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第10讲浮力1.(2018·泰安)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。(g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3)求:(1)物块受到的重力;(2)物块浸没在水中受到的浮力;(3)物块的密度。找问题·知易答案(1)18N(2)8N(3)2.25×103kg/m32.(2018·连云港)如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球所受的浮力大于小球的重力(选填“大于”“小于”或“等于”)。剪断绳子后,小球上升过程中所受的浮力变小(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),水对烧杯底部的压强变小。体系构建 夯基础·学易考点一浮力「5年4考」浮力浮力的方向:①竖直向上浮力的测量漂浮物体:根据漂浮时受到②平衡力作用,称量物体的③重力就可知道所受浮力大小下沉物体:第一步在空气中称重为F1,用测力计吊着物体把物体浸没在水中读取测力计读数为F2,浮力④F浮=F1-F2产生的原因漂浮物体:物体⑤下表面受到液体向上的压力下沉物体:浸在液体中的物体上下表面受到的液体的⑥压力差影响因素:⑦液体密度;⑧浸入液体的体积或物体排开液体的体积1.小明想知道浮力大小与物体浸入水中深度之间的关系。于是他找来一个高度为10cm的铝圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材,按照如图所示操作进行了探究,并把实验中得到的弹簧测力计的示数随圆柱体下表面浸入水中的深度变化的情况绘成了如图1所示图像。铝圆柱体的重力为①2.7N,受到的最大浮力为②1.2N。在图2中画出了圆柱体所受浮力随其下表面浸入水中的深度变化的图像。从图像看,圆柱体进入水中的深度在③10cm以内时物体受到的浮力与深度有关,当超过这个深度浮力与深度无关,原因是④当深度超过10cm物体进入水中的体积不再变化,物体浸入水中的深度不是影响浮力大小的必然因素。 综合以上浮力与深度的关系,表述为浮力与⑤物体浸入水中的体积或物体排开液体的体积有关更恰当。当深度在0~10cm之间时圆柱体受到的浮力大小等于其下表面受到的水的⑥压力,并且随着深度的增大而⑦增大。当深度超过10cm时,圆柱体下表面受到的压力继续增大,但上下表面的压力差⑧不变。学法提点1.学会看图像的方法,第一步是弄清楚横纵坐标表示的物理量,物理量不同,同样的物理过程的图像会不同。2.注意读取图像中特殊点的信息,比如图1中图像的起点、拐点等。考点二阿基米德原理「5年3考」阿基米德原理内容:①浸在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公式:F浮=②G排推导公式:F浮=G排=③m排g=④ρ液V排g,经常写成:F浮=⑤ρ液gV排排开液体重力的测量办法G排=⑥F3-F4若⑦F1-F2=⑧F3-F4,则物体所受浮力等于排开水的重力排开液体体积的测量方法 V排=⑨V2-V12.将一个重4N的物体挂在弹簧测力计下面,然后将物体浸没在重6N的水中,这时弹簧测力计的示数为3N,则物体所受的浮力是1N。3.如图甲所示,在一只薄塑料袋中装水过半(未满),用细线扎紧袋口,用弹簧测力计测得其所受重力为10N;再将这个装水的塑料袋浸入烧杯内的水中,如图乙所示,当弹簧测力计示数为4N时,袋内水面与烧杯中的水面相比(不计塑料袋和细线的重) (A)A.比烧杯中的水面高B.比烧杯中的水面低C.与烧杯中的水面相平D.高低无法判断学法提点1.物体排开水的重力与水的重力没有必然关系,物体排开水的重力可以小于水的重力,也可以大于水的重力。2.阿基米德原理在应用时可以分为三种情况处理:第一:F浮=G排;第二:F浮=m排g,对于漂浮或悬浮的物体,G物=F浮=G排,可以推导出:m物=m排,即对于漂浮或悬浮的物体排开液体的质量等于物体的质量;第三:F浮=ρ液gV排。