第12讲 浮 力.课件 2025年四川省中考物理一轮复习
2025-02-14
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精品
内容正文:
第十二讲 浮 力
第一篇 考点梳理•过教材
目录
CONTENTS
考点思维导图
考点梳理过关
中考真题再现
常考重难突破
教材实验拓展
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浮力
定义 一切浸在液体(或气体)中的物体受到 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)对它的压力不同,压力差即为浮力,F浮=
施力物体 体
称重法 F浮=
决定浮力
大小的因素 ①物体 。
②液体
竖直向上
F向上-F向下
液或气
G-F
浸在液体中的体积
密度
【注意】浸在液体中的物体可能不受浮力。如物体下表面和容器底紧密接触的情况
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1. 如图10.1-4所示,人在水中会下沉,但是在死海中却能漂浮于水
面。这两种情况下人受到的浮力大小相比较( B )
A. 受到的浮力一样大
B. 在死海中受到的浮力较大
C. 在水中受到的浮力较大
D. 无法比较受到的浮力大小
B
(八下P51图10.1-4改编)
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2. 如图10.1-3所示,把一个底面积为S、高为l的长方体浸没在密度为
ρ的液体中,长方体的上、下表面与液面的距离分别为h1和h2。
(八下P50图10.1-3改编)
(1)分析图中长方体的受力情况,下表面比上表面受液体压力 ,继而上、下表面存在 ,浮力的方向 。
(2)由此可见,浮力 (选填“是”或“不是”)物体浸在液
体中受到的“新力”,而是压力差,是合力。
大
压力差
竖直向上
不是
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阿基米德原理(5年5考)
内
容 浸在液体(或气体)中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小
等于它
公
式 F浮=G排= =
【注意】①由F浮=ρ液V排g可知:浮力的大小只跟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。②阿基米德原理也适用于气体,浸没在气体中的物体受
到的浮力大小等于它排开的气体所受到的重力
排开的液体(或气体)所受的重力
m排g
ρ液V排g
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3. 如图10.2-1所示,在研究浮力时,将装满水的烧杯放在盘子里,用
手将空饮料罐按入水中,当饮料罐浸入水中的体积越大时,排开的水越多,感觉越吃力。根据以上事实,下列猜想符合研究目的的是( C )
A. 用力越大,物体排开水的体积越大
B. 液体密度越大,物体受到的浮力越大
C. 物体排开的水越多,受到的浮力越大
D. 物体的体积越大,物体所受浮力越大
(八下P53图10.2-1改编)
C
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物体的浮沉条件(5年5考)
1. 浮沉情况判断(密度均匀的实心物体)
状态 图示 条件
上浮 F浮 G,ρ液 ρ物
下沉 F浮 G,ρ液 ρ物
悬浮 F浮 G,ρ液 ρ物
漂浮 F浮 G,ρ液 ρ物
>
>
<
<
=
=
=
>
沉底(物体对容器底有压力) F浮+F支 G,ρ液 ρ物
=
<
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【注意】①上浮、下沉时物体处于动态(运动过程)。②漂浮是上浮
过程的最终状态,沉底是下沉过程的最终状态,悬浮时物体浸没停留
在液体中,它们都处于静止状态,受平衡力作用
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2. 浮沉条件的应用
木船 物体的密度 液体的密度,可以漂浮在液体的表面上,做成“空心”能增大可以利用的浮力
轮船 轮船是采用“ ”的方法增大可以利用的浮力,工作时它处于漂浮状态。轮船的大小通常用排水量来表示,排水量就
是轮船装满货物时_______________
潜水艇 潜水艇靠改变 来实现浮沉,其在海里潜行时浮力____
水中
的鱼 水中的鱼儿是通过改变鱼鳔中的 来实现浮沉的,实质上是靠改变浮力来实现浮沉的
热气球、
飞艇 内部必须充入密度 空气密度的气体,使得它受到的浮力大于自身重力
密度计 密度计工作时 在液面上,F浮=G。密度计的刻度越靠下密度值越
小于
空心
排开水的质量
自身重力
不变
气体体积
小于
漂浮
大
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4. 体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况如图10.3-1
所示。
(1)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
列关系正确的是( C )
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
(2)若甲、乙、丙三个物体静止后所受的浮力
分别为F甲'、F乙'、F丙',则下列关系正确的是( B )
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'
C
B
(八下P57图10.3-1改编)
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5. 如图10.3-2所示,将新鲜的鸡蛋放入盛有盐水的容器中,鸡蛋最终
悬浮。下列说法正确的是( C )
C
(八下P57图10.3-2改编)
A. 盐水的密度比鸡蛋的密度大
B. 向杯中加盐后,鸡蛋上浮,最终静止后鸡蛋
受到的浮力比原来悬浮时受到的浮力大
C. 向杯中加酒精,鸡蛋下沉,最终静止后鸡蛋受到的浮力比原来悬浮
