搜索
第十章浮力一、浮力1.定义：浸在液体中的物体受到的_____的力。2.方向：_________。向上竖直向上3.称量法：(1)用弹簧测力计测物体所受的重力G。(2)将物体悬挂于弹簧测力计下,读出浸在液体中时弹簧测力计的示数F。(3)物体受到的浮力F浮=____。G-F4.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不同,即F浮=______。5.决定浮力大小的因素：物体浸在液体中的_____越大,液体的_____越大,浮力就越大。F下-F上体积密度二、阿基米德原理1.内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于__________________________。2.公式：______。3.适用性：阿基米德原理适用于液体和气体。它排开的液体所受到的重力F浮=G排三、物体的浮沉条件及应用1.物体的浮沉条件：上浮下沉悬浮漂浮F浮__G物F浮G物F浮__G物F浮=G物ρ液ρ物ρ液__ρ物ρ液=ρ物ρ液__ρ物=2.浮力的应用：(1)轮船：采用“_____”的办法增大可利用的浮力。(2)潜水艇：靠改变_________的方法实现上浮或下潜。(3)气球和飞艇：充的是密度_____空气的气体。空心自身重力小于【读·练】1.【画一画】浮力的示意图如图所示,画出苹果受到的浮力。答案：2.【练一练】阿基米德原理的应用如图,人和小船总重为1000N,小船受到的浮力为1000N;则船排开水的体积为_____。0.1m33.【判一判】浮力综合完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,静止后如图,甲图下沉,乙图悬浮,则ρ甲__ρ乙;若鸡蛋排开盐水的质量分别为m甲、m乙,则m甲__m乙(两空均选填“”“=”或“”);若向乙杯中加盐,则鸡蛋_____。上浮考点1阿基米德原理1.公式：F浮=G排=ρ液gV排2.理解：(1)“浸在液体里的物体”包含两种状态。①物体全部浸没：V排=V物。②物体的一部分浸入：V排V物。(2)F浮=G排=ρ液gV排各物理量的理解。①ρ液：液体密度(不是物体密度)。②V排：排开液体的体积。③F浮：浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。【失分盲点】误认为浸在液体中的物体都受到浮力。浸在液体中的物体不一定都受到浮力,当物体底部与容器底完全接触时,物体底部不受液体向上的压力,此时物体不受浮力。【示范题1】(2015·重庆中考B)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F拉与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中正确的是()A.物体的体积是500cm3B.物体受到的最大浮力是5NC.物体的密度是2.25×103kg/m3D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N【解题探究】解答本题时思考以下问题：(1)物体的重力是多少?(2)物体全部浸没时,弹簧测力计的示数是多少?(3)如何计算物体受到的最大浮力?(4)如何计算物体的密度?(5)物体刚浸没时下表面受到水的压力与此时受到的浮力是什么关系?提示：(1)9N(2)5N(3)F浮=G-F=9N-5N=4N(4)由F浮=ρ水gV物计算出物体体积,再由G=ρgV物得：ρ=(5)相等GgV物【解析】选C。从图乙中可得出物体的重力为9N,浸没在水中时,所受的浮力为9N-5N=4N,再根据阿基米德原理可得出物体的体积为V物=V排==4×10-4m3,所以物体的密度为ρ==2.25×103kg/m3;根据浮力产生的原理可知,当物体刚浸没时,下表面受到水的压力即为浮力4N。33F4Ng1.010kg/m10N/kg浮水43mG9NVVg410m10N/kg物【示范题2】(2014·衡阳中考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6N。求：(1)金属零件所受浮力为多少?(2)金属零件的体积为多少?(3)金属零件的密度为多少?【解题关键】解答本题抓住以下关键：关键1：根据称重法测量浮力：F浮=G-F示数。关键2：利用F浮=ρ液gV排计算V排即为零件的体积。关键3：利用公式ρ=求得密度。mGVgV【解析】本题考查浮力、密度的计算。(1)金属零件所受浮力F浮=G-F示数=7.4N-6.6N=0.8N;(2)由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排得V金=V排==1.02×10-4m3;(3)金属零件的密度ρ==7.4×103kg/m3。答案：(1)0.8N(2)1.02×10-4m3(3)7.4×103kg/m333F0.8Ng0.810kg/m9.8N/kg浮液43mG7.4NVgV9.8N/kg1.0210m金金金【备选例题】1.(2014·泰安中考)有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N。把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是()A.5NB.7NC.14ND.12N【解题探究】解答本题时思考以下问题：(1)实心球形物体的重力是多少?(2)当物体一半体积浸入水中时,受到的浮力是多少?(3)把物体直接投入水中时,物体的状态如何?提示：(1)12N(2)7N(3)上浮,最终漂浮【解析】选D。本题考查浮力大小的计算。把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,浮力F浮=G-F=12N-5N=7N;根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,物体全部浸没水中时浮力F浮′=2F浮=2×7N=14N;浮力F浮大于物体的重力G,故物体上浮,直至漂浮,物体此时受到的浮力F浮″=G=12N。故选D。2.(2015·苏州中考)有质量相同的两个实心球,其密度分别为水的密度的2倍和5倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端,然后将两球完全浸没在水中,此时两球所受浮力之比为________,两弹簧测力计的示数之比为________。