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浮力全章总复习经典含答案
八年级物理浮力复习导学案
(一)浮力基本知识点
1、浮力的定义:
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:
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、向下的压力差即浮力。
4、阿基米德原理:
(1)内容:
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。
(2)公式表示:
F浮=G排=ρ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)
5、物体的浮沉条件:
(1)前提条件:
物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
(2)请根据示意图完成下空。
下沉悬浮上浮漂浮
F浮
ρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液>ρ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)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为2/3ρ
分析:
F浮=G则:
ρ液V排g=ρ物Vg
ρ物=(V排/V)·ρ液=2/3ρ液
③悬浮与漂浮的比较
相同:
F浮=G
不同:
悬浮ρ液=ρ物;V排=V物漂浮ρ液<ρ物;V排 ④判断物体浮沉(状态)有两种方法: 比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。 6、漂浮问题“五规律”: (历年中考频率较高) 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,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等于液体对物体增大的浮力。 7、浮力的利用: (1)轮船: 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。 排水量: 轮船满载时排开水的质量。 单位t。 由排水量m可计算出: 排开液体的体积V排=;排开液体的重力 G排=mg;轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。 (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: 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、氦气或热空气。 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: 下面的铝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 (二)浮力重难点解析 经典例题: (1)易错点例题: 1.关于液面升降的问题. 分析其实质是比较变化前后的V排. 例: 一块冰浮于水面,如图.那么当冰熔化前后,其水面将______(选填“升高”、“降低”或“不变”) 解: 冰熔化前: 由于漂浮,F浮=G物.则V排=m冰g/ρ水g=m冰/ρ水. 冰熔化后: 由于m水=m冰,由ρ=m/V得V化水=m水/ρ水=m冰/ρ水 因V排水=V化水,即冰熔化成水后,刚好填满原来被冰排开的水的体积,因此,水面保持不变. 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,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。 例2、鸡蛋沉没水底受到的浮力为F1,逐渐向水中加盐,当鸡蛋悬浮时受到的浮力是F2,上浮时受到的浮力是F3,漂浮时受到的浮力是F4,则( ) A、F1<F2<F3<F4B、F1<F2<F3=F4 C、F1<F2=F3<F4D、F1<F2=F4<F3 (2)重点例题: 例3(09兰州).将一块实心物体放入盛水的烧杯中,物体静止时如图所示。 若将该物体分成大小不同的两块,仍然放在盛水的烧杯中,则 A.大块沉入杯底,小块飘在水面上B.大块、小块都沉入杯底 C.大块、小块都飘在水面上D.大块、小块都悬浮在水中 例4.如图45所示,悬挂着的金属球A依次浸没在清水和浓盐水中,则A球两次所受浮力相比较是[ ]A、两次的浮力一样大B、浸没在盐水里受的浮力较大 C、浸没在清水里受的浮力较 D、条件不足,无法判断 例5.把一根比重计先后放入三种不同的液体中,静止时如图46所示,那么比重计在三种液体中受到的浮力[ ] A、甲最大 B、乙最大C、丙最大 D、甲、乙、丙一样大 17、一个实心塑料球,恰能 例6.