中考物理高分一輪 單元12 浮力及其應(yīng)用課件

1、第四單元壓強和浮力課時 12浮力及其應(yīng)用定義浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它的力,叫浮力。其中“浸在”是指:物體浸沒在液體里,V物=V排;物體部分浸入液體里,V物V排產(chǎn)生原因如圖所示,液體對物體上、下表面的壓力不相等,并且向上的壓力向下的壓力,即為浮力。特殊情況若物體漂浮:F向下=0,則F浮=F向上;若柱狀物體與容器底緊密結(jié)合:F向上=0,則物體所受浮力F浮=0。如橋墩、攔河壩等考點知識聚焦向上考點一浮力大于壓力差公式F浮=方向施力物體稱重法測量浮力如圖所示,用彈簧測力計測出物體的重力G,將物體懸掛在彈簧測力計下,浸在液體中,記下彈簧測力計的示數(shù)F示,則物體受到的浮力F浮=考點

2、知識聚焦G-F示液體(或氣體)豎直向上F向上-F向下影響因素當物體沒有完全浸沒時,浮力的大小隨著深度的增加而;當物體完全浸沒后,浮力的大小與深度,浮力。這說明物體浸在液體中受到的浮力大小與有關(guān),浮力還與有關(guān),物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越考點知識聚焦增大不變無關(guān)物體排開液體的體積液體的密度大考點知識聚焦考點二浮力的大小1.探究:浮力的大小等于什么探究課題:浮力的大小等于什么操作過程測量量空小桶重力G0、物體重力G、物體完全浸沒后彈簧測力計示數(shù)F、排開水和小桶總重力G1分析歸納物體受到的浮力F浮=;排開水的重力G排=,對比二者大小得出實驗結(jié)論注意事項溢水杯中水要,若水面低于溢

3、水口,則測出的G排F浮,得不到正確結(jié)論實驗結(jié)論浸在液體中的物體受到的浮力等于。這就是著名的阿基米德原理考點知識聚焦裝滿G-FG1-G0小于它排開的液體所受的重力內(nèi)容浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小它排開液體所受的重力表達式F浮=G排=m排g=。其中:G排表示物體排開液體所受的重力;m排表示物體排開液體的質(zhì)量;液表示液體的密度;V排表示物體排開液體的體積適用范圍適用于物體受到液體(或氣體)的浮力說明液體對物體的浮力大小與液體的、物體有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關(guān)考點知識聚焦等于2.阿基米德原理液V排g排開液體的體積密度考點知識聚焦考點三浮沉條件及應(yīng)用1.物體

4、的浮沉條件理解物體的浮沉取決于它受到的浮力和重力的大小關(guān)系,也可由物體密度和液體密度的大小關(guān)系來判斷浮沉狀態(tài)上浮漂浮懸浮下沉沉底圖示F浮與G的關(guān)系 F浮GF浮GF浮GF浮GF浮+N=G液與物的關(guān)系(實心物體)液物液物;V排V物液物;V排V物液物;V排V物液物說明處于動態(tài)(運動狀態(tài)不斷改變),受非平衡力作用是“上浮”過程的最終狀態(tài)可以停留在液體的任何深度處處于動態(tài)(運動狀態(tài)不斷改變),受非平衡力作用是“下沉”過程的最終狀態(tài)考點知識聚焦=應(yīng)用原理和特點輪船物體的密度大于液體的密度,做成的可以漂浮在液體的表面上,也增大了可以利用的浮力輪船的大小用排水量表示,排水量是指輪船按照設(shè)計要求滿載貨物時排開水

5、的潛水艇通過水箱吸水和排水的方式,改變自身來實現(xiàn)上浮和下沉(浸沒時浮力不變)氣球、飛艇靠充入密度空氣密度的氣體(熱空氣、氫氣、氦氣等)來工作密度計根據(jù)物體時受力平衡及阿基米德原理制成,是用來測定液體密度的儀器密度計示數(shù)越靠下,示數(shù)越(選填“大”或“小”)考點知識聚焦空心2.浮沉條件的應(yīng)用重力漂浮小于質(zhì)量大方法表達式典例稱量法F浮=G-F(用彈簧測力計測浮力)一個金屬球在空氣中稱時,彈簧測力計的示數(shù)為4.6N,浸沒在水中稱時,彈簧測力計的示數(shù)為3.6N,則金屬球浸沒在水中時所受浮力為N考點知識聚焦1考點四浮力的計算考點知識聚焦方法表達式典例壓力差法F浮=F向上-F向下(用浮力產(chǎn)生的原因求浮力)水