时受到的浮力小
D. 如果地球上的物体重力都变为原来的一半,鸡蛋会上浮
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6. 潜水艇能够上浮和下沉是通过改变 来实现的。图10.3
-6是同一艘潜水艇在水中上浮和下潜的情景,在这两种情景中,潜水
艇所受的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 (选填“>”“=”或
“<”)F乙;同一潜水艇从河中水平潜行到海中,所受浮力
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
自身重力
<
变大
(八下P59图10.3-6改编)
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7. 图10.3-9是一种自制简易密度计,它是在粗细均匀木棒的一端缠绕
一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计 (选填
“悬浮”“漂浮”或“下沉”)在被测液体中。将其分别放入装有液
体密度为ρ1和ρ2的甲、乙两个烧杯中,静止后的情形如图所示,则
ρ1 (选填“<”“=”或“>”,下同)ρ2,两密度计底部受到
液体压强p甲 p乙;若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为
m1、m2,则m1 m2;密度计的刻度是_________
(选填“均匀”或“不均匀”)的。
漂浮
<
=
=
不均匀
(八下P60图10.3-9改编)
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浮力计算方法总结
压力差法 F浮=
称重法 F浮=
阿基米德
原理法 F浮=
二力
平衡法 F浮= (物体处于漂浮或悬浮)
多力
平衡法 只要物体处于静止或匀速直线运动状态,就能根据受力平衡
列出求浮力的平衡方程
F向上-F向下
G-F
ρ液V排g
G
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1. [2022·凉山州·2分]甲、乙、丙是由不同材料制成、质量相等的实心
球,把它们投入水中静止后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球沉底。它们受
到浮力的情况是( D )
A. 三球所受浮力相同 B. 甲球所受浮力最小
C. 乙球所受浮力最小 D. 丙球所受浮力最小
D
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2. [2021·凉山州·2分]如图所示,将一个空心铁球浸没水中,放手后铁球
恰好悬浮。若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块,则( B )
A. 大块的将下沉,小块的将上浮
B. 大块的将上浮,小块的将下沉
C. 两块都将上浮
D. 两块都将下沉
B
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3. [2023·凉山州·2分]如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面
上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球
A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1<h2,且两种液体
对容器底的压强相等。下列说法正确的是( B )
A. 两个小球受到的重力:GA<GB
B. 两个小球受到的浮力:F浮A>F浮B
C. 两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D. 两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
B
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4. [2024·凉山州·2分]如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有
一定酒精和水的容器中(ρ水>ρ酒精),小球的质量为6g,体积为
10cm3。下列描述正确的是( B )
A. 小球的密度为6×103kg/m3
B. 小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C. 用力将图乙的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D. 将酒精注入图乙容器中(不溢出液体),小球浸入液体的体积不变
B
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5. [2024·凉山州·2分]如图甲所示,不吸水的石块m叠放在浸入水中的木
块M上保持静止,石块m的重力为4N、体积为200cm3,木块M的重力为
8N,底面积为200cm2,此时木块M排开液体的体积为 cm3。当
按图乙方式连接并静止时,木块M底部受到水的压强为 Pa。(ρ
水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
1 200
500
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①如图甲所示,在托盘秤上放一只盛了适量水的容器,托盘秤的示数为1kg;
②用细线将该石块系住,手握细线将石块慢慢放入水中(水不溢出),
当石块浸没到如图乙所示位置,稳定后托盘秤的示数是1.1kg;
③如图丙所示,松手后该石块沉到容器底部,稳定后托盘秤的示数
为1.26kg。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。根据以上探究情
况,求:
6. [2022·凉山州·6分]某同学在野外捡到一块小石块,在课外兴趣活动小
组活动中进行了如下探究:
(1)该石块的重力;
(2)该石块的密度(要求写出必要的
文字说明和计算过程)。
