中考物理浮力復(fù)習(xí)學(xué)案

第十章浮力一、考點(diǎn)知識梳理（一）浮力1、浮力(1)定義：浸在液體(或氣體)中的物體會受到向上的力，這個力叫做浮力。(2)浮力的施力物體是液體(或氣體)，方向是豎直向上。練習(xí)：輪船、鴨子等能浮在水面上，是由于受到水向上的浮力。而在水中搬石頭比在空氣中搬石頭輕，也是由于石頭受到了浮力的作用。(3)浮力產(chǎn)生的原因：浸在液體(或氣體)中的物體，受到液體(或氣體)對物體向上的壓力大于向下的壓力，向上、向下的壓力差即浮力。注意：所謂盡早液體中的物體，既包括漂浮在液體表面的物體，也包括沉入液體中的物體，但不包括浸在液體中但下表面不在液體中或與容器下表面結(jié)合緊密的物體。例如插入河底淤泥中的木樁和已粘在杯底上的鐵塊都不受水的浮力。浸在氣體中的物體也受到氣體對它豎直向上的浮力，但一般情況下不考慮氣體對物體的浮力。(3)利用彈簧測力計測浮力:根據(jù)力的平衡原理，因?yàn)槲矬w浸在水中時，受到三個力的作用——重力G、彈簧測力計的拉力F拉和浮力F浮，其中重力方向豎直向下，彈簧測力計的拉力和浮力的方向都是豎直向上，根據(jù)同一直線上力的合成，可知F浮=G-F拉。這樣利用稱重法可測浮力的大小。練習(xí)：一個物體掛在彈簧測力計下，示數(shù)為30N，浸沒在水中時，示數(shù)為20N，則物體所受浮力的大小為10N，方向是豎直向上。此時物體受重力、拉力和浮力的作用，物體所受的力的施力物體分別為地球、掛鉤和液體。2、決定浮力大小的因素(1)物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的密度有關(guān)；還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液體中的深度無關(guān)。注意：在判斷浮力大小時，要首先根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因確定物體是否受到浮力作用，不能誤認(rèn)為只要物體浸在液體中就受浮力作用。(2)彈簧測力計下掛著一個物體，當(dāng)物體逐漸浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小，物體受到的浮力逐漸增大。將一個空心的金屬球浸沒在水中并上浮，隨著露出水面的體積逐漸增大時，球所受的浮力將逐漸變小，球所受的重力不變，當(dāng)球浮在水面靜止時，所受浮力和它的重力相等。注意：所謂“物體排開的液體的體積”是指物體浸入液體的部分的體積，這部分體積排開了本來處于這一位置的液體。物體浸入液體中的體積逐漸變大，物體受到的浮力也隨著增大，這表明物體受到的浮力的大小與浸沒在液體中的體積有關(guān)，不能理解為與浸沒在液體中的深度有關(guān)。(二)阿基米德原理1、阿基米德的靈感(1)兩千多年前，古希臘學(xué)者阿基米德跨進(jìn)盛滿水的浴缸時，看見浴缸里的水向外溢，他想到：物體浸在液體中的體積，就是物體排開液體的體積，從而找到了測量王冠體積的方法，最終準(zhǔn)確鑒定出王冠是否由純金制成。(2)物體浸在液體中的體積越大，液體的密度越大，它所受的浮力就越大。因此，我們推想，浮力的大小跟物體排開液體的質(zhì)量密切相關(guān)，而液體的重力大小跟它的質(zhì)量成正比，因此可以進(jìn)一步推想，浮力的大小跟排開液體所受的重力也密切相關(guān)。2、阿基米德原理(1)實(shí)驗(yàn)：浮力大小與物體排開液體所受的重力的關(guān)系①用彈簧測力計測出物體所受的重力G1,小桶所受的重力G2；②把物體浸入液體,讀出這時彈簧測力計的示數(shù)為F1，（計算出物體所受的浮力F浮=G1-F1）并且收集物體所排開的液體；③測出小桶和物體排開的液體所受的總重力G3，計算出物體排開液體所受的重力G排=G3-G2。(2)內(nèi)容：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體所受的重力。