6、中一正方體物塊上表面受到水的壓力為2N,下表面受到水的壓力為5N,物體受的浮力為N。二力平衡法F浮=G(物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時用二力平衡分析求浮力)重為5N的木塊漂浮在水面上,它受到的浮力是N阿基米德原理法F浮=G排=m排g=液V排g(知道物體排開液體的質(zhì)量或體積時常用阿基米德原理求浮力)質(zhì)量為0.3kg的物體全部浸沒在盛滿水的容器中,溢出的水是100g,那么物體所受到的浮力是N(g取10N/kg)351考點知識聚焦點撥(1)密度均勻的物體懸浮(或漂浮)在某液體中,若把物體切成大小不等的兩塊,則大塊、小塊都懸浮(或漂浮)。(2)漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度

7、的幾分之幾。如:物體漂浮在密度為的液體中,若露出體積為物體總體積的,則物體密度為。(3)冰或冰中含有木塊、蠟塊等密度小于水的物體,冰化為水后水面不變;冰中含有鐵塊、石塊等密度大于水的物體,冰化為水后水面下降。用整體法可知,F浮(總)減小,則V排(總)也減小(4)物體漂浮在液體中,所受浮力等于它所受的重力。同一物體在不同液體里漂浮,所受浮力不變,在密度大的液體里浸入的體積小。(5)將漂浮物體全部浸入液體里,需加的豎直向下的外力等于液體對物體增大的浮力?？键c知識聚焦/知識縱橫/升力與浮力項目不同點相同點升力物體上、下表面由于流體流速不同而產(chǎn)生的壓力差方向都是豎直向上的浮力物體上、下表面由于所處深度

8、不同而產(chǎn)生的壓力差,等于物體排開液體(或氣體)所受的重力例1下列說法正確的是()A.在液體中下沉的物體不受浮力作用B.只有浮在液面上的物體才受浮力作用C.在液體表面上,一部分浸入液體內(nèi)部或全部浸入液體內(nèi)部的物體都受浮力作用D.物體在液體中浸沒的越深,所受浮力越大熱點考向探究探究一浮力概念辨析C例22018邵陽請你在圖12-1中畫出靜止在水中的小球所受力的示意圖。熱點考向探究圖12-1答案如圖所示變式1下列有關(guān)浮力的說法中正確的是()A.物體的密度越大,受到的浮力越大B.物體的體積越大,受到的浮力越大C.物體浸入水中越深,受到的浮力越大D.浸沒在水中的物體,可能不受浮力熱點考向探究答案D解析 物

9、體所受浮力的大小僅與物體排開液體所受的重力有關(guān),即與液體的密度和排開液體的體積有關(guān),而與物體的密度、體積及浸入深度無關(guān),故A、B、C錯誤。浮力就是物體上、下表面所受液體的壓力差,浸沒在水中的物體,若與水底緊密接觸,物體不受液體向上的壓力,物體便不受浮力,故D正確。變式2關(guān)于物體受到水的浮力,下面說法中正確的是()A.漂在水面上的物體比沉在水底的物體受到的浮力大B.沒入水中的物體在水中的位置越深受到的浮力越大C.物體排開水的體積越大受到的浮力越大D.物體的密度越大受到的浮力越小熱點考向探究C變式3質(zhì)量為80g的木塊靜止在如圖12-2所示的水面上,則下列說法正確的是()A.木塊所受浮力方向同F(xiàn)1所

10、示方向B.木塊所受浮力方向同F(xiàn)2所示方向C.木塊所受浮力大小為8ND.木塊所受的浮力大于重力熱點考向探究圖12-2A例3無圖像一石塊掛在彈簧測力計下,示數(shù)為1.2N,把石塊浸沒在水中時彈簧測力計示數(shù)為0.7N。求:(g取10N/kg)(1)石塊受到的浮力。(2)石塊的體積。(3)石塊的密度。熱點考向探究探究二稱重法求浮力的綜合計算熱點考向探究(2)石塊的體積。熱點考向探究(3)石塊的密度。熱點考向探究變式1物塊在空氣中和浸沒在水中時彈簧測力計示數(shù)如圖12-3所示。則下列判斷正確的(g取10N/kg)是()A.物塊受到的浮力是1NB.物塊的體積是210-4m3C.物塊的密度是3103kg/m3D

