第十章浮力单元复习 ---2023-2024学年人教版物理八年级下学期

浮力复习 知识点复习 考点1 认识浮力，知道浮力大小与哪些因素有关 1．浮力：浸在液体中的物体受到液体对物体 　 向上浮的力叫浮力。 浸在：“部分浸入”、“全部浸入” 2．浮力的施力物体：液体或气体 3．浮力的方向： 竖直向上（演示实验） F浮 F浮 画出下列物体在水中所受浮力的示意图 浮力方向总是竖直向上的 例 关于浮力，下列说法中正确的是（ ） 　　A．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力 　　B．一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上浮力 　　C．只要下沉的物体就不会受到浮力 　　D．浮力的方向不一定都是向上的 B 1.将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起。 2.将瓶下口堵住，乒乓球浮起。 二、浮力的产生 实验与观察 实验现象: 四个侧面所受压力关系 F合=0 边长为L的立方体位于水面下h 深处 上、下两面所受压力关系 ∵p向上＞ p向下 ∴ F向上＞ F向下 F浮= F向上-F向下 F向下 F向上 二、浮力的产生 浮力是液体对物体的压力的合力 h L 例 如图所示：AB为可以自由移动的物体，CD为 容器里自身凸起的一部分，现往容器里加一 些水。则下面说法错误的是（ ） C A. A物体一定受到浮力的作用 B. B物体一定受到浮力的作用 C. C物体一定受到浮力的作用 D. D物体一定受到浮力的作用 B A D C 特例： （1）部分浸入，上表面不受液体压强： F浮= F向上 （2）浸没在液体中的物体，下表面和容器底紧密接触， F向上=0，不受浮力 水中的桥墩 深陷淤泥中的沉船 实验探究 水 酒精 浓盐水 弹簧测力计 三、浮力的大小与哪些因素有关 实验器材 实验方法 注意运用控制变量的方法。 圆柱体 影响浮力大小的因素： 结论： 1、物体在液体中所受浮力的大小与浸在液体中的体积有关； 2、浸没在液体中的物体所受的浮力与物体在液体中的深度无关。 G=4.4N F1=2.8N F2=1.3N F3=1.3N 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 结论： 物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度有关。 水 酒精 G=4.4N F1=1.6N F2=2.2N 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 实验结果表明 物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 例　浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（ ） 　　A．物体受到的压强增大 　　B．物体上、下表面受到的压力增大 　　C．物体上、下表面受到的压力差增大 　　D．物体受到的浮力不变 ABD 夺分王：P39 例1 真题1 基础训练1题 4题 F 浮= G – F 称重法： 1、实验室测量浮力 浮力的大小计算 例　小玲将一块体积为的矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图甲、乙所示。 (1)矿石受到浮力的大小多大？ (2)若将此矿石浸没在密度为1.8×103 kg/m3的液体中，矿石受到浮力多大？弹簧测力计的示数多大？ 甲 乙 夺分王：P40 基础训练8题 四个侧面所受压力关系 F合=0 边长为L的立方体位于水面下h 深处 上、下两面所受压力关系 ∵p向上＞ p向下 ∴ F向上＞ F向下 F浮= F向上-F向下 F向下 F向上 2、浮力的产生原因求浮力 浮力是液体对物体的压力的合力 h L 3.平衡法求浮力 漂浮：F浮＝G物 悬浮： F浮＝G物 G F浮 G F浮 A B 例　如图所示，A、B两物体 静止在水中（ ） A．两物体受到的浮力一定相等 B．两物体受到的浮力不等，A 物体受到的浮力大 C．两物体的密度不等，B物体的密度大 D．两物体的重力不等，B物体的重力大 【解析】 A漂浮：ρA< ρ水 ； B悬浮：ρB＝ ρ水 ∴　 ρB＝ ρ水> ρA ， 　　　　　ρB> ρA 。 C 4、阿基米德原理求浮力（考点2） 浮力与物体排开液体重力的关系 图1 图2 图3 图4 测量数据填入记录表； 用不同物体、不同液体做几次实验。 