内容正文:
第十章 浮力(原卷版)
01 考向解读
1.了解浮力产生的原理。
2.会进行浮力的相关计算。
3.理解影响浮力大小的因素。
4.掌握阿基米德原理。
5.理解用排水量法计算沉浮问题。
6.认识浮力在生活中的应用。
02 知识导航
03 考点回顾
一、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: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。
二、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。
三、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。
(6)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+FN=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。
(5)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。
04 典例分析
考点1 浮力
【典例1】(2023•东西湖区模拟)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N,若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.物体A的密度为3.2×103kg/m3
B.实验乙中,物体A受到的拉力为1.0N
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.实验丁中,容器底部受到物体A的压力等于0.3N
【典例2】(2023•太湖县校级三模)将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的( )
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等
D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等
【典例3】(2023•高新区模拟)如图所示,将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球 (选填“会”或“不会”)浮起来;再用瓶盖将瓶口堵住,过一会儿,观察到乒乓球将浮起来。该实验说明,浮力产生的原因是液体对物体上下表面有 。
【典例4】(2023•邳州市一模)如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。如图将一石块挂于弹簧测力计上,并将其慢慢浸入烧杯内的液体中。图甲、乙、丙烧杯中装的液体是水,图丁烧杯中装的液体是酒精,F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题:
(1)图甲中,弹簧测力计的示数F1= N。
(2)石块完全浸没在水中时所受的浮力为 N。
(3)分析图中乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与