練習(xí)：浸在水中的蘋果受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于蘋果排開的水所受的重力。(3)公式：F浮=G排=ρ液gV排(4)從阿基米德原理可知：浮力的只決定于液體的密度、物體排開液體的體積（物體浸入液體的體積），與物體的形狀、密度、質(zhì)量、體積、及在液體的深度、運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。注意：阿基米德原理當(dāng)中提到的體積是浸入液體中的物體排開的液體的體積，也就是物體浸入到液體里的那部分物體的體積。當(dāng)物體全部浸沒時，V排=V物，當(dāng)物體部分浸入液體中時，V排<V物。原理中所說的密度指的是物體浸入到什么物質(zhì)當(dāng)中，這種物質(zhì)的密度，而不是浸入的物體的質(zhì)量。3、浮力大小的計算方法(1)稱重法把物體掛在彈簧測力計上，記下彈簧測力計的示數(shù)為G，再把物體浸入液體中，記下彈簧測力計的示數(shù)F，則F浮=G-F。(2)壓力差法這是利用浮力產(chǎn)生的原因，F(xiàn)浮=F向上-F向下，該方法適用于高度已知的形狀規(guī)則的正方體、長方體或圓柱體。(3)公式法這是利用阿基米德原理，F(xiàn)浮=G排=m排g=ρ液gV排，普遍適用于計算任何形狀物體受到的浮力。(4)平衡法即物體漂浮或懸浮時，物體處于平衡狀態(tài)：F浮=G。(三)物體的浮沉條件及應(yīng)用1、物體的浮沉條件狀態(tài)F浮與G物V排與V物對實(shí)心物體ρ物與ρ液上浮F浮＞G物V排=V物ρ物<ρ液下沉F?。糋物ρ物>ρ液懸浮F?。紾物ρ物=ρ液漂浮F浮＝G物V排<V物ρ物<ρ液注意：總有同學(xué)認(rèn)為“上浮的物體受到的浮力大，下沉的物體受到的浮力小”，這種說法是不正確的。事實(shí)上物體的沉浮決定于物體受到的浮力和物體重力的大小關(guān)系，而不是只決定于物體受到的浮力大小。大石塊受到的浮力再大，只要還小于自身的重力，就不會上??；小木塊受到的浮力再小，只要還大于自身的重力，就不會下沉。懸浮與漂浮有相似之處，也有重要區(qū)別。相似之處是：物體都處于平衡狀態(tài)，各自所受重力和浮力是大小相等的一對平衡力。重要區(qū)別是：(1)它們在液體中的位置不同，懸浮是物體可以靜止在液體內(nèi)部任一地方，而漂浮則是物體靜止在液體表面上；(2)處于懸浮狀態(tài)的物體，其密度與液體密度相等，處于漂浮狀態(tài)的物體，其密度小于液體的密度，其體積大于物體排開液體的體積。通常情況下，判斷物體的浮沉有兩種方法：一是根據(jù)力的關(guān)系來判斷，即根據(jù)浮力和重力的大小關(guān)系，結(jié)合浮沉條件來判斷；二是根據(jù)物體密度與液體密度的關(guān)系來判斷。2、浮力的應(yīng)用(1)輪船是采用空心的方法來增大浮力的。輪船的排水量：輪船滿載時排開水的質(zhì)量。輪船從河里駛?cè)牒＠?，由于水的密度變大，輪船浸入水的體積會變小，所以會上浮一些，但是受到的浮力不變(始終等于輪船所受的重力)。(2)潛水艇是靠改變自身的重力來實(shí)現(xiàn)上浮或下潛。(3)氣球和飛艇是靠充入密度小于空氣的氣體來實(shí)現(xiàn)升空的；靠改變自身體積的大小來改變浮力的。(4)密度計是漂浮在液面上來工作的，它的刻度是“上小下大”。注意：采用空心的辦法增大可以利用的浮力，我們知道，木塊能漂浮在水面上，是因?yàn)槟静牡拿芏刃∮谒拿芏?，如果把木頭挖成空心的獨(dú)木舟，可以減小自身的重力，多裝貨物，以增大可利用的浮力，因此可見，我們要把密度大于水的密度的物質(zhì)做成物體浮于水面，可采用“空心”的辦法，增大體積從而增大浮力，使物體浮于水面，用鋼鐵做成輪船就是根據(jù)這一原理。熱氣球是靠改變自身體積，達(dá)到改變浮力大小。