2013年中考第一轮复习(浮力)
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系统复习第21课浮力一.知识梳理(一)、浮力及其计算(二)、物体的浮沉条件1、概念:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体叫做浮力。
2、方向:。
3、浮力产生的本质原因:液体内部存在压强,所以物体浸在液体中,前后、左右、上下都受到了液体的压力,前后、左右的压力可以互相抵消,而底部下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力,物体总体受到一个竖直向上的托力,就是浮力。
4、浮力的施力物体:气体或液体。
5、浮力的受力物体:浸入液体的物体。
①、压力差法:F浮=F2-F1(浮力产生的本质原因)。
②、称重法:F浮=G物-F拉(适用于的情况下。
)浮力大小的计算方法④、二力平衡法:F浮=G物(适用于漂浮、悬浮的情况下。
)③、阿基米德原理法:浸在..液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
即:F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液公式应用注意事项:(1)、从公式中可以看出:浮力的大小只跟和有关;(2)、单位要统一:F浮—N、ρ液—kg/m3、V排液—m3;(3)、g取9.8N/kg。
浮力1.前提条件:物体浸没在液体中,且只受重力和浮力作用。
当把物体浸没在液体中时,物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,如下表所示,是物体浸没在液体中时的受力情况。
①当F浮<G物时,合力方向竖直向下,物体就下沉;②当F浮=G物时,合力为零,即二力平衡,此时物体将悬浮;③当F浮>G物时,合力方向竖直向上,物体就上浮;上浮下沉悬浮漂浮沉底F浮>G F浮<G F浮=G F浮=G F浮+N=G ρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液<ρ物处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用可以停留在液体的任何深度是“上浮”过程的最终状态是“下沉”过程的最终状态处于静止状态,受平衡力作用(三)、物体的浮沉条件的应用(轮船、密度计、热气球、潜水艇的浮沉原理)1.轮船轮船工作原理:空心法。
浮力与压强专题测试1. (2013·浙江金华)如图所示“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000米级,是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。
“蛟龙号”载人深潜器在海水中匀速竖直下潜过程中,下列说法正确的是A .所受海水的压强增大B .重力小于浮力C .动能增大D .重力是维持匀速下潜的原因2.(2013·浙江绍兴)同一物块分别静止在甲、乙两种不同的液体中,如图所示。
则物块在甲、乙液体中受到的浮力和液体密度大小关系是( )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3. (2013·浙江义乌)如图所示,圆柱形容器中装有质量相等的水和酒精(ρ水>ρ酒精),这时容器底部受到液体的压强为P 1.把水和酒精充分混合后(不考虑水和酒精的蒸发),容器底部受到液体的压强为P 2.则A.P 1>P 2B.P 1<P 2C.P 1=P 2D.无法确定4.如图所示,一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉,使蜡烛能直立漂浮在水面上,露出长度为L ,当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分A .还会重新露出水面B .不会重新露出水面C .以上两种可能都有D .无法判断是否会重新露出水面5.(05上海市)如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。
若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则剩余部分对水平地面的压强关系是 ( )A. p 甲<p 乙B.p 甲=p 乙C.p 甲>p 乙D.无法判断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 >FCD .如果三个小球都是实心的, 则它们密度的大小关系为ρA >ρB >ρC7.如图. 一块冰浮于水面,那么当冰熔化前后,其水面将______(选填“升高”、“降低”或“不变”) ,如果把水换成果汁,其液面将______。
2013中考物理一轮专项复习题--专题三密度压强浮力专题一.中考考点1.理解压强概念能选择合适的公式比较和计算压强的大小.2.记住并理解液体、大气压强的决定因素.3.知道流体的压强与流速的关系.4.知道浮力的大小与哪些因素有关,能选择合适的公式来计算浮力.5.学会有关密度、压强及浮力的计算题的解题方法二.知识储备1、密度的计算公式ρ=变形公式m=v=2、压强的计算公式p=(适用于所有压强)p=(适用于液体压强和密度均匀的柱体对水平面的压强)3、计算浮力的公式有:(1)F浮=G排=(适用于知道液体密度和能知道排开液体的体积时)(2)F浮=(适用于知道物重和弹簧测力计的示数时,探究实验中用得较多)(3)F浮=(适用于漂浮和悬浮的物体)(4)F浮=(适用于知道压力的题目中)三.例题1.某同学在做“用天平测量液体质量”的实验时,砝码盒中共有100克、50克、10克、5克砝码和一个,20克砝码两个。
