2025年江西省中考物理一轮复习课件-在流体中运动 浮力的理解及应用

第一部分 教材知识整合 模块二　力　学 第九章　流体的力现象 第1节　在流体中运动　浮力的理解及应用 2021[文件：中教联标彩.] 目 录 知识精讲·夯基础 情境创设·引思考 核心实验·提素养 江西真题·明考向 2021[文件：中教联标彩.] 情境创设·引思考 　　如图所示是我国研发的万米载人潜水器——“奋斗者号”，其最大坐底深度为10 909 m。那么“奋斗者号”如何在一万多米的深海实现沉与浮的?随着下潜深度的变化，浮力会发生改变吗?那么什么是浮力?浮力又是怎样产生的?为什么有的物体可以沉在水底，有的却浮在水面?带着这些问题我们来学习浮力的知识。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 在流体中运动(近5年2考) 知识精讲·夯基础 知识点1 流体:液体和气体有很强的流动性，统称为流体。 关系:对于流动的液体和气体，在流速大的地方，压强越①____ ，流速小的地方，压强② 。 飞机的升力:如图所示,飞机机翼横截面的上表面弯曲, 下表面比较平,飞机飞行时,机翼上方的空气流速较③ ,压强较④ ;下方的空气流速较⑤ ,压强较⑥ 。这样,机翼上、下表面就存在压强差,产生了向⑦ 的升力。 应用:火车站站台上的安全线、喷雾器、乒乓球的上旋与下旋、 足球比赛中的“香蕉球”等 小 大 小 小 大 上 在流体中运动 大 影响浮力大小的因素:物体在液体中所受浮力的大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关。物体排开液体的体积越⑪ ,液体的密度越⑫ ,浮力就越大。 大 定义:一切浸入液体或气体中的物体，都受到液体或气体对它⑧ 的力, 这个力叫作浮力。 方向:⑨ 。 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⑩ ,上下表面存在压力差,即F浮=F向上一F向下。(如图所示) 大 认识浮力(近5年2考) 浮力 注意事项 1.浮力的大小与物体的密度、体积、形状、浸没后的深度无关。 2.浸在液体中的物体不一定受到液体对它的浮力,如水中的圆柱形桥墩等。 不相等 竖直向上 向上 知识点2 知识点3 阿基米德原理(近5年3考) 内容:浸在液体中的物体受到⑬ 的浮力， 浮力的大小等于它排开的液体所受的⑭ 。 公式及推导式:F浮=⑮____=m排g=⑯__________,其中 ρ液表示液体的密度,单位必须为kg/m; V排表示物体排开液体的体积,单位必须 为m3；F浮表示浮力,单位必须为 N。 适用范围:液体、气体。 重力 阿基米德原理 竖直向上 G排 ρ液gV排 易错警示 “浸在”的含义是指物体浸没或部分浸入在液体中，当物体浸没时，V排=V物;当物体部分浸入时， V排＜ V物。 1．(人教教材图片改编)如图所示，手压易拉罐慢慢浸入水中的过程，手感到向上的力越来越大，这说明易拉罐所受的浮力　 (选填“增大”或“减小”)，由此实验现象提出一个可探究的科学性问题：____________ _____________________________________。 与物体排开液体的体积有关吗?(合理即可)　 浮力的大小 　增大　 2．(热点信息)2024年4月16日，“雪龙2号”完成中国第40次南极科学考察任务返回上海港。“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，“雪龙2号”破冰船满载时的排水量为14 000 t，“雪龙2号”满载时在海水中受到的浮力为　 　N。(g取10 N/kg)   　1.4×108　 知识点4 浮与沉(近5年3考) 状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 示意图 受力情况 F浮⑰___G F浮⑱___G F浮⑲___G F浮⑳___G F浮+F支=G ρ液与ρ物的关系(实心物体) ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液=ρ物 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 分析 物体处于运动状态，受到非平衡力的作用 可停留在液面下的任何位置处 是上浮的最终状态 是下沉的最终状态 物体处于静止状态，受到平衡力的作用 物体的浮沉条件 浮与沉 ＞ ＜ = = 轮船:轮船漂浮在水面上,受到的浮力㉑ 重力,轮船的大小通 常用排水量来表示，一般分为空载排水量和满载排水量,满 载排水量即轮船装满货物时排开水的㉒ 。 潜水艇:靠水舱吸水、排水改变自身的㉓ 从而实现下沉和 上浮。 气球和飞艇:充入密度㉔ 空气的气体来工作。 密度计:在被测液体中处于漂浮状态,即所受浮力大小㉕ 它所 受的重力,浸入液体的体积越大,液体的密度㉖ 。 物体浮沉条件的应用 越小 易错警示 上浮、下沉、悬浮或漂浮的物体,都只受到重力和浮力的作用;如果物体还受到绳子的拉力或其他物体的压力，则不属于上述状态 物体的浮沉条件 物体的浮沉条件及其应用 等于 小于 重力 质量 等于 (人教、教科、沪粤教材图片改编)小明把鸡蛋放入盛水的杯中，鸡蛋沉在杯底，如图甲；向杯中加盐，鸡蛋悬浮，如图乙。则鸡蛋在两液体中的浮力大小关系是F甲　 　(选填“>”“<”或“＝”)F乙；若鸡蛋的质量为50 g，则鸡蛋在图乙盐水中所受的浮力为　 　N，往图乙盐水中再加一些盐，鸡蛋将　 　(选填“下沉”“上浮”或“仍悬浮”)。(g取10 N/kg)   　上浮　 　0.5　 　<　 核心实验·提素养 实验 探究浮力大小与哪些因素有关(2023·20题，2022年版课 例 在探究浮力大小与哪些因素有关时，进行如下实验过程。 标要求学生必做实验) 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 基础设问 【问题】在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中，小明列举了三个情景，据此展开了实验。 情景1：轮船从长江驶入大海，船身会上浮一些。 情景2：人从泳池浅水区走向深水区，感觉身体变轻。 情景3：向水中压入皮球，开始用力不大，随着皮球进入水中，感觉越来越费力。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 【证据】为了探究“浮力大小与什么因素有关”，小明利用弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水(ρ盐水>ρ水)进行了如图甲所示的实验。 (1)小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图甲中a、b、c、d、e所示(液体均未溢出)，并将弹簧测力计的示数记录下来。弹簧测力计使用前要先进行　 　。  (2)分析数据可知，金属块浸没在水中时受到的浮力大小是　 　N；金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是　 　N。 　2.2　 　2　 　校零　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 【解释】 (1)分析实验步骤a、c、d可知，在同种液体中，物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度　 　(选填“有关”或“无关”)。  (2)分析三个实验步骤　 　(填序号)可知，在同种液体中，浸在液体中的物体所受浮力大小与　 (选填“排开液体”或“物体”)的体积有关。  (3)分析实验步骤a、d、e可知，当物体排开液体的体积一定时，液体 　 越大，物体受到的浮力　 。  越大　 密度　 排开液体　 　a、b、c(或 a、b、d)　 　无关　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 【交流】 (1)物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置(未触底)，在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是　 　(选填“①”或“②”)。  (2)若先完成步骤c，再完成步骤a，则测得的浮力将______　 　(选填“偏大”或“偏小”)。  　偏大　 (3)实验中小明忘记对弹簧测力计进行调零，直接进行了测量，则对实验产生的影响是　 　。  A．物体受到的浮力测量出现较大偏差 B．不能得出正确的结论 C．仍能得出正确的结论 　②　 　C　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 (1)生活实例实验结束后，针对情景2，小明联想到在游泳池里，人越往深处走感觉到水向上托自己的力越大，这是因为人往深处走时，排开水的体积　 ，受到的浮力　 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)  变大　 能力设问 变大　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 (2)装置改进如图丙所示，小明将物体用弹簧测力计悬挂在铁架台上，将盛有适量水的烧杯放置在升降台上，使升降台逐渐上升，用该装置探究“浮力大小与物体浸在液体中的体积是否有关”。该装置的优点是 　 。  通过调节烧杯的高度，保持弹簧测力计示数的稳定(合理即可)　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 1．(2020·江西5题2分)如图所示是河水中的漩涡。漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较　 ，压强较　 ，从而形成压力差，导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示：严禁学生私自下河游泳)  大　 在流体中运动(近5年2考) 慢 江西真题·明考向 命题点1 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 2．(2022·江西11题3分)如图所示，在家庭小实验中，某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上，下列操作可行的是( ) A．向杯子中加盐　　 B．向杯子中加水 C．倒出少量的水 D．轻轻摇晃杯子 浮沉条件的理解及应用(近5年3考) A 命题点2 【解析】鸡蛋沉底，则F浮＜G鸡蛋，鸡蛋排开液体的体积不变时，由F浮＝ρ液gV排可知，应向杯中加盐，增大液体的密度，以增大鸡蛋所受浮力，当鸡蛋所受浮力大于鸡蛋的重力时，鸡蛋会上浮，最后漂浮在水面，故A正确，BCD错误。故选A。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 3．(2019·江西12题3分)“远征号”潜水艇在南海执行任务，根据任务的要求，潜水艇需要在不同深度处悬浮，若海水密度保持不变，则下列说法错误的是( ) A．潜水艇排开海水的体积相等 B．潜水艇所受的重力大小不相等 C．潜水艇所受的浮力大小相等 D．潜水艇所受的浮力与重力大小相等 B 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 【解析】潜水艇在海水中不同深度处悬浮，排开海水的体积都等于潜水艇自身的体积，是相等的，故A正确，不符合题意；潜水艇在下潜的过程中，排开海水的体积不变，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，潜水艇受到的浮力大小相等，潜水艇悬浮时受到的浮力等于重力，所以重力大小也相等，故B错误，符合题意，C、D正确，不符合题意。故选B。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 【拓展训练】 4．如图所示，将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，拧紧大瓶瓶盖，通过改变作用在大瓶侧面的压力大小，实现小瓶的浮与沉。下列说法错误的是( ) A．用力捏大瓶时，可使小瓶悬浮在水中 B．用力捏大瓶时，小瓶内的气体密度变大 C．盖上小瓶瓶盖，捏大瓶时也能使小瓶下沉 D．打开大瓶瓶盖，捏大瓶时不能使小瓶下沉 C 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 【解析】挤压大塑料瓶，大瓶内空气被压缩，气体压强增大，水被压入小瓶中，将小瓶中的空气压缩，小瓶内的气体密度变大，这时小瓶里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉，浸没时，就处于悬浮状态，故AB正确，不符合题意；盖上小瓶瓶盖，挤压大塑料瓶，大瓶内空气被压缩，但水不能压入小瓶中，小瓶的重力不变，浸入水里的体积不变，小瓶不会下沉，故C错误，符合题意；打开大瓶瓶盖，用力捏大瓶，大瓶上方的气压不变，水不能进入小瓶中，所以小瓶不会下沉，故D正确，不符合题意。故选C。