利用密度比空氣密度小的氣體，通過充入或放出氣體的多少來改變自身的體積，從而改變所受浮力的大小來實(shí)現(xiàn)升降，氣球和飛艇都是利用空氣浮力升空的。二、重點(diǎn)難點(diǎn)解讀例1.人在水中會下沉，卻能漂浮在死海上，那么，是不是浮力的大小跟液體的密度有關(guān)？小紅找來燒杯、清水、鹽水、細(xì)線、彈簧測力計、一塊橡皮泥（不溶于水），想通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想．（1）用細(xì)線將橡皮泥拴好懸掛在彈簧測力計下，讀出彈簧測力計的示數(shù)F1，這就是橡皮泥受到的．（2）把橡皮泥浸沒在清水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F2，求出橡皮泥受到的浮力F浮=．（3）接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是：，并讀出彈簧測力計的示數(shù)，求出橡皮泥此時受到的浮力．（4）比較橡皮泥在清水和鹽水中受到的浮力的大小，若兩個力的大小（選填“相等”或“不相等”），說明浮力的大小和液體的密度有關(guān)；反之，則無關(guān)．（5）由于橡皮泥的形狀容易發(fā)生變化，小紅認(rèn)為浮力的大小可能還跟物體的形狀有關(guān)，要繼續(xù)驗(yàn)證這個猜想，她只需要改變這塊橡皮泥的，重復(fù)上面步驟中的（填一個序號），通過比較橡皮泥在同種液體中前后兩次受到的浮力的大小，判斷浮力的大小是否與物體的形狀有關(guān)．（5）探究浮力的大小可能還跟學(xué)科網(wǎng)物體的形狀有關(guān)時，只需改變物體的形狀，然后浸沒在水中測出受到的浮力即可．考點(diǎn)：探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)例2：（2014?荊州）2014年3月8日發(fā)生的“馬航失聯(lián)”事件牽動著億萬國人的心．事發(fā)后在疑似飛機(jī)墜毀海域派出了“藍(lán)鰭金槍魚﹣21”自主式水下航行器進(jìn)行搜索，如圖所示，假設(shè)該航行器為圓柱體，長5m，直徑為0.5m．某次它在水下4000m進(jìn)行搜索時，該航行器受到海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Pa，受到海水的浮力為N．（g取10N/kg，海水密度為1.03×103kg/m3，計算結(jié)果用科學(xué)計數(shù)法表示，且保留3個有效數(shù)字）例3：（2014?梅州）將重為3N的小球放人裝有水的容器甲中，靜止的狀態(tài)如圖所示，則小球所受浮力的大小為N．小球的體積為m3；若向水中加人足量的鹽，小球?qū)ⅲㄟx填“上浮”“懸浮”或“下沉．）．（g取1ON/kg）答案：3；3×10﹣4；上?。馕觯海?）由圖可知，小球處于懸浮狀態(tài)，例4：（2013?柳州）一正方體塑料塊A邊長lA=0.2m，密度ρA=0.5×103kg/m3；另一正方體B邊長lB=0.1m，密度未知．（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg）（1）塑料塊A的重力是多少？（2）A、B分別放在水平地面時，B對地面的壓強(qiáng)是A對地面壓強(qiáng)的4.5倍，B的密度是多少？（3）如圖所示，將B置于A上表面后放入一個水平放置、底面是正方形（邊長l=0.3m）的水槽，向水槽注入多少體積水后A的底面剛好能離開水槽？∴水槽中注入水的體積為V排===8.5×10﹣3m3．考點(diǎn)：密度公式的應(yīng)用；重力的計算；壓強(qiáng)的大小及其計算；阿基米德原理三、鞏固練習(xí)熱身：1.（2014?郴州）小英同學(xué)在探究“浮力的大小等于什么”時，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，四步實(shí)驗(yàn)中彈簧秤的示數(shù)F1、F2、F3、F4，下列等式正確的是（）A．