考点三浮沉条件及应用「5年5考」浸没在液体中的物体浮沉的判断若F浮G物,则①上浮;上浮的结果是②漂浮,此时F浮③=G物若F浮=G物,则④悬浮;此时不借助其他物体可以停留在液体的任意深度若F浮G物,则⑤下沉;静止时沉在底部根据浮沉判断物体与液体密度的大小关系若上浮或漂浮,则ρ物⑥ρ液若悬浮,则ρ物⑦=ρ液若下沉或沉底,则ρ物⑧ρ液4.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12N。5.如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙,将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙。则下列关系正确的是 (D)A.F甲F乙ρ甲ρ乙B.F甲F乙ρ甲ρ乙C.F甲=F乙ρ甲ρ乙D.F甲=F乙ρ甲ρ乙6.将同一鸡蛋分别浸入两杯密度不同的液体中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,如图所示。与乙杯比较 (D)A.甲杯液体密度大,鸡蛋所受浮力大B.甲杯液体密度大,鸡蛋所受浮力小C.甲杯液体密度小,鸡蛋所受浮力大D.甲杯液体密度小,鸡蛋所受浮力小学法提点1.会根据浮沉情况判断物体与液体密度的大小。2.会根据两种液体混合在一起静止时液体上下位置判断两种液体的密度大小,即下面液体的密度大于上面液体的密度。3.对于漂浮或悬浮的同一物体,优先根据二力平衡判断受到的浮力与自重的大小。4.不同的物体浸没在同种液体中受到的浮力大小,在已知排开液体体积大小的情况下优先根据排开液体的体积大小判断浮力大小,简称“同种液体看V排”。考点四浮力的应用「5年3考」轮船原理:利用挖空心的办法增大可以利用的①浮力大小:用排水量表示。其中的“量”是指排开水的②质量潜水艇潜行时排开水的体积③不变,若海水密度不变,则所受浮力④不变,上浮和下潜通过改变⑤自重来实现气球和热气球利用⑥空气的浮力密度计利用漂浮时物体所受浮力保持不变来测量密度,F浮=ρ液V排g,F浮不变,当ρ液较大时⑦V排较小,露出液面的体积⑧较大,所以密度计靠上的刻度值较⑨小7.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后密度计液面处的刻度值就是液体的密度。水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体中,静止后的情形如图所示,两液面相平。则下列判断正确的是 (A)A.甲液体的密度大于乙液体的密度B.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大C.甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强D.密度计在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中受到的浮力 8.蛟龙号载人潜水器是一艘由中国自行设计、自主集成研制的载人潜水器,多次完成了下潜任务。如图所示,蛟龙号载人潜水器在水面下匀速下潜,下列有关它的说法正确的是 (C)A.所受到的浮力不断增加B.所受到的浮力总大于重力C.所受到的海水的压强不断增加D.所受到的海水的压强保持不变学法提点1.对于漂浮的物体如:密度计、船等,优先确定所受浮力等于自身重力,在此基础上展开其他思考。2.对于潜水器如:潜水艇、蛟龙号等,潜行、下潜或上浮微露出水面前,排开水的体积等于自身体积,无法改变,要实现水平潜行(即悬浮)、下潜或上浮全靠改变自重来改变重力与所受浮力的大小关系。教材图片命题形式预测教材图片命题形式预测 (RJ八下P53图10.2-1)命题点:物体排开液体的体积越大,它受到的浮力也越大1.(多选)把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐按入水中,在手感觉到浮力的同时,会看到排开的水溢到盘中。下列对操作过程的描述正确的是(AC)A.溢出烧杯的水就是饮料罐排开的水B.对饮料罐产生浮力的是溢出烧杯的水C.饮料罐被按下过程中受到的浮力变大D.饮料罐受到的浮力不可能大于产生浮力的水的重力 (RJ八下P58图10.3-5)命题点:物体浮沉与密度的关系、阿基米德原理2.