初中物理浮力基础知识复习

浮力物体浸入液体，液体对物体竖直向上的托力叫做浮力实质：浮力由于物体上下表面所受到液体压力差而产生的实验：影响浮力大小的因素在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学做了以下猜想:①浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;②浮力的大小可能与液体的密度有关;③浮力的大小可能与物体浸没的深度有关.在此基础上,小明做了如图所示的一系列实验.请你选择一个猜想,选出对应的图,并通过分析弹簧测力计的示数,说明探究结论:选择的猜想是:__________;选择的图是_____________;探究的结论是___________________________.KEY：猜想③①③④浸没在液体中的物体,受到的浮力大小与浸没深度无关（阿基米德定律）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。在用F浮＝ρ液gV排计算或比较浮力大小时,关键是分析液体的密度ρ液和排开液体的体积V排的大小.(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。注：当物体完全浸入液体中，V排=V物(3)、适用条件：液体（或气体）如图所示：体积相同的铝球、铁板、木块浸没水中的深度不同，虽然它们本身的密度、形状、重力，在水中的深度各不相同，但它们受到的浮力却是相同的，这就是因为浮力的大小只是由ρ液、V排决定的。浮力的测量和计算浮力的计算有四种方法：①通过实验二次视重法（溢水法）②通过公式老老实实计算F浮=G排=ρ液V排g③浮沉条件法：F浮=G悬浮=漂浮④压力差法：F浮=F下—F上方法①：①用弹簧测力计在空气中测出物体的重力G②把物体浸入液体中，读出物体对弹簧测力计的力F’③根据受力分析得：F浮=G—F’此实验在历年中考的出现频率很高实验题常考语言描述，注意掌握，不要扣冤枉分铁铅木方法②：F浮==ρ液V排g物体的浮沉条件：前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力下沉悬浮上浮漂浮F浮GF浮=GF浮GF浮=Gρ液ρ物ρ液=ρ物ρ液ρ物ρ液ρ物归纳成表：说明: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）。重力和浮力是沿同一直线作用在同一物体上的力，故可用合力的概念来判断物体的浮沉。ρ液（密度）cm3/kgV排（物体排水体积）cm3g(常数)10N/9.8NGF浮GF浮GF浮GF浮下沉、上浮是一个过程悬浮、漂浮是一种状态本章词语解释1.上升:物体在液体中向液面运动的过程.2.下沉:物体在液体中向容器底部运动的过程.3.漂浮:物体独自静止地浮在液面上,有一部分体积在液面下为V排,有一部分体积在液面上为V露.4.悬浮:物体独自静止地悬在液体中任何位置,此时V排＝V物.5.沉底:物体在液体中沉到容器底,容器底对它有一个支持力.6.浸没:物体全部浸在液体中,此时V排＝V物.7.浸入:物体部分或全部浸在液体中.8.浮体:凡是漂浮或悬浮在液体中的物体.此图反映物体所收到的浮力与物体下表面积到水面距离h的关系：受力分析：怎样判断物体的浮沉及浮沉的应用⒈利用F浮与G物的关系进行判断沉到容器底部物体下沉）＝物体悬浮（＝）变小，变小，（＝漂浮，物体上浮＝物体浸没时，物浮物排物浮物排排浮物浮物浮物排GFVVGFVVVFGFGFVV上浮的物体受到的浮力未必大于下沉的物体，物体的浮沉与受到的浮力和物体的重力同时有关。⒉利用ρ液和ρ物的关系进行判断液物液物液物液物漂浮时物体上浮物体悬浮＝物体下沉液物排物液物排物浮物，，又证明：物体下沉，则有VVmmGGFG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。注：浮力是一个难点，物体的浮沉条件是必考的内容，并且会结合密度进行出考，选择题、填空题、实验题、画图题、计算题都会涉及到例1：一块冰浮于水面,如图.那么当冰熔化前后,其水面将______(选填“升高”、“降低”或“不变”)分析：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.如图甲,铁块A叠放在木块B上,然后放在水缸中当将铁块从木块上拿下,并放在水缸底部时,水面高度将(C)A.上升B.下降C.不变D.无法确定关于液面升降的问题其实质是比较变化前后的V排例2：三个质量和体积都相同的小球，分别浸在A、B、C三种不同的溶液中，静止后三球位置如图所示，三球所受浮力（321FFF、、）的大小关系是_________，三种液体中，________的密度最大。分析：三球受到的浮力大小不易直接比较，可先比较它们和某一个量的大小关系。这三个小球相同，因此可以通过比较浮力和重力的关系来比较浮力的大小。由图中三个小球的沉浮状态可知，1、2小球受到的浮力等于重力，而3小球受到的浮力小于或等于重力，因此321FFF这里注意不要通过三球浸没体积的大小比较，否则就会出现错误。然后根据阿基米德原理，浸浮gVF，由于321VVV，因此CBA，A的密度最大。（此类题是密度和浮力的综合，是常见的必考题）浮力的应用热点考查：孔明灯（就是天灯啦）、轮船、密度计（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。