F浮=F2﹣F3B．F浮=F4﹣F3C．F浮=F2﹣F1D．F浮=F2﹣F42.（2014?廣西）澳大利亞用“藍(lán)鰭金槍魚”水下航行器下海搜索失聯(lián)的“馬航”客機(jī)，航行器在水下下潛的過程中，它受到水的壓強(qiáng)和浮力的說法正確的是（）A．壓強(qiáng)變大，浮力變大B．壓強(qiáng)變大，浮力不變C．壓強(qiáng)不變，浮力變大D．壓強(qiáng)不變，浮力不變考點(diǎn)：液體的壓強(qiáng)的特點(diǎn)；阿基米德原理3.（2014?孝感）如圖所示，玻璃水槽中裝有一定深度的水，一正方體木塊漂浮在水面上，在水槽口下方設(shè)有固定的水平金屬網(wǎng)．現(xiàn)緩慢向水槽中注水，使水槽內(nèi)水面上升，直到水面與水槽口相平．則在注水過程中，木塊下底面受到水的壓力變化情況是（）A．先增大，后減小B．先增大，后不變C．先不變，后增大D．一直增大4.（2014?莆田）如圖所示，將蘋果放在水中，靜止后會漂浮在水面上．若將蘋果露出水面的部分切掉，余下部分重新放入水中，則余下蘋果將（）A．漂浮B．懸浮C．下沉D．無法確定5.裝有不同液體的甲、乙兩燒杯，放入兩個完全相同的物體，當(dāng)物體靜止后兩燒杯中液面恰好相平，如圖所示．液體對甲、乙兩燒杯底部的壓強(qiáng)分別是P甲、P乙，液體對兩物體的浮力分別是F甲、F乙，下列判斷正確的是（）A．P甲＞P乙，F(xiàn)甲=F乙B．P甲=P乙，F(xiàn)甲＞F乙C．P甲＜P乙，F(xiàn)甲=F乙D．P甲=P乙，F(xiàn)甲＜F乙6.（2014?宜昌）同一支密度計先后放在甲、乙兩杯液體中，靜止時所處位置如圖所示，以下說法正確的是（）A．甲液體的密度較小B．乙液體的密度較小C．密度計在甲液體中受到的浮力小D．密度計在乙液體中受到的浮力小故選A．考點(diǎn)：物體的浮沉條件及其應(yīng)用7.（2014?廈門）如圖所示，蘋果漂浮在水面，而梨子卻沉到水底，這是因?yàn)椋ǎ〢．蘋果受到的浮力較大B．蘋果的體積較大C．梨子受到的重力較大D．梨子的密度較大8.（2014?濱州）小濱同學(xué)看到雞蛋浮在鹽水上面，如圖所示，于是，他沿杯壁緩慢加入清水使雞蛋下沉，在此過程中，雞蛋受到的浮力F隨時間t的變化圖象可能是（）∵雞蛋逐漸下降，當(dāng)雞蛋浸沒水后，雞蛋排開水的體積不變，9.（2014?濟(jì)寧）將金屬塊掛在彈簧測力計下端，先后浸沒在水和酒精中，金屬塊靜止時彈簧測力計的示數(shù)如圖中甲、乙所示．則下列關(guān)于金屬塊的幾個物理量計算正確的是（）A．在水中受到的浮力為2NB．質(zhì)量為3kgC．體積為10cm3D．密度為3.0×103kg/m310.（2014?隨州）將一方形木塊（體積為V水）放于水中，再將一方形冰塊（體積為V冰）放于木塊上，靜止時水面正好和木、冰交界面共面（如圖），已知水、冰、木密度之比為10：9：8，則V冰：V木為（說明：圖中冰塊、木塊大小不具暗示意義）（）A．9：8B．8：9C．1：8D．2：911.（2014?泉州）把體積為2.0×10﹣3m3的物塊放入水中，當(dāng)它靜止時浸入水中的體積為1.6×10﹣3m3，則該物塊受到的浮力大小為N，該物塊的密度為kg/m3．（ρ水=1.0×103kg/m3）12.（2014?廈門）圖中，杠桿調(diào)平衡后，將兩個體積相同的重物分別掛在杠桿兩側(cè)的A、B處，杠桿仍然平衡．則兩重物重力大小之比GA：GB=；若要將兩重物同時浸沒在水中，則杠桿的端將上升．13.（2014?漳州）在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中：實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測力計、溢杯、空杯、三個大小相同的正方體物塊、細(xì)線．