内容正文:
第十章 浮力(原卷版)
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知识点回顾
知识点1:浮力
1、浮力产生的原因:
(1)浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力;
(2)浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力;
(3)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
2、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2:阿基米德原理的应用
1、阿基米德原理的应用:
(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;
(2)公式表示:;
(3)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
(4)适用条件:液体(或气体)。
2、浮力大小的计算:
(1)两次称量求差法 F浮=F1-F2
(2)二力平衡法 F浮=G物
(3)阿基米德原理法 F浮=G排。
知识点3:物体的浮沉条件及应用
1、浮力的利用:
(1)调节浮力的大小:采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上;
(2)轮船采用了把它做成空心的办法,使它能够排开更多的水,增大浮力,使轮船能漂浮在水面上;
(3)潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的;
(4)气球和气艇:气球和飞艇,体内充有密度小于空气的气体(氢气、氦气、热空气),从浮力与重力的大小关系来解释气球升空;
(5)密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。
汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也随之增大。
2、物体的浮沉条件及其应用:
(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
(2)物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G
(3)如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉;
(4)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。
❈漂浮问题的几个规律:
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
规律3: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4: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5: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。
典例分析
考点1 浮力
【典例1】(2022•罗庄区二模)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验,图乙为某物理老师做的浮力实验。下列说法错误的是( )
A.液体内部存在向各个方向的压强,是由于液体受重力,且有流动性
B.图甲,太空中失重状态下,水的密度小到零
C.图甲,液体对乒乓球没有压力差,因此浮力消失
D.图乙,乒乓球受到液体压力,因此受到浮力作用
【典例2】(2022•沂南县二模)小沂同学做了如图所示的小实验,他在水桶中装多半桶水,用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中他感觉到越来越费劲,同时观察到水面越来越高。由此小沂猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关,为验证他的猜想,小沂做了如图所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作( )
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①②⑤
【典例3】(2022•苏州模拟)在地球上,乒乓球会漂浮在水面上,而在2021年12月9日神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富的“天宫课堂”中,在太空失重背景下发现乒乓球停留在水中,如图所示,其原因是乒乓球和其排开的液体所受的 力均近似为零,因此乒乓球可停留在水中,此时乒乓球的质量 (选填“为零”或“不为零”)。
【典例4】(2022•乳山市模拟)如图是一位同学居家完成的一些小实验,甲图对着漏斗吹气,发现漏斗中的乒乓球不会掉落,原因是
;乙图向漏斗中加水,水向下流出时发现漏斗中的乒乓球不会浮起来,原因是 。
【典例5】(2022•日照)为了探究铝块在液体中所受浮力的大小跟液体密度的关系,小明将同一铝块用测力计提着分别浸入水和煤油中,如图所示。已知水的密度为1.0×103kg