探究实验 “阿基米德原理”的实验优化 图4 图1 图2 图3 实验数据表格 次数 物体的重力/N 物体在液体中测力计示数/N 浮力/N 小桶和排液的总重/N 小桶的重力／N 排开液体的重力/N 1 2 3 4 分析数据得出结论 1．浸在液体中的物体受到向上的浮力 2．浮力的大小等于物体排开液体的重力 1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力， 大小等于它排开液体的重力。 2．数学表达式：F浮=G排 4．适用范围：液体和气体 3．用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= r液 gV排 一、阿基米德原理 1．区分：浸没、浸入、浸在、没入； 2. F浮＝r液 gV排 r液——液体的密度； V排——物体排开的液体的体积； 3. F浮＝ r液 gV排 —— 决定式 表明浮力大小只和 r液、V排有关， 浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。 二、关于阿基米德原理的讨论 24 例1．铁块的体积是100 cm3，全部浸入水中时，排开水的体积是 cm3,排开的水重是 N，受到的浮力是 N。如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力是 N。（g取10 N／kg） 100 1 1 0.8 例5　甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为5×103 kg/m3和10×103 kg/m3，甲球挂在甲弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让金属球全部没入水中，这时（ ）。 A．甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1 B．甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2 C．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9 D．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12 运用浮力知识解决问题 26 运用浮力知识解决问题 【解析】 ∵m甲＝m乙, ρ甲: ρ乙＝1:2，V甲:V乙＝2:1； 根据 F浮＝ρ水g V排，且V排＝V物 ∴ F浮甲: F浮乙＝2:1. 分析物体受力： F浮甲 +F甲＝G甲 ① F浮乙 +F乙＝G乙 ② 提示：分析物体受力 A 选项正确 C 选项正确 G乙 F乙 F浮乙 G甲 F甲 F浮甲 27 有一物块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出 25cm3水，若把它浸没在盛满水的溢水杯中，从杯中溢出50g水。（ρ水=1.0×103㎏/m3） 求：这个物块的密度？ 物体的浮沉条件： G F浮 1．物体的浮沉条件：浸没在液体中物体 上浮： F浮＞ G物 下沉： F浮＜ G物 悬浮： F浮＝G物 浮力知识复习 考点3：物体的浮沉条件 2．推导出实心物体的浮沉与密度的关系 上浮： ρ液＞ ρ物 下沉： ρ液＜ ρ物 悬浮： ρ液＝ ρ物 V排=V物 例　重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是（ ） A．浮在水面上 B．沉到水底 C．悬浮在水中 D．以上几种情况都有可能 【解析】 根据阿基米德原理 F浮 = ρ水 gV排 =1.0 ×103 kg/m3 ×9.8 N/kg×5×10-4 m3 =4.9 N<15 N ∵ F浮<G ∴物体下沉 B A B 例　如图所示，A、B两物体 静止在水中（ ） A．两物体受到的浮力一定相等 B．两物体受到的浮力不等，A 物体受到的浮力大 C．两物体的密度不等，B物体的密度大 D．两物体的重力不等，B物体的重力大 【解析】 A漂浮：ρA< ρ水 ； B悬浮：ρB＝ ρ水 ∴　 ρB＝ ρ水> ρA ， 　　　　　ρB> ρA 。 C ·教育科学版 （一）轮船： 浮沉条件的应用 吃水线：水面与船身平齐的地方 （2）排水量：轮船满载货物时排开水的质量，即m排= m船+m货． 一艘轮船，从河里驶入海里，是上浮一些还是下沉一些？ （1）轮船的原理：采用“空心”的办法，使它能排开更多的水，从而增大可以利用的浮力．（减小物体的平均密度） 它们的V排一样吗？ 河里的船 海里的船 生活常识中的误区：船从海里到河里V排是一样 例　一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排开水的体积 。