图47中所示为一根表面涂蜡一端绕有适量铁丝的木棍竖直浮于水面的情况,若将其露出水面的部分切去,则剩下的部分一定会 A、下沉 B、上浮C、悬浮在水中不动 D、以上情况均有可能 例7.有一支比重计,浮在水中时,所受的浮力为F1,浸入水中体积为V1;将它放在煤油中,所受的浮力为F2,浸入煤油中的体积为V2,那么F1与F2,V1与V2相比较[ ] A、F1=F2,V1=V2 B、F1=F2,V1<V2 C、F1>F2,V2>V2 D、F2>F2,V1=V2 例8.一块冰浮于水面上,那么当冰熔化过程中,其水面将_____(选填“升高”、“降低”、“不变”) 变向练习: 冰或冰块中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰熔化后水的液面将______,冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体,冰熔化后水的液面将______。 (选填同上) 例11.蜡块整体悬浮于酒精和水的混合液之中,要使蜡块上浮,则应[ ] A、往容器中加酒精 B、往容器中加水C、使容器倾斜一定角度D、把蜡块分成两块 例12.在一段细木棍的一端缠绕几圈铁丝,使它能直立浮在水中,并有一段露出水面.如果用剪刀将露出水面的部分剪去,则剩下的部分将 [ ] A、下沉到水底 B、上浮C、下沉,但悬浮在水中D、不下沉也不上浮,断面仍与水面相齐 (3)考点例题: 例13.有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0.9×103千克/米3,浓盐水密度是1.1×103千克/米3)如果冰块全部熔解后,液面将 [ ] A、不变 B、上升C、下降 D、无法判断 例15.两个完全相同的长方体木块,分别放入两种密度不同的液 体中,木块均漂浮,如图所示,甲图中的木块有1/5 的体积露出液面,乙图中的木块有1/4的体积露出液面。 若将木块露出液面的部分切除后,比较木块再次露出液面 部分的体积是() A.甲较大B.乙较大 C.一样大D.条件不足,无法判断 2.有关浮力的计算: 3.有关浮力的计算: A.称重法: 先用弹簧测力计称出物体在空气中的重力G,然后把物体浸入液体中,这时弹簧测力计的读数为F,则F浮=G-F。 (通常用于液体中下沉的物体) B.阿基米德原理法: 浸入液体中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,即 (普遍使用) C.平衡法: 利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力 把一个物体浸没在液体中让其从静止开始自由运动,它的运动状态无非有三种可能: 下沉、不动或上浮。 物体浸没在液体中静止不动,叫做悬浮,上浮的物体最终有一部分体积露出液面,静止在液面上,叫做漂浮。 下沉的物体最终沉入液体的底部。 根据物体的受力平衡可知,悬浮和漂浮的物体,浮力等于重力,即 ,而下沉后的物体还要受到容器壁的支持力,故 ,即 适用范围: 漂浮、悬浮体、沉底、连接体的问题。 考试出现频率高。 D.压力差法: 利用浮力产生的原因来计算浮力 基本公式: F浮=F向上-F向下 适用范围: 此法用于判断物体是否受到浮力或计算浸没深度已知的规则物体所受的浮力。 例16.把质量是1千克的某物体挂在弹簧秤上,将它浸没在密度为0.85×103千克/米3的某种液体中时,弹簧秤的读数为零,则此物体的密度为_______千克/米3。 例17(09江苏).一只苹果的质量为140g、体积为1.8×10-4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为N(g取10N/kg),松手后苹果将(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”). 例18一边长为a的正方形悬浮在密度为p的液体中,若上面到液面的距离为h,则正方体上、下表面受到的压力多大? 物体受到的浮力多大? 例20、一个密封的空心球浮在水面上,露出水面的体积是总体积的2/5,若再空腔内注水100克水,空心球恰好克停在水中的任意位置,求这个球的体积多大? 三、利用浮力来测密度 (3)示差法测密度(称重法) (4)漂浮法测密度 对规则的柱形漂浮题来说,让它漂浮在水中,用刻度尺测出它的总长度和浸没水中的长度,设横截面积为S,根据漂浮的条件和阿基米德原理与物体重力式联系起来,就可以求出漂浮提的密度。 如果把漂浮体一次放入水中,一次放入另种液体中,分别测出漂浮体的重长度,浸入水中的长度和浸没另一种液体的长度,也能求出液体的密度。 如果固体不能漂浮在水中,可用量筒和水测出固体的体积,将固体个、放在大试管中,让它漂浮在量筒内的水中,测出它排开水的体积。 先求浮力,在依据漂浮条件求出重力和质量。 最后求出密度。 例21小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一只密度计,将它放在水中,液面到木杆下端的距离为16.5cm,再把它放到盐水中,液面到木杆下端的距离为14.5cm,如果所用铅丝的体积很小,可以忽略,小明测得的盐水密度是多少? 