云南省中考物理考点复习 第13讲 浮力.docx
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云南省中考物理考点复习第13讲浮力
第13讲浮力
考试说明
1.通过实验,认识浮力
2.能探究浮力大小与哪些因素有关.
3.知道阿基米德原理.运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象.
浮力
定义
浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它________的力,这个力叫做浮力
方向
________________
施力物体
________________
称重法
测浮力
先在空气中用弹簧测力计测出____________,再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F拉,则物体所受的浮力为F浮=G-F拉
产生
原因
浸在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力________,
这就是浮力产生的原因
影响
因素
物体在液体中所
受浮力的大小,跟它浸在液体中的________有关,跟液体的________有关
说明
①浸在液体中的物体不一定都受到浮力.如:
桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合,水对它向上的压力F向上=0,故物体不受浮力作用;②浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力.因此,在分析物体的受力情况时,浮力和液体的压力不能同时考虑
阿基米德原理
探究
阿基
米德
原理
探究
过程
先用弹簧测力计测量出_
_______和________的重力;再测量出物体完全浸没后弹簧测力计的示数;最后再测量出____________________
分析
归纳
物体受到的浮力为F浮=____________,排开水所受的重力____________.对比两者的大小,得出实验结论
实验
结论
浸在液体中所受的浮力________它排开的水所受的重力
内容
浸在液体中的物体受到的________的浮力,浮力的大小________它排开的液体所受的重力
表达式
F浮=________=m排g=____
____.G排表示排开液体所受的重力;m排表示排开液体的质量;ρ液表示液体的密度;V排表示排开液体的体积
适用
条件
适用于物体受到液体或气体的浮力
【提示】 当物体浸没在液体里,此时V排=V物;当物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面上,此时V排<V物.
物体的沉浮条件
浸在液体中的物体同时受到浮力和重力的作用,物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的关系.
上浮
下沉
漂浮
悬浮
沉底
F浮____G物
F浮____G物
F浮____G物
F浮____G物
F浮+F支=G物
ρ液____ρ物
ρ液____ρ物
ρ液____ρ物
ρ液____ρ物
ρ液____ρ物
物体处于动态,受到的是非平衡力
物体处于静止状态,受平衡力
浮力的应用
轮船
原理
物体的密度大于液体的密度,制成________的可以漂浮在液体的表面上,也增大了可以利用的浮力
排水量
轮船载重的大小用________表示,是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的________
潜水艇
因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变,所以,潜水艇受到的浮力________,潜水艇的上浮和下沉全靠改变____________
气球和
飞艇
靠充入密度________空气的气体来工作的
密度计
原理
根据物体________时的受力平衡及阿基米德原理制成,用来测定液体密度的仪器
特点
浸入液体的体积越小,说明液体的密度越____
命题点1 浮力
某物体浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3N,上表面受到水的压力为1.5N,则该物体受到水的浮力为________N.小华用测力计测得某物体的重力为10N,把物体浸没在水中时测力计的示数为0N,则物体受到水的浮力为________N;物体放入水中静止时它将处于________状态.
点拨:
①从浮力产生的原因来考虑,利用公式F浮=F下表面-F上表面计算浮力的大小.②称重法测浮力:
金属块所受浮力等于金属块的重力减去金属块在水中测力计的示数.③首先判断出物体受到的浮力与重力的大小关系,或者物体的密
度与水的密度的大小关系,再利用物体的浮沉条件判定.
1.(2014·淮安)如图所示,漂浮在液面上的苹果处于静止状态,其受到重力的平衡力是()
A.苹果对地球的引力
B.液体对苹果的浮力
C.苹果对液体的压力
D.液体所受到的重力
2.(2015·佛山)如图所示,弹簧测力计下端悬挂一高度为1cm、质量为m的圆柱体,它在水中受到最大浮力为mg/2,圆柱体下表面刚刚与水面接触到全部浸没后,测力计示数F拉及圆柱体所受的浮力F浮分别与浸入水中深度h关系图正确的是()
3.如图所示,浸没水中的乒乓球正在上浮,画出它在虚线位置时受到的力的示意图.
