，液物。以上三点给我们指明判断物体的沉浮或悬浮既可从力的角度，即重力的浮力的大小关系，也可以从密度角度，即物体密度和液体密度的大小关系来判断。2. 物体上浮的终止状态是漂浮，物体处于漂浮状态时，物体局部露出液面GF浮，它与悬浮的区别是：物体悬浮时物排液VV，物体漂浮时物排液VV。3. 物体浮沉条件的应用1轮船的排水量：排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。因为轮船漂浮在水面上，所以此时船受的浮力等于船排开水的重力。即排水浮GF。2气球和飞艇的升
3、降靠调整气囊中气体的质量来实现。3潜水艇的下潜和上浮靠改变自身受到的重力来实现。4密度计是测量液体密度的仪器，根据物体漂浮时，物体浸入液体体积的大小与液体密度成反比的原理制成。四求浮力的几种常用方法1. 阿基米德原理。当液体的密度和物体排开液体的体积，可根据排液液浮gVF求出浮力。2. 压力差法。如果或根据题给条件能求出浸在液体中的物体上下外表所受液体的压力，要根据SpSpFFF向下向上向下向上浮求出浮力。3. 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。即浮液空FGG。4. 从平衡力的角度建立求浮力的方程。如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，那么物体受重力和浮力作用，且此
4、二力平衡，浮FG 。如果物体受三个力而处于平衡状态。那么要分析出重力和浮力以外的第三个力的方向，当第三个力方向与重力同向时，那么浮FFG3，当第三个力方向与重力方向相反，那么浮FFG3。五物体排开液体的体积排液V的几种表达方法1. 当物体局部浸入液体时，如果题中给出露出或浸入物体体积的几分之几，例如物体露出液面 1/3，那么物排液VV32。也就是排液V用几分之几物体的体积来表达。如果题中给出露出液面的具体体积值，那么排液V用露物VV来表达，即露物排液VVV。2. 当物体全部浸入液体时，物体排开液体的体积等于物体体积，那么物排液VV。如果物体是空心体可用空实排液VVV表达。【典型例题典型例题】例
5、 1 有一金属块，在空气中称得重，将它浸没在盛满水的溢水杯中时，有 50mL 的水从溢水杯中流入量筒，求：1金属块的体积；2金属块在水中受到的浮力；3金属块在水中时弹簧秤的读数；4金属的密度是多少？分析：分析：首先应该知道金属块的密度大于水的密度，所以金属块浸没在盛满水的溢水杯中溢出水的体积等于金属块体积，即35050cmmLV金。根据阿基米德原理金水排水浮gVgVF，可解得浮力。再根据示重差法浮液空FGG，可解得金属块在水中时弹簧秤的读数，即浮空液FGG。金属块的密度应根据金金金gVG解得。解：解：1金属块的体积等于溢出水的体积35050cmmLV金。2NgVF49. 010508 . 91
6、00 . 163金水浮。3NNNFGG31. 349. 08 . 3浮金水4336/108 . 710508 . 98 . 3mkggVG金金金例 2 如图 1 所示，物体漂浮在圆柱形容器的水面上，B 物体上放着一个物体 A 时，B 排开水的体积为1V；假设将 A 取下放入水中静止后，A、B 两物体排开水的总体积为 V2，且3212dmVV，33/103mkgA，kgNg/10，求容器底对物体 A 的支持力的多少？BA图 1分析：分析：A、B 分开之前漂浮在水面上，那么有1gVGGBA水，将 A 取下投入水中静止后，物体 B 仍漂浮在水面上，那么有排水gVGB，而 A 沉入容器底部受三个力作用
7、，即重力、支持力、浮力。那么有AAgVNG水，以上三个方程相减得：)()(211VVgVVVgNA水排水可求出 N。解：解：原情况 A、B 叠放在一起时，漂浮在水面上，那么有：1gVGGBA水 A、B 分开后 B 仍漂浮，A 沉入水底，那么有：排水gVGB AAgVNG水 得：)(1AVVVgN排水，而2VVVA排 NVVgVVVgNA2010210100 . 1)()(33211水排水例 3 如图 2 所示，一圆柱形容器底面积为22104m，重为 10N，把它放在水平桌面上。容器内放置一边长为m1 . 0，密度为33/106 . 0mkg的立方体木块，求：1桌面受的压强；2向容器内慢慢注水，