⑴首先把天平放在水平桌面上,并将游码移至标尺左端的______处后,若发现天平的指针偏向刻度盘的右侧,这时他可以调节横梁右侧的平衡螺母向______(选填“右”或“左”)端旋动,使天平横梁水平。
在判断天平横梁是否水平时,眼睛应注意观察_________________。
⑵当调节天平平衡后,使用天平测物体的质量时,被测物体应放在______盘里,按________的顺序在______盘里加减砝码,并调节________在标尺上的位置,直至横梁恢复平衡。
2.有一只广口瓶,它的质量是0.1千克。
⑴当瓶内结满冰时,瓶和冰的总质量是0.37千克。
此瓶的容积是多少?⑵若冰块吸热后,有0.2分米3的冰熔化成水,求水的质量。
⑶若用此瓶来装煤油,最多能装多少千克煤油?⑷若有2千克煤油,用这样的瓶来装,至少需要用几个瓶子?⑸若此瓶内有0.2千克水,若向瓶内投入质量为0.01千克的小石子20颗,水面上升到瓶口,这种小石子的密度是多少?⑹若用此瓶装金属颗粒若干,瓶和金属颗粒的总质量为0.8千克;若在装金属颗粒的瓶中再装满水时,瓶、金属颗粒和水的总质量为0.9千克。
2013年初三物理《 浮 力 》 复 习【中考导航】一、搞好相关知识的梳理,强化记忆与理解(一)强调记忆的重要作用。
诺贝尔物理奖获得者李政道曾说:“考试,考的是记忆,考的是运算技巧。
”记忆不仅是文科的基础,也是理科的基础。
面对初中物理的知识点繁多这一事实,强调该记的必须记住。
记不住就谈不上灵活运用,也不会有运用物理知识解决有关问题的能力。
只有掌握了知识才能逐步培养出分析问题能力、实验动手能力和科学探究能力。
这对于基础薄弱的考生尤其重要。
(二)引导学生清理物理现象、概念、规律和物理理论等,使学生明确各物理知识点及其内部的相互关系,弄清知识结构、能力要求、重点难点,真正清楚知识的来龙去脉。
对重点知识、概念、规律、定义、公式在理解的基础上要求强化记忆,为熟能生巧打下基础。
(三)搞好知识的梳理,尽量使学生的构建起知识体系。
注意在梳理过程中将一些常见的题目的一些结论,明确指出来,以便以后应用。
(四)浮力知识梳理:浮力相关知识可以简单地归纳为1、2、3、4、5共5点,以方便记忆。
1、一个原理——阿基米德原理内容:浸入液体(或气体)的物体所受到的浮力,大小等于它排开液体(或气体)所受的重力。
即 F 浮=ρ液gV 排理解:(1)阿基米德原理中所说的“浸”,是指物体下表面全被液体(或气体)所包围,只有这样,物体所受的浮力才等于等于它排开液体(或气体)所受的重力。
若物体底部与容器紧密结合,则物体一般不受浮力。
(对柱形固体,认为V排为0)例:粘在容器底的竖立的蜡烛,杯中的水由原来的5厘米深变为15厘米深时,蜡烛所受的浮力 (变大、变小、不变)。
(2)浮力的方向:竖直向上 施力物体:液体(或气体)(3)浮力产生的原因:物体上下表面所受液体(或气体)的压力差(实质)(4)浮力的有关、无关因素:由阿基米德原理的浮力公式F 浮=ρ液gV 排 可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体(或气体)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(或气体)中的深度等因素无关。
定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它竖直向上的力产生原因:液体(或气体)对浸在里面的物体有向上和向下的压力差称重法(三力平衡):F浮=G–F拉大小计算阿基米德原理:F浮=G排二力平衡法:漂浮或悬浮时,F浮=G物压力差法:F浮= F向上–F向下内容:浸入液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力大小等于它排开液体的重力表达式:F浮=G排阿基米德原理推论式:F浮=ρ液gV排注意F浮只跟ρ液和V排有关浮跟物体的ρ物、V物、G物均无关浮力上浮:F浮> G ρ液>ρ物(最终漂浮:F浮=G)物体浮沉条件下沉:F浮< G ρ液<ρ物悬浮:F浮= G ρ液=ρ物◆钢铁制造的轮船为什么能浮在海面而不沉到海底?要使密度大于水的物体浮在水面上,可以将其做成空心,以排开更多的水。
轮船◆漂浮时,F浮=G船◆满载时船排开水的质量叫做排水量潜水艇:浸没在水中时,所受浮力是一定的。
通过改变自身的重力来实现浮或沉。
应用气球和飞艇:因为浮力大于重力而上升,到达一定高度后,浮力变小,直到浮力等于重力时逐渐停止,不再上升密度计:漂浮时,F浮=G计盐水选种:饱满的种子重力大,G种> F浮,下沉同步练习(答题时间:90分钟)一、选择题1. (内江中考)关于浮力的说法中正确的是()A. 物体的密度越大,受到的浮力越大B. 物体的体积越大,受到的浮力越大C. 物体没入水中越深,受到的浮力越大D. 浸没在水中的物体,可能不受浮力2. (温州中考)将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没.下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确...的是()A. 矿泉水瓶受到水对它的浮力B. 浮力的方向竖直向上C. 排开水的体积越大,受到的浮力越大D. 浸没后,压入越深,受到的浮力越大3. (河南中考)甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中。