例22杭州育才中学新校坐落在打运河商务区,一进校内就是一个喷泉,水池中放养的金鱼吸引了很多的学生,可是时间一长,有些鱼儿会死去。 经过调查,同学们了解到,水塘中水的密度增大到1.05×103千克/米3时就不适宜鱼类生存。 于是同学找来一根长1.2m、粗细均匀的木条,木条底端嵌入适当的重物,总重4.9N(重物体积忽略不计)。 先将木条放入足够深得清水中,测得露出水面的长度为0.2m,然后将木条放入密度为1.05×103千克/米3的水中,此时木条露出水面的长度多少? 例23.有一支粗细均匀的蜡烛,下端粘一个小铁片后,放入水中漂浮, 露出水面1厘米,如图所示,将蜡烛点燃,让它燃烧至淹灭,则 燃烧部分的蜡烛共长厘米。 (蜡的密度为0.9×103千克/米3) 3.如何用浮力知识来测固体或液体的密度. A.测固体的密度 例一请利用弹簧测力计、水、烧杯测出一块小石头(ρ物>ρ水)的密度. ①实验原理F浮=G-F拉(称重法) ②步骤 a用弹簧测力计先测出小石块在空气中的重力记为G石; b用弹簧测力计悬吊着小石块,使之浸没在水杯中,并记下此时弹簧测力计的示数为F拉; c由F浮+F拉=G可求得小石块浸没在水中受到的浮力为F浮=G石-F拉; d由F浮=ρ液gV排和G=mg=ρ物gV物及V物=V排得ρ石= ρ水 例二利用量筒、水、细针测出不沉于水的蜡块(ρ物<ρ水)密度. ①实验原理F浮=G(漂浮法) ②步骤 a先往量筒中倒入适量的水,记下水的体积为V0; b然后往量筒中放入小蜡块,待小蜡块静止后,记下水面现在所对应的刻度为V1,即蜡块漂浮时V排=V1-V0; c用细针将蜡块全部按入水中,记下现在水面刻度为V2,此时蜡块的体积为V蜡=V2-V0; d利用漂浮条件F浮=G,即ρ水gV排=ρ蜡gV蜡得出ρ蜡= ρ水 B.测液体的密度 第一种方法 原理F浮=G-F拉和F浮=ρ液gV排.(称重法) 器材弹簧测力计、烧杯、适量的水、适量的待测液体和一个密度大于水和液体的物体. 过程用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的浮力,则有 即: ρ液= 第二种方法 原理F浮=G物(漂浮法) 器材量筒、水和待测液体、一个密度比水和待测液体小的物体. 过程用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的V排即可,即: 由G物=F浮水和G物=F浮液可知 ρ水gV排水=ρ液gV排液,也即ρ液= 6.掌握计算浮力大小的四种方法. A.称重法.利用弹簧测力计两次读数不等来计算浮力. 基本公式F浮=G-F拉(式中的G和F拉分别为称在空气中的物体和称在液体中的同一物体时弹簧测力计的读数) 适用范围此式适用于液体中下沉的物体.常用于题中已知用弹簧测力计称物体重的情况. B.压力差法.利用浮力产生的原因来计算浮力. 基本公式F浮=F向上-F向下. 适用范围此法用于判断物体是否受到浮力或计算浸没深度已知的规则物体所受的浮力. C.原理法.利用阿基米德原理来计算浮力. 基本公式F浮=G排液或F浮=ρ液gV排液. 适用范围普遍适用. D.平衡法.利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力. 基本公式F浮=G物、F浮+N支=G物、F浮=G物+F拉. 适用范围漂浮体、悬浮体、沉底、连接体等. 其中称重法、原理法、平衡法是常用的计算浮力的方法.其它方法一般都要与原理法联合使用,才能顺利完成浮力问题的解答. 7.求解浮力问题的一般步骤 a明确研究对象 b明确研究对象所处的运动状态.(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等) c对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图.(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等) d列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等) e解方程求出未知量. 课堂练习: 一、作图题 1.重为10牛的木球浮在水面上,在图中作出木球所受到的水对它的浮力的图示. 2.木块M漂浮在液面上,处于静止状态,如图所示.请你画出木块M所受力的示意图. 二、填空题 1.(05沈阳市(课改区))如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力_________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填"大于"、"小于"或"等于"),_______杯中水面升高得多。 2.(05哈尔滨市)将同一小石块分别浸没在水和某种液体中,弹簧测力计的示数如图所示,则小石块的密度是________kg/m3,,这种液体的密度是__________kg/m3.