8、恰好使木块对容器底的压力为零，此时木块下底面受到的压强多大？容器内水深多少？kgNg/10。图 2分析：分析：注水前，桌面受到的压强，应等于桌面受到的压力除以容器的底面积。即容木容SGGp。当慢慢向容器中注水，恰使木块对容器底压力为零时，说明木块此时只受二个力：重力和浮力。物体处于漂浮状态。木木浮gVFG。而浮力又等于木块底部所受水的压力下F，进而根据木浮木下木SFSFp可求出木块底部受到的压强，然后再根据ghp水木求出此时水的深度。解：解：1NgVG6) 1 . 0(10106 . 033木木木PaSGGSFp4001046102容木容容。2当浮木FG时，木块对容器底压力为 0，此时上下浮F
9、FF，即：NFF6浮下，所以PaSFp600) 1 . 0(62木向上 mgph06. 010106003水例 4 高为 20cm 的柱形容器内盛有 10cm 深的水，如图 3 所示。现将一密度为33/105 . 1mkg，高为 15cm 的柱形物块竖直放入水中，容器底面积为物块底面积的 3 倍，那么物块静止在水中时与容器底不密合物块对容器底的压强与水对容器底的压强之比是多少？ 图 3分析：分析：将物块投入水中后，水面要升高h，此时)(物容物SShhS，即物物hSSh2。进而求出mcmhh05. 052，由于物块对容器底有压强，可分析出物块受三个力作用。即浮支物FFG，因为物块对容器底的压力和
10、容器底对物块的支持力是相互作用力，它们等值反向，所以求出支持力即也就知道了压力，然后根据物浮物物支物SFGSFp求出物块对容器底的压强。而水对容器底的压强，那么可根据ghp水水求出，最后再求出两个压强之比。解：解：设木块投入水中后，水面升高h，水深为h)(物容物SShhS 物物ShhS2 cmhh52102物块对容器底的压强为物物水物物物物浮物物物SShhghgSSFGSFp)( 15. 010100 . 1101510105 . 1323ghgh水物物 Pa750水对容器底的压强Pahhgp150015. 010100 . 1)(3水水211500750水物pp例 5 一边长为a的正方体悬浮
11、在密度为的液体中，假设上外表到液面的距离为h，那么正方体上、下外表受到的压力多大？物体受到的浮力是多大？解析：解析：欲知正方体上下外表受到的压力，先应根据液体的压强公式求出压强：ghp上，)(ahgp下，然后据SFp 得pSF 即可求出压力和浮力。答案：答案：物体上外表受到的压力为：21ghaSpF向下方向向下物体下外表受到的压力为：22)(aahgSpF向上方向向上物体受到的浮力：向下向上浮FFF浮力产生的原因322)(gaghaaahg方法提炼：方法提炼：此题用浮力产生的原因即压力差法求浮力，可以加深对浸没在液体里的物体受到的浮力与深度无关的理解，亦可稳固液体的压强等知识。例 6 一个密封
12、的空心球浮在水面上时，露出水面的体积是总体积的 2/5，假设在空腔内注入 100 克水，空心球恰好可停在水中的任意位置，这个球的体积多大？解析：解析：根据题意可先画出球的受力示意图，根据条件，空球漂浮，装水后悬浮，列出两个等式进行计算。答案：答案：空球漂浮时。VVVVVV5352露浮球浮GF。球水排水浮GVggVF531注入水后。VV排 球悬浮水球浮GGF，水球水浮GGgVF221：水水水水浮浮GVgVggVFF5253所以33250/1210052552cmcmggggmgGV水水水水拓展延伸：拓展延伸：解答物理习题，要了解物理过程，配以物体受力示意图，会加深对题意的理解，此题亦可理解为潜水
13、艇的工作原理，潜水艇在水中，当排出一点水后，因为潜水艇体积不变，受浮力不变，总浮GF，潜水艇上浮，最后呈漂浮状态，漂浮在水面时，逐渐向水舱中注水，潜水艇下沉，最后全部没入水中。由此可见，同学们在做完题时，一定要学会思维的拓展与延伸，学会举一反三。例 7 给你足够的水，量筒一只，怎样测定小瓷酒杯的密度酒杯的直径小于量筒的直径请写出主要实验步骤及密度表达式。解析：解析：测固体密度的方法有多种，有直接的方法：用天平测质量、量筒量杯测体积；有间接的方法：利用物体漂浮时排开液体的重力等于物体的重力，求出物体的质量，再利用排水法测物体的体积，算出物体的密度，此题应使用间接方法测小瓷酒杯的密度。答案：答案：
