第13课时　浮力　阿基米德原理课件2025年中考物理一轮复习（河北专版）

第二单元　力学 第13课时　浮力　阿基米德原理 教材梳理　夯实基础 考向探究　培养能力 真题回顾　把握考向 实验突破　提升素养 考点一 浮力 定义 　浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)　　　　　　的力  产生 原因 　浸没在液体(或气体)中的物体,其上下表面受到液 体(或气体)的压力不同,存在压力差,这就是浮力产生 的原因。如图所示,物体所受的浮力F浮=　　　　。  　[注意]物体部分浸入液体中时,上表面受到向下的压力为0,F浮= F2;若浸没在液体中的物体底部与容器底紧密相连,则液体对物体向上的压力为0,物体将不受浮力,只受液体向下的压力 测量 　先用弹簧测力计测出物体受到的重力G,再读出物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数F示,则物体受到的浮力F浮=　　 　  竖直向上 F2-F1 G-F示 教材梳理　夯实基础 返回目录 2 1. 将重为20 N的物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小了5 N,则物体受到的浮力为　 　N;若它在水中静止不动,上表面受到水的压力为14.7 N,则下表面受到水的压力为　　　　N,方向　　　　　　;当它在水中所处的深度增加时,其上、下表面受到水的压力差将　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。  基础配练 5 19.7 竖直向上 不变 教材梳理　夯实基础 返回目录 考点二 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            　　　　　　　   公式 　F浮=　　　　=m排g=　 　　　。(注意公式中的物理量统一用国际制单位)  　变形公式:求液体密度ρ液= 　　　,求排开液体体积V排=　　 　  它排开液 体所受的重力 G排 ρ液V排g 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 影响 因素 　物体在液体中所受浮力的大小,跟浸在液体中的　　　　和液体的　　　　有关。物体浸在液体中的　　　　越大、液体的          越大,所受浮力就越大。  　[注意]物体浸没前,浸入液体越深,物体受到的浮力越大,这是由于物体浸在液体中的体积逐渐增大;物体浸没后,物体再继续向下运动,其所受浮力　　 　  体积 密度 体积 密度 不变 教材梳理　夯实基础 返回目录 2. 将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,小球静止时的情况如图13-1所示,则三个小球中所受浮力最小的是(　　) A.甲 　　　　 B.乙 C.丙 　　　　 D.无法确定 基础配练 图13-1 A 教材梳理　夯实基础 返回目录 例 1 下列有关浮力大小的判断正确的是(已知ρ煤油<ρ水<ρ铝<ρ铜,铜块和铝块均为实心) (　　) A.同样重的两个铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,甲受到的浮力比乙小 B.同样重的铝块和铜块都浸没在煤油中,铝块受到的浮力大 C.同样重的铝块和铜块,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,铜块受到的浮力大 D.体积相同的铝块和铜块都浸没在水中,铝块受到的浮力大 考向一 浮力的大小判断 B 考向探究　培养能力 返回目录 7 变式 1　如图13-2所示,将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时投入水中,放手后发现,实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面。比较实心球和乒乓球投入水中时受到的浮力大小,则下列说法正确的是 (　　) A.实心球受到的浮力大 B.乒乓球受到的浮力大 C.它们受到的浮力一样大 D.不能确定 图13-2 A 考向探究　培养能力 返回目录 例 2 压力差法 如图13-3所示,一个棱长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5 N,下表面受到液体的压力F2为13 N。下列说法错误的是(g取10 N/kg) (　　) A.正方体受到的浮力为8 N B.液体的密度为0.8×103 kg/m3 C.正方体上表面到液面的距离h=5 cm D.液体对正方体下表面的压强为1.3×103 Pa 考向二 浮力的计算 图13-3 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 称重法+阿基米德原理 如图13-4所示,质量m=8 kg的实心合金球通过轻细线悬挂于弹簧测力计下,并浸没在水中处于静止状态,此时弹簧测力计的示数为60 N。已知图中盛水容器的底面积S=0.02 m2,g取10 N/kg。求: (1)此时该合金球所受的浮力。 (2)合金球的体积。 (3)与未将合金球放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部 压强的增加量。 图13-4 解:(1)合金球所受的重力:G=mg=8 kg×10 N/kg=80 N, 此时合金球所受的浮力:F浮=G-F示=80 N-60 N=20 N。 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 称重法+阿基米德原理 如图13-4所示,质量m=8 kg的实心合金球通过轻细线悬挂于弹簧测力计下,并浸没在水中处于静止状态,此时弹簧测力计的示数为60 N。已知图中盛水容器的底面积S=0.02 m2,g取10 N/kg。求: (2)合金球的体积。 图13-4 (2)根据F浮=ρ液V排g可得,合金球排开水的体积: V排==2×10-3 m3, 合金球浸没,则其体积V球=V排=2×10-3 m3。 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 称重法+阿基米德原理 如图13-4所示,质量m=8 kg的实心合金球通过轻细线悬挂于弹簧测力计下,并浸没在水中处于静止状态,此时弹簧测力计的示数为60 N。已知图中盛水容器的底面积S=0.02 m2,g取10 N/kg。求: (3)与未将合金球放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部 压强的增加量。 图13-4 (3)合金球浸没水中后水面上升的高度: Δh==0.1 m, 则水对容器底部压强的增加量: Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1×103 Pa。 考向探究　培养能力 返回目录 变式 2　(2023重庆B卷)小俊用弹簧测力计吊着质量为1.35 kg的圆柱体,从如图13-5所示位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为100 cm2、高为5 cm。