11、.物塊浸沒水中時,所受浮力隨深度的增加而增大熱點考向探究B圖12-3變式2 2017瀘州如圖12-4所示,用彈簧測力計稱得盛滿水的溢水杯總重為6.0N,將一鵝卵石用細線系好后測得其重力為1.4N,將這一鵝卵石沒入溢水杯后彈簧測力計的示數(shù)為0.9N。若將溢出水后的溢水杯和浸沒在水中的鵝卵石一起掛在彈簧測力計上,靜止時彈簧測力計的示數(shù)為F。則下列說法正確的是(g取10N/kg)()A.圖丙中,溢水杯溢到小桶中水的質(zhì)量為90gB.圖丙中,浸沒在水中的鵝卵石所受浮力為0.5NC.圖丁中,彈簧測力計的示數(shù)F應(yīng)為7.4ND.鵝卵石的密度為1.56g/cm3熱點考向探究圖12-4答案B熱點考向探究例4有圖像

12、如圖12-5所示,彈簧測力計下面掛一實心圓柱體,將圓柱體從盛有水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降(其底面始終與水面平行),使其逐漸沒入水中。圖乙是整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化關(guān)系的數(shù)據(jù)圖像。g取10N/kg。求:(1)圓柱體的重力。(2)圓柱體浸沒時受到的浮力。(3)圓柱體的體積。(4)圓柱體的密度。(5)圓柱體在剛浸沒時下表面受到的水的壓強。熱點考向探究圖12-5熱點考向探究(2)圓柱體浸沒時受到的浮力。(3)圓柱體的體積。熱點考向探究(4)圓柱體的密度。(5)圓柱體在剛浸沒時下表面受到的水的壓強。變式3如圖12-6甲所示,一個邊長為1m的正方體物體靜止在湖底,上表面

13、離水面深度為h?，F(xiàn)用一根粗細和重力不計的繩子,將該物體從水底豎直向上拉,直至完全拉出水面,在整個拉動過程中物體始終保持勻速運動,拉力的大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。求:(g取10N/kg,水=1.0103kg/m3)(1)物體在露出水面前受到的水的浮力。(2)物體在露出水面前受到繩子的拉力。(3)物體的密度。(4)物體在水底時,上表面受到水的壓強。熱點考向探究圖12-6熱點考向探究熱點考向探究(2)物體在露出水面前受到繩子的拉力。(3)物體的密度。熱點考向探究(4)物體在水底時,上表面受到水的壓強。例5無繩問題一質(zhì)量為2kg的木塊漂浮在水面上,測得露出水面的體積為310-3m3。求:(g取1

14、0N/kg)(1)木塊受到的浮力。(2)木塊的體積。(3)木塊的密度。熱點考向探究探究三漂浮的相關(guān)計算及漂浮條件的應(yīng)用熱點考向探究(2)木塊的體積。(3)木塊的密度。變式1密度為0.8103kg/m3的實心木塊,輕放于足夠深的水中,木塊靜止后,浸入水中的體積與木塊體積之比為()A.45B.41C.14D.11熱點考向探究A變式2一物體漂浮在水中,有體積露出水面,則物體的密度為()A.1g/cm3B.0.75g/cm3C.0.5g/cm3D.0.25g/cm3熱點考向探究B變式3如圖12-7所示,將邊長為10cm的正方體木塊放入裝有水的燒杯中,木塊靜止時,上表面距離水面4cm,g取10N/kg,

15、則 ()A.木塊受到的浮力是4NB.使木塊完全浸沒需要4N向下的壓力C.木塊的密度為0.4g/cm3D.木塊底部受到水的壓強為103Pa熱點考向探究B圖12-7例6 系繩問題,三力平衡如圖12-8所示,體積為V=200cm3的木塊在繩子拉力F=0.8N的作用下完全浸沒在水中,容器的底面積為200cm2。求:(g取10N/kg,水=1.0103kg/m3,繩子重力不計)(1)木塊此時受到浮力。(2)木塊的重力。(3)剪斷繩子,木塊靜止時排開水的體積。(4)剪斷繩子后,水對容器底壓強的變化量。熱點考向探究圖12-8熱點考向探究(2)木塊的重力。(3)剪斷繩子,木塊靜止時排開水的體積。熱點考向探究(

16、4)剪斷繩子后,水對容器底壓強的變化量。變式4一個正方體物體,重為10N,體積為110-3m3,用細繩吊著浸沒在薄壁圓柱形容器的液體中,繩子的拉力為2N,如圖12-9所示。已知容器的底面積為100cm2,g取10N/kg。求:(1)物體受到的浮力。(2)物體的密度。(3)放入物體后,液體對容器底部增加的壓強。熱點考向探究圖12-9熱點考向探究(2)物體的密度。(3)放入物體后,液體對容器底部增加的壓強。例7密度計問題密度計是用來測量液體密度的儀器。把兩支完全相同的密度計分別放在甲、乙兩種液體中,密度計靜止時,兩種液體的深度相同,如圖12-10所示。甲、乙兩種液體對容器底的壓強分別為p甲和p乙,