(g取10N/kg) 3.(04青海)将一个密度为0.9×103kg/m3的实心小球,先后放入水和酒精当中,则小球排开水的体积与排开酒精的体积之比为________;小球在水和酒精中所受浮力之比是______(ρ酒=0.8×l03kg/m3) 4【2009•江苏省】 一只苹果的质量为140g、体积为1.8×10-4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为_____N(g取10N/kg),松手后苹果将_____(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”). 5、【2009•潍坊市】 (6分)今年4月,为庆祝人民海军建军60周年,我潜艇部队参加了在青岛举行的海军检阅活动。 某潜水艇的总体积为1.5×103m3,最大下潜深度350m,此潜艇位于海面以下100m处时受到的浮力大小是____N,受到海水的压强是_____Pa。 (海水的密度为1.03×103Kg/m3,取g=10N/g) 6、【2009•德州市】 某同学用如右3所示的装置,研究物块受到液体的浮力。 弹 簧测力计吊着物块在空气中称时,读数为3N;当把物块浸没在煤油中 称时,读数为2.5N,此时物块受煤油的浮力为___N。 当把物 块浸没在水中称时,读数为___2.5N(大于/小于/等于)。 由此可得出结论: 浸没在液体中的物体所受的浮力跟______有关。 7、【2009•黔东南州】一个质量为0.06kg的鸡蛋悬浮在一杯盐水中不动时,它受到的浮力是__N。 当向杯中加盐时,鸡蛋将___(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”).(g取10N/kg) 课后巩固训练: (一)、上次未过关知识专题训练 三、选择题 1.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。 甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是() A.甲受到的浮力B.乙受到的浮力大 C.丙受到的浮力大D.甲、乙、丙受到的浮力一样大 2、甲溢水杯盛满密度为1的液体,乙溢水杯盛满密度为2的液体。 将密度为的小球A轻轻放入甲溢水杯,小球A浸没在液体中,甲溢水杯溢出液体的质量是32g。 将小球B轻轻放入乙溢水杯,小球B漂浮,且有1/6的体积露出液面,乙溢水杯溢出液体的质量是40g。 已知小球A与小球B完全相同,大于1则下列选项正确的是【】 A.小球A的质量为32gB.小球B的质量为8g C.1与2之比为23D.1与2之比为2425 3、如图4所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态。 如果把水面以上的部分切去,则余下的部分【】 A.沉入水底B.仍然漂浮 C.刚好悬浮D.无法判断 (二)、本次课堂知识巩固训练 1、【2009•河北省】一物体(长方体)漂浮在液面上,如图7(甲)所示,对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置。 已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,p、F浮与h的关系如图7(乙)所示。 其中正确的是【】 A. B. C. D. 2、【2009•长沙市】将重为4N,体积为6×10-4m3的物体投入一装有适量水的溢水杯中,溢出水300g.若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断正确的是【】 A.物体上浮,F浮=6NB.物体悬浮,F浮=4N C.物体漂浮,F浮=4ND.物体沉在水底,F浮=63N 3、【2009•济宁市】 物理小组制作的潜水艇模型如图9所示。 通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。 当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会【】 A.上浮,它受到的浮力增大B.下沉,它受到的浮力减小 C下沉,它受到的浮力不变D.上浮,它受到的浮力不变 4.(04临沂)将质量相等的实心铁块、铝块和木块放入水中,静止时,比较它们受到的浮力(ρ铁=7.8g/cm3、ρ铝=2.7g/cm3、ρ木=0.4g/cm3)() A.铁块受到的浮力最小B.铝块受到的浮力最小 C.木块受到的浮力最小D.铁块和铝块受到的浮力一样大 5.(04山西)将一实心物体先后投入足量的水和酒精中,物体静止时,所受浮力分别为6N和5N,判定物体在水、酒精中的浮沉状态可能是(ρ酒=0.8×103kg/m3)() A.在水中漂浮,在酒精中漂浮B.在水中漂浮,在酒精中沉底 C.在水中悬浮,在酒精中漂浮D.在水中沉底,在酒精中沉底 6.