命题点2 阿基米德原理
(2015·连云港)皮划艇是一项水上运动项目.如图所示,某次比赛中,两运动员的总质量为145kg,双人划艇的质量为15kg,则该划艇静止时所受的浮力大小为________N,排开水的体积为________m3.(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
点拨:
利用漂浮时浮力等于重力求出小球受到的
浮力,再根据阿基米德原理变形公式求出排水体积.
4.(2015·济南)将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中,放手后发现:
实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面.
如图所示,比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小.则()
A.实心球受
到的浮力大
C.它们受到的浮力一样大
B.乒乓球受到的浮力大
D.不能确定
5.(2015·内江)密度为0.8×103kg/m3的实心木块,轻放于足够深的水中,木块静止后,浸入水中的体积与木块体积之比为()
A.4∶5B.4∶1
C.1∶4D.1∶1
6.(2015·昆明)将一边长是0.1m的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待
它静止时,从杯中溢出0.6kg的水.求:
(1)求正方体受到的浮力;
(2)求正方体排开水的体积;
(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据;
(4)求正方
体的密度.(
g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
命题点3 物体的浮沉条件
(2014·曲靖)小华用测力计测得某物体的重力为10N,把物体浸没在水中时测力计的示数为0
N,则物体受到水的浮力为________N;物体放入水中静止时它将处于________状态.
点拨:
判断物体在液体中浮沉时,可以比较物体所受的浮力和物体所受重力的大小,也可以比较液体的密度与实心物体密度的大小.
7.(2015·来宾)把体积为2×10-3m3、重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)()
A.漂浮,F
浮=20NB.漂浮,F浮=12N
C.沉底,F浮=20ND.沉底,F浮=12N
8.(2015·曲靖)油漂浮在静止的水面上,说明油的密度________(填“大于”“等于”或“小于”)水的密度;一实心物体刚好悬浮在水中,将此物体放入足够多的油中时,物体将________(填“漂浮”“上浮”“悬浮”或“下沉”).
9.同一只小船先后放在江水、海水中,静止时所处位置如图所示,小船在江水中受到的浮力________小船在海水中受到的浮力,江水的密度________海水的密度.(填“大于”“小于”或“等于”)
命题点4 浮力的应用
(2013·云南)“辽宁舰”航母已正式列入中国人民解放军海军系列,其满载时排水量(满载时排开水的质量)为6.75万吨.则满载时其受到的浮力为(g取10N/kg)()
A.6.75×108NB.6.75×107N
C.6
.75×104ND.6.75×103N
漂浮在液面上的物体,可以根据受力平衡及阿基米德原理来计算与浮力相关的问题.
10.(2015·聊城)潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用.如图所示,潜水艇在水中处于悬浮状态,此时其所受浮力与重力的大小关系为:
F浮____(填“>”“<”或“=”)G.当压缩空气将水舱中的水排出一部分时,潜水艇将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”).
11.(2015·滨州)测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断()
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大
C.乙烧杯中液体的密度较大
D.丙烧杯中液体的密度较大
12.(2015·恩施)大家都知道“曹冲称象”的方法,如图所示.我们来分享小曹冲所运用的智慧:
(1)用物理知识解释“称象”的原理,前后两次水面正对记号说明:
________________.
(2)要推出“象重等于石头重”的结论
,必须附上的关键推理依据是:
________________________.
命题点 探究影响浮力大小的因素
探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验,往往是中考考查的热点,考查的形式是在题目中提出多个因素如物体的密度、体积、重力,液体的密度、深度,以及物体排开液
体的体积等,通过控制变量法进行
实验得出结论.在分析过程中
有时还要应用称重法和阿基米德原理.
(2015·昆明联考)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)比较图________和图____________,说明浸在液体中的物体会受到液体对物体的浮力作用;根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为________N.
(2)小明对A、B、C、D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________,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度________.
(3)在图D和图E中,保持了__________________不变,研究浮力大小与液体密度的关系,得到的结论是
________________________________________________________________________.
影响浮力大小的因素有多个,故在探究时利用控制变量法,物体在液体中所受的浮力大小通过称重法计算得出.