14、1. 在量筒里倒入适量的水，记下水面到达的刻度1V2. 把小酒杯漂浮在水面上，记下水面到达的刻度2V3. 把小酒杯漂浮在水中，记下水面到达的刻度3V4. 计算：小酒杯漂浮在水面上)(12VVgmgGF水浮小酒杯漂浮在水中时，它排开水的体积为13VV ，即瓷杯自身瓷的体积。水水瓷13121312)()(VVVVVVgVVggVGVm拓展延伸：拓展延伸：利用浮力测物质的密度，主要有两类方法：1用弹簧秤测出物体在空气中的重力和浸没在液体中的弹簧秤的示数，用液FGG算出物质密度。2用漂浮在液面的方法，那么学们可以设想，假设没有量筒量杯，能否用浮在液面的方法测出物质的密度？【模拟试题模拟试题】一. 填空
15、题：1. 一个 2N 的钩码，挂在弹簧秤上，当钩码浸没在水中时弹簧示数 1.2N，这个钩码受到的浮力是 N。2. 把一个木块浸入水中，当木块浮在水面不动时，浸入水中的体积是木块体积的 4/5，木块的密度是 ，如果把它浸没在煤油里，煤油的密度是33/108 . 0mkg，这时木块处于 状态。3. 质量相同的甲乙两球，它们的密度比是2:3，假设将甲球浸没在液体 A 中，乙球浸没在液体 B 中，4:5:BA，那么甲、乙两球所受浮力比是 。4. 使体积为31dm的长方形金属块全部没入水中，当它受到向上的压力是 20N 时，它受到水向下的压力是 N，假设此金属块投入水中的深度增加，它受到水向上的压力为3
16、0N，那么金属块受到的浮力为 N。5. 如图 1 所示，A 是铁块，B 是木块，假设将 A 取下直接投入水中，那么容器中水面将 ，此时水对容器底的压强将 。BA图 16. 一艘轮船的最大排水量为t3106，它满载货物驶入港口，此时船受到的浮力为 N，卸下全部货物后，排水量为t31015. 0，那么船重 N。此时船受到的浮力为 N。7. 一物体体积为35dm，重 N。把它放入水中，那么它浸入水的体积是 ，它受到的浮力是 。8. 体积为364cm的正方体木块，浮在水面上，它受到的浮力是 N。如果放进装满水的水槽里cmh3，它受到的浮力为 N。33/108 . 0mkg木，kgNg/109. 为使质
17、量为 270g 的铝球悬浮于水中，它的体积应为 m3，球的空心局部体积为 m333/107 . 2mkg铝10. 将密度计放入密度为1的液体中，液面在刻度 A 处，放在密度为2的液体中，液面在刻度 B 处，21，那么 点在上方。11. 密度为3/5 . 0cmg的木块，体积是340cm，放入水中露出水面的体积是 cm3，放入某液体中露出的体积为总体积的 3/5，该木块受到的浮力是 N，该液体的密度是 kg/m3。12. 一艘潜水艇的艇壳体积为 6000m3，其内部水箱的体积是 m3，当它在水下航行时，水箱正好灌满水，此时潜水艇受到的浮力是 N，当潜水艇排完水箱中水时，潜水艇航行时受到的浮力是
18、N，此时潜水艇壳有 m3露出水面。海水密度为03. 133/10mkg二. 选择题：13. 有一木块漂浮在水面上，假设在水中加一些食盐，木块仍漂浮在水面上，测它受到浮力将 A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不能确定14. 两个体积相等的木球和铁球，用细线系住后放入水中时能悬浮在水中，如图 2 所示，那么木球和铁球受到的浮力 A. 木球较大 B. 铁球较大 C. 两球一样大 D. 无法确定图 215. 把质量相等的铁球和铝球，分别挂在弹簧秤下，然后将它们分别全部浸入水中，比拟弹簧秤示数那么 A. 挂铁球的读数大于挂铝球的读数B. 挂铁球的读数小于挂铝球的读数C. 挂铁球的读数等于挂铝球的
