2018中考总复习：浮力（提高）知识讲解

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2018中考总复习：浮力(提高)【考纲要求】1、了解浮力的概念，知道浮力的方向及产生的原因；2、理解阿基米德原理，熟练掌握原理的内容、公式以及阿基米德原理的适用范圉；3、运用浮力知识解决有关问题；4、知道物体浮沉条件；5、知道浮力的利用。【知识网络】-产生原因：卩敢二嘉上一詹下浮浮力的方向：竖直向上彳阿基米德原理：理二力物体的浮沉条件：甩®,下沉；狗，上渓甩=%,悬浮。L应用：轮船、潜水艇、密度计、飞艇等。【考点梳理】考点一、浮力当物体浸在液体或气体屮时会受到一个竖直向上托的力，这个力就是浮力。要点诠释：1.一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。2.浮力二物体重-物体在液体中的弹簧秤读数，即F浮二G-2o3.阿基米德原理：浸在液体里的物体受的浮力，大小等于它排开的液体受的重力。用公式表示为：F浮二G擂。(1)根据阿基米徳原理可得出汁算浮力大小的数学表达式；F浮二G排二m液g二P液gV卜(2)阿基米徳原理既适用于液体也适用于气体。考点二、浮力的应用1・浸在液体中物体的浮沉条件(1)物体上浮、下沉是运动过程，此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最后漂浮在液面。(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力，在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态，物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中。上浮漂浮P物vP液P物＜P液G物VF浮G物二F浮悬浮下沉P物二P液P物＞P液G物二F浮G物＞F淳2•应用(D轮船①原理：把密度大于水的钢铁制成空心的轮船，使它排开水的体积增大，从而来增大它所受的浮力，故轮船能漂浮在水面上。②排水量：轮船满载时排开的水的质量。(2)潜水艇原理：潜水艇体积一定，靠水舱充水、排水来改变自身重力，使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。 （3）气球和气艇原理：气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体（红气、氨气、热空气），通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积，从而改变所受浮力大小。3.浮力的计算方法压力差法：F浮二F向上-F向下阿基米德原理法：F浮二G沪P液gV揩力的平衡法：受力分析考点三、液面升降确定液面的升降，只要比较变化后的V排与变化前的V拥的大小。1.冰熔化后液面升降（1）纯冰在液体中，冰熔化后液面升降。①Q水7相,如冰浮于盐水中，冰熔化后，液面上升。②Q水〉d,冰熔化后，液面下降。③Q水=Pi液面不变。（2）冰中含杂质，冰熔化后，水面升降。①心若冰中有铁、铜、铝、石块等，冰熔化后，水面下降。②4叱4如，如冰中有木块、蜡、气泡，冰熔化后，水面不变。③，如=P毘'水而不变。2.漂浮在液面的“载体”当把所载的物体取出放入液体中时，如f>4,容器中液面下降，当久兰心时，容器中液面不变。考点四、几个规律问题1.同一物体浮在不同液体中岭是一个定值，都等于毎，此时怡与&成反比（密度计原理，轮船浮在海中或浮在江河中,一木块分别浮在不同液体中）。2.同种物质组成的不同物体，浮在同一种液体中为一定值，等于露出液面,为定值,等于給（浮在液体中的物体，将露出液面部分切去，物体上浮又3・漂浮在液体中的物体 浮力的变化等于物体重力的变化。【典型例题】类型一、基础知识仇如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2^高为5cm,体积为80cm3的均D、0.8N匀对称石鼓，其下底表而与容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且其上表而与水而齐平，则石鼓受到的浮力是（）A、0B、0.3NC、0.5N【思路点拨】由于下底面与容器紧密接触，因为圆柱底面与水缸底面紧密接触，所以没有向上的压力，又圆柱上底面与水面相平，所以也没有向下的压力，这部分与浮力无关，排开水的体积的计算应去掉屮间圆柱的体积。【答案】B【解析】石鼓排开水的体积：V#=80cm3-10cm2X5cm=30cm3=30X106m3,石鼓受到水的浮力：F浮=PgV排二1.OX103kg/m3X10N/kgX30X10m=0.3N。