(共18张PPT)
第十章 浮力
第1节 浮力
知识梳理 导学园地
1.浮力 (1)浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它 的力;浮力的方向: ;施力物体: 或 。 (2)测量:浮力大小可以用 法进行测量,F浮= 。 (3)产生原因:液体对浸在它里面的物体的下表面压力大于上表面压力,从而产生向 的压力差,即可以用压力差法计算浮力F浮= 。 2.决定浮力大小的因素 物体浸在液体中的 越大,液体的 越大,浮力就越大。
1.浸在液体中的物体,无论是浸没在液体里,还是只有一部分浸入液体里,都要受到液体对物体的浮力作用。
2.水中下沉的物体也受到浮力作用,且浮力的方向总是竖直向上。
向上
竖直向上
液体
气体
称重
G-F
上
F向上-F向下
体积
密度
知识点一:浮力
【典题1】如图所示是物体A浸入水中前后弹簧测力计示数的示意图。由此可知,物体A的质量为 kg,物体A受到的浮力为 N。(g取10 N/kg)
名师点睛
一般来说,浸入液体中的物体会受到浮力,但不是绝对的。当浸在液体中的物体下表面不在液体中或下表面与容器底部紧密接触,物体将不受浮力作用,只受向下的压力。如河中桥墩、打入河床的木桩等,虽然浸入水中,但都不受浮力。
0.4
1
【变式1-1】如图所示,作出漂浮在水面上的物体所受的浮力的示意图。
【变式1-2】如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它上表面受到的压力为1.8 N,下表面受到的压力为3 N,则该物体受到的浮力大小为 N。
1.2
答案：如图所示
知识点二:探究影响浮力大小的因素
【典题2】在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想。
猜想A:可能与物体浸没液体的深度有关;
猜想B:可能与物体排开液体的体积有关;
猜想C:可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明利用如图所示的装置,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图a和b、c,可知猜想 (填序号)是正确的。
(2)分析图a和 可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)分析图a和d、e、f,可得出浮力的大小与液体的密度之间的关系是:物体排开液体的体积相同时, 。
(4)若物体浸在液体中,不小心碰到容器的底部,则测得的物体所受的浮力 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
B
c、d
液体的密度越大,物体所受的浮力越大
偏大
名师点睛
探究影响浮力大小的因素应用“称重法”和“控制变量法”。
(1)称重法:F浮=G-F拉,G表示物体的重力,F拉表示物体浸入液体中时弹簧测力计的示数。
(2)控制变量法:探究物体浸入液体的体积对浮力大小的影响时,控制液体密度相同;探究液体密度对浮力大小的影响时,控制物体浸入液体的体积相同;如果要探究物体浸入液体的深度对浮力大小的影响,应控制液体密度和物体浸入液体的体积都相同。
【变式2-1】两手分别拿着一个小木块和一个大石头,把它们都浸没在水中,同时松开手,小木块上浮,大石头下沉,比较受到浮力的大小有( )
A.小木块因为上浮,所受浮力大于大石头受到的浮力
B.大石头体积大,受到的浮力比小木块大
C.小木块和大石头都浸没在水中,所受浮力相等
D.没有测力计测量,所受浮力大小不能确定
B
【变式2-2】小华将重为3 N的石块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中,石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示,则石块在水中所受浮力为 N;从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的 有关。
1
密度
【易错专攻】
易错点:不能正确判断物体是否受到浮力
1.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是( )
A.A物体一定受浮力作用
B.B物体一定受浮力作用
C.C部分一定受浮力作用
D.D部分一定受浮力作用
C
2.取一个饮料瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮,如图甲。用手指堵住瓶口,乒乓球上浮起来,如图乙、丙。乒乓球不上浮的原因是:乒乓球上表面 水对它的压强,下表面 水对它的压强(以上两空选填“受到”或“不受”)。乒乓球上浮的原因是:水对乒乓球上表面的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)水对乒乓球下表面的压强。
易错提醒
浮力产生的原因是浸在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同。浸在液体中的物体不一定受到浮力的作用,如物体底部与容器底部完全密合,物体的下表面不受液体向上的压力,这种情况下物体一般不受浮力的作用。
受到
不受
小于
【基础达标练】
1.下列物体中,不受浮力作用的是( )
A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩
C.水面上行驶的轮船 D.空中上升的气球
2.一枚鸡蛋静止在一个盛有盐水的容器中,容器放在斜面上,如图所示。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( )
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
B
C
3.如图所示是“太空教师”王亚平在中国空间站为广大青少年带来的浮力消失实验的情景。下列说法正确的是( )
A.乒乓球不受浮力
B.乒乓球在水中静止时所受的重力与浮力平衡
C.乒乓球下表面所受的压力大于上表面所受的压力
D.若此时在水中放一个实心铁球,铁球会沉入水中
4.如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