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解:(1)由题意可知,步骤①中测量的是水和容器的总质量,步骤③
中测量的是水、容器和小石块的总质量,因此小石块的质量m石=
1.26kg-1kg=0.26kg,
所以小石块的重力G石=m石g=0.26kg×10N/kg=2.6N。
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(2)由题意可知,步骤②中测量的质量与水、容器和小石块排开水的
总质量相等,因此小石块排开水的质量
m排=1.1kg-1kg=0.1kg,
由ρ=可知,小石块排开水的体积
V排===1×10-4m3,
因为小石块浸没在水中,所以小石块的体积
V石=V排=1×10-4m3,
因此小石块的密度
ρ石===2.6×103kg/m3。
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7. [2021·凉山州·4分]如图所示,一质量为600g、密度为0.6g/cm3的实心
正方体木块,用细线系于底面积为400cm2容器的水中。已知ρ水=
1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)此时木块所受的浮力;
(2)将细线剪断后,木块静止时容器底部受到水的压强变化量。
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解:(1)正方体木块的体积
V木===1 000cm3=1×10-3m3,
木块浸没在水中时受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。
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(2)由G=mg可得,木块的重力
G木=m木g=0.6kg×10N/kg=6N,
将细线剪断后,木块静止时,漂浮在水面,
此时木块受到的浮力F'浮=G木=6N,
木块漂浮时排开水的体积
V'排===6×10-4m3,
所以液面下降的高度
Δh====0.01m,
则容器底部受到水的压强变化量
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa。
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浮力产生原因
如图所示,一个棱长为10cm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5N,下表面受到液体的压力F2为13N。下列说
法错误的是( C )
C
A. 正方体受到的浮力为8N
B. 液体的密度为0.8×103kg/m3
C. 正方体上表面到液面的距离h=5cm
D. 液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
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对阿基米德原理的理解与应用
[2024·达州]如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A
浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的
示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后用细线将体
积为2 000cm3的实心物体B和A连接在一起放入水中,如图丙所示,A、
B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取
10N/kg,下列说法正确的是( D )
D
A. A浸没在水中时所受的浮力为10N
B. A的底面积为50cm2
C. B的重力为20N
D. B的密度为0.75×103kg/m3
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质量相等的甲、乙、丙三个实心球,轻轻放入某种液体中静止
时的情况如图所示,它们所受的浮力F甲、F乙、F丙之间的关系应为
F甲 (选填“>”“<”或“=”,下同)F乙 F丙。若三个球
体积相等,放入某种液体中静止时的情况也如图所示,它们所受的浮力
F´甲、F´乙、F´丙之间的关系应为F´甲 F´乙 F´丙。
=
>
<
=
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[2024·广安]如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器装有适量的
水,放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长
方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4N,此时物体所受浮力
为 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此
时水面的高度与图甲相比增加了 cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取
10N/kg)
16
4
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对浮沉条件的理解与应用
如图所示,将两个完全相同的小球,分别放入装有不同液体的
甲、乙两个完全相同的烧杯中,小球静止时两烧杯液面相平。下列判断
正确的是( B )
B
A. 甲烧杯中液体的密度小
B. 乙烧杯底部受到液体的压强小
C. 甲烧杯中小球受到的浮力大
D. 甲、乙两烧杯对桌面的压力相等
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[2024·达州]如图所示,水平桌面上两相同电子秤上面分别放有
相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的
A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底,B球漂浮,此时液体
