内容正文:
物理
精讲册
2025甘肃
第3讲
浮力 阿基米德原理
1
思维导图 建体系
2
核心考点 精讲练
4
重点实验 攻关练
5
兰州真题 随堂测
3
重难点突破
目录
CONTENTS
思维导图 建体系
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核心考点 精讲练
考点
1
浮力
北师大:八下P75~77
定义 浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力,这个力叫作浮力
方向 浮力的方向总是①________的
产生
原因 浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,向上的压力②____向下的压力,这两个压力之差就是液体对浸入物体的浮力
竖直向上
大于
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测量 如图所示,先用弹簧测力计测出物块的重力G;再读出物块浸没在液体中时测力计的示数F示,则物块所受的浮力F浮=③_______
影响
因素 物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的④____和液体的⑤____有关.物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越⑥__
G-F示
体积
密度
大
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考点
2
阿基米德原理
北师大:八下P78~79
重力
G排
物体排开液体所受的重力
ρ液gV排
物体排开液体的体积
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1.下列情境中的物体,不受浮力的是( )
A.正在海水中下潜的“奋斗者”号深潜器
B.正在海中航行的航母“福建舰”
C.在空中航行的祥云“AS700”载人飞艇
D.遨游在太空中的“嫦娥六号”探测器
D
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2.把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示.石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( )
A.石头受到的浮力更大些
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
第2题图
A
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3.如图所示,在烧杯中装满水,用手把空的饮料罐缓慢地按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按感觉浮力越__,这个实验告诉我们,浮力的大小跟__________________有关;将溢出的水收集起来,测得这些水的质量为0.2 kg,此时饮料罐受到的浮力大小为__N.(g取10 N/kg)
第3题图
大
物体排开液体的体积
2
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4.(2024广东)如图所示,小球漂浮在水面,请在O点画出小球受到的重力G和浮力F的示意图.
第4题图
G
F
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重难点突破
重难点
计算浮力的四种方法
方法 称重法 压力差法
(定义法) 平衡法 阿基米德原理法
公式
及图示 F浮=G物-
F拉 F浮=F下-F上 F浮=G物=
m物g F浮=G排=m排g=ρ液gV排
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方法 称重法 压力差法(定义法) 平衡法 阿基米德原理法
适用范
围及注
意事项 适用于在液体中下沉的物体,已知物体的重力及物体在液体中受到向上的拉力 已知形状规则物体的:①上、下表面的压强及上、下表面积;②上、下表面所受的压力
注:只需满足其中任意一条即可 适用于漂浮或悬浮的物体,已知物体的
重力
注:悬浮、沉底时,V排=V物;漂浮时V排<V物 普遍适用的浮力计算法,已知物体排开液体的体积和液体的密度
注:在计算时要注意统一单位,分清V排与V物
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(称重法)如图所示,某同学在弹簧测力计下悬挂一个物块,静止时弹簧测力计的示数F1=2.2 N;再将物体浸没在酒精中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.4 N,则物体在酒精中受到的浮力是______N,物体的体积是_________m3.(酒精的密度为0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
例1题图
0.8
1×10-4
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(压力差法)边长为5 cm的正方体物块悬浮在水中,其上表面距水面5 cm.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)物块上表面受到水的压力为________N;物块下表面受到水的压力为______N;物块受到浮力的为________N.
(2)物块的重力为________N,密度为__________kg/m3.
1.25
2.5
1.25
1.25
1×103
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(平衡法)如图所示,将一质量为60 g的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中,鸡蛋在甲液体中悬浮,
在乙液体中漂浮,则鸡蛋在甲液体中受到的浮力为______N ,在乙液体中受到的浮力为______N,甲液体的密度__(选填“>”“<”或“=”)乙液体的密度.(g取10 N/kg)
例3题图
0.6
0.6
<
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(阿基米德原理法)一圆柱体物块的高为25 cm、底面积为20 cm2,图中烧杯底面积为 50 cm2.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)(漂浮状态)如图甲所示,将物块放入水中,物块所受浮力为__N.
(2)(浸没状态)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块使其恰好浸没在水中(水未溢出),此时物块所受浮力为__N,施加的压力F为__N.
例4题图
3
5
2
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重点实验 攻关练
实验
1
探究浮力大小与哪些因素有关
(《课标》要求学生必做实验)(兰州2023.20,2020.29)
实验
装置 主要器材:弹簧测力计、有刻度的圆柱形物体、烧杯、水、盐水、细线
(1)将弹簧测力计在竖直方向上调零;
(2)在烧杯中分别加入适量的水和盐水.
适量:能测出物体排开液体最大的体积,且物体不能接触到烧杯底部
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设计与进行实验 操作过程
(1)将圆柱形物体悬挂在弹簧测力计下,观察并记录弹簧测力计的示数F1;
(2)使圆柱形物体分别浸入水中 体积处,观察并记录弹簧测力计的示数F2、F3;
(3)使圆柱形物体刚好浸没在水中,观察并记录弹簧测力计的示数F4;
(4)增加圆柱形物体浸没在水中的深度,观察并记录弹簧测力计的示数F5;
(5)使圆柱形物体刚好浸没在盐水中,观察并记录弹簧测力计的示数F6
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设计与
进行实验 控制变量法:(1)探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系时,控制液体密度不变;
(2)探究浮力的大小与液体密度的关系时,控制物体排开液体的体积不变
实验数
据处理 浮力的计算(称重法):F浮=F1-F拉
F拉-h、F浮-h图像分析
a.当物体逐渐开始浸入液体中时,弹簧测力计
的示数不断减小,浮力逐渐变大.
b.当物体浸没在液体中时,弹簧测力计的示数不变,浮力大小不变
实验
结论 物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关.