(04泰州)如图所示,质量相等的A.B.C三个小球,放在同一液体中,结果A球漂浮,B球悬浮,C球下沉到容器底部,下列说法中正确的是() A.如果三个小球都是空心的,则它们的体积可能相等 B.如果三个小球的材料相同,则A.B两球一定是空心的 C.如果三个小球都是空心的,则它们所受浮力的大小关系为FA>FB>FC D.如果三个小球都是实心的,则它们密度的大小关系为ρA>ρB>ρC 7.(02山西)如图所示,在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体;将三个完全相同的铜球,分别沉入容器底部,当铜球静止时,容器底部受到 铜球的压力大小关系是F甲>F乙>F丙,则液体密度相比较() A.甲的最小B.乙的最小 C.丙的最小D.一样大 8、(05广西河池)如图所示,将两只同样盛满水的溢水杯放在天平的两盘时天平平衡。 将一木块放在右盘的溢水杯中木块漂浮在水面上,并将溢出的水取走,此时天平() A.右边上移B.保持平衡 C.右边下移D.无法确定 三、探究与实验题 1、【2009•广州市】(7分)做研究浮力的实验中 (1)测量浸没在水中物体所受浮力大小步骤如图 ①用细线把一物体挂在弹簧测力计上如图24所示,测出该物体所受重力G=1.2N ②把该物体浸没在水中如图25所示.此时弹簧测力计示数F=___; ③该物体所受浮力F浮=___ (2)按上述方法测定两组共8个实心物体浸没往水中所受浮力的实验数抓如表1、表2 ①为了研究体积相同的不同物体,浸没在水中时所受浮力与重力的关系,根据表1数据,在以G为横坐标、F浮为纵坐标的方格纸上描点,再把这些点连起来 ②甲同学根据图线得出“一切浸没在水中的物体所受的浮力皆相等”的结论乙同学根据表2数据得出“一切浸没在水中的物体所受浮力与其所受重力成正比”的结论请你从两位同学的结论中任选一个判断其是否正确,并说出理由 ③假如将体积为100cm3的铅块浸没在水中,它将受到多大的浮力? 2、【2009•绵阳市】小军同学在探究“浮力的大小等于什么”时,用弹簧秤、塑料块、烧杯、小桶等进行实验操作测量,如图a、b、c是其中的三个步骤示意图,还差一个步骤图d,才能完成探究任务,则d是测量______的。 设四个图中弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3、F4。 由四个图中___两个图的弹簧秤的读数可以求出塑料块受到的浮力;被排开液体的重力为___;如果关系式成立,就可以得到著名的阿基米德原理。 3.(05北京市)小东同学想测出液体B的密度,他手边只有: 一个弹簧测力计、一根细线、一个小石块、两个烧杯和足量的水。 小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤,但不完整。 请你将小东的实验步骤补充完整: (1)用细线系住小石块,将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中; (2)__________________________________________________; (3)用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F; (4)________________________________________________。 请根据小东测量的物理量表示出液体B的密度: ρB=________. 四、综合应用题 1、【2009•重庆市】 为了响应“健康重庆”的号召,小林和爸爸周末到郊外去钓鱼,他在亲近大自然的同时还观察到爸爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠(铅坠由合金制成)的大小,尽量使“浮标”更灵敏(如图15甲所示),图15乙是浮标和铅坠的位置示意图。 若球形浮标的体积为15cm3,铅坠的密谋为11g/cm3。 (取水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。 ) (1)若铅坠在水面下1.2m处,它受到水的压强是多大? (2)有经验的钓鱼者会使浮标体积 的浸入水中,此时浮标受到的浮力是多大? (3)小林看见爸爸有一种体积为0.5cm3的铅坠,如果使用这种铅坠,浮标静止时浸入水中的体积在多大? (铅坠未接触池底,不计浮标的质量,不计钓线、鱼钩、鱼饵的体积及质量。 ) 2、【2009•荆门市】“武汉号”导弹驱逐舰在亚洲处于领先水平,参加了我国海军首批赴亚丁湾、索马里海域的护航任务。 “武汉号”的排水量为7000t,是一种防空、反潜、反舰能力均衡的远洋驱逐舰。 (海水的密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg) (1)满载时,“武汉号”受到的浮力有多大? (2)若舰底某处距海面的深度为8m,则该处受到海水的压强是多少? (3)
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