A.①→②
B.②→③
C.③→④
D.④→⑤
A
A
5.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( )
A.甲和丙
B.甲和乙
C.乙和丁
D.丙和丁
6.如图所示,将重15 N的物体挂在弹簧测力计下,使其缓慢浸入水中的过程中,弹簧测力计的示数 ,物体受到的浮力 (以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。当物体的一半浸入水中时,弹簧测力计的示数是10 N,当物体全部浸入水中时,弹簧测力计的示数是 N。
A
变大
变小
5
7.如图所示,将重为G 的正方体石块沿竖直方向缓慢浸入水中,直至上表面离水面有一段距离(没有碰到容器底)。请在图乙中画出石块所受拉力F 随下落高度h 变化的图像。
【能力提升练】
8.(多选)如图所示,一弹簧上端与物块相连接,下端固定在容器底部。已知物块所受重力大小为5 N,弹簧受到物体给它的力大小为3 N,则物体所受的浮力大小( )
A.可能为8 N B.可能为5 N
C.可能为3 N D.可能为2 N
答案：如图所示
AD
9.如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)如图甲所示,物体重 N。
(2)如图乙所示,把物体浸没在水中时,弹簧测力计的
示数为3.2 N,物体所受浮力的大小为 N。
(3)分析乙、丙两图所示实验数据可得:物体所受浮
力的大小与 有关。
(4)若要探究物体所受浮力的大小与物体的密度是否有关,应选择下图中 (填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
4.2
1
液体的密度
C、D
10.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水中),如图甲所示,然后将其逐渐浸没水中,如图乙所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,g取10 N/kg,求:
(1)圆柱体受到的最大浮力。
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到水的压力。
(3)圆柱体刚浸没时下表面受到水的压强。
解:(1)由图乙可知
F浮=G-F=2.0 N-1.4 N=0.6 N。
(2)圆柱体刚浸没时,圆柱体的上表面不会受到水的压力,由浮力的产生原因可知F下=F浮=0.6 N。
(3)由图乙可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为h=12 cm=0.12 m,则p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa。
1.(2024 山东枣庄中考)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,则圆柱体受到的最大浮力是 N,圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的浮力是 N。(g取10 N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
2
1 000
2
2.(2024 内蒙古兴安盟中考)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”
的实验中,使用的器材有弹簧测力计、带盖的玻璃瓶(瓶盖的质量、体
积和形变忽略不计)、柱形容器等,操作过程如下:
(1)在容器中装入适量的水,将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下,并浸入水中,如图甲所示,容器中水面上升h,弹簧测力计示数为F。
(2)如图乙所示,将玻璃瓶浸没水中,容器中水面又上升h,弹簧测力计示数为0.7F,由此可知浮力的大小与 有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,说明物体所受浮力的大小与 无关,此过程中瓶底所受的压强大小变化情况是 。
(3)为探究浮力大小与物重是否有关,将玻璃瓶中的一部分水倒出,再将玻璃瓶浸没到容器的水中,如图丙所示,弹簧测力计示数为0.5F。经过测量,图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均
为 F,说明浮力的大小与物重无关。
物体排开液体的体积
浸没深度
变大
0.6
3.(2024 四川广安中考节选)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想。
猜想1:浮力的大小与物体浸没的深度有关;
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程。
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而 ,与物体浸没在液体的深度无关。
(2)根据 三图,可验证猜想2是正确的。
(3)为了验证猜想3,小丽找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠,原因是 。
增大
A、D、E
没有控制物体排开液体的体积相同(共4张PPT)
第十章 浮力
第4节 跨学科实践制作微型密度计
1.一中学物理兴趣小组用吸管制作了密度计,他们发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是( )
A.换大的容器做实验 B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重
2.(多选)木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计。甲、乙两个相同的容器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲、乙容器中,静止后密度计的位置如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B.密度计在甲、乙容器中排开液体的质量相等