【总结升华】本题考查了学生对阿基米徳原理的掌握和运用，关键在于排开液体体积的计算。举一反三：【变式】如图所示，A、B是能自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的部分，现往容器里注入一些水，则下列说法错误的是（）A.B物体一定受浮力作用C.C部分一定受浮力作用【答案】DB.A物体一定受浮力作用D.D部分一定受浮力作用（山西）水平桌面上的烧杯内装有一定量的水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出100g的水,则下列判断正确的是（）（萨10N/kg）A.小球所受浮力可能等于INB.水对烧杯的压强一定增大C.小球的质量可能小于100gD.小球的体积一定等于100cm3【思路点拨】（1）假设烧杯原來装满水，放入小球后知道排开水的质量，可以求出水受到的浮力，如果小球漂浮可以求出小球的质量；水深不变，利用液体压强公式分析水对烧杯底的压强变化；（2）假设烧杯原来装满水，放入小球后知道排开水的质量，可以求出水受到的浮力，如果小球下沉小球的质量将比排开水的质量大；水深不变，利用液体压强公式分析水对烧杯底的压强变化； （3）假设烧杯原来没有装满水，排开水的质量比100g人，其他物理量将发生变化。【答案】A【解析】（1）假设烧杯原來装满水，小球漂浮在水面上，小球所受浮力：F浮二G排二m排g=0.1kgX10N/kg二IN,F浮二Gni徉g-G球二m球g,小球的质量：m球二m排=100g,排开水的体积：咤10虫2二3=100cm*<&°P水10cmF放入小球后水深不变，对容器底的压强不变.（2）假设烧杯原来装满水，小球沉入水底，小球所受浮力：F浮二G排二m排萨0.lkgX10N/kg=lN,*.*F浮二G排二m排gm排二100g,100g?排开水的体积：/芳=「二」3=100cm；=v^oP水lg/cm•叱放入小球后水深不变，对容器底的压强不变。（3）假设烧杯原来没有装满水，排开水的质量比100g大，小球受到的浮力、小球的质量和体积、容器底受到的压强都要变大。【总结升华】本题因条件不明确，分析起来很复杂，灵活运用阿基米徳原理和物体的浮沉条件是关键。举一反三：【变式】将一半径为R的实心金属球，用细线拉着，匀速缓慢地放入水深为2R的盛水容器中，直至容器底部，水未溢岀。下图能反映金属球从水面刚接触处开始至容器底部过程屮，所受浮力的大小F与金属球浸入水中深度h的关系的是【答案】c❾3、（兰州）将重为20N的金属块挂在弹簧测力计下，金属块体积的丄浸入水中并静止时，弹簧测4力计的示数为18N,当金属块全部浸入水屮并与杯底接触时，弹簧测力计的示数可能变为（）A.18NB.16NC.14ND.10N【思路点拨】（1）金属块体积的丄浸入水中静止，金属块所受浮力等于物体在空气中的重力减去在水4中弹簧测力汁的示数（称重法测浮力）；利用阿基米徳原理F沪P水刮訓求出金属块排开水的体积（金属块的体积）； （2）求出了金属块的体积，利用阿基米德原理F浮二P水gV律求出当金属块全部浸入水屮受到水的浮力，当金属块与杯底接触时，金属块的重力等于弹簧测力计的拉力（示数）、水的浮力和支持力Z和，据此得出弹簧测力计的示数的范围值，据此分析选择。【答案】D【解析】（1）金雇块体积的专SS入水中静止，金雇块受到的浮力：F.-=G-F-=20N-18N=2Nj1F=2N・•・金雇块的体积:宀右而R赢;■解得：y二8X10%—（2）当金属块全部浸入水中，受到的浮力：F：#二P水3总’g=1x10^kg/m3X8X1O^m5X10N/kg=8Nj当金属块与杯底接泌时，弹簧测力计的示数：F二'二G-F.J-F士二20H-8H-F士'丿」、.=人人F#<12N,所以只有D是可能的【总结升华】本题考查了学生对密度公式、阿基米徳原理的掌握和运用，考查了称重法测浮力，本题关键：一是利用阿基米德原理求物体的体积，二是当金属块与杯底接触时，对金屈块进行正确的受力分析。举一反三：【变式】（2012・桂林）用弹簧测力计测出一个物体重为4N,然后将该物体浸没在水中，这吋弹簧测力计的示数变为3N,则该物体在水中受到的浮力是（）A.7NB.4NC.3ND.1N【答案】D酒精盐水水⑤（填序号）；是否有关;若探究浮力大小与物体浸没的深度的关系—若选用的操作是②④⑥，可探究浮力的大小与若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是【思路点拨】浮力的大小可能跟液体的密度、物体排开液体的体积、物体浸没到液体的深度有关，研究浮力大小的影响因素时，采用控制变量法。【答案】（1）②③（2）与液体密度（3）①②⑤。(1)(2)(3)（填序号）。