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2023浙江中考科学一轮复习(基础版)
第19讲 浮力
浮力(八上教材P11)
2.浮力的分析与计算
(1)直接运用阿基米德原理:F浮=G排=____________。
竖直向上
ρ液gV排
(2)称重法:F浮=__________,其中F′为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
重力
G物-F′
【注意】称重法分析浮力时需注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。
(3)平衡条件法:____________,一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
F浮=G物
1.(2022,广州)两个量筒均装有20 mL的水,往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,水的密度为1 g/cm3,g取10 N/kg,则( )
A.甲的体积为40 cm3
B.甲受到的浮力为0.4 N
C.乙排开水的体积小于20 mL
D.乙受到的浮力小于甲受到的
B
2.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则它们在水中所受浮力相等的是( )
A.甲和乙
B.乙和丙
C.丙和丁
D.甲和丁
C
物体浮沉条件及应用(八上教材P14)
1.物体在液体中的浮沉条件(取决于F浮与G物的大小)
>
<
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮______G F浮______G F浮______G F浮______G F浮+FN
______G
ρ液______ρ物 ρ液______ρ物 ρ液______ρ物
V排______V物 ρ液______ρ物
V排______V物 ρ液______ρ物
V排______V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处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
=
=
=
>
<
=
=
>
<
<
=
2.沉浮条件的应用:潜水艇是通过改变____________来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的________条件,其刻度是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是________条件。
自身重力
漂浮
悬浮
3.(2022,嘉兴)学习了物体的浮沉条件后,小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,放手后两气球的运动情况是( )
A.冷水、热水中都下沉
B.冷水中下沉,热水中上升
C.冷水、热水中都上升
D.冷水中上升,热水中下沉
D
浮力的简单计算
阿基米德原理是计算浮力的普遍适用方法。计算浮力的特殊方法有:当物体漂浮或悬浮时,物体处于二力平衡状态,F浮=G物。究竟选用哪种方法,必须根据物体所处的状态。
【例1】 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5 N。把零件浸入密度为0.8×103 kg/m3的液体中,当零件 的体积露出液面时,测力计的示数是6 N,则金属零件的体积是(g取10 N/kg)( )
A.2×10-4 m3
B.2.5×10-4 m3
C.6×10-4 m3
D.7.5×10-4 m3
B
1.(2022,温州节选)排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果。
排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔。排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。(水的密度取1.0×103千克/米3)
判断浮力的变化
判断浮力变化时,首先判断物体是否是平衡状态,然后再选择合适的公式判断浮力大小的变化。
【例2】 (2021,绍兴)如图所示,
已知鸡蛋的质量为55克,体积为
50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清
水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图
甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
B
2.(2022,湖州)两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则( )
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度与液体的密度相等
C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,
容器底部受到的压力大小不变
D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,
容器底部受到液体的压强不变
C
【例】 (2021,金华)某校“制作浮力秤”项目研究小组,制成如图所示浮力秤。使用过程中,发现称量范围较小,有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体
漂浮时F浮=G物的原理工作的;
浮力大小与液体密度和物体排开
液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密
度存在怎样的定量关系?
【方案设计】
器材:悬挂式电子秤、金属块(4.0 N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤:①将金属块挂在电子秤下,读取电子秤示数并记录;
②将金属块浸没在盛水的烧杯中,读取电子秤示数并记录,然后取出金属块擦干;
③按照步骤②的操作,换用不同密度的溶液,多次重复实验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度
ρ液(g/cm3) - 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数
F拉(N) 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮(N) - 0.4 0.5 x 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是______。
(2)实验过程中,除步骤①外,其余每一次测量,金属块都需要浸没,其目的是______________________________________。
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论,认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是____________________。
【得出结论】……
【知识应用】
(4)根据以上探究,写出一种增大浮力秤称量范围的方法:____________________________。
0.6
控制金属块排开的液体的体积相同
金属块碰到烧杯底部
换用密度比水大的液体