（填变大，变小或不变） 【解析】 轮船浮在海面上，F浮 = G ； 它驶入河里也浮在河面上：F′浮= G 。 ∵ G 不变，∴ F浮不变： F浮 = F′浮 　　　　　 ρ海水 g V排= ρ河水 g V′排， 　　　∵ ρ海水> ρ河水 ， ∴ V排 >V′排 不变 不变 变小 （二）潜水艇： 　　钢铁制成的潜水艇又为什么能在水中随意地下潜和上浮呢？ 　潜水艇的原理：通过改变自身的重力实现上浮、下潜和悬浮． 例　一艘潜水艇从海里驶入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排开水的体积 。（填变大，变小或不变）为了继续在水下行驶，应向水舱中 。（加水或放水） 【解析】 潜水艇在海水里，F浮 = ρ海水 g V排； 它驶入河里：F′浮= ρ河水 g V排。 ∵ G 不变，V排不变： ρ海水> ρ河水 ， V排 =V′排 　 ρ海水 g V排> ρ河水 g V′排， 　　　∵ F浮 > F′浮 不变 变小 不变 加水 （三）热气球 　气球和飞艇的原理：气囊中充入氢气（或氦气、热空气）等密度小于空气的气体． 如果空中的飞艇或热气球要想降落，该怎么办呢？ 飞艇：放出部分气体，减小气囊的体积 热气球：停止加热，增大密度 浮沉条件的应用 利用这个现象我们可以做什么呢？ V排不同 ρ液不同 浮沉条件的应用 （四）密度计 1.测量液体密度的仪器 2.密度计的工作原理： 物体漂浮在液面上的条件F浮＝G物 F浮＝G→不变 F浮＝ρ液gV排 →不变 ∴ρ液大的V排 小 ∴密度计的刻度是上小下大 例．用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是（ ） A 密度计漂浮的越高，所受的浮力越大 B 密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等 C 密度计排液体积越大，液体密度越大 D 密度计漂浮的越高，液体密度越大 B D 分题型对应考点复习 实验 1.探究浮力大小影响因素 2.利用浮力求密度 夺：P47能力5 、6 思路（1）天平使用 （2）对物体浮沉状态的分析 （3）对阿基米德原理的理解 （4）实验中的误差分析 夺：P39例1 基础1 P42能力7、8 思路：（1）实验操作考查 （2）称重法求浮力 （3）分析实验数据得出结论，结论的描述要体现控制变量法的思想 图像：理解图像变化含义 基本图：小明看到鸡蛋浮在盐水面上（如图甲），他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉.在此过程中，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是下列图中的（　　） 常规图像 思路： （1）认清图像坐标含义 （2）能从图像中找到对应的意义 （3）运用浮力知识进行解决 夺：P41能力3、4、7 空气中弹簧测力计示数，即为物体重力G=10N 从3cm开始物体浸入液体，到7cm刚好全部浸没，物体的高4cm 7cm到9cm物体都是浸没在液体中，拉力为4N，由称重法可知此时浮力为6N 例　如图1所示，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中。图2是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的阻力，g=10 N/kg，则下列说法正确的是（　　　）。 图1 A．石料没入水中后，受到的浮力为500 N B．石料的密度为2.3×103 kg/m3 C．石料的密度为2.8×103 kg/m3 D．石料受到的重力为900 N 图2 浮力计算 漂浮：F浮＝G物 悬浮： F浮＝G物 F 浮= G – F F浮= F向上-F向下 F浮= G排= m排g= r液 gV排 如图所示的溢水杯中盛有某种液体，液面刚好齐溢口。将一块质量为60g的物块放到溢水杯中，物块浮在液面上。溢到量杯中的液体是80mL。 求：（1）物块受到的浮力； （2）液体的密度。 阿基米德原理 如右图所示，将体积为0.001m3的正方体木块，放入盛有水的水槽内。待木块静止时，其下表面距水面0.06m，已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg， 求： （1）木块下表面受到水的压强大小； （2）木块受到的浮力大小； （3）木块的密度大小。 阿基米德原理 平衡法求浮力 (03重庆市)如图所示，一圆柱形容器，底面积为100cm2，内装有20cm深的水.现把一质量为120g,密度为0.6×103kg/m3的木块放入水中,水未溢出杯外(计算时ρ水取1.0×103kg/m3，ρ铁取8.0×103kg/m3,g取10N/kg.) 