、如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题:【解析】（1）研究浮力大小与物体浸没的深度的关系，保持液体的密度、物体排开液体的体积相同，选择实验②③； （2）实验②④⑥的物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，可探究浮力的大小与液体密度的关系;（3）探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，保持液体的密度相同，选择实验①②⑤。【总结升华】掌握浮力大小的彫响因素，掌握用控制变量法研究浮力大小的彫响因素。举一反三：【变式】如图甲所示，在一只薄塑料袋屮装水过半（未满），用细线扎紧袋口，用弹簧测力计测得其所受重力为9"；再将这个装水的塑料袋浸入烧杯内的水中，如图乙，当弹簧测力计示数为67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.比烧杯屮的水面高C.与烧杯屮的水面相平【答案】AB.比烧杯屮的水面低D.高低无法判断类型二、知识运用（多选）用密度越、査的不同物质制成实心小球八、B、C,其质量百=岭=%,放入水中后A球下沉，B球悬浮，C球漂浮，若它们所受浮力分别是虽、尽、鳧，则（）PaPrPcB、在原位将C球露出水面部分截去，剩余部分将静止不动C、牡＜耳=為D、在原位将A球截去适当部分后，剩余部分可能上浮【思路点拨】由题意可知，A球下沉，B球悬浮，C球漂浮至容器底部，所以A球的密度大于水的密度，B球的密度等于水的密度，C球的密度小于水的密度；知道A、B、C质量相等，A球的密度大于B球的密度，B球的密度大于C球的密度，根据密度公式得出ABC球的体积关系。【答案】八、C【解析】根据A、B、C三球的浮沉情况知三球所受浮力与重力的关系：耳g.根据三球质量相等知三球所受重力==由以上分析可知选项C正确。根据三球的浮力与重力的关系和物体的浮沉原因知：PD怯、P沪％,斤＜兔，即是p.fg再根据萨=一和並".=%,知选项A正确。 若将C球与A球截去一部分，其密度不变，不等式氏仍成立,A球仍下沉，C球仍漂浮。选项B、D不正确。【总结升华】根据物体浮沉条件和浮沉原因进行分析、推理。举一反三：【变式】（多选）如图将一个实心铁球A和一个密度小于水的木球B放在小盒中再将小盒放在水槽中，漂浮在水面上，那么下列说法正确的是（）A、将A从盒中拿出放到水槽的水中，水槽中水面高度不变B、将A从盒中拿岀放到水槽的水中，水槽中水面高度下降C、将B从盒屮拿出放到水槽的水屮，水槽屮水面高度下降D、将两个小球都从盒中拿出放到水槽的水中，水槽中水面高度下降【答案】B、D【解析】两球均在盒中时，盒子所受浮力-^r=qi+CyB+G^o拿出A球时，由于A球密度大于水的密度，它将沉入水底，所受浮力小于自身重力，它们所受总浮力务Q■令，小于F浮，即U变小，水面下降。拿出B球时，由于B球密度小于水的密度，B球浮在水面上。浮力等于其白身重力。所以拿出B球前后它们所受总浮力不变，即V排不变，液面不升不降。、学过浮力知识后，小波用一根粗细均匀的木棍和一些铁丝（不计铁丝体积），自己制作了一个测量液体密度的“土密度计”，如图所示。他把密度计先后放入水和酒精（P耐=0.8g/cm3）中，“土密度计”均处于漂浮状态。小波在密度计上面记下了两种液体液面所在的位置a和b,用刻度尺测量出a和b之间的距离是1cm,但他忘记了刻线跟液体的关系。请你告诉他,刻线b对应的是（填：“水”或“酒精”）。小波同学把这个“土密度计”放入足够多的另一种液体屮，在密度计上而记下了液体液面所在的位置c,用刻度尺测量出c和bZ间的距离是1.5cm,则这种液体的密度为g/cm【思路点拨】密度计的原理是利用漂浮吋浮力等于物体自身的重力制成，根据公式F沪P液gV排分析,P液越大V托越小，酒精的密度小于水的密度，所以在密度计在酒精中的体积大于在水中的体积；先利用密度计在酒精和水中排开的液体的体积差算出密度计单位长度上的密度值，即对求得液面在c处的液体密度。【答案】水1.6解析】密度计是利用漂浮时浮力等于重力的原理制成的,则F浮二P液gV排,因为P酒箱＜P水,所以V排酒帮水，所以刻线b对应的是水的密度。F浮二P水gVb=pgVH,设密度计的截而积为S,水的深度为h,酒精的深度为h则P水gSh二P蹄gSh产PMgS(h+lcm),0.8g/cm3gS(h+lcm)=lg/cm3gSh,解得h=4cm,则P水gSh=PcgS(h~l.5cm),即lg/cm3gSX4cm=PcgS(4-1.5)cm,解得：Pc=l.6g/cm30【总结升华】本题考查物体的沉浮条件和浮力公式的应用，关键知道物体不管在哪种液体中漂浮，浮力始终等于自身重力，还要知道密度计的原理。