小鳳所在小組根據(jù)老師提供的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中：研究對象物塊重G/N空杯重G杯/N物塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F′/N杯、水總重G總/N浮力的大小F浮/N排開水所受的重力G排/N物塊11.250.351.10.50.150.15物塊21.150.351.00.50.150.15物塊30.450.350.30.50.150.15根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材和表中數(shù)據(jù)，完成下列題目：（1）浸入液體中的物體所受浮力的大小物體排開的液體所受重力的大?。?）把物塊1浸沒在水中，放手后將（選填“上浮”，下沉“或“懸浮”）．（3）由本次實(shí)驗(yàn)可確定，浸入液體中的物體，所受浮力的大小與物體的無關(guān)．（多選題，只填寫字母）A．重力B．質(zhì)量C．體積D．密度E．形狀．答案：（1）等于；（2）下沉；（3）ABD．解析：（1）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大?。?）把物塊1浸沒在水中，物體1的重力大于受到的浮力，放手后將下沉．14.（2014?綏化）如圖所示，將邊長為10cm的正方形物塊，放盛有水的水槽內(nèi)，待物塊靜止時，其下表面距水面6cm．求：（1）物塊受到水的浮力大??；（2）取出物塊，把一冰塊放入水中，冰塊也漂浮在水面上，待冰塊全部熔化后，水面高度會發(fā)生怎樣的變化？說明理由．15.（2014?賀州）把一個邊長為10cm的立方體物塊，用細(xì)線系著放入底面積為200cm2，重為4N的圓柱形薄壁玻璃容器底部，此時物塊剛好與容器底輕觸，如圖甲所示，然后逐漸向容器內(nèi)倒入水（水始終未溢出），測量容器內(nèi)水的深度h，分別計算出該物塊對應(yīng)受到的浮力F浮，并繪制了如圖乙所示的圖象．請你：（1）試判斷水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，細(xì)線對物塊的拉力是逐漸增大，還是逐漸減小？（2）當(dāng)容器中水的深度為8cm時，水對容器底的壓強(qiáng)是多少Pa？（3）當(dāng)容器中水的深度為8cm時，此時物塊受到的浮力是多少N？排開水的體積是多少m3？（4）當(dāng)容器中水的深度為8cm時，容器中水的重力為8N，求容器對水平桌面的壓強(qiáng)是多少Pa？四、中考預(yù)測展望：1.為了延長水果的存放時間，果農(nóng)先將水果浸沒到自己配制的保鮮液中．再用保鮮紙包住就能存放比較長的時間．若將同一個蘋果先后放入甲乙兩個容器的保鮮液中靜止后蘋果的浮沉情況如圖所示，則甲乙兩容器中保鮮液的密度大小比較．正確的是（）A．甲中的大B．乙中的大C．一樣大D．條件不夠，不能比較2.放在同一水平桌面上的甲、乙兩個相同的容器盛有不同的液體，現(xiàn)將兩個相同的物塊分別放入兩容器中，當(dāng)兩物塊靜止時，兩容器中液面恰好相平，兩物塊所處的位置如圖所示．則（）A．甲容器中液體的密度較大B．乙容器底部受到液體的壓強(qiáng)較大C．甲容器中物塊排開液體的重力較大D．乙容器中物塊受到液體的浮力較大故選B．考點(diǎn)：物體的浮沉條件及其應(yīng)用；液體的壓強(qiáng)的特點(diǎn)3.遼寧號航空母艦滿載時排水量達(dá)67500t，它滿載時所受的浮力為N，當(dāng)艦載機(jī)起飛后，航空母艦所受浮力將（選填“不變”、“變小”或“變大”）．（g取10N╱kg）4.用彈簧測力計在空氣中稱得一石塊重為1N，將石塊完全浸入水中，彈簧測力計的示數(shù)為0.6N，則石塊在水中受到的浮力為N，此后，當(dāng)石塊在水中的深度增大時，浮力．（填“不變”、“變大”或“變小”）5.滿載貨物的輪船停泊在港口