C.甲容器中液体对容器底的压强等于乙容器中液体对容器底的压强
D.未放入密度计前,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
B
ABC
3.如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计 (选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”)在被测液体中。将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中,可以判断:ρ1 ρ2。若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1 m2。(后两空均选填“>”“<”或“=”)
4.物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的
两个烧杯中,静止时液面相平如图所示。密度计在液体中受到的浮力
F甲 F乙,液体对杯底的压强p甲 p乙。(均选填“>”“<”
或“=”)
漂浮
<
=
=
<
5.某中学课外兴趣小组在综合实践活动中研究了简易密度计的制作。他们取一根饮料吸管,将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来,使其能竖直漂浮在液体中。
(1)将吸管竖直漂浮在密度为1.0×103 kg/m3水中,在吸管上水面到达的位置标出密度刻度,测出吸管浸入水中的深度为8 cm。若吸管竖直漂浮在某种液体中,测出吸管浸入液体中的深度为10 cm,则此种液体的密度为 kg/m3。若吸管竖直漂浮在密度为1.2×103 kg/m3的盐水中,则吸管浸入盐水中的深度为 cm。
(2)根据以上数据,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和 。
(3)要使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,以使测量结果更精确,可适当 (选填“增大”或“减小”)配重。
0.8×103
6.67
上端刻度疏、下端刻度密
增大(共15张PPT)
第十章 浮力
第2节 阿基米德原理
知识梳理 导学园地
阿基米德原理 (1)内容:浸在液体中的物体受到竖直向 的浮力,浮力的大小等于它 。 (2)公式:F浮= 或F浮= 。从式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的 和物体 有关,而与物体的质量、体积、形状、浸没的深度等均无关。 (3)适用范围: 。
浮力等于物体排开的液体所受的重力,不一定等于物体的重力。
上
排开的液体所受的重力
G排
ρ液V排g
密度
排开液体的体积
液(或气)体
知识点一:探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
【典题1】某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是 。
丙、甲、丁、乙
(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为 kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮 (选填“>”“<”或“=”)G排,从而验证了阿基米德原理的正确性。
(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强 (选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。
(5)若换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图 步骤中可不使用弹簧测力计。
(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮 (选填“>”“<”或“=”)G排(小桶中液体所受重力)的结论。
名师点睛
(1)物块浸入水中时,不要接触容器壁或容器底部。
(2)要确保溢水杯中水面与溢水口相平,要将物块轻轻浸入杯中,不要上下抖动。
2.8×103
=
一直不变
丁
>
【变式1-1】(多选)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没在水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力F浮=F2-F1
B.溢水杯对桌面的压力F甲=F乙
C.水对溢水杯底部的压强p甲
D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
BD
知识点二:阿基米德原理及其应用
【典题2】(2024海南中考)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3 N,柱体下表面受到水的压力为2 N,则柱体受到的浮力为 N,其密度是 kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g 取10 N/kg)
名师点睛
阿基米德原理的应用
求液体密度:ρ液= ；求物体密度:ρ物= ；
2
2.5×103
【变式2-1】小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,g取10 N/kg,求:
(1)物体的质量。
(2)物体在水中受到的浮力。
(3)某液体的密度。
【易错专攻】
易错点:浮力大小的误判
1.用手将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时浸没水中,放手后发现:实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面,如图所示。比较实心球和乒乓球浸没水中时受到的浮力大小,则( )
A.实心球受到的浮力大 B.乒乓球受到的浮力大
C.它们受到的浮力一样大 D.不能确定
2.如图所示,四个体积相同而材料不同的球甲、乙、丙、丁分别静止在水中的不同深度处。下列说法正确的是( )
