第10课时　浮力 课件--《中考快车道》物理总复习

(共28张PPT)
第10课时　浮力
第二单元
2026
内容索引
01
基础自主导学
02
规律方法探究
基础自主导学
一、浮力
1.浮力的概念
浸在液体中的物体受到的向上的力。
2.浮力的方向
竖直向上。
3.决定浮力大小的因素
(1)浮力大小与物体排开液体的体积有关,液体的密度相同时,排开液体的体积越大,浮力就越大。
(2)浮力大小与液体的密度有关,物体排开液体的体积相等时,液体的密度越大,浮力就越大。
二、阿基米德原理
1.阿基米德原理的内容
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。
2.阿基米德原理的公式
F浮=G排。
推导式:F浮=ρ液gV排。
3.阿基米德原理的适用范围
阿基米德原理适用于浸在液体和气体中的物体。
三、物体的浮沉条件及应用
1.浮沉条件
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 ρ液 > ρ物 ρ液 < ρ物
处于动态(运动状态不断发生改变),受到 非平衡力的作用 可以停留在液体中任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静止状态,受到平衡力的作用
2.悬浮和漂浮
项目 悬浮 漂浮
不 同 点 物体在液体中的位置 物体可以静止在液体内部任一位置 物体静止在液体表面上
实心物体,ρ物和ρ液的大小 ρ物=ρ液 ρ物<ρ液
排开液体体积 V物=V排 V物>V排
相同点 物体都处于平衡状态,各自所受的浮力和重力是一对平衡力
3.应用
(1)轮船:采用“空心”的办法增大可以利用的浮力。
(2)潜水艇:靠改变自身重力来实现上浮和下潜。
(3)气球和飞艇:充的是密度小于空气的气体。
规律方法探究
1.利用“控制变量法”探究影响浮力大小的因素
探究浮力大小跟哪些因素有关时,用“控制变量”的思想去分析和设计实验。
【例1】 在探究浮力的大小与什么因素有关的实验中,同学们提出了如下猜想:
A.可能与物体的密度ρ1有关;
B.可能与液体的密度ρ2有关;
C.可能与物体的体积V1有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积V2有关;
E.可能与物体浸在液体中的深度h有关。
小明所在的实验小组得到的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(足够多)、细线。
(1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和　　　(填字母即可)是否正确。
(2)他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在如图所示的位置,读出测力计的示数F1,接着向下移动弹簧测力计和铁块(实验过程中,铁块始终没有碰到杯底),增大h,待铁块处于　　　状态时,再读出测力计的示数F2。继续增大h,重复上述操作。若每次测量时,弹簧测力计的示数都相等,则说明猜想E　　　　　　。
解析:(1)因为器材中只有一个铁块,所以无法探究浮力与物体密度及体积的关系,不能验证猜想A、C。题目中只给出了一杯水,所以无法探究浮力与液体密度的关系,不能验证猜想B。可以在实验中改变物体浸在液体中的体积,所以可以验证猜想D。(2)由题图知,物体浸没在水中,实验过程中要在物体静止时读数,此时F浮=G-F。通过实验发现每次测量,弹簧测力计的示数都相等,说明所受的浮力不变,即浸没在液体中的物体所受的浮力与物体浸在液体中的深度h无关,所以猜想E错误。
答案:(1)D (2)静止　错误
探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验。
实验器材:体积相同的甲、乙两物体(ρ甲>ρ乙>ρ盐水>ρ水),弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳。
小明利用上述器材完成实验,记录数据如下表:
实验 序号 物体 物体重 力/N 液体密度/ (g·cm-3) 物体浸在液体中的体积/cm3 物体浸在液体中时弹簧测力计的示数/N 物体浸在液体中所受的浮力/N
1 甲 4 1.0 40 3.6 0.4
2 甲 4 1.0 60 3.4 0.6
3 甲 4 1.0 100 3.0 1.0
4 甲 4 1.2 100 ① ②
5 乙 2 1.2 100 0.8 1.2
(1)在第4次实验中,弹簧测力计的示数如图所示。这个弹簧测力计的分度值为　　　　 N,表格中①的数据为　　　　 N,②的数据为　　　　 N。