小丽把两块相同的实心橡皮泥放入水中,都沉底了。他取出橡皮泥,分别做成甲、乙两小船漂浮在水面上,往甲、乙两小船内分别放入2颗、7颗质量相同的小球后,水面恰好都与船舷边相平,如左图所示。下列说法正确的是(D)A.小船漂浮是因为橡皮泥密度比水小B.甲、乙两小船受到的浮力是相等的C.甲小船排开水的质量比乙大D.甲小船排开水的体积比乙小解教材·图易类型一浮力综合研真题·优易例1(2018·山西,19,3分)小亮同学利用气球和圆柱形水杯做了一个小实验。在气球内灌入一定量的水封口制成水球(如图甲)。先将水球放入冷水中,水球漂浮(如图乙)。把杯中冷水换成热水,再次把水球放入热水中,发现水球沉在杯底(如图丙)。下列分析正确的是(B)A.水球在冷水中所受浮力小于热水中所受浮力B.水球在冷水中排开的水的重力等于水球的重力C.冷水的密度小于热水的密度D.在冷水和热水的同一深度处压强相等命题亮点1.借助PISA测试理念在真实情景中考查浮力知识;2.试题情景引导落实“活动建议”,在完成“活动建议”过程中帮助学生积累学习初中物理所必需的感性认识;3.在真实情景中考查分析问题的学科素养。解题思路1.仔细审题;2.根据浮沉情况可以判断出物体所受浮力与自身重力的大小关系,可以判断出物体自身密度与浸没液体的密度大小关系;3.液体内部压强大小与液体密度、深度有关。1.北方人有吃饺子的习惯,刚包好的饺子放入水中会下沉,而过一会儿饺子会浮起来。关于此现象的说法正确的是 (C)A.刚下锅的饺子排开水的体积大于浮出水面的饺子排开水的体积B.刚下锅时水的密度小于饺子浮出水面时水的密度C.饺子浮出水面时排开水的重力大于刚下锅时排开水的重力D.饺子刚下锅时受到水的压强小于浮出水面时受到的压强对比区分注意事项1.物体漂浮时受到的浮力大于自身重力上浮时物体上浮时受到的浮力大于自身重力,上浮过程中在未露出水面前V排不变,则浮力不变;当露出水面时,V排变小,浮力变小,最终漂浮时浮力与重力相等漂浮时物体漂浮时处于静止状态,受到平衡力的作用,即二力平衡,所受浮力等于物重分析物体受到的浮力与其自重时,注意运动和力的关系。当物体漂浮时处于静止状态,优先应用二力平衡分析受到的浮力2.物体的体积与排开液体的体积 阴影部分为碗状物体体积 阴影部分为碗状物体排开液体的体积对于密度比水大的实心物体,放到水里会沉底。当把铁“挖空”时——做出船就可以漂浮在水面上。把实心物体“挖空”可以大大增加排开水的体积,增加可以利用的浮力3.潜水艇在密度不同的水域中受到的浮力不同在密度较小的水域潜水艇潜行时,排开水的体积等于潜水艇的体积,水(海水)的密度较小时,潜水艇受到的浮力较小,需要排出水箱中部分水减轻自重保持与受到的浮力大小相同在密度较大的水域潜水艇潜行时,排开水的体积等于潜水艇的体积,水(海水)的密度较大时,潜水艇受到的浮力较大,水箱需要吸进部分水增加自重保持与受到的浮力大小相同潜水艇潜行时排开水的体积保持不变,浮沉靠改变自重来改变与浮力的大小关系例2(2018·山西适应性测试)如图所示,将两块完全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,球沉底,碗漂浮,它们受到的浮力分别为F甲、F乙,杯底受到水的压强分别为p甲、p乙,则 (B) A.F甲=F乙,p甲=p乙B.F甲F乙,p甲p乙C.F甲F乙,p甲p乙D.F甲F乙,p甲p乙易错原因橡皮泥在甲、乙两杯水中受到的浮力大小的判断问题很简单,橡皮泥在甲、乙两杯中的V排不好判断。有不少同学觉得橡皮泥在甲杯中浸没排开水的体积比在乙杯中漂浮时排开水的体积大,而不是根据受到的浮力大小反推排开水的体积大小。由于对甲、乙两杯中排开水的体积判断有误或不会判断,其引起的液面高度的变化也出现连带判断错误。例3如图是我军新型潜艇正准备出海进行远航巡逻。潜艇工作时是悬浮在水中的,工作时从浅水区进入深水区,它受到的浮力不变;当它从海水密度小的海域进入海水密度大的海域,它所受的浮力变大(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”),此时高压水舱要吸进(选填“吸进”或“排出”)海水。 易错原因潜艇工作时是悬浮在水中的,悬浮物体受到