A.甲球所受的浮力最小 B.乙球所受的浮力最小
C.丙球所受的浮力最小 D.丁球所受的浮力最小
易错提醒
由于对阿基米德原理理解不深,误认为在液体中上浮的物体受浮力,下沉的物体不受浮力;或者上浮的物体受到的浮力大,下沉的物体受到的浮力小。
A
A
【基础达标练】
1.如图所示为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。下列关于该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况,叙述正确的是( )
A.密度和浮力都不变 B.密度和浮力都变大
C.密度变小,浮力不变 D.密度变小,浮力变大
2.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气球升上空中(不计体积变化)。若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法正确的是( )
A.F氢>F空 B.F氢=F空
C.F氢D
B
3.(多选)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子的中央,再把空的饮料罐逐渐按入水中,在手感受到浮力增大的同时,会看到排开的水不断地溢至盘中。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.说明饮料罐受到的浮力大小与它排开水的体积有关
B.手对饮料罐的作用力始终等于饮料罐对手的作用力
C.饮料罐受到的浮力大小始终等于饮料罐受到的重力
D.饮料罐受到的浮力大小始终等于烧杯中溢出水的重力
4.(2023江苏常州中考)为拯救濒危物种中华鲟,生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后,胶囊与潜入水中的中华鲟脱离,最终漂浮于江面发射定位信号,脱离后,胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的( )
ABD
D
5.小俊用弹簧测力计吊着质量为1.35 kg的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为100 cm2、高为5 cm,则圆柱体下降过程中( )
A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为11 N
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为8.5 N
6.(2024广东广州中考)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a 处驶入低密度海水区,“掉深”到b 处。与a 处相比,潜水艇在b 处( )
A.受到浮力大小变小
B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变
D.排开液体重力变大
C
A
【能力提升练】
7.如图甲所示是“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中的一个实验步骤,溢水杯装满水。
①图甲中,在O点画出此时物块所受的重力G和拉力F的示意图;
②接下来提着物块,使其向下缓慢浸入水中,直至接近容器底部时(与容器底部无接触),弹簧测力计的示数变为F';请在图乙中大致画出此过程中排入小桶中的水所受的重力GN与物体下表面在水中的深度h的关系图像。
答案：如图所示
1.(2024 贵州中考)如图甲所示,将两实心正方体金属块A和B(mA=mB,VA答案：如图所示
2.(2022贵州铜仁中考)如图所示,将棱长为20 cm的正方体放入水中,正方体浸入水中的深度为10 cm,已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)水对正方体下表面的压强。
(2)正方体受到的浮力。
(3)正方体的密度。
答案：(1)1×103 Pa
(2)40 N
(3)0.5×103 kg/m3
3.(2024四川自贡中考)自贡某初级中学物理科技小组的同学们用弹簧测力计悬挂一实心长方体不吸水砖块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与砖块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略砖块浸入水中时游泳池水面高度的变化,已知g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,p大气=1.013×105 Pa,求:
(1)砖块浸没在水中时所受浮力的大小。
(2)砖块的密度。
(3)砖块刚好浸没时,其下底面所受的压强。(共9张PPT)
章末复习与拔高
【网络建构】
【易错过关】
易错点一:对阿基米德原理理解错误
1.将体积相同的三个实心小球,分别放入盛有水的A、B、C三个容器中,静止后的位置如图所示,若三个小球所受的浮力分别用FA、FB、FC表示,则它们的大小关系是 ;
若相同的一个小球分别放在装有A、B、C三种不同液体的容器中,则FA、FB、FC的大小关系是 ,三种液体的密度ρA、ρB、ρC的大小关系是 。
FAFA=FB=FC
ρA>ρB>ρC
2.体积相同、密度不同的三个实心小球A、B、C放入同种液体中静止时,
所处位置如图所示。A、B、C三个小球受到的浮力分别为FA、FB、FC,则
FA FB FC(以上均选填“>”“<”或“=”),其中密度最小
的是 球。
易错点二:利用浮沉条件判断物体的空心问题
3.分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个小球,将它们放入水中,三个小球静止时位置如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲小球一定是空心的
B.乙小球一定是空心的
C.丙小球一定是空心的
D.三个小球都是实心的
<
=
A
B
【高频考点过关】
考点一:阿基米德原理及其应用