求: (1) 静止后木块浸入水中的体积. (2) 若把木块缓慢地刚好全部压入水中(水未溢出),此时水对容器底的压强为多大? (3) 若在木块上放一铁块,使他们不沉入水底,铁块的最大质量是多少? 如图所示的物体被细线系在装有水的容器中，物体的重力为2N，假设物体足够长： 1）若细线所能承受的最大拉力为22N，问当物体所受的浮力为多大时，细线将被拉断。 2）此时物体浸在水中的体积是多大？ G F浮 F拉 一个实心正方体,体积为1.2×10-3米3,重10牛.用细绳吊着浸入盛水的容器中,有1/3的体积露出水面,此时容器中水面的高度为30厘米(如图). 求: (1) 物体受到的浮力；(2) 水对容器底部的压强;(3)绳子的拉力；(4) 剪断绳子后,物体最终是沉在水底、悬浮在水中还是漂浮在水面?(g取10N/kg) 思路：阿基米德原理 受力分析 物体浮沉条件的应用 　（河北省中考试题）底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水，将其竖直放在水平桌面上，把边长为10cm的正方体木块A放入水后，再在木块A的上方放一物体B，物体B恰好没入水中，如图1—5—11（a）所示．已知物体B的密度为6×103kg/m3．质量为0.6kg．（取g＝10N/kg） 求：（1）木块A的密度． （2）若将B放入水中，如图（b）所示，求水对容器底部压强的变化． 　　 （a）　　　　　（b） 图1—5—11 思路：1.状态分析受力，求A得密度 2.先整体，后隔离；A漂浮，求出变化的体积，可知液面下降的高度，计算变化的压强 （2017年B卷）如图甲所示为中国首艘国产航母001A下水时的情景．某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程，他们将一个质量为2kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部，该柱形容器质量为6kg，底面积为0.03m2，高为0.4m，如图乙所示．现在向容器中加水，当加水深度为0.1m时，模型刚好离开容器底部，如图丙所示．继续加水直到深度为0.38m，然后将一质量为0.9kg的舰载机模型轻放在航母模型上，静止后它们一起漂浮在水面．求： （1）图丙中水对容器底部的压强为多少帕？ （2）图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米？ （3）放上舰载机后整个装置静止时，相对于水深为0.38m时，容器对水平地面的压强增加了多少帕？ 【分析】（1）利用p=ρgh求出对容器底部的压强； （2）根据阿基米德原理求出排开的水的体积； （3）根据放入舰载机后整个装置增加的重力和底面积，求出增加的压强． 一带阀门的圆柱形容器,底面积是300cm2,装有13cm深的水。正方体A边长为12cm,重25N,用细绳悬挂放入水中,有1/6的体积露出水面,如图11所示。试求: (1)A受到的浮力 (2)若细绳所能承受的最大拉力是14.92N,通过阀门K缓慢放水,当绳子刚要被拉断的瞬间,容器中液面下降的高度。(取g =10N/kg) 思路：1.找到排开液体的体积 2.利用阿基米德求浮力 3.求刚拉断瞬间的浮力 4.求出浸入深度，算出下降高度 (2011·陕西)某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，总质量为0.21 kg、底面积为3×10－3 m2，不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图．请解答下列问题：(g取10 N/kg) (1)不放物体时，该装置所受的浮力是多大？ (2)如图所示，在该装置中放入一个体积为 1.5×10－5 m3的物块A，它的底部在水面下的深度h＝0.11 m．此时，该装置受到的浮力是多大？ 与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？ (3)物块A的密度是多少？ 阿基米德原理；二力平衡 （2016年重庆B卷）物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪．它主要是由探头A和控制盒B构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路，如图甲所示．其中探头A是一个底面积为10cm2、高5cm、重2.5N的圆柱体，探头A的底部为压敏电阻R（R与水接触的表面涂有绝缘漆），工作时底部始终与水平面相平，压敏电阻R随表面压力大小的变化如图乙所示．