物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大
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(2024重庆B卷改编)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素.
例1题图
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(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7 N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向 的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比____.当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N.
上
变大
0.3
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(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积____,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度____.
越大
无关
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(3)为了探究物体所受浮力与液体密度的关系,小渝同学将物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是控制______________相同;他们发现液体密度改变,物块受到的浮力变化却不明显.于是想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是__.
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
浸入液体的体积
D
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(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3 N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关.你认为该方案是否合理,并说明理由:________________________.
不合理,未控制 V排相同
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(5)小王又利用实验桌上的薄铝片、烧杯和水进行了如下的实验:
步骤一:将铝片放入盛水的烧杯中,铝片下沉至杯底;
步骤二:将铝片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
通过分析可知,步骤一中铝片受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)步骤二中铝片受到的浮力.
拓
展
训
练
小于
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(6) [装置改进]实验中由于手臂易晃动使得弹簧测力计示数不稳定,读数困难,小渝改进的装置如图戊所示,通过调节烧杯的高度进行探究.相比于图甲中的实验装置,该装置的优点是__________________________
___________________________________.
例1题图戊
物体所受浮力大小等于液体对
容器底部压力大小的变化量(合理即可)
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(2020兰州改编)小霞利用水和石块进行如图1所示的实验探究,并将相关实验数据记录在表中.
实验
2
探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
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【设计与进行实验】
(1)请补充表中的数据:①______;②______.
石块重
力G石/N 空杯重
力G杯/N 测力计的示数F/N 杯和水的总重G总/N 石块浸没时所受浮力F浮/N 石块排开水所受的重力G排/N
2.0 1.0 1.4 1.6 ① ②
0.6
0.6
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(2)根据表中的实验数据可得出的结论是:物体受到浮力的大小________
_________________.
(3)由表中的数据,还可以计算出石块的体积为_________m3.(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
等于它排
开液体的重力
6×10-5
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【交流与反思】
(4)在丙步骤的操作中,若只将物块的一部分浸
在水中,其他步骤操作不变,则__(选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论.
(5)若丙图中的水未达到溢水口,会得到物体所受浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)排开的液体所受的重力的结论.
能
大于
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(6)[装置改进]小霞的同桌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)对该实验进行改进,装置如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,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”).
例2题图2
拓
展
训
练
变小
变大
相等
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(7)比较图1和图2两种实验方案,改进后的优点是____(多选).
A.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,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
BC
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1.(2022兰州5题)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为F1.将铁块缓慢浸没入水中(未接触溢水杯),若溢出的水全部流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力F浮=F2-F1
B.小烧杯中的水重G=F1-F2
C.两次实验中,水对溢水杯底的压强p甲<p乙
D.两次实验中,溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
兰州真题 随堂测
命题点
1
称重法计算浮力
(兰州5年3考)
第1题图
B
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2.(2019兰州)如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,则下列说法中正确的是 ( )
A.金属块所受重力大小为26 N
B.金属块的密度为2.3×103 kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26 N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的
压强为5×103 Pa
第2题图
B
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3.将三个体积相同而材料不同的小球A、B、C放入装水的容器中,静止时的情形如图所示,则 球受到的浮力最小;若此时水深0.2 m,则水对容器底的压强为__________Pa.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
命题点
2
阿基米德原理法计算浮力
(兰州每年均涉及)
第3题图
A
2×103
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4.如图所示,将边长是10 cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的溢水杯中.待木块静止时,从溢水杯中溢出了550 g水,则木块静止时受到的浮力为______N;木块静止时下表面受到的水的压强为______Pa.(g取10 N/kg)
第4题图
5.5
550
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5.(2021省卷)如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰,该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼-15舰载机,每架舰载机质量为25吨,g=10 N/kg.求:
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力为多大?
第5题图
解:航母处于漂浮状态,所受的浮力:F浮=G总=m排g=5×107 kg×10 N/kg=5×108 N
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(2)航母在某海域训练,此海域的海水密度1.02×103 kg/m3,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减少了多少立方米?(结果保留两位小数)
解:36架舰载机全部飞离航母后,排开海水的质量减小值:Δm排=m舰载机=36×2.5×104 kg=9.0×105 kg
航母排开海水的体积减少值:
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6.(2023兰州20题)小刚游泳时发现,人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大.于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关.为了验证自己的猜想是否正确,他设计并完成了如图甲所示的实验,并将详细的实验数据记录在表格中.
命题点
3
探究浮力大小与哪些因素有关
(兰州2023.20、2020.29)
第6题图
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(1)表格中所缺数据为 ,请在图乙中画出浮力大小F浮与物块下表面所处深度h之间的关系图像.
物块下表面所处深度h/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
弹簧测力计示数F/N 4.6 4.2 3.8 3.4 3.0 2.6 2.2 2.2 2.2 2.2
物块所受浮力F浮/N 0 0.4 0.8 1.6 2.0 2.4 2.4 2.4 2.4
1.2
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
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(2)分析上述实验,请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大?______________________.
(3)由图B和表中数据可知,物块下表面受到水的压强为______Pa.(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(4)为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关,他应该采取的操作是:______________________________________________________________.
物体浸入水中的体积变大
300
将物体浸没在装有盐水的烧杯中,观察弹簧测力计的示数,与图D比较
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请完成《课后提升练》P20~21习题
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