当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示。
则下列说法正确的是()A. 鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大B. 鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大C. 乙杯底部所受液体的压强较大D. 甲杯底部所受液体的压力较大4. (乌鲁木齐中考)如图所示,当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的1/3时,弹簧测力计的示数为5.0N;当物体浸在水中的体积为物体体积的1/2时,弹簧测力计的示数为3.5N。
中考第一轮复习------浮力教学案考点一、浮力【复习目标】1.从探究中认识浮力,知道浮沉条件,掌握阿基米德原理。
2.利用浮力公式进行简单计算。
【知识梳理】1.一切浸入液体的物体都要受到液体对它的,浮力的方向总是的。
(1)浮力产生的原因:浮力是由于周围液体对物体向上和向下的压力差而产生的,即:F浮=F向上-F向下。
(2)阿基米德原理: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。
用公式可表示为 F浮= = 。
浮力的大小只跟和有关。
2. 计算浮力大小的四种方法:①浮力等于物体受到液体对它向上和向下的压力差。
即:F浮=F向上-F向下。
②浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中称得的重力。
即:F浮=G物-G浸③根据阿基米德原理计算。
F浮=G排液=ρ液gV排④根据物体漂浮在液面或悬浮在液体中的条件F浮=G物,用二力平衡的知识求物体受到的浮力。
【例题分析】1.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:①可能跟物体浸入液体的深度有关;②可能跟物体的重力有关;③可能跟物体的体积有关;④可能跟物体浸入液体的体积有关;⑤可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如图14所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:(1)铁块从位置1-2-3的过程中,弹簧测力计的示数,说明铁块受到的浮力;从位置3-4的过程中,弹簧测力计的示数,说明铁块受到的浮力。
(填“变大”、“变小”或“不变”)(2)通过这一实验可以验证上述猜想是正确的,猜想是不正确的(填上面猜想的序号)。
(3)给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐(如图15),请你设计实验验证浮力与液体的密度是否有关。
简要写出你的实验验证的方法【巩固练习】1.如图1所示,在水平桌面上的盛水容器中漂浮一个质量分布均匀的正方体木块,若将木块露出水面的部分截去并取走,那么()A、木块余下部分下沉,容器底所受水的压强增大B、木块余下部分下沉,容器底所受水的压强不变C、木材余下部分上浮,容器底所受水的压强减小图1D、木块余下部分上浮,容器对桌面的压强不变2.个物体挂在弹簧秤下,在空气中示数是7.35牛顿,使物体浸没在水中,弹簧秤的示数是6.37牛,求:物体浸没在水中受到的浮力和这个物体的体积及密度。
专题十浮力1.(2013•滨州)某物理兴趣小组在研究物体沉浮条件时做过一个小实验,他们将一土豆放入水槽中发现其在水中悬浮,然后将几枚大头针完全插入土豆中后发现土豆()A.下沉 B.上浮 C.悬浮 D.漂浮1.A.解析:土豆原来能悬浮在水中,说明土豆受到的重力与浮力相等,即G=F浮,将几枚大头针完全插入土豆中后,土豆受到的重力会变大,而浮力不变,所以,重力会大于浮力,则插入大头针的土豆会下沉.2.(2013•呼和浩特)体积为60L的救生圈,所受重力为50N,体重为450N 的林林同学在水中使用这个救生圈,当他处于静止状态时,下列判断正确的是()A.人和救生圈没入水中,处于悬浮状态 B.人和救生圈漂浮,部分露出水面C.人和救生圈沉入水底 D.以上情况都有可能2.B.解析:假设救生圈浸没在水中,则救生圈所受到的浮力为:F浮力=ρgv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N;G=G人+G圈=450N+50N=500N<F浮力;并且人在水里也受到水的浮力,也排开一部分水,所以,人和救生圈漂浮,人和圈可以部分露出水面;3.(2013•自贡)小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,他沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋下沉.在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是图中的()D解析:鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力不变,等于鸡蛋的重力,随着盐水密度减小,但鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐减小,但不会减小到0,故A错误;而B答案是浮力开始不变,再逐渐增大,故B错误;鸡蛋所受浮力从漂浮到刚在盐水中悬浮的过程中,浮力是不变的,故C错误.4.