A和B间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒为3V，电流表盘改装成深度表（导线的重力与体积均不计）．兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中，求： （1）探头A有1/2体积浸入水中时，R底部受到水的压强是多少帕？  （2）探头A全部浸入水中时，导线对探头A的拉力是多少牛？  （3）将探头投入看似不深的水平池底，静止时（R与池底未紧密结合）导线已松弛，电流表示数是0.4A，则表盘0.4A处应该标水的深度值为多少米？ 本题考查了液体压强公式和阿基米德原理、称重法求浮力公式、压强公式以及欧姆定律的应用，从图象中读出压力对应的电阻值是关键，要注意压敏电阻受到的液体压力是竖直向上的 如图8所示，体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况，此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、 F乙、 F丙，则下面关系正确的是（ ） A. F甲> F乙> F丙 B. F甲 < F乙 <F丙 C.F甲= F乙= F丙 D. F甲= F乙 > F丙 浮力大小比较 C 例1　有一木块竖直地浮在水面上，有1/5的体积露出水面，若把露出的体积切掉，则 ( )。 A．木块将全部浸没在水中 B．木块剩余部分4/5浸没水中 C．木块剩余部分1/5浸没水中 D．木块下沉入水底 【解析】木块漂浮 F浮=G 　ρ水gV排= ρ物gV物 V排/V物= ρ物/ ρ水=4/5 ∵ ρ物和ρ水不变， ∴V排/V物=4/5 不变， 故切掉露出水面的1/5体积后，剩余体积的1/5就又露出水面，浸没在水中的体积就是剩余体积的4/5。 B 例题分析：漂浮体问题 如图所示，体积相同的A、B两个实心小球静止在水中，A球处于漂浮状态，B球处于悬浮状态，分别用FA、FB表示A、B两球受到的浮力，比较它们的大小，FA FB。 体积相等 用阿基米德原理比浮力 < 例题分析：漂浮、悬浮问题 如图所示，质量相同的A、B两个实心小球静止在水中，A球处于漂浮状态，B球处于悬浮状态，分别用FA、FB表示A、B两球受到的浮力，比较它们的大小，FA FB。 变式1： 质量相等 用浮沉条件比浮力 = 如图所示，A、B两实心球静止在水中，则( ) A．两球受到的浮力一定相等 B．两球受到的浮力不等，A球受到的浮力大 C．两球的密度不等，B球的密度大 D．B球的重力一定大于A球 变式2： 质量、体积都不知，无法比浮力 C 1．甲、乙两个实心球质量相等，放入水中后它们露出水面的体积分别是各自体积的1/3和1/2，则（ ）。 A．甲、乙两球的体积之比是3:2 B．甲、乙两球的密度之比是4:3 C．甲、乙两球所受浮力之比是1:1 D．甲、乙两球所受浮力之比是4:3 B C 例题分析：比例问题 甲、乙两个物体的体积之比是1∶2，若将它们全部浸没在同种液体中，则它们所受到的浮力之比是（ ）  A.5∶3     B.10∶3      C.2∶1       D.1∶2 变式： D 方法： F1 F2 ρ1 ρ 2 V1 V 2 = g g = V1 V 2 = 1 2 例　一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？ 当冰化成水后，质量不变，所以，m水= m冰 冰排开水的体积等于冰化成水的体积 ∴液面高度不变 【解析】冰漂浮在水面上，F浮= G冰 例题分析：冰化水液面变化问题 当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？ ∵ ρ水< ρ盐水，∴V排> V盐水 冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积 ∴液面上升 【解析】冰漂浮在盐水中，F浮 = G (1)30 N　(2)0.005 m3 例4　[2011·兰州] 在水中放入质量为3 kg的木块，木块静止时有eq \f(3,5)体积浸入水中。求： (1)木块静止时所受的浮力。 (2)木块的体积。 [解析] (1)因为木块是漂浮 F浮＝G＝mg＝3 kg×10 N/kg＝30 N (2) V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(30 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)＝0.003 m3 V木＝eq \f(5,3)V排＝eq \f(5,3)×0.003 m3＝0.005 m3 [点评]本题集物体的浮沉条件、阿基米德原理知识于一体，考查了综合能力，但难度适宜，是不错的命题方向。 $$