排水量==船自身的质量+满载时货物的质量（货船排水量＝mm）；最大载货量＝排水量－m船体(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：工作原理：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mρ液F浮==G注意：同一支密度计放入不同液体都是悬浮，所以浮力相等经典考查：①渔民满载而归时，从近海返航，此时船受到的浮力不变，船身下沉②如图所示，某容器上层是食油，下层是水，投一个水果，说过恰好在两种液体之间，则三种物质的密度大小是：ρ水ρ果ρ油③在配置适当密度的盐水选种，是农村最常见的选种方法。不饱满的中子漂浮的原因是：所受到浮力小于其重力④如图所示三个体积相同的实心球体在液体中静止，那么__球所受到的浮力最小，___球所受到的浮力最大，与液体密度相同的是___球，三球中密度最小的是___球。此题囊括了所有的浮力和密度题，需要自己揣摩注：（1）配制适当密度的盐水可用于选种，籽粒饱满的种子密度大于或等于盐水的密度，在盐水中下沉或悬浮，籽粒不饱满的种子密度小于盐水的密度，会漂浮在盐水面上，去掉它们即可。（2）把人血分别滴入密度大小不同但其密度值均已知的硫酸铜溶液的试管中，血滴恰能悬浮的那支试管内硫酸铜溶液的密度与待测人血的密度恰好相等。（3）人体的平均密度约等于水的密度，而死海海水的密度较水的密度大，所以人会浮在死海水面上，且露出较大的体积，以至人仰躺在死海水面上可以读书看报。某轮船的排水量是4.12×104吨，在长江中航行受到浮力多大？船及货物多重？若它行驶在海水中，排开海水的体积多大？（ρ海水=1.03×103千克/米3）解：已知：m排=4.12×104吨=4.12×107千克，ρ海水=1.03×103千克/米3∵轮船在水中处漂浮状态∴F浮=G排=m排g=4.12×107千克×9.8牛/千克=4.12×(10-0.2)×107牛=(41.2-0.824)×107牛=4.04×108牛G=F浮=4.0×4108牛当船行驶在海中时；F浮＇=ρ海水gV＇=G=F浮=m排g∴34337'104/1003.11012.4米米千克千克海水排排mV答：长江中航行时，船受浮力大小为4.04×108牛，船及货物共重4.04×108牛，在海水中行驶时，船排开海水的体积为4×104米3。1.体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图1—5—1所示的状态，试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度A、B、C．图1—5—1解法1由图来判断物体的状态：A、B漂浮，C悬浮．由状态对物体进行受力分析：GA＝F浮A，GB＝F浮B，GC＝F浮C．比较A、B、C三个物体受的浮力∵VA排＜VB排＜VC排，液相同．根据F浮＝液gV排，可知：F浮A＜F浮B＜F浮C，∵GA＜GB＜GC．比较物体密度＝Vm＝gVGA＜B＜C2.将一个蜡块（蜡＝0.9×103kg/m3）分别放入酒精、水和盐水中静止后，试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小．（盐水＞水＞蜡＞酒精）解蜡块放入不同液体中，先判断蜡块处于静止时的状态．∵盐水＞水＞蜡＞酒精∴蜡块在酒精中下沉，最后沉底；在水和盐水中最后处于漂浮状态．设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2和F3，蜡块重力为G．对蜡块进行受力分析：F1＜G，F2＝G，F3＝G．同一物体，重力G不变，所以F1＜F2＝F3根据阿基米德原理：V排＝gF液浮酒精中：V排酒精＝V物水中：V排水＝gF水2盐水中：V排排水＝gF盐水3酒精水盐水（a）（b）（c）图1—5—2∵F2＝F3，水＜盐水∴V排水＞V排盐水而V排酒精＞V排水＞V排盐水把状态用图1—5—2大致表示出来．答案蜡块在酒精中受的浮力最小，排液体积最大；在水和盐水中受的浮力相等，排水体积大于排开盐水体积．3.重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N．【分析】当题目未说明铜球静止时处于什么状态，可以用下面两种方法判定物体的状态．解法1求出铜球的密度：球＝球Vm＝球gVG（g取10N/kg）球＝3dm5.0kg/N10N5.4＝0.9kg/dm3＝0.9kg/dm3×103kg/m3这是一个空心铜球，且球＜水，所以球静止后，将漂浮于水面，得F浮＝G＝4.5N．4.如图1—5—3中，重为5N的木块A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为3N，若绳子突然断了，木块A在没有露出水面之前，所受合力的大小和方向是（）A．5N，竖直向下B．3N，竖直向上C．2N，竖直向上D．8N，竖直向下图1—5—3【分析】绳子未断时，A物体受3个力：重力GA，拉力F，浮力F浮．3个力关系为：GA＋F＝F浮，求得F浮＝5N＋3N＝8N．绳子剪断后，物体只受重力和浮力，且浮力大于重力，物体上浮，浮力大小仍等于8N．合力F合＝F浮—G＝8N—5N＝3N合力方向：与浮力方向相同，竖直向上．答案B5.以下是浮力知识的应用，说法正确的是（）A．一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大B．一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大C．密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同D．密度计在不同液体中漂浮，浸入液体体积越大，所测得的液体密度越大【分析】轮船在河里和海里航行，都处于漂浮状态，F浮＝G．因为轮船重力不变，所以船在河里和海里所受浮力相同．A选项正确．又因为海水＞河水，所以V排海水＜V排河水，在河水中没入的深一些．密度计的原理如图1—5—4