(2013•鄂州)一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有76g水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有64g酒精溢出.已知酒精的密度是0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是()A.悬浮,1.0×103kg/m3 B.漂浮,0.95×103kg/m3C.下沉,1.2×103kg/m3 D.漂浮,0.90×103kg/m34.B解析:若物体在水中漂浮或悬浮,浮力等于重力,64g<76g,所以物体在酒精中一定下沉;若物体在水中下沉,则在酒精中一定下沉;由题意知,在酒精中受到的浮力F浮酒精=m排酒精g=64×10﹣3kg×10N/kg=0.64N根据F浮酒精=ρ酒精gV排酒精得V物=V排酒精===0.8×10﹣4m3排开水的体积V排水===0.76×10﹣4m3因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以在水中漂浮.因为漂浮,所以m物=m排水=76g=0.076kg ρ物===0.95×103kg/m3.故选B.5.(2013•宜昌)两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉.比较松手时两者所受的浮力()A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较5.B.解析:小木块的体积小于大石块,所以浸没在水中时,大石块排开液体的体积大于小木块排开液体的体积,根据阿基米德原理公式F浮=ρgv排可知,大石块所受的浮力大于小木块所受的浮力,虽然小木块上浮,大石块下沉.但松手时小木块和大石块仍然浸没在水中时,所以大石块所受的浮力仍然大于小木块所受的浮力,A、C、D不符合题意,只有B符合题意.6.(2013•荆门)如图所示,一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉,使蜡烛能直立漂浮在水面上,露出长度为L,当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分()A.还会重新露出水面 B.不会重新露出水面C.以上两种可能都有 D.无法判断是否会重新露出水面6.A.解析:第一次漂浮时,物体重力分为三部分:铁钉重G铁、水面以下的蜡烛重G1、水面以上的蜡烛重G2,浸入水中的体积设为V1,此时物体受到总浮力为F1=ρ水gV1,此时浮力等于重力,则F1=G铁+G1+G2切掉G2后放入水中,假设完全浸没,则所受浮力F2=ρ水gV1=F1>G铁+G1,物体将上浮,所以物体不会被浸没,将有一部分露出水面.7.(2013•东营)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态.下列判断正确的是()A.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度C.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力D.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力7.A.解析:物体在甲中漂浮,所以物体的密度小于甲盐水的密度;在乙中悬浮,所以物体的密度等于乙盐水的密度,所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度.则A正确,B错误;鸡蛋在甲中漂浮,所以浮力等于重力,在乙中悬浮,所以浮力等于重力,所以甲乙中受到的浮力相等,则CD错误.8.(2013•潍坊)密度计是用来测量液体密度的仪器,把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度计静止时,两种液体的深度相同,如图所示,甲、乙两种液体对容器底的压强分别为p甲和p乙,密度计受到的浮力分别为F甲和F乙,则()A .p甲<p乙 F甲=F乙 B. p甲<p乙 F甲>F乙C. p甲>p乙 F甲=F乙 D. p甲>p乙 F甲<F乙8.A.解:由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,因为同一支密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;因为甲中密度计排开液体的体积大与乙中排开液体的体积,所以根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度据p=ρgh可知,在h相同时,在甲液体中的压强小于在乙液体中的压强.9.(2013•德州)彤彤过生日时,妈妈送给她一个内有“生日快乐”字样的小水晶球.彤彤想知道小水晶球的密度,于是她找来量筒、小玻璃杯和水,用如图所示的步骤测量出小水晶球的密度.由图可知:水晶球的体积是cm2,水晶球的质量是g,水晶球的密度是g/cm2.9.10;30;3.解:(1)量筒读数时视线应平视刻度,所以一图为30ml,二图为60ml,三图为40ml;(2)第二图为水晶球放入玻璃杯漂浮在水面上时量筒的示数;水晶球体积 V=40ml﹣30ml=10ml=10cm2;因为漂浮,所以,G=G排玻璃球质量 m====ρ水V排=1.0g/cm3×(60cm3﹣30cm3)=30g,玻璃球密度ρ===3g/cm3.10.