专题10.1 浮力（单元讲析与提高）-2020-2021学年八年级物理全册单元讲析与提高（人教版）

第十章 浮力单元讲、析与提高（解析版） 对本章知识点进行提炼、总结和详解 ★知识点一：浮力 1.浮力：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.浮力方向：竖直向上，施力物体是液（气）体。 3.浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差就是浮力；如图所示。 4.影响浮力大小的因素：通过实验探究发现（控制变量法）：浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，浮力就越大。 ★知识点二：阿基米德原理 1.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。如图所示。 2.公式表示： ； 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。 3.适用条件：液体（或气体）。 ★知识点三：物体沉浮的条件 ★物体沉浮的条件 1.前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 2.示意图：重力与浮力的关系如图所示： 如图所示，（1）当F浮>G时，物体上浮；ρ液>ρ物。 当F浮=G时，物体悬浮；ρ液=ρ物。 当F浮<G时，物体下沉；ρ液<ρ物。 当F浮=G（物体未完全浸没液体）时，物体漂浮；ρ液>ρ物。 3. 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）物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为2/3ρ。 （3） 悬浮与漂浮的比较：相同点：F浮=G物； 不同点：悬浮时，ρ液=ρ物，V液=V物；漂浮时，ρ液>ρ物，V液<V物。 （4）判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。 （5）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： 。 （6）冰或冰中含有木块、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。 4.漂浮问题“五规律”： 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力； 规律二：同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同； 规律三：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； 规律四：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； 规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。 ★浮力的利用 1. 轮船 （1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。 排水量：轮船满载时排开水的质量。单位是t，由排水量m 可计算出：排开液体的体积 ；排开液体的重力 ；轮船受到的浮力 ，轮船和货物共重 。 2. 潜水艇 工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。 3. 气球和飞艇 工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。 4. 密度计 原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。 构造：下面的金属粒能使密度计直立在液体中。 刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大（上小下大）。 5.计算浮力方法 （1）示重差法：就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。 例1：弹簧秤下挂一铁块，静止时弹簧秤的示数是4N，将铁块浸入水中时，弹簧秤的示数为3.5N，这时铁块所受的浮力是 N， = 。 解：由题意可知，铁块受到的重力为4N；铁块浸入水中示数是3.5N，铁块所受浮力为： ，假设铁块体积为 。 所以， 。 （2）压力差法：应用 求浮力，这是浮力的最基本的原理。 例2：某物块浸没在水中时，下表面受到水的压力为2.3N，上表面受到水的压力为1.5N，则该物块受到水的浮力为 牛，方向为 。 解：下表面受到水的压力为2.3N，上表面受到水的压力为1.5N；所以浮力方向向上，大小为： 。 （3）公式法： 。 例3：将体积是50cm3的物体浸没在水中，它受到的浮力多大？若此物体有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（ρ煤油=0.8×103kg/m3）g取10N/kg） 解：由公式 ，得到物体在水中的浮力： ； 在煤油中的浮力为： （4） 受力分析法：如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，则物体受重力和浮力作用，且此二力平衡，则 。 例4：把质量是200g的塑料块放入水中，静止时塑料块有一半露出水面。（g取10N/kg） 求（1）塑料块在水中受到的浮力？（2）塑料块的体积和密度？ 解：（1）塑料块受到的重力： ， 因为塑料块静止，故它受到的浮力