(4)下图中能正确反映浮力F浮和物体下表面到水面距离h关系的图象为_
______
_;
(5)利用上述实验中的图________和________,还可以求出物体A的密度为________________;若把物体A从测力计上取下放入水中,则A在水中将_____
___(填“上浮”“下沉”或“悬浮”).
一、选择题
1.(2015·黄冈)在物理教学研讨会上,王老师用自制教具演示了如下实验:
将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图).然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了.以下分析正确的是()
A.图中乒乓球静止时没有受到浮力作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
C.乒乓球上浮过程中,受到的浮力等于受到的重力
D.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
2.(2014·云南)某核潜艇完全潜入海水中,受到的浮力是F1,上表面受到的压强是p1.排出一部分水后,潜艇缓慢上浮,但未露出水面,受到的浮力是F2,上表面受到的压强是p2,则()
A.F1=F2,p1>p2
B.F1=F2,p1=p2
C.F1>F2,p1<p2
D.F1<F2,p1=p2
3.(2014·河南)a、b两种物质的质量和体积
关系图象如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中.放手稳定后()
A.甲漂浮,甲受浮力大
B.乙漂浮,乙受浮力大
C.甲漂浮,乙受浮力大
D.乙漂浮,甲受浮力大
4.(2014·济宁)将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示.则下列关于金属块
的几个物理量计算正确的是()
A.在水中受到的浮力为2N
B.质量为3kg
C.体积为10cm3
D.密度为3.0×103kg/m3
二、填空题
5.(2015·安徽)如图所示,重为1.5N的圆柱体竖直漂浮在水面上,其底面积S=30cm2,则水对圆柱体下表面的压强p=________Pa,圆柱体下表面所处的深度h=________cm.
6.(2015·江门)如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计________(填“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中.将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中,可以判断:
ρ1________ρ2(填“>”“<”或“=”).若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1________m2(填“<”“=”或“>”).
7.如图所示是“蛟龙号”载人潜水器在水中上浮和下潜的情景.________图是潜水艇正在上浮,在甲、乙两种情况下,“蛟龙号”载人潜水器所受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲________(填“>”“<”或“=”)F乙.
8.小华用牙膏探究物体的沉与浮.如图所示,牙膏悬浮在水中,牙膏所受浮力________(填“小于”“等于”或“大于”)重力.向水中加入食盐并使其溶解,牙膏将________(填“上浮”或“下沉”),如果不加食盐,将牙膏内部分空气排出,再次放入水中后,牙膏将________(填“上浮”或“下沉”).
三、实验探究题
9.(2014·云南)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,有同学猜想“浸在液体中的物体受到的浮力大小可能跟该物体的体积有关”.在老师的指导
下,小明设计了如下实验进行验证:
(1)用两个大小不同的塑料药瓶分别装上不等量的细沙,使它们的________相等.
(2)把两药瓶放入水中,均能在水面上漂浮,如图所示,根据________平衡知识可知:
药瓶受到的浮力大小等于药瓶受到的重力大小,则这两个药瓶所受到的浮力大小________.
(3)实验证明该同学的猜想是________的,某同学根据以上实验得出:
“一切物体所受浮力的大小等于物体所受重力大小”的结论,你认为这个结论是________(填“正确”或“错误”)的,理由是:
________________________________________.
10.(2015·昆明)在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中,小强做了下图所示的实验.
(1)由甲、乙两图可知,物体在水中受到的浮力是________N;
(2)图乙、丙两次实验是为了探究浮力的大小与____________的关系;
(3)从物体刚开始接触水面至浸没于水中,它所受浮力大小与浸入水中深度的关系如图2所示,由此得到:
结论一:
物体所受浮力大小与排开液体的体积有关;
结论二:
物体未浸没前,它所受浮力大小可能还与____________有关;
结论三:
当物体浸没于水中后,浮力大小与________无关.