(2013•湖北)一平底薄壁容器内装有3N的水,放在水平桌面上,容器与桌面的接触面积为20cm2,容器内水面高度10cm,则水对容器底的压力是.一个重为10牛的实心金属块,挂在弹簧秤下并浸入水中,当金属块体积的1/3浸入水中静止时,弹簧秤的示数为8牛,当把金属块全部浸入水中(未碰到杯底)时,弹簧秤的示数是 N.(g取10N/kg)10.2N;4.解:水对容器底的压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,由p=所以水对容器底的压力:F=pS=1000Pa×0.002m2=2N;当金属块体积的1/3浸入水中静止时受的浮力:F浮=G﹣F拉=10N ﹣8N=2N,此时F浮=ρgV排=ρg V,所以ρgV=3F浮=3×2N=6N,当把金属块全部浸入水中(未碰到杯底)时,金属块受的浮力:F浮′=ρgV排=ρgV=6N,弹簧秤的示数:F拉′=G﹣F浮′=10N﹣6N=4N.11.(2013•南充)质量相等的两个均匀实心球甲和乙,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=1:2,则它们的体积之比V甲:V乙= ;现将甲、乙两球放入盛有足够多的水的容器中,当它们静止时水对两球的浮力之比为F甲:F乙=6:5,则甲球的密度ρ甲= kg/m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3).11.2:1;0.6×103.解析:ρ=,V=,因为m甲:m乙=1:1,ρ甲:ρ乙=1:2,所以V甲:V乙=2:1;若两球在水中都漂浮,则F甲:F乙=G甲:G乙=m甲:m乙=1:1,与实际不符;若两球在水中都是全部浸没,就有F甲:F 乙=ρ水gV甲:ρ水gV乙=V甲:V乙=2:1,与实际不符;这样就只有是一个漂浮、一个浸没,即甲球漂浮,乙球下沉,有F甲:F乙=ρ甲V甲g:ρ水V乙g=ρ甲V甲:ρ水V乙=6:5,所以ρ甲===0.6×103kg/m3.12.(2013•黑河)一艘排水量为3000吨的轮船在河水中航行,满载时船及所装的货物共重N;当这艘轮船从河里驶入海里时,它排开水的体积(选填“变大”、“变小”或“不变”).12.3×107;变小.解:轮船所受浮力:F浮=G排=m排g=3000×1000kg×10N/kg=3×107N.(2)轮船从河里到海里始终漂浮,浮力等于重力保持不变,但海水密度大,根据公式F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积减小.13.(2013•永州)一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时,它受到的浮力是 N,如果往盐水中不断注入清水,鸡蛋将(选填“上浮”、“下沉”或“不动”,g=10N/kg).13.0.5;下沉.解:鸡蛋重:G=mg=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N,因为鸡蛋悬浮,所以F浮=G=0.5N.鸡蛋悬浮在盐水中,是因为鸡蛋受到的重力和浮力相等,若向杯中加入清水,使盐水的密度减小,而鸡蛋的体积(排开盐水的体积不变),由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变小,又因为鸡蛋重不变,所以此时鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋重,鸡蛋将下沉。
浮力及其应用考点1、浮力1、浮力(1)、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)、方向:竖直向上(3)、施力物体:液(气)体(4)、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。
2、阿基米德原理(1)、内容:浸入液体里的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)、公式:F浮=G排=ρ液gV排F浮——物体所受浮力——牛顿(N);G排——排开的液体受到的重力——牛顿(N);ρ液——液体密度——千克每立方米(kg/m3);V排——排开液体的体积——立方米(m3)①、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。
②、当物体全部浸没在液体中时,V排=V物;当物体的一部分浸入液体中时,V排<V物,且V物=V排+V露。
适用条件:液体(或气体)3、计算浮力的方法(1)、测量法:F浮=G-F用弹簧测力计测出物体的重力G,再把物体浸入液体,读出此时弹簧测力计的示数F,则物体受到的浮力F浮=G-F (2)、压力差法:F浮=F向上-F向下漂浮、悬浮时,F浮=G(3)、阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排(阿基米德原理适用于所有物体)4、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)(3)浮液物(4)、浮力相关问题说明: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、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。
