2023年中考物理复习 浮力基础知识解析

浮力基础知识解析 一、浮力 1.定义：浸在液体（气体）中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。 2.产生原因：浸没在液体（气体）中的物体，上下表面存在压力差。即： F浮=F下表面－F上表面=F2－F1 =p上表面S－p下表面=ρgh2S－ρgh1S =ρgS（h2－h1） （h2－h1）恒定不变 =ρgV排 ∵ 浸没 ∴ V排=V物 这是求浮力的第一种方法，由此也可从理论上推出阿基米德原理，说明了浮力大小与浸入深度无关（∵h2－h1不变），只与ρ液、V排有关。 3.实验中测量浮力的方法（称重法/双提法） F浮=F1－F2=G－F2 ∵ 甲：F1=G 乙：F2+F浮=G ∴ F浮=G－F2=F1－F2 4.实验：探究浮力的大小跟哪些因素有关 与浸入深度的关系：A、C、D 与浸入体积的关系：A、B、C或D 与液体密度的关系：A、D、E （1）原理：称重法 （2）方法：控制变量法 （3）结论：见书（简言之，浮力大小与ρ液、V排有关，与深度h无关） （4）图像： ( F 示 即弹簧测力计的示数 F 示 /N h /cm 0 F 浮 /N h /cm 0 ) 二、阿基米德原理 1.实验：探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系 F浮=F1－F3 G排=F4－F1 比较F浮与G排 结论：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开液体所受的重力。 注意： （1）溢水杯中的液体要达到溢水口，保证物体排开液体全部流入小桶。 （2）多次实验的目的：使结论更具有普遍性（如：实验时，由浸没改为浸入一部分，换用不同的液体，不同的物体等）。 （3）阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。 2.阿基米德原理 F浮=G排（原始公式）=ρ液gV排（推导公式）——有公式的实验，记住公式就记住了实验 3.平衡法求浮力大小 ∵ 当物体漂浮/悬浮时，二力平衡 ∴ F浮=G 推导： ∵ 当漂浮/悬浮时，F浮=G物，F浮=G排 ∴ G物=G排 ∴ m物=m排 应用：轮船的排水量也就是轮船的总质量。 三、物体的浮沉条件及应用 运动与力的关系：力能改变物体的运动状态。 前提：将甲、乙、丙三个物体浸没在水中，撤去外力，分析他们的状态。 1.浮沉条件 ( 1 2 3 4 5 6 F 浮 G 物 F 浮 G 物 F 浮 G 物 F 浮 G 物 F 浮 G 物 F 支 甲 乙 丙 ) 物体浸没后，撤掉外力，无非就以上3种可能，5种状态。 （1）若F浮＝G物，悬浮，如图1、2，悬浮于哪，取决于你把它放哪 （2）若F浮＞G物，上浮，如图3，上浮的最终结果是漂浮 F浮′＝G物，漂浮，如图4，F浮′＜F浮 ∵ V排′＜V排 （3）若F浮＜G物，下沉，如图5，下沉的最终结果是沉底 F浮＜G物，沉底，如图6，F浮+F支=G物 ∵ F浮=G排=ρ液gV排 G物=ρ物gV物 ∴ 若悬浮，F浮＝G物，V物＝V排，则ρ液＝ρ物 若上浮，F浮＞G物，V物＝V排，则ρ液＞ρ物 若漂浮，F浮′＝G物，V物＞V排，则ρ液＞ρ物 若下浮，F浮＜G物，V物＝V排，则ρ液＜ρ物 若悬浮，F浮＜G物，V物＝V排，则ρ液＜ρ物 结合生活经验记住密度关系对应的状态，可快速解题。 总结一下： ρ液＞ρ物，上浮，最终漂浮 ρ液＝ρ物，悬浮 ρ液＜ρ物，下沉，最终沉底 2.应用 （1）轮船：漂浮，F浮=G船 轮船的受浮力的大小通常用排水量表示。轮船的排水量是指轮船装满货物时排开水的质量。 ∵ F浮=G船，F浮=G排 ∴ G船=G排 ∴ m船=m排 （2）潜水艇：通过改变自身的重力来实现浮沉。 上浮：往外排水，减小重力，合力向上 下沉：往内吸水，增大重力，合力向下 ∴ 潜水艇在漂浮、悬浮时的重力是不相等的！ （3）热气球和飞艇：气囊内气体密度小于空气，可以飘在空气中 （4）密度计：在任何液体中都处于漂浮状态，浸入液体的体积越大，液体密度越小。 首先，密度计重力不变；其次，在任何液体中都漂浮。 ∴ F乙=G，F丙=G，即密度计在不同液体中所受浮力均相等，亦即F乙=F丙， 也就是，ρ乙gV排乙=ρ丙gV排丙。 若ρ乙＞ρ丙，V排乙＜V排丙； 若ρ乙＜ρ丙，V排乙＞V排丙； 若ρ乙＝ρ丙，V排乙＝V排丙。 四、比较浮力大小的方法 1.利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排进行判断： （1）ρ液一定，比较V排，V排越大，浮力越大。 （2）V排一定，比较ρ液，ρ液越大，浮力越大。 2.若ρ液、V排都不相同，通过受力分析来比较（以重力为切入点