1.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计的读数F 随圆柱体上升高度h 的关系如图乙所示,下列说法正确的是(g 取10 N/kg)( )
A.圆柱体的高是5 cm
B.圆柱体受到的重力是6 N
C.圆柱体受到的最大浮力是4 N
D.圆柱体的密度是1.5 g/cm3
C
2.(2024河南中考)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置,所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是( )
A.F甲=F乙=F丙
B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙>F丙
D.F甲3.(2024山东威海中考)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4 N,再将其浸没水中测力计示数为0.4 N,则土豆的密度是 g/cm3。
B
大于
1.2
4.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160 g煤油溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180 g水溢出,已知煤油的密度是0.8×103 kg/m3,则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是( )
A.下沉,1.1×103 kg/m3
B.漂浮,0.85×103 kg/m3
C.悬浮,1.0×103 kg/m3
D.漂浮,0.90×103 kg/m3
5.如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中小球受到的浮力大
B.乙烧杯中小球排开液体的质量大
C.甲烧杯中液体的密度大
D.乙烧杯底部受到的液体压强大
D
C
考点三:压强、浮力的综合计算
6.某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1=10 cm 时,容器处于直立漂浮状态,如图甲所示。已知容器的底面积S=25 cm2,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。
(1)求水对容器下表面的压强。
(2)求容器受到的浮力。
(3)从容器中取出100 cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8 cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图乙所示,求液体的密度。(共11张PPT)
第十章 浮力
★专项集训二 浮力大小的比较与计算
类型一 浮力的大小比较与计算
解题策略
计算浮力的四种方法
(1)压力差法:F浮=F向上-F向下。
(2)称重法(重力差法):F浮=G-F拉。
(3)原理法(公式法):F浮=G排=ρ液gV排。
(4)平衡法(漂浮、悬浮):F浮=G物=ρ物gV物。
1.如图所示,三个体积相等的小球静止在水中,它们受到的浮力大小正确的是( )
A.FA>FB>FC
B.FAC.FAD.FA>FB=FC
C
2.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
D
3.如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10-3 m2的圆柱形薄壁容器,容器
中装有质量为0.5 kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5 m3的
物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×
10-5 m3。(g取10 N/kg,水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小。
(2)求物块的密度。
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强。
类型二 与浮力有关的密度、压强问题
解题策略
利用浮力计算密度、压强的一般思路
(1)浸没在液体中的物体,利用称重法和阿基米德原理进行综合计算。
(2)利用漂浮或悬浮时浮力等于重力,找出等量关系。
(3)利用悬浮时物体密度等于液体密度,找出等量关系。
4.如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮、B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受的浮力分别为FA、FB,则( )
A.p甲B.p甲FB
C.p甲>p乙,FA=FB
D.p甲>p乙,FAC
5.(2024 甘肃兰州中考)将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积相等但形状不同,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平,下列说法正确的是( )
A.A物体体积大于B物体体积
B.甲液体密度大于乙液体密度
C.A物体所受浮力小于B物体所受浮力
D.甲、乙两液体对容器底部的压强相等
A
6.如图所示,一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中的水深h=20 cm。某同学将一个实心物体挂在弹簧测力计上,在空气中称得物体的重力G=7.9 N,再将物体缓慢浸没在容器的水中,物体静止时与容器没有接触,且容器中的水没有溢出,弹簧测力计的示数F=6.9 N(g取10 N/kg)。求:
(1)物体放入水中前,容器底部受到水的压强。
(2)物体浸没时受到水的浮力。
(3)物体的密度。
答案：(1)2 000 Pa (2)1 N (3)7.9×103 kg/m3
7.潜水艇为增强国防力量、维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103 m3,水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107 N,最大下潜深度