③、物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物= Gρ/ (G-F) (5)、漂浮问题“五规律”①、物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;②、同一物体漂浮在不同液体里,所受浮力相同;③、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;④、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;⑤、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。
第38讲浮力一、选择题1.(2012·常州)2012年3月25日,卡梅隆乘坐“深海挑战者”号深潜器潜入马里亚纳海沟11 000 m深处.下潜过程中,卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩,则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是(设海水密度不变)() A.压强越来越大,浮力越来越小B.压强越来越大,浮力越来越大C.压强越来越小,浮力越来越小D.压强越来越小,浮力越来越大解析下潜过程中,深度越来越大,根据公式p=ρgh可知,所受液体压强越来越大;下潜过程中,卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩,则说明深潜器的体积变小,故根据浮力公式F浮=ρ液gV排可知,浮力变小.答案 A2.(2012·大连)如图13-38-5所示,把铁块放在空容器中,沿容器壁缓慢向容器中加水至虚线处.加水过程中,铁块受到浮力.则在加水的全过程中,容器底对铁块的支持力F与时间t的关系图象是()图13-38-5解析在铁块浸没水中之前,V排变大,因为F浮=ρ水V排g,所以铁块受到的浮力变大;在铁块浸没水中之后,V排不变,因为F浮=ρ水V排g,所以铁块受到的浮力不变;可见铁块受到的浮力是先变大、后不变;因为F支=G-F浮,F浮先变大、后不变;所以F支先变小、后不变;图C说明容器底对铁块的支持力F随时间的增大,先变小、后不变,所以图C符合支持力的变化规律.答案 C3.(2012·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100 g的水,则下列判断正确的是(g=10 N/kg) () A.小球所受浮力可能等于1 NB.水对烧杯的压强一定增大C.小球的质量可能小于100 gD.小球的体积一定等于100 cm3解析(1)假设烧杯原来装满水,小球漂浮在水面上,小球所受浮力:F浮=G排=m排g=0.1 kg×10 N/kg=1 N,因为F浮=G排=m排g=G球=m球g,小球的质量:m球=m排=100 g,排开水的体积:V排=m排/ρ水=100 g/1 g/cm3=100 cm3<V球.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=G排=m排g=0.1 kg×10 N/kg=1 N,因为F浮=G排=m排g<G球=m球g,小球的质量:m 球>m 排=100 g ,排开水的体积:V ′排=m 排/ρ水 =100 g/1g/cm 3=100 cm 3=V 球.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100 g 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.答案 A4.(2012·杭州)小吴同学为探究力之间的关系做了如图13-38-6所示的实验.将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出).在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是 ( )A .弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变B .弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变C .弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大D .弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大 解析 在实验中,铝块受到重力大小等于弹簧测力计对铝块的拉力和水对铝块的浮力之和.铝块从浸入水到浸没的过程中,铝块所受到的浮力逐渐变大,重力不变,则铝块受到的拉力变小,弹簧测力计的读数也变小.台秤的示数大小等于台秤受到的压力大小,即烧杯对台秤的压力.铝块所受到的浮力增大,由于力的作用是相互的,因此铝块对水会有一个竖直向下的反作用力,则水对容器底的压力也增大,烧杯对台秤的压力也随之增大.所以,弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大.图13-38-6答案 C5.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图13-38-7所示.图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是()图13-38-7A.F1B.F2C.F3D.F4解析浮力的方向总是竖直向上的,与重力的方向相反,并且在同一条直线上.