【解题指南】解答本题应抓住以下关键：关键1：明确F浮=ρ水gV排。关键2：明确两个实心球重力相等,测力计示数F=G-F浮。关键3：明确V排=V物。【解析】本题综合考查密度、浮力的相关计算。因为ρ=,两球的质量相同均为m,假设两个实心球是甲和乙,甲、乙两球密度分别为水的密度的2倍和5倍,则ρ乙=5ρ水;ρ甲=2ρ水,所以V甲∶V乙==ρ乙∶ρ甲=5∶2;浸没水中,V排=V球,受到水的浮力之比：F甲∶F乙=(ρ水V甲g)∶(ρ水V乙g)=V甲∶V乙=5∶2;因为G=mg,两球的质量相同,所以两球重力相同,因为F示=G-F浮,F示甲∶F示乙=(G-F甲)∶(G-F乙)=(ρ甲V甲g-ρ水V甲g)∶(ρ乙V乙g-ρ水V乙g)=(ρ甲-ρ水)V甲∶(ρ乙-ρ水)V乙==5∶8。答案：5∶25∶8mVm/m/甲乙3333()V(2g/cm1g/cm)5()V(5g/cm1g/cm)2甲甲水乙乙水－－－3.(2014·兰州中考)如图所示,将一重力为18N,体积为2×10-3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是________N,此时测力计的示数是________N。(g取10N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3)【解题关键】解答本题抓住以下关键：关键1：V排=V物=2×10-3m3。关键2：F浮=ρ液gV排=ρ酒精gV物。关键3：由F浮=G-F得：F=G-F浮。【解析】本题考查阿基米德原理的应用及称重法的应用。蜡块受到的浮力F浮=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=16N;弹簧测力计的示数F=G-F浮=18N-16N=2N。答案：162考点2浮力的应用1.物体浮沉的判断：2.浮力的计算方法：(1)称重法：F浮=G-F。(2)原理法：F浮=G排=ρ液gV排。(3)压力差法：F浮=F向上-F向下。(4)平衡力法(物体悬浮或漂浮)：F浮=G物。【失分盲点】(1)判断物体的浮沉条件,不能只根据物重或物体的密度,要比较物重和浮力、物体和液体密度之间的关系。(2)漂浮与悬浮是一种平衡状态,浮力的大小都等于重力,上浮与下沉是一种非平衡状态。【示范题3】(2015·重庆中考B)如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是()A.先下沉然后上浮B.浮力变小,一直下沉C.先上浮然后下沉D.浮力变大,一直上浮【解题探究】解答本题时思考以下问题：(1)水从6℃下降到0℃的过程中,水的密度如何变化?(2)小球的密度如何变化?(3)如何通过液体密度与物体密度的比较,判断物体的浮沉情况?提示：(1)先变大然后变小(2)不变(3)若物体密度大于液体密度,则物体下沉;若物体密度等于液体密度,则物体悬浮;若物体密度小于液体密度,则物体漂浮。【解析】选C。本题考查物体浮沉条件的掌握和运用。由于烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮。则小球的密度与水的密度相等;由图像可知：4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大;所以当水的温度从6℃降到4℃时,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、向上运动;当水的温度从4℃降到0℃时,水的密度减小,最后小于小球的密度,使小球下沉、向下运动。故选C。【示范题4】(2014·赤峰中考)如图所示,一艘排水量100吨的货船,船上装有质量为8吨的货物A,货物A的底面积为5m2(货物A底面与船完全接触)。求：(1)该船满载时受到的浮力。(2)将货物A从船上卸下后,船排开水的体积减少多少?(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)【解题关键】解答本题抓住以下关键：关键1：船漂浮,浮力等于船重与货物A重之和。关键2：卸货后,减小的浮力等于货物A重。【解析】本题考查物体浮沉条件及浮力的相关计算。(1)由题意,船漂浮,受到的浮力等于船的重力与货物A重力之和。则受到的浮力为：F浮=G排=m排g=100×103kg×10N/kg=1×106N(2)船减小的浮力等于货物A的重力即：F减=GA由ρ水gV减=mAg得：V减=答案：(1)1×106N(2)8m33A33m8000kg8m1.010kg/m水【备选例题】1.(2012·安顺中考)某地在江面上修建一座大桥,图甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图。在整个投放过程中,石料以恒定速度下降。图乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图像(从开始投放到石料刚好接触江底前)。t=0时刻吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力,则下列说法错误的是()A.石料在t=20s时开始浸入水中B.石料的重力是1400NC.石料受到的浮力始终是500ND.石料完全浸没水中后钢绳的拉力为900N【解析】选C。本题考查浮力的相关知识。从图像中可以看出石料入水前,拉力是1400N,所以石料的重力是1400N,故B正确。在t=20s时所用拉力开始减小,说明石料受到了浮力作用,故A正确。当拉力等于900N时不再减小,说明此时石料已浸没于水中,此时石料受到的浮力是1400N-900N=500N,故D正确。在拉力从1400N减小到900N的过程中,拉力不断减小,说明石料受到的浮力不断增大,故C错误,故选C。2.(2013·佛山中考)水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g的圆筒,筒内装有16cm深的某液体。弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示。(圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出)求：(1)圆柱体浸没在液体中所受的浮力是多少?(2)筒内液体密度是多少?【解题指南】解答本题抓住以下关键：(1)明确图像中各特殊点的意义(弹簧测力计的读数、浸入的深度、物体受到的浮力等)。(2)