19、读数D. 无法研究读数大小16. 如图 3 所示，一块冰中含有一小木块，水木，浮在盐水面上，当冰吸热逐渐熔化过程中，以下说法正确的选项是 A. 液面一直保持下降B. 液面先下降后上升C. 液面先上升后下降D. 液面一直在上升图 317. 木块下面用细线吊一块铁块悬浮在水中，如图 4 所示，假设细线断了，待木块静止后，水对容器底的压力将 A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大，后变小木铁图 418. 在密度为1的海水中漂浮着一座冰山，冰的密度为2，测得冰山露出海面的体积为 V，那么这座山的体积是 A. V211 B. V212 C. V121 D. V22119. 有甲、乙、丙、丁四个
20、相同的容器，分别盛有水、盐水、酒精和水银四种液体，且液面高度相同。如果把四块质量相同，外形不同的冰块分别放入四个容器中，当冰块熔化后，液面将 A. 水面高度不变，其它液面都升高B. 酒精液面降低，水面高度不变，盐水和水银面升高C. 洒精和水面都升高，盐水和水银液面下降D. 无法判断20. 一个很薄的塑料袋中装满水，挂在弹簧秤上，把塑料袋浸没在水中不计塑料袋自重那么弹簧秤的示数 A. 大于塑料袋中的水在空气中的称重B. 小于塑料袋中的水在空气中的称重C. 等于塑料袋中的水在空气中的称重D. 等于零21. 甲、乙两球的体积之比是1:2，放在同种液体里，甲在液面下的深度是乙在液面下深度的 3 倍，那
21、么甲、乙二球受浮力之比是 A. 1:6:乙甲FFB. 1:2:乙甲FFC. 3:2:乙甲FFD. 2:1:乙甲FF22. 一个空心球，空心局部体积为整个体积的 1/2，它漂浮在水面上，有一半露出水面，假设将空心局部注满水，那么此球静止时将 A. 漂浮 B. 悬浮 C. 沉底 D. 都有可能23. 把质量相等的甲、乙两球置于煤油中静止时甲漂浮，乙悬浮，下面说法正确的选项是 A. 甲、乙所受浮力相等，甲密度小于乙密度B. 甲受的浮力小于乙，甲密度小于乙C. 甲受浮力小于乙，甲密度大于乙D. 甲、乙浮力相等，密度相同24. 水球运发动在把漂浮水面上的水球慢慢压入深水下的过程中，水球运发动对水球的压力
22、 A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 始终不变 D. 先增大，后不变三. 计算题：25. 有一金属球，在空气中称时，弹簧秤示数为，浸没在水中称时，弹簧秤示数为，该金属的密度为33/100 . 2mkg，这个金属球是空心的还是实心的？26. 将一木块和一铁块用细线拴在一起，并置于水中，假设要使它能够停留在水中任何深度的地方，求木块与铁块的体积之比？3/8 . 0cmg木27. 有一密度为33/106 . 0mkg，边长为 10cm 的立方体木块浸在水中，如图 5 所示，假设用对木块的拉力是2 .39N，求木块此时受到的浮力？用三种方法5cm图 5【试题答案试题答案】一. 填空题： 2. 33/
23、108 . 0mkg；悬浮 3. 6:5 4. 10；10 5. 下降；减小6. 7106；0.71015；71015. 0 7. 33dm；N4 .298. 512. 0；48. 0 9. 331027. 0m；331017. 0m10. B 11. 20；2 . 0；31025. 1 12. 71018. 6；71012. 4；二. 13. C 14. C 15. A 16. D 17. B 18. A 19. B 20. D 21. B22. B 23. A 24. D三.25. 解：NGGF8 . 99 . 47 .14水空浮 33310100 . 18 . 98 . 9mgFV水浮如果金属球是实心的，其体积0V为33301075. 0100 . 28 . 97 .14mgGV 3333101075. 0mm 此球是空心的。26. 木块与铁块处于是悬浮 )(铁木水铁木VVgGG)(铁木水铁铁木木VVggVgV 269铁木VV27. 解法一：根据浮力产生的原因求解即：SghlhgsppFFF)()(水水上下上下浮 N8 . 99 . 47 .14解法二：根据阿基米德原理求解。NgVF8 . 9物水浮解法三：根据木块受到的力求解。NTgVTGF8 . 9木水浮