答案 C6.(2012·沈阳)同一个鸡蛋放入水和盐水中静止时,鸡蛋在图甲中漂浮、在图乙中沉底,如图13-38-8所示.由此可知()图13-38-8A.甲图中的鸡蛋受到的浮力大于重力B.乙图中的鸡蛋受到的浮力小于重力C.甲、乙两图中鸡蛋受到的浮力大小相等D.乙图中的液体是盐水解析(1)同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋漂浮,F浮甲=G,在乙图中鸡蛋沉底,F浮<G,所以,F浮甲>F浮乙,故B正确,AC不正确;同一个鸡蛋在甲图中鸡乙蛋漂浮ρ甲>ρ鸡蛋,在乙图中鸡蛋沉底,ρ乙<ρ鸡蛋,所以ρ甲>ρ乙,故甲是盐水,D不正确.答案 B7.将小铁块和小木块放入一盆水中.结果发现木块浮在水面上,铁块沉入水底,就此现象,下列分析正确的是() A.木块受到浮力,铁块不受浮力B.铁块沉入水底,所受浮力一定小于自身的重力C.木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力D.木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重力解析浸在液体中的物体受到液体的浮力,铁块沉入水底也受浮力,但铁块所受的浮力小于自身的重力;木块和铁块受到的浮力大小取决于它们排开水的体积,所以C不正确;物体漂浮时浮力等于重力.答案 B8.(2012·自贡)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有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13-38-9已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象,已=1.0×103 kg/m3.则下列说法中错误的是() 知ρ水图13-38-9A.圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强是700 PaB.圆柱体的重力为12 NC.圆柱体所受的最大浮力为8 ND.圆柱体的密度为1.5×103kg/m3解析A.由图象可知,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为h=7 cm-3 cm=4 cm=0.04 m,因此受到的液体压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400 Pa,故A不正确、符合题意;B.由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12 N,此时圆柱体处于空气中,G=F拉=12 N,故B正确、不符合题意;C.由图象可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力F浮=G-F′=12 N-4 N=8 N.故C正确、不符合题意;D.当圆柱体完全浸入水中时,圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12 N-4 N=8 N,V物=V排=F浮/ρ水g=8 N/(1.0×103kg×10 N/kg)=8×10-4 m3,圆柱体密度ρ物=mV物=GV物g.g=12 N8×10-4m3×10 N/kg=1.5×103kg/m3,故D正确、不符合题意.答案 A二、非选择题9.(2012·连云港)中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航,如图13-38-10所示.当航母在平静的水面航行时,它所受的浮力________它的总重力(选填“大于”、“等于”或“小于”).当航空母舰上舰载飞机起飞后,它排开水的体积________.(选填“增大”、“减小”或“不变”)图13-38-10解析知道航母在平静的水面上航行(漂浮),利用漂浮条件确定浮力与总重力的关系;战机在起飞前是停在航母上的,应将其与航母看成一个整体,再根据漂浮的条件,可判断战机起飞前后浮力的变化情况.因为航母漂浮,所以它受到的浮力等于总重力;战机从航母上起飞后,航母的总重力减小,根据漂浮物体的浮力等于自身重力,所以浮力将减小,由阿基米德原理可知排开水的体积会减小.答案等于减小10.(2012·株洲)一个质量是60 g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时,它受到的浮力是________N,如果往盐水中注入清水,鸡蛋将________.(填“下沉”“上浮”或“不动”)(g=10 N/kg)解析鸡蛋重:G=mg=60×10-3kg×10 N/kg=0.6 N,由于鸡蛋悬浮,所以F浮=G=0.6 N.鸡蛋悬浮在盐水中,是因为鸡蛋受到的重力和浮力相等,若向杯中加入清水,使盐水的密度减小,而鸡蛋的体积(排开盐水的体积,不变),由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变小,又因为鸡蛋重不变,所以此时鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋重,鸡蛋将下沉.答案0.6下沉11.(2012·浙江湖州)元宵佳节,湖城许多人燃放孔明灯祈福,如图13-38-11.