则圆柱体在下降过程中(g取10 N/kg)(　　) A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大 B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小 C.浸入一半时弹簧测力计的示数为11 N D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为8.5 N　 图13-5 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 4 称重法+图像 如图13-6甲所示,盛有水的烧杯底面积为250 cm2,弹簧测力计下端悬挂一圆柱体,使它缓慢下降直至全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F 随圆柱体下降高度h的变化关系图像如图乙所示,下列说法正确的是(g取10 N/kg) (　　) A.圆柱体的高度是8 cm B.圆柱体的体积是1000 cm3 C.圆柱体受到的最大浮力是12 N D.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3 图13-6 D 考向探究　培养能力 返回目录 变式 3　某大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件。如图13-7甲所示,假设一正方体构件被钢绳吊着从江面匀速进入江水中,在浸入江水的过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化关系图像如图乙所示。下列判断正确的是(g取10 N/kg,江水的密度为1.0×103 kg/m3) (　　)　 A.构件的棱长为4 m B.构件的密度为3×103 kg/m3 C.浮力F1随h变化的图像是图乙中的图线① D.当构件的下表面距江面4 m深时,构件上表面 受到江水的压强为4×104 Pa 图13-7 B 考向探究　培养能力 返回目录 例 1 (2024石家庄一模)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,小明用弹簧测力计、水、盐水和底面积为200 cm2的容器测量某实心合金块的密度。容器中分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图13-8所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg) 图13-8 突破 探究浮力的大小跟哪些因素有关 实验突破　提升素养 返回目录 (1)分析图A、B、C,说明浮力的大小与　　　　　　　　　　　有关。  (2)对比C、E两图实验现象,说明浮力的大小与　　　　　　有关。  (3)为了探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可选用 　　 　　三图装置来进行操作。  图13-8 物体排开液体的体积 液体的密度 A、C、D 实验突破　提升素养 返回目录 (4)小明对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,能正确反映弹簧测力计的示数F 和合金块下表面在水中的深度h的关系图像是图13-9中的　　 　。(合金块未接触容器底)  图13-8 图13-9 丁 实验突破　提升素养 返回目录 (5)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出合金块的密度为 　　 　　kg/m3,盐水的密度为　 　　　kg/m3。  【拓展】若把该合金块做成一个空心球,仍置于盛有水的容器内(水未溢出),静止后恰好悬浮在水中,则与实心合金块浸没时相比,水对容器底部的压强变化了　　　　Pa。  图13-8 4×103 1.2×103 300 实验突破　提升素养 返回目录 例 2 某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,如图13-10所示。 图13-10 (1)实验过程中,利用步骤　　　　能够计算出物体所受的浮力大小,利用步骤　　　　能够计算出物体排开液体的重力大小。  ②③ ①④ 实验突破　提升素养 返回目录 (2)通过实验数据可以发现,浮力的大小与物体排开的液体所受的重力 　 　。 (3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行的操作:             　 。  (4)另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体的重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果 的原因可能是　　　 　　。 (写出一条即可)  图13-10 相等 换用不同的液体和 物体多次实验 烧杯中的水没有装满 实验突破　提升素养 返回目录 (5)实验完成后,小组的同学设计了如图13-11所示的实验。平稳抬高放有溢水杯的支架,使金属块缓慢浸没到水中,此过程中,弹簧测力计示数均为3.2 N,说明  。  再平稳缓慢地降低放有溢水杯的支架,使金属块完全离开水面,如图丁所示。此时弹簧测力计的示数为4.4 N,由 此可计算出金属块完全浸入水中时 所受到的浮力约为　　　　N。  图13-10 浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力 1.2 实验突破　提升素养 返回目录 (2024石家庄质检)学习阿基米德原理后,小明进行了关于浮力的相关测量,如图13-12甲所示,将重为3 N的长方体物块缓慢放入装满水的溢水杯中,静止时如图乙所示,进而测量小桶和排开液体的总重力,如图丙所示。 · 中考预测 图13-12 真题回顾　把握考向 返回目录 (1)为了探究F浮与G排的关系,需要在图中操作的基础上增加一个步骤,即用弹簧测力计测量　　　　　　　　　。  (2)由图乙和图丁可知,浮力的大小跟　　　　　 　有关。  图13-12 小桶的重力G桶 液体的密度 真题回顾　把握考向 返回目录 (3)下列继续进行的操作或分析中不合理的是　　　　。  A.为了得到更普遍的结论,可将原来方案中的水换成盐水重复实验 B.溢水杯中未装满水时F浮>G排,阿基米德原理不成立 C.若用密度小于水的木块取代实验中长方体物块进行实验,则图乙步骤中可不使用弹簧测力计 图13-12 B 真题回顾　把握考向 返回目录 (4)分析图中数据,可以得出: ①图乙中长方体物块上表面受到水的压力为2 N,则其下表面受到水的压力为　　　　N。  ②图丁中未知液体的密度为　 　　　kg/m3。  图13-12 4 1.1×103 真题回顾　把握考向 返回目录 【拓展】验证完阿基米德原理后,将装满水的溢水杯放在电子秤上,如图戊所示,使长方体物块缓慢浸入溢水杯中,直到全部浸入并下降适当距离(未触碰到溢水杯底),则电子秤的读数F 与物体下表面浸入液体的深度h之间的关系图像是图13-13中的　　　　。  图13-12 图13-12 B 真题回顾　把握考向 返回目录 $$