可达400 m。海水密度取1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)最大下潜深度处的海水压强。
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力。
(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
类型三 利用浮力测密度
解题策略
利用阿基米德原理测物质密度的方法
(1)用弹簧测力计测出物体重力G,求出物体的质量m。
(2)将物体浸没在水中,读出此时弹簧测力计的示数F。
(3)根据F浮=G-F,求出物体受到的浮力F浮。
(4)根据F浮=ρ水gV排,求出物体的体积V=V排= 。
(5)求出物体的密度ρ= 。
8.如图所示,在弹簧测力计下挂一个圆柱体物块,让其缓慢浸入水中。弹簧测力计的示数F随圆柱体下降的高度h变化的图线如图乙所示,则圆柱体受到最大的浮力是 N;圆柱体的密度ρ物= kg/m3。
2
1.5×103
9.“十年禁渔”使长江生态不断恢复,江面上再现“江豚群舞”的场景。小明利用3D打印机打印出的江豚模型如图甲所示,把模型放在天平的左盘,天平平衡时,右盘中无砝码,游码对应的示数如图乙所示,模型的质量为 g;将模型放入盛满水的溢水杯中,溢出水3 g;该模型在水中静止时是 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)的,打印材料的密度是 g/cm3,放入模型后,水对杯底的压强大小将 。
3.6
沉底
1.2
不变
10.如图所示,将一棱长为0.1 m 均匀、实心的正方体木块投入水中,木块静止时有 的体积露出水面,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)木块静止时,受到水的浮力。
(2)该木块的密度。
(3)木块静止时,木块底部受到水的压强。
答案：(1)7.5 N (2)0.75×103 kg/m3 (3)750 Pa(共16张PPT)
第十章 浮力
第3节 物体的浮沉条件及应用
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知识点一:物体的浮沉条件
【典题1】把重10 N、密度为0.9×103 kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态,物体所受浮力为 N,排开水的体积是 m3。(g 取10 N/kg)
排开水的体积
排开水的质量
自身重力
小于
漂浮
10
1.0×10-3
名师点睛
物体浮沉的判断
【变式1-1】某一木块的体积为100 cm3,所受的重力为0.8 N,漂浮在水面上静止时受到的浮力为 N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为 N。(g 取10 N/kg)
0.8
1
【变式1-2】如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙
两种液体中,由此可判断ρ甲 ρ乙;若A物块在两种液体中受到的
浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙。(均选填“> ”“< ”或“= ”)
知识点二:物体浮沉条件的应用
【典题2】2020年海军节前夕,075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水。这艘两栖攻击舰长约235 m,宽约36 m,排水量约为3.5×104 t,是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰(g 取10 N/kg)。下列说法正确的是( )
A.此军舰满载时受到的浮力约为3.5×104 N
B.军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力
C.此军舰从长江驶入东海后,船体会下沉一些
D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
>
>
D
名师点睛
有关轮船的“吃水”深度
轮船航行时一定是漂浮状态,F浮=G物。所以轮船不论是在海里行驶还是在河里行驶,它所受到的浮力都不变。由F浮=G排=ρ液gV排,轮船从海里驶入河里,由于ρ河<ρ海,所以轮船排开水的体积V排河>V排海,即排开水的体积将变大,即“吃水”深度会增加一些。
【变式2-1】如图甲所示,烧杯里盛有6 ℃的水,小球在水中恰好悬浮。经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0 ℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先下沉然后上浮
B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉
D.浮力变大,一直上浮
C
【变式2-2】如图所示是我国正在训练的某型号战略核潜艇,当其由图中所示位置下潜至海面下某深处的过程中,潜艇水舱充排水情况、受到的浮力及水对它的压强变化情况正确的是( )
A.水舱排水:浮力变小;水对它的压强变小
B.水舱充水:浮力变大;水对它的压强变大
C.水舱充水:浮力先变大,后不变;水对它的压强变大
D.水舱充水:浮力先变大,后不变;水对它的压强变小
C
【易错专攻】
易错点:物体的浮沉条件
1.(多选)小京洗水果时,发现体积较小的橘子漂浮在水面上,而体积较大的杧果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.橘子的密度小于杧果的密度
B.橘子受到的浮力大于它受到的重力
C.橘子受到的重力小于杧果受到的重力
D.橘子受到的浮力大于杧果受到的浮力
2.两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示。对于图中情景,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两种液体的密度ρ甲<ρ乙
B.甲、乙两液体的质量m甲>m乙