(4)为了探究结论二是否正确,老师为同
学们准备了以下实验器材:
弹簧测力计、足够的水、一个密度大于水的均匀长方体,长方体表面标有等距离的线,如图所示.为了便于弹簧测力计挂住长方体,在长方体上设置了a、b、c、d四个挂扣.请仅用以上器材设计实验,并写出实验步骤和分析论证.
实验步骤:
①用弹簧测力计________________________________________________,读出并记录弹簧测力计的示数F1;②用弹簧测力计________________________________________________,读出并记录弹簧测力计的示数F2.
分析论证:
①若F1=F2,说明物体未浸没前,它所受浮力大小与________;②若F1≠F2,说明物体未浸没前,它所受浮力大小与________.
四、计算题
11.(2014·昆明)如图所示,一个半径为r的实心球体处于某种液体中,球体最上端距离液面的距离为h,求液体对球体向下的压力.(已知液体的密度为ρ,球体的体积为
π·r3)
12.目前在长江上有很多艘游览长江三峡的豪华游轮,已知某游轮满载时的排水量是4860t,吃水深度(指水面到船底的深度)是2.7m.(g取10N/kg)
(1)计算满载时游轮的总重是多少牛?
游轮浸入水中的体积是多大?
(2)当该游轮从长江开到海里时,吃水深度是变大还是变小?
请说明理由.
第13讲浮力
考点解读
考点1 向上 竖直向上 液体或气体 物体重力G 不同 体积 密度
考点2 物体 空小桶 排开水和小桶的总重 G物-F拉 G排=G-G桶 等于 向上 等于
G排 ρ液V排g
考点3 > < = = > < > = <
考点4 空心 排水量 质量 不变 自身的重力 小于 漂浮 大
各个击破
例1 0.8 10 悬浮
题组训练 1.B 2.A 3.
例2 1600 0.16
题组训练 4.A 5.A 6.
(1)F浮=G排=m排g=0.6kg×10N/kg=6N;
(2)F浮=ρ水gV排,V排=
=
=6×10-4m3;(3)V物=a3=(0.1m)3=10
-3m3,∵V排<V物,∴物体静止时漂浮;(4)由漂浮条件:
F浮=G物=6N,m物=
=
=0.6kg,ρ物=
=
=0.6×103kg/m3.
例3 10 悬浮
题组训练 7.B 8.小于 下沉 9.等于 小于
例4 A
题组训练 10.= 上浮 11.D 12.
(1)排水体积相同
(2)漂浮时浮力等于重力
实验突破
例
(1)A B(C、D、E) 2.4
(2)增大 无关 (3)物体排开液体的体积 物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大
拓展训练 (4)D (5)A C(或D) 4×103kg/m3 下沉
整合集训
1.A 2.A
3.D 4.D 5.500 5 6.漂浮 < = 7.甲 = 8.等于 上浮 下沉 9.
(1)质量
(2)二力 相等 (3)错误 错误 通过一
次实验得出的结论具有偶然性 10.
(1)1
(2)液体密度 (3)液体深度 深度 (4)挂着长方体b(或d),将长方体浸入水中至第一条线处 挂着长方体a(或c),将长方体浸入水中至第一条线处
深度无关 深度有关 11.将球体分成上、下相等的两个半球,则对上半球有如下关系:
F向上-F向下=F,F向下=F向上-F,∵F向上=pS=ρg(h+r)πr2,F=ρg·
V=
ρg·
πr3=
ρgπr3,∴F向下=F向上-F=ρg(h+r)πr2-
ρgπr3=ρghπr2+
ρgπr3. 12.
(1)根据阿基米德原理,游轮受到的浮力F浮=G排=m排g=4.86×106kg×10N/kg=4.86×107N,根据二力平衡的条件,游船的总重G总=F浮=4.86×107N;由ρ=
得游船浸入水中的体积V浸=V排=
=
=4860m3.
(2)因为游轮从长江开到海里,重力不变,受到的浮力不变,根据阿基米德原理,游船排开
的水的重力不变,而海水的密度大于江水的密度,所以船排开水的体积变小,吃水深度减小.
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