深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( D )
D
A. 液体密度ρ甲<ρ乙
B. 两小球受到的浮力FA=FB
C. 两电子秤示数相等
D. 将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),
左侧电子秤示数变化较大
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[2024·泸州改编]如图所示,甲、乙两个相同的平底烧杯放在水
平桌面上,在两个烧杯中加入适量的清水,乙烧杯水面上漂浮有冰块,
此时两杯水面恰好一样高。下列判断正确的是( A )
A
A. 甲烧杯对桌面的压力等于乙烧杯对桌面的压力
B. 甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C. 乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压力增大
D. 乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压强减小
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压强、浮力综合
A、B两个圆柱形容器按如图所示的方式放置在水平地面上,容
器的厚度忽略不计,A容器自重300N,底面积为0.6m2,装有深度为
20cm的水,B容器底面积为0.8m2。g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,
求:
(1)A容器中水的重力;
(2)从A容器中抽出部分水倒入B容器中,当A容器对B容
器底部刚好无压力时,抽出水的质量;
(3)在(2)小题的基础上,向B容器另外加入80kg水(水不溢
出),当A容器静止时,B容器中的水对A容器所做的功。
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解:(1)A容器中水的体积
V1=SAh=0.6m2×0.2m=0.12m3,
水的质量m1=ρ水V1=1.0×103kg/m3×0.12m3=120kg,
A容器中水的重力G=m1g=120kg×10N/kg=1 200N。
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(2)A容器对B容器底部刚好无压力时,A容器受到B中水的浮力和A的
整体重力相等,即F浮=GA+G剩水,
设将质量为m的水倒入B容器时,A容器对B容器底部刚好无压力,此
时,倒入B容器中水的体积
V2==,
B容器水面上升高度
h水===,
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A容器在B中受到水的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gSAh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m2×
=30N/kg×m,
A容器中剩余水的重力
G剩水=m剩水g=(120kg-m)×10N/kg。
由F浮=GA+G剩水得,
30N/kg×m=300N+(120kg-m)×10N/kg,
解得m=37.5kg。
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(3)向B容器另外加入80kg水(水不溢出)时,B中液面上升高度
h'水=====0.1m,
所以A的重心比之前重心升高的高度为0.1m,
A容器在倒出质量为37.5kg的水后,重力
G'=(120kg-37.5kg)×10N/kg+300N=1 125N,
B容器中的水对A容器所做的功
W=F浮h'水=G'h'水=1 125N×0.1m=112.5J。
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[2024·绵阳]如图甲所示,水平桌面上有一足够高的薄壁柱形容
器,其底面积S0=200cm2,将棱长l=10cm的均匀实心正方体物块放置
在容器底部。缓慢向容器中加水,直到容器中的水深为h1=10cm时,停
止加水,此时物块已经漂浮在水中,如图乙所示;再缓慢向容器中加注
适量煤油,当物块静止时,物块上表面与煤油上表面刚好齐平。物块不
吸水,也不吸收煤油,上浮过程中上下表面始终水平,煤油与水不相
溶,已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ煤油=0.8×103kg/m3,ρ物=
0.9×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)物块的重力以及加水前物块对容器底部的压强;
(2)向容器加水过程中,当水深h2=4cm时,物块对容器底部
的压力;
(3)加注完煤油,物块静止时,其下表面与容器底部的距离。
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解:(1)物块的重力
G物=m物g=ρ物V物g=ρ物g=0.9×103kg/m3×(0.1m)3×10N/kg
=9N,
物块对容器底部的压力p====900Pa。
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(2)当物块刚好漂浮时,物体所受浮力F浮=G物=9N,
此时物体浸入水中的体积
V排===9×10-4m3=900cm3,
此时水的深度刚好为物体浸入液体的深度h===9cm,所以
水深4cm时,物体未漂浮,此时物体所受浮力
F'浮=ρ水gV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10×10×10-6m3=4N,
根据相互作用力的原理,物体对容器底部的压力大小等于物体所受支持
力的大小F压=F支=G物-F'浮=9N-4N=5N。
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(3)当水的深度为10cm时,容器中水的体积