17、密度計受到的浮力分別為F甲和F乙,則()A.p甲p乙,F甲=F乙B.p甲F乙C.p甲p乙,F甲=F乙D.p甲p乙,F甲F乙F丙,甲乙丙B.F甲F乙F丙,甲乙乙丙D.F甲=F乙=F丙,甲乙2D.浮力不變,1F3F2B.F2F3F1C.F3F1F2D.F3F2F1熱點考向探究B圖12-13例10潛水艇問題某同學(xué)制作了如圖12-14所示的潛艇模型,下列說法錯誤的是()A.潛艇模型是通過改變潛艇的重力實現(xiàn)沉浮的B.向內(nèi)推注射器活塞,水會被壓入試管中,可實現(xiàn)潛艇模型下沉C.改變注射器活塞的位置,使試管內(nèi)水量適當時,可實現(xiàn)潛艇模型懸浮D.潛艇模型的試管上繞些鐵絲,可保持試管穩(wěn)定熱點考向探究探究四懸浮條件的

18、應(yīng)用圖12-14B變式如圖12-15所示是潛水艇的截面示意圖,它工作時可以從長江潛行到大海,其中海水的密度大于江水的密度,下列說法正確的是 ()A.開始時要使?jié)撍鲁?水艙應(yīng)向外排水B.當潛水艇懸浮在水中時,潛水艇總重大于同體積的水重C.當它從長江潛行到大海時應(yīng)向水艙中適當充水D.潛水艇是靠改變自身重力和受到的浮力來實現(xiàn)浮沉的熱點考向探究C圖12-15例11比V排法將體積相同、密度不同的三個實心小球A、B、C放入同種液體中,靜止時其所處位置如圖12-16所示。則三個小球所受浮力大小的關(guān)系是()A.FA=FB=FCB.FAFCD.FAFBFC熱點考向探究探究五浮力大小的判斷圖12-16B變式1

19、兩手分別拿著等體積的木塊和石塊浸沒在水中,同時松手,木塊上浮,石塊下沉。比較松手時兩者所受的浮力()A.木塊受的浮力大B.石塊受的浮力大C.兩者所受浮力一樣大D.條件不足,無法比較熱點考向探究C變式2如圖12-17所示,三個相同的容器內(nèi)水面高度相同,甲容器內(nèi)只有水,乙容器內(nèi)有木塊漂浮在水面上,丙容器中懸浮著一個小球,則下列說法正確的是()A.三個容器對水平桌面的壓力相等B.三個容器中,丙容器對水平桌面的壓力最大C.如果向乙容器中加入鹽水,木塊受到的浮力變大D.如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不變熱點考向探究A圖12-17例12比重法如圖12-18所示,將同一個小球分別放入甲、乙、丙三種液

20、體中,靜止時小球漂浮在甲液面上,懸浮在乙液體中,沉入丙液體的底部,則小球在三種液體中所受浮力的關(guān)系,正確的是()A.F甲F乙F丙B.F甲=F乙F丙C.F甲F乙=F丙D.F甲F乙F2,p1p2B.F1=F2,p1p2C.F1F2,p1=p2D.F1=F2,p1=p2熱點考向探究D圖12-19變式4 水平桌面上有兩個相同的燒杯甲和乙,內(nèi)盛有密度不同的鹽水。將同一雞蛋先后放入其中,當雞蛋靜止時,兩個燒杯中液面恰好相平,雞蛋所處的位置如圖12-20所示。若甲、乙兩杯鹽水對容器底的壓強分別為p甲和p乙,雞蛋排開鹽水的質(zhì)量分別是m甲和m乙。則()A.p甲=p乙m甲=m乙B.p甲m乙C.p甲p乙m甲m乙熱點

21、考向探究C圖12-20變式5如圖12-21所示,質(zhì)量相等的A、B、C三個物體,放在同一液體中,結(jié)果A漂浮,B懸浮,C下沉到容器底部,下列說法中正確的是()A.如果三個物體都是空心的,則它們的體積(空心+實心)可能相等B.如果三個物體的材料相同,則A、B一定是空心的C.如果三個物體都是空心的,則它們所受浮力的大小關(guān)系為FAFBFCD.如果三個物體都是實心的,則它們密度的大小關(guān)系為ABC熱點考向探究B圖12-21例13比重法,溢液問題小竹將質(zhì)量為120g的物體放入盛滿水的溢水杯中,當物體靜止時,溢水杯中溢出了100cm3的水,則物體(g取10N/kg)()A.漂浮在水面上 B.懸浮在水中C.沉在溢