C.小球在甲、乙两种液体中所受的浮力F甲>F乙
D.甲、乙两种液体对容器底的压强p甲=p乙
AC
B
易错提醒
当影响浮力大小的两个因素(液体的密度、物体排开液体的体积)都不相同时,可以考虑先由浮沉条件分析出不同情况下物体所受浮力与自身重力之间的大小关系,再比较浮力的大小。
【基础达标练】
1.(多选)“奋斗者”号是我国自主研发建造的第一艘万米级全海深载人潜水器。某次执行任务时,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10 909 m。当“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时,其总质量为36 t,体积为30 m3(海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
B.“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变自身重力大小实现的
C.“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时受到海水压强为1×108 Pa
D.“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时受到海水浮力为3.6×105 N
BC
2.如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则( )
A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
3.(2024四川内江中考)“青岛”号驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
A
B
4.小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是( )
A.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
B.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
5.(2024江苏南通中考)将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小
B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
B
B
6.如图所示,某艘航母的满载排水量为67 500 t,当航母满载时静止在水面
上受到的浮力为 N;舰体底部在水面下10 m深处受到海水的
压强是 Pa。(ρ海水=1.03×103 kg/m3,g 取10 N/kg)
7.某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图所示)。要使
潜水艇下潜,应对水舱 (选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,
海水对潜水艇上、下表面的压力差 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.如图甲中,一重为G的小球在水中正在加速上浮,请你在图乙中画出小球所受的浮力与小球运动时间的关系图。
6.75×108
1.03×105
注水
不变
答案：如图所示
9.(2024黑龙江绥化中考)如图,一长方体物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积是总体积的,当它漂浮在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的。水和液体对物块下表面的压强分别为p1和p2,则p1 (选填“> ”“< ”或“= ”)p2。杯中液体的密度是 kg/m3。(物块质量分布均匀且不吸水和液体)
=
1.2×103
10.科技小组的同学对物体的浮沉条件进行探究。在一个圆柱形容器底部, 放一个棱长为10 cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图所示的图像(g 取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)。求:
(1)水的深度到达5 cm时,水对容器底部的压强。
(2)水的深度到达12 cm时,物块浸在水中的体积。
(3)物块的密度。
1.(2022贵州遵义中考)094型战略核潜艇是我国自主研发的核潜艇,下列有关该潜艇说法正确的是( )
A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力大于自身重力
D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
2.(2024 贵州中考)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,
冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重
力而 ;茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉。
D
上浮
大于
3.(2023贵州中考)半潜船是专门从事运输舰船、石油钻井平台等大型设备的海运船舶。如图所示是我国半潜船“新光华”号,装载货物前,海水进入船内的压载水舱,甲板逐渐下潜至海面以下,但船楼建筑仍露出海面;把货物拖拽至甲板上方时,从压载水舱向外排出海水,半潜船逐渐上浮并托起货物直至甲板浮出海面一定高度,这样就完成了货物装载。
(1)半潜船装载货物时处于哪种浮沉情况
(2)若装载质量更大的货物,在保持甲板浮出海面高度相同的情况下,需要从压载水舱排出更多海水,请用浮力知识解释从压载水舱多排海水的原因。
答案：(1)由题意可知,半潜船装载货物时,船楼建筑仍露出海面,根据物体的浮沉状态可知,半潜船装载货物时处于漂浮状态。
(2)排开水的体积一定的情况下,所受浮力相同,处于漂浮状态,浮力等于重力,所以必须保持自身重力相同,装载质量更大的货物时,需要从水舱排出更多海水,保持重力不变。
