内容正文:
专题五 浮力
【考纲要求】
考 试 内 容
考试要求
(一)1.浮力
①知道浮力的概念
②描述阿基米德原理
③直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单的计算
a
a
b
【考试趋势解读】
(1)明确考题特点
涉及到浮力的考点的分值基本都在3分——9分,题型从之前的选择题慢慢转变成证明题和填空题,选择题大多出现在第20题,填空题大多出现在27、28题,还曾经出现在证明题中。考察的重点还是以浮力的基础性质为主,常常会把浮力、压强和受力分析进行综合运用,经常考察液面变化问题。
(2)明确考点和基本方法
考查主要类型有:①阿基米德原理;②物体的沉浮条件;③浮力的计算方法;④浮力和压强的综合运用。
(3)主要失分原因
1 基础知识不扎实:不清楚浮力基本的4种计算方法,无法在对应的情况下选择正确的浮力求解方法;
2 没有严密地逻辑思维能力:题目经常结合生活实际情况进行出题,学生往往根据自己日常生活中的经验进行判断;
3 综合运用能力不足:浮力通常会和压强、密度、受力分析的知识点结合在一起进行考察,学生在综合运用时往往比较容易思路混乱或者做题到一半没有坚持下去导致题目做错。
第1节 浮力
【知识清单】
1.浮力
2.阿基米德原理
3.物体的沉浮条件
4.生活中的浮力
【解读】
考查热点(1)浮力的基本性质
(2)计算浮力的四种方法
(3)液面变化类型题目
解题策略(1)掌握浮力的基本性质和常见的计算方法;
(2)能够将浮力、压强和受力分析进行综合运用。
一.浮力
(一)定义:所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个竖直向上的力称为浮力。
(二)产生原因:物体在液体中时上下表面所受压力差,F浮=F下-F上。
(
【知识链接】
对于
物体和容器底部完全密合的情况,物体下表面没有受到液体的压力,故直柱形物体此时不受浮力,非直柱形物体所受浮力大小是除直柱形部分所受的浮力。
)
二.阿基米德原理
(一)内容:浸在液体里的物体受到的浮力大小等于物体排开的液体受到的重力。
(二)公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排 ,适用于液体和气体。
(三)注意事项:
1.公式中ρ液是液体的密度,而不是浸入液体的物体的密度。
2. 公式中V排是浸入液体时,排开液体的体积。物体完全浸入,V排=V物;物体部分浸入,V排<V物。
3. 力只跟物体排开的液体受到的重力有关,而与其他因素无直接关系。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。
三.物体的沉浮条件
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+N=G
实心物体
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
V排=V物
ρ液>ρ物
V排<V物
ρ液<ρ物
V排=V物
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用
可以停留在液体的任何深处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
漂浮和悬浮的异同
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
物体实心时,ρ物和ρ液的关系
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
物体体积V物与物体排开液体体积V排的关系
V排=V物
V排<V物
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
(
【知识链接】
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,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等于液体对物体增大的浮力。
)
四.浮力的计算方法
(一)压力差法:浮力等于物体受到液体对它向上和向下的压力差,即:F浮=F向上-F向下。
(二)弹簧测力计示重法:浮力等于物体重力减去物体浸在液体中称得的“重力”(弹簧测力计示数),即F浮=G物-F示。
(三)根据阿基米德原理计算F浮=G排液= m排g=ρ液gV排水
(四)特殊状态解题:漂浮、悬浮:F浮=G物,沉底:F浮+N=G物。
五.浮力的运用
(一)轮船
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m:轮船满载时排开水的质量,单位t, 由排水量m 可计算出排开液体的体积V排= m/ρ液;排开液体的重力G排 =mg ;轮船受到的浮力F浮 = mg;轮船和货物共重G=mg。
(二)潜水艇
工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身