22、水杯底部D.受到1.2N的浮力熱點考向探究C變式6把重5N、體積為610-4m3的物體投入水中,當物體靜止時,下列說法正確的是(g取10N/kg)()A.物體上浮,F浮=6NB.物體沉在水底,F浮=6NC.物體漂浮,F浮=5ND.物體懸浮,F浮=5N熱點考向探究C變式7一物塊輕輕放入盛滿煤油的大燒杯中,靜止后有160g煤油溢出;將其輕輕放入盛滿水的大燒杯中,靜止后有180g水溢出。已知煤油的密度是0.8103kg/m3,水的密度為1.0103kg/m3,則物塊在水中靜止時的狀態(tài)及物塊的密度分別是 ()A.沉底,1.1103kg/m3B.漂浮,0.85103kg/m3C.懸浮,1.0103kg/

23、m3D.漂浮,0.90103kg/m3熱點考向探究熱點考向探究答案D例14比液法兩個容器中分別盛有甲、乙兩種不同的液體,把體積相同的A、B兩個實心小球放入甲液體中,兩球沉底;放入乙液體中,兩球靜止時的情況如圖12-22乙所示。則下列說法不正確的是()A.小球A的質(zhì)量小于小球B的質(zhì)量B.甲液體的密度小于乙液體的密度C.小球A在甲液體中受到的浮力大于在乙液體中受到的浮力D.在甲液體中容器底對小球A的支持力小于對小球B的支持力熱點考向探究圖12-22熱點考向探究答案C解析 在液體乙中,小球A漂浮,其所受的浮力等于自身的重力,即F浮A=GA;小球B下沉,即F浮BGB;據(jù)F浮=液gV排可知,由于小球A排

24、開液體乙的體積小于小球B排開液體乙的體積,所以小球A所受的浮力小于小球B受到的浮力,故小球A的重力小于小球B的重力,故小球A的質(zhì)量小于小球B的質(zhì)量,故A正確,不符合題意。A、B小球在甲液體中均沉底,則甲液體的密度小于兩個小球的密度,又因為乙液體的密度大于小球A的密度,所以甲液體的密度小于乙液體的密度,故B正確,不符合題意。在甲液體中,小球A沉底,所以浮力小于重力;在乙液體中,小球A漂浮,所以浮力等于重力,故可知小球A在甲液體中受到的浮力小于在乙液體中受到的浮力,故C錯誤,符合題意。由于A、B兩球體積相同,所以兩小球在甲液體中受到的浮力相同;又因為小球B的重力大于小球A的重力,故在甲液體中容器底

25、對小球A的支持力小于對小球B的支持力,故D正確,不符合題意。熱點考向探究【方法歸納】(1)“比V排法”:不同物體(或相同物體不同部位或體積相同的不同物體)浸在同一液體中,根據(jù)F浮=液V排g可知,液相同,V排越大的物體受到的浮力越大。(2)“比重法”:同一物體(或質(zhì)量相同的不同物體)浸在不同液體中靜止時,通過比較F浮與G的關(guān)系對比出浮力的大小。(3)“比液法”:同體積的不同物體浸沒在不同液體中,V排相同,液越大,物體受到的浮力越大。例1 2017慶陽在“探究影響浮力大小因素”的實驗中,一組同學(xué)提出了4種猜想。小華:浮力大小與液體密度有關(guān);小紅:浮力大小與物體浸入液體的體積有關(guān);冬冬:浮力大小與物

26、體所受的重力有關(guān);玲玲:浮力大小與物體的形狀有關(guān)。他們找來了體積相同的A、B兩塊實心金屬塊、彈簧測力計、一杯水、一杯鹽水、細繩等儀器,按照圖12-23所示的方法規(guī)范地完成了實驗,記錄了如下表所示的實驗數(shù)據(jù)。熱點考向探究突破一探究浮力的大小跟那些因素有關(guān)圖12-23觀察表中數(shù)據(jù),回答下列問題:(1)根據(jù)表格中實驗數(shù)據(jù),可知A物體浸在液體中的體積為60cm3時,物體A所受浮力大小為N;表格中標有“”的位置的數(shù)據(jù)應(yīng)該是。(2)通過分析比較第次實驗數(shù)據(jù),能夠說明小華同學(xué)的猜想是正確的;分析比較第次實驗數(shù)據(jù),能夠說明小紅同學(xué)的猜想是正確的。熱點考向探究3.83、40.61、2、3實驗次數(shù) 金屬塊 物體重力/N 液體密度/(gcm-3)物體浸在液體中的體積/cm3彈簧測力計的示數(shù)/N1A51.0204.82A51.060