2024年中考物理模型复习专题15 浮力及其应用讲义

专题15 浮力及其应用 模型归纳 一、浮力 定义 浸在液体（或气体）中的物体会受到向上的力，这个力叫做浮力。 方向 竖直向上 施力物体 液体（或气体） 产生原因 浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力F浮=F上–F下。 决定浮力大小的因素 （1）物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度有关； （2）还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。 二、阿基米德原理 内容 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开的液体所受的重力。 公式 F浮=G排=ρ液gV排，浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关。 适用对象 液体（或气体）。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气体所受的重力，即F浮=G排=ρ气gV排。 注意事项 在应用阿基米德原理时应注意： （1）“浸在”包含两种情况：一是物体有一部分浸在液体中，此时V排=V浸入<V物；二是物体全部没入液体中，此时V排=V浸入=V物。 （2）“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，这里要注意浮力本身是力，只能和力相等，很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量，不具有可比性；这里所受的重力，不是物体所受的重力，而是被排开液体所受的重力。 （3）由F浮=ρ液gV排，可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状，与在液体中是否运动，液体的多少等因素无关。 三、探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 实验目的 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。 实验器材 溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶。 实验装置 实验步骤 （1）如图甲所示，用测力计测出金属块的重力； （2）如图乙所示，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计示数。同时，用小桶收集物体排开的水； （3）如图丙所示，测出小桶和物体排开的水所受的总重力； （4）如图丁所示，测量出小桶所受的重力。 实验结论 （1）内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 （2）公式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。 四、物体的浮沉情况归纳
 状态 浮沉条件 特点 浮力和物体重力比较 物体密度和液体密度比较 F浮＞G ρ液＞ρ物 处于非平衡状态，分析运动状态变化的过程 F浮＜G ρ液＜ρ物 F浮=G ρ液=ρ物 处于平衡状态，根据平衡条件进行分析 F浮=G ρ液＞ρ物 F浮＜G （F浮+F支=G） ρ液＜ρ物 五、浮力的应用 轮船 利用空心的方法增大浮力；排水量是指轮船按设计要求所排开水的质量。 潜水艇 改变自身重力实现上浮和下沉。 气艇和飞艇 充的是密度小于空气密度的气体。 密度计 根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的用来测定液体密度的仪器。示数越靠下越大，刻度不均匀。 盐水选种 把种子放在一定浓度的盐水里，利用物体的浮沉与密度的关系把好种子和坏种子分开来。 方法归纳 一、浮力的计算方法 1．称重法：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计的示数为G，再把物体浸入液体中，记下弹簧测力计的示数F，则F浮=G–F。 2．原理法（根据阿基米德原理）：利用阿基米德原理，F浮=G排=m排g=ρ液gV排，普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。 3．漂浮或悬浮条件：物体漂浮或悬浮时，物体处于平衡状态：F浮=G。 注意：（1）计算浮力时，可以依据物体所处状态和题目已知条件选择适当的方法来计算； （2）将阿基米德原理与物体漂浮、悬浮条件结合在一起来计算浮力大小； （3）漂浮、悬浮的物体F浮=G排=G物，m排=m物。 二、判断物体浮沉的条件 通常情况下，判断物体的浮沉有两种方法： 方法1：根据力的关系来判断，即根据浮力和重力的大小关系，结合浮沉条件来判断； 方法2：根据物体密度与液体密度的关系来判断。 判断方法 比较F浮和G物 比较ρ液和ρ物 上浮 F浮>G物 ρ液>ρ物 悬浮 F浮=G物 ρ液=ρ物 下沉 F浮<G物 ρ液<ρ物 模型1 浮力的方向及其产生的原因 （2022•鄂尔多斯）中国桥梁建设水平居于世界领先地位，下列和桥有关的表述中不正确的是（　　） 典例 A．行人对桥的压力是由鞋的形变产生的 B．浸在水中的桥墩受到水的浮力作用 C．行驶在大桥上的汽车以桥为参照物是运动的 D．行驶到桥上最高点的汽车，如果所有力消失，车将做匀速直线运动 【答案】B 【分析】（1）弹力的施力物体是发生弹性形变的物体； （2）物体浸在液体（或气体）中