(2)分析比较第1、2、3次实验,能够得到物体在液体中受到的浮力大小与　　　　　　　　　　　　　　　有关;分析比较第3、4次实验,能够得到物体在液体中受到的浮力大小与
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　有关。
(3)探究物体在液体中受到的浮力大小与物体本身密度的关系时,应分析比较　　　　两次实验,根据实验数据可知物体在液体中受到的浮力大小与物体密度　　　　(选填“有关”或“无关”)。
答案:(1)0.2　2.8　1.2
(2)排开液体的体积　液体的密度
(3)4、5　无关
解析:(1)弹簧测力计的分度值是0.2 N,物体浸在液体中时弹簧测力计的示数为2.8 N,物体浸在液体中所受的浮力为F浮=G-F拉=4 N-2.8 N=1.2 N。
(2)分析比较第1、2、3次实验,其他因素都相同,只有排开液体的体积不同,所以得到物体在液体中受到的浮力大小与排开液体的体积有关;分析比较第3、4次实验,其他因素都相同,只有排开液体的密度不同,能够得到物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关。
(3)探究物体在液体中受到的浮力大小与物体本身密度的关系时,可选择排开液体体积相同、液体密度相同但物体密度不同的操作,操作4、5符合要求,通过计算浮力两次都为1.2 N,所以物体在同种液体中受到的浮力大小与物体密度无关。
2.关于浮力的计算问题
(1)称重法
把物体挂在弹簧测力计下,记下示数G(等于物体的重力),再把物体浸入液体中,记下弹簧测力计示数F,则F浮=G-F。
【例2】 如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20 cm。弹簧测力计挂着重为10 N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4 kg。g取10 N/kg。
(1)求弹簧测力计的示数。
(2)求物块的密度。
解析:(1)物块受到浮力
F浮=G排=m排g=0.4 kg×10 N/kg=4 N
弹簧测力计读数
F=G-F浮=10 N-4 N=6 N。
(2)由F浮=G排=ρ水gV排=ρ水gV物可得,物块的体积
V物=V排==4×10-4 m3
物块的质量m==1 kg
物块的密度ρ==2.5×103 kg/m3。
答案:(1)6 N　(2)2.5×103 kg/m3
【例3】 用手将一重力为5 N的物体全部压入水中,物体排开水的重力为8 N,此时物体受到的浮力为　　N,放手后物体将　　　　(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为　　　N,排开水的体积是　　　　 m3。
g取10 N/kg。
解析:物体受到的浮力F浮=G排=8 N;由于物体重力G=5 N,F浮>G,所以放手后物体将上浮。物体静止时漂浮在水面上,F浮'=G=5 N,此时排开水的体积
答案:8　上浮　5　5×10-4
(3)平衡法
漂浮于液体表面或悬浮于液体中的物体,根据二力平衡的知识可知,F浮=G。此方法适用于漂浮或悬浮的物体。
【例4】 将一块石蜡分别放入足量的水和酒精中,当石蜡静止时,它排开水的体积与排开酒精的体积之比为　　　。已知ρ石蜡=0.9×103 kg/m3,
ρ酒精=0.8×103 kg/m3。
解析:石蜡漂浮在水面上,则F浮=G,F浮=ρ水gV排,G=ρ石蜡gV,得ρ水gV排=
ρ石蜡gV,所以,而石蜡在酒精中会下沉,被浸没,所以排开酒精的体积等于石蜡块的体积,因此石蜡排开水的体积与排开酒精的体积之比为9∶10。
答案:9∶10
3.浮沉条件和阿基米德原理的综合运用
对于浮沉条件和阿基米德原理的综合应用问题,在近几年中考中经常出现,往往与密度、压强、二力平衡条件和杠杆等结合,题目难度一般较大,但只要灵活运用各种方法,问题就可以得到顺利解决。
【例5】 有一木块,放入水中静止后,有的体积露在水面上,若将它放入另一种液体中时,有的体积浸入液体中,求液体的密度。
解析:设该木块的体积为V木,放入水中后有的体积露在水面上,则意味着有的体积浸入水中,即V排=V木,那么,木块在水中受到的浮力F浮=ρ水·g·V木。
木块放入另一种液体中漂浮时,有的体积浸在液体里,即V排'=V木,液体对木块的浮力F浮'=ρ液·g·V木。
由于木块在水中和在液体中都是漂浮状态,其受到的浮力大小都等于重力,也就是液体和水对木块产生的浮力相等,即F浮=F浮',可得ρ水·g·V木=ρ液·g·V木。
代入数据可得ρ液=ρ水=1.25×103 kg/m3。
答案:1.25×103 kg/m3