V水=V总-V排=10cm×200cm2-900cm3=1 100cm3,
当加入煤油时,物体上表面刚好与煤油面相平,物体浸没在两种液体中
且处于悬浮状态,此时F″浮=G物=9N,假设物体浸在水中的体积为
V1,则F″浮=ρ煤油g(V物-V1)+ρ水gV1=
0.8×103kg/m3×10N/kg×[(0.1m)3-V1]+
1.0×103kg/m3×10N/kg×V1=9N,
解得V1=5×10-4m3=500cm3,
物体浸入水的深度h'1===5cm,
此时水面深度h'2===8cm,
物体下表面与容器底部的距离h3=h'2-h'1=8cm-5cm=3cm。
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探究浮力的大小跟哪些因素有关
下图是小科同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。
(1)从图中可知物块的重力为 N。
(2)比较C和E,可以得出:浮力大小与 有关。
4.8
液体的密度
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(3)比较 和 ,可以得出:当物块浸没后,浮力大小与
所处深度无关。
(4)本实验采用的物理方法是 (选填“控制变量
法”或“转换法”)。
(5)小科同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密
度(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
①物块浸没于水中所受浮力为 N;
②物块密度为 kg/m3。
C
D
控制变量法
0.6
8×103
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【实验拓展】
小科还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找
来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下。
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底。
步骤二:将同一块铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂
浮在水面上。
(1)通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大
于”“小于”或“等于”)第二次铁片受到的浮力。
(2)于是小科得出结论:物体受到的浮力大小与其形状有关。他
得出的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是
。
小于
错误
没有
控制物体排开液体的体积相同
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探究浮力的大小跟排开液体重力的关系
梓轩为了探究“浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”做
了如图1所示的实验。
(1)请你帮梓轩设计一个最合理且不重复的实验顺序是
。
丁、
甲、乙、丙
(2)通过实验步骤 (填图1中序号)可求出合金块受到
的浮力大小。
甲、乙
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(3)实验步骤甲、乙、丙、丁中,弹簧测力计的示数依次为F甲、
F乙、F丙、F丁。若这些示数之间关系满足 (用式
子表示),则可验证阿基米德原理正确。
(4)通过实验梓轩得到结论:浸在液体中的物体,所受浮力的大
小等于 。
(5)请你根据梓轩在实验中获得的数据,计算出合金块的体积
是 m3,合金块的密度是 kg/m3
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)。
F甲-F乙=F丙-F丁
它排开液体所受的重力
5×10-5
4×103
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(6)步骤乙中,浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中,合
金块所受的浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”),同时
还可以说明浮力与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(7)若同组的小科在测量时,按照如图1所示的实验顺序直接测
量,则他所测物体受到的浮力与梓轩所测的浮力相比 (选填
“偏大”“偏小”或“不变”,下同),所测物体排开液体的重力 。
(8)为了得到普遍规律,梓轩还应该选用不
同密度的 (选填“液体”“固体”
或“固体和液体”)多次实验。
不变
无关
不变
偏小
固体和液体
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【实验拓展】
另一小组利用两个相同的弹簧测力计(A和B)、饮料瓶和吸管
组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置
如图2所示。
(1)向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中(该
过程重物始终未浸没),观察到A的示数逐渐 ,B的示数逐
渐 ,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相
等”)。
(2)比较图1、2两种实验方案,改进后的优点是
(填序号)。
A. 弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B. 实验器材生活化,弹簧测力计固定,示数更稳定
C. 能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
变小
变大
相等
BC
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