专题八 浮力（学案）——2023届中考物理一轮复习

专题八 浮力
课程要求
1.通过实验，认识浮力。
2.探究浮力大小与哪些因素有关。
3.知道阿基米德原理，运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。
一、浮力
1.浮力
（1）定义：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫浮力。
（2）方向：总是竖直向上。
（3）公式：。
（4）施力物体：液体（或气体）。
2.“称重法”测量浮力
如图所示，将物体浸在液体中静止时，对物体进行受力分析可知：F浮+F=G，即F浮=G-F。因此，只要测出物体的重力G和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F，即可由F=G=F求出物体浸在液体中时所受浮力的大小。
3.浮力产生的原因
图示 受力面 深度 压强 压力 原因
前、后 相等 相等 F前=F后，二者是一对平衡力 液体（或气体）对浸在其中的物体产生的向上的压力差
左、右 相等 相等 F左=F右，二者是一对平衡力
上、下 h上4.决定浮力大小的因素
物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
说明：①浮力的大小与物体浸在液体中的体积V浸有关，跟物体的体积V物无关。②物体浸没时所受浮力与物体浸在液体中的深度无关。
二、阿基米德原理
1.实验：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
（1）操作过程：
（2）实验结论：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所受的重力。
（3）表达式：
注意：
①注入溢水杯中的水的液面必须至溢水口，只有这样，溢出的水的体积才等于物体排开水的体积。
②必须保证物体排开的水全部流入小桶中，才会有物体所受的浮力等于溢出的水所受的重力。
③将物体浸入溢水杯时，要缓慢浸入手不要晃动，直至水不再流出为止，为了使实验精确，最好把弹簧测力计固定在铁架台上。
④为减小实验误差，应先测空小桶的重力，再测小桶和排开的水的总重力。
2.使用阿基米德原理的注意事项
（1）适用于液体，也适用于气体。
（2）V排是指被物体排开的液体的体积。
三、物体的沉浮条件及应用
1.物体的沉浮条件
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
2.物体沉浮条件的应用
应用 原理和特点
木船 物体的密度小于液体的密度，可以漂浮在液体的表面上，做成空心的以增大可利用的浮力
轮船 物体的密度大于液体的密度，做成空心的可以漂浮在液体的表面上，也增大了可以利用的浮力；轮船载重大小用排水量表示，指轮船按照设计要求满载货物时排开水的质量
潜水艇 通过水舱吸水和排水的方式改变自身重力来实现上浮和下沉
气球和飞艇 靠充入密度小于空气密度的气体（如热空气、氢气及氦气等）来工作
密度计 根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成，用来测定液体密度的仪器；液面所对密度计刻度越靠下，液体密度越大。
一、判断物体是否受浮力
判断物体是否受到浮力，一般要从产生浮力原因考虑，如果物体下表面与液体或气体接触，即受到液体或气体对物体向上的压力，则物体受到浮力的作用；如果物体下表面紧贴容器底或与容器底连成一体，物体下表面与液体或气体无法接触，即液体或气体不能产生对物体向上的压力，则物体不受浮力的作用。
二、探究浮力的大小跟哪些因素有关
浮力的大小与液体的密度和物体浸在液体中的体积有关，在实验分析和判断时要注意运用控制变量法。在和用“称重法”（即F浮=G－F拉）测浮力时，要注意不能让物体与容器底或侧壁接触，否则，所测浮力值可能偏大；计算时，要注意物体的重力G是不变的，但是F拉是可以变化的。
典例1.有一实心球形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的示数为15N，当把物体的一半体积浸入水中时，测力计的示数为6N。则此时物体受到的浮力是( )
A.9N B.6N C.18N D.15N
答案：A
解析：物体浸入水中时，受到向上的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的浮力处于平衡状态，则此时物体受到的浮力为
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
典例2关于物体浸在水中受到的水的浮力，下面说法中正确的是( )
A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.没入水中的物体在水中位置越深受到的浮力越大
C.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
D.物体的体积越大受到的浮力越大
答案：C
解析：A.比较沉在水底的物体和漂在水面的物体受到的浮力大小，关键是看排开水的体积大小，不知道排开水的体积大小，无法比较，故A错；
B.物体浸没以后，不管在什么位置，排开水的体积不变，所受浮力也不变，故B错；
C.根据可知，水的密度一定，物体排开水的体积越大，受到的浮力越大，故C正确；
D.浮力的大小取决于液体密度、排开液体的体积，跟物体的体积大小没有关系，浸在水中的物体，排开水的体积越大，受到浮力越大，故D错误。
故选C。
典例3如图所示，A和B是能自由运动的正方体，C和D是容器自身凸起的一部分，现在往容器中注入一些水，则下列说法中错误的是( )
A.A物体一定受到浮力作用 B.B物体一定受到浮力作用
C.C部分一定受到浮力作用 D.D部分一定受到浮力作用
答案：C
解析：A.水对A物体的上下表面都有压力，有向上和向下的压力差，所以A物体一定受浮力的作用，故A正确，A不符合题意；
B.B物体的上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，则水对B物体有向上和向下的压力差，所以B物体受浮力的作用，故B正确，B不符合题意；
C.C物体的上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力（C是容器自身凸起的一部分），则水对C物体没有向上和向下的压力差，所以C物体不受浮力的作用，故C错误，C符合题意；
D.水对D物体的上下表面都有压力，有向上和向下的压力差，所以D物体受浮力的作用，故D正确，D不符合题意。
故选C。
典例4在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，可以探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关的是图中的( )
A.甲和丙 B.甲和乙 C.乙和丁 D.丙和丁
答案：A
解析：要探究物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关时，要控制液体的密度不变，改变物体排开液体的体积，由以上四图可知甲丙两图符合，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
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