(1)孔明灯上升时,灯罩内的气体密度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)灯罩外的空气密度.(2)孔明灯内火焰温度高达300 ℃以上,燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地,易使可燃物温度达到________而引发火灾,因此我市现已禁止燃放孔明灯.解析 孔明灯上升可以与热气球上升相类比,孔明灯、热气球里面气体密度小于外面的空气密度.可燃物燃烧同时具备两个条件:温度达到着火点,与氧气接触.答案 (1)小于 (2)着火点12.如图13-38-12所示,某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3 N ,上表面受到水的压力为1.5N ,则该物块受到水的浮力为________ N ,方向为________. 解析 浮力产生的原因是液体对物体下表面和上表面有压力差,由于下表面的压力总大于上表面的压力,所以浮力的方向总是向上的.答案 0.8 竖直向上13.为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材.实验步骤如下:图13-38-13(1)按如图13-38-13甲的方法测出金属块受到的重力,大小为________ N.(2)按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积,大小为________ 图13-38-12cm3.(3)用公式F浮=ρ水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力,大小为________ N.(4)比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小,可知金属块浸没在水中时会________(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).解析铁块受到的重力大小等于弹簧测力计的示数2.2 N,金属块浸没在水中时排开水的体积等于两次量筒示数的差20 cm3;金属块浸没在水中受到的浮力F浮=ρ水gV=0.2 N;浮力小于重力所以金属块浸没在水中时会下沉.答案(1)2.2(2)20(3)0.2(4)下沉14.(2012·烟台)在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时,我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想.2011年7月,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号,如图13-38-14所示,其主要技术参数如下表,在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后,顺利完成5 000 m级海试任务.2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7 000 m级发起冲击,“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实.图13-38-14规格:长8.2 m宽3.0 m高3.4 m空重:22 t(不含乘员体重及压载铁重)最大载荷:220 kg(不包括乘员体重)最大速度:25节(巡航1节)目前最大下潜深度:7 000 m乘员:3人(每名乘员的体重不超过80 kg)(1)潜水器“下五洋”最大的困难是什么?(2)根据表中提供的信息,计算说明设计制造时,“蛟龙”号至少承受的压强是多大?(3)“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备4块相同的压载块,当其到达设定深度时,可抛卸其中2块压载块,使其处于悬浮状态,从而实现各种实验作业.粗略计算小铁块的体积为多大时,才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态?(海水的密度取 1.0×103kg/m3,g取10 N/kg,铁的密度是7.9×103 kg/m3,计算结果保留1位小数)解析(1)根据公式p=ρgh可知,液体的压强随深度的增加而增大.(2)已知最大下潜深度,由液体压强公式p=ρgh求产生的压强.(3)对“蛟龙号”受力分析,由平衡条件求铁块的体积.答案(1)潜水器“下五洋”最大的困难是克服深海水产生的巨大压强;(2)“蛟龙号”到达h=7 000 m深的海底时,海水密度ρ=1.0×103 kg/m3,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7 000 m=7×107Pa.答:“蛟龙”号至少承受的压强是7×107Pa.(3)“蛟龙号”悬浮时,所受浮力和重力是平衡力,重力G=mg+2m铁g=(22 000 kg+220 kg+3×80 kg)×10 N/kg+2×10 N/kg×m铁=224 600 N+2×10 N/kg×m铁;受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10 N/kg×8.2 m×3 m×3.4 m=836 400 N;因为F浮=G,所以铁块的质量m铁=836 400 N-224 600 N2×10 N/kg=30 590 kg;铁块的体积为V=m铁ρ铁=30 590 kg7.9×103 kg/m3≈3.8 m3.。