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 方法指导 方法一 浸没物体浮沉状态的判断 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 方法二 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 5．一题多问(2020·江西9题2分)如图1所示，A、B两物块以不同方式组合，分别静止在甲、乙两种液体中，由此可判断ρ甲　 　ρ乙；若物块A在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙，则F甲　 　F乙。(均选填“>”“<”或“＝”)  　>　 　>　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 【补充训练】 (1)剪断细线：A、B两物块用质量不计的细线连接，如图1乙所示，如果将细线剪断，物块A、B再次静止后，物块A受到的浮力将　 ，容器中的液面将　 。  下降　 变小　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 (2)更换放置模式：水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有丙、丁两种不同液体，将两个不同材料制成的正方体C、D(VC<VD)按如图2所示的两种方式分别放入两种液体中，待静止后，两杯中液面恰好相平。则图2中排开丙液体的质量　 　(选填“小于”“大于”或“等于”)排开丁液体的质量。  　等于　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 【解析】A、B两物块组合在一起，在甲液体中漂浮，在乙液体中悬浮，浮力都等于重力，所以A、B两物块组合体在甲、乙液体中受到的浮力相等，A、B两物块组合体在乙中排开的液体多，根据F浮＝ρ液gV排可知，乙液体的密度小，即ρ甲＞ρ乙；因为ρ甲＞ρ乙，物块A在两种液体中排开液体的体积相同，所以F甲＞F乙。【补充训练】(1)略。(2)把A、B两物体看作一个整体，由题图2知，该整体在两液体中都处于漂浮状态，由漂浮条件可知F浮＝GA＋GB，所以该整体在两液体中受到的浮力相等，根据阿基米德原理可知，排开的液体的重力相同，根据G＝mg可知，排开的液体的质量相同。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 方法指导 比较浮力大小的两种方法 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 6．(2023·江西20题7分)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关。 【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后，还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是，该同学进行了如下探究。 【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线，按如下步骤进行实验。 ①如图a所示，用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为　 　N。  探究浮力的大小与哪些因素有关(2023·20题) 　4　 命题点3 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 ②如图b所示，将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。 ③如图c所示，将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。 ④如图d所示，将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 【解释】 (1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为　 　N。  (2)由以上实验可知，浮力大小与物体的形状　 。  【交流】 (1)本实验在其他因素都相同的前提下，只改变物体的形状来进行探究。在物理学中，这种研究方法称为　 。  (2)在第④步实验中，将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时，深度增加，橡皮泥所受浮力大小　 (选填“变大”“变小”或“不变”)，说明浮力大小与　 无关。  (3)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，能否完成本实验的探究?　 。  能　 深度　 不变　 控制变量法　 无关　 　2　 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 【补充训练】 该同学若还想继续探究“浮力的大小与液体密度是否有关”，保持物体排开液体的体积相同，请你帮他设计出实验数据表。(设计出表头即可) 实验 次序 液体的 种类 物体重力 G/N 弹簧测力计 示数F/N 浮力 F浮/N 如答表所示。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 【解析】【证据】①由题图a可知，弹簧测力计的分度值为0.2 N，则橡皮泥的重力为4 N。【解释】(1)由题图a可知，橡皮泥的重力G＝4 N，由题图b可知橡皮泥浸没在水中弹簧测力计的示数F＝2 N，则此时橡皮泥受到的浮力F浮＝G－F＝4 N－2 N＝2 N。(2)由题图可知，同一橡皮泥捏成不同形状浸没在水中，弹簧测力计的示数相同，根据称重法可知，橡皮泥受到的浮力相等，说明浮力大小与物体的形状无关。【交流】(1)本实验在其他因素都相同的前提下，只改变物体的形状来进行探究，在物理学中，这种研究方法称为控制变量法。(2)在第④步实验中，将橡皮泥从题图d位置向下移放到题图e位置时，深度增加，但水的密度、排开水的体积不变，由称重法可知，它受到的浮力不变，由此说明浮力的大小与深度无关。(3)用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中，记录橡皮筋的长度，比较每次橡皮筋的长度可以比较拉力的大小，从而可以比较橡皮泥受到的浮力大小，所以能完成本实验的探究。【补充训练】略。 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 命题点1 命题点2 命题点3 谢谢 2021[文件：中教联标彩.] 返回导航 $$