内容正文:
第三部分 力学
第八讲 浮力
(第2课时 物体的浮沉条件及其应用)
2025中考
湖南 物理
1
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3
2
3
2
1
对照课标·落实学业要求
课堂作业·当堂效果评价
回归教材·掌握必备知识
目
录
2
回归教材·掌握必备知识
考点综述
01
3
必备知识
1
物体的浮沉条件
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮_____G F浮_____G F浮_____G F浮_____G F浮+FN_____G
ρ液_____ρ物 ρ液_____ρ物 ρ液_____ρ物 ρ液_____ρ物 ρ液_____ρ物
物体的运动状态改变,
受非平衡力作用
物体可以停留在液面下任何位置处 是上浮的
最终状态
是下沉的
最终状态
物体处于静止状态,受平衡力作用
>
<
=
=
=
>
<
=
>
<
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必备知识
2
物体的浮沉条件的应用
实例 原理和特点
轮船 把密度大于水的材料做成空心,增大其排开水的体积,从而增大浮力使其能够漂浮在水面上。轮船的大小用排水量表示,即轮船满载时排开水的__________
潜水艇 通过向水舱中充水或向水舱外排水来改变自身的________,从而实现下潜或上浮
质量
重力
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密度计的刻度分布不均匀,自上而下刻度值逐渐增大
实例 原理和特点
气球、飞艇 通过充入密度__________空气密度的气体,从而使其升空
密度计 在液体中处于__________状态,受到的浮力等于重力。浸入液体的体积越大,说明液体的密度越__________
盐水选种 配制盐水,使其密度________优质种子的密度而________劣质种子的密度
小于
漂浮
小
小于
大于
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必备知识
3
计算浮力常用的四种方法
方法 压力差法 称重法 阿基米德原理法 平衡法
图示
公式 F浮=__________ F浮=_________ F浮=G排=_______=__________ F浮=_____=______
F向上-F向下
G物-F示
m排g
ρ液gV排
G物
m物g
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方法 压力差法 称重法 阿基米德原理法 平衡法
适用
范围 形状规则的物体,已知上、下表面的压强及上、下表面积(或已知上、下表面所受的压力) 已知物体的重力及物体浸在液体中时弹簧测力计的示数 已知物体排开液体的体积和液体的密度(或已知排开液体的质量) 漂浮或悬浮的物体,且已知物体的重力(或质量)
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考点综述
02
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2024年5月1日上午,我国海军福建舰航空母
舰出海开展首次航行试验,可谓万众瞩目之至。已
知航母满载排水量约8×104吨,则航母满载时受到
的浮力是__________N。当福建舰从海上驶回长江港口时,受到的浮力__________(选填“变大”“变小”或“不变”),舰体要_________(选填“下沉”或“上浮”)一些。(g取10 N/kg)
海水密度大于江水密度
学业要求
1
理解物体的浮沉条件
例 1
8×108
不变
下沉
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一个体积为100 cm3的小球,轻轻放入盛满水的溢水杯中,小球静止后排出水的总质量为80 g。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求小球所受浮力大小;
例 2
解:由阿基米德原理可得,小球所受浮力:F浮=G排=m排g=80×10-3 kg ×10 N/kg=0.8 N;
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(2)将小球取出,放入盛足够多的密度为0.8×103 kg/m3的酒精的杯中,通过计算,判断小球的沉浮情况。
解:若小球完全浸没在水中,小球受到的浮力:F'浮=ρ水gV排=1.0×
103 kg/m3×10 N/kg×100×10-6 m3=1 N>0.8 N,
故小球在水中静止时处于漂浮状态,其重力G=F浮=0.8 N,
小球的密度:ρ==0.8×103 kg/m3=ρ酒精,故小球在酒精中处于悬浮状态。
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(2024·泸州) 中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法正确的是( )
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
学业要求
2
能运用物体的浮沉条件解释有关现象
例 3
C
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(2024·眉山) 物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分
别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计
在液体中受到浮力F甲_________F乙,液体对杯底的压强p甲________p乙。
(均选填“>”“<”或“=”)
例 4
甲 乙
=
<
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如图所示,将苹果和梨放入水中后,苹果漂浮,梨
沉底。若苹果和梨的质量、体积及受到的浮力分别为m1、m2、
V1、V2和F1、F2,则下列判断正确的是( )
A.若m1>m2,则F1一定小于F2
B.若m1=m2,则F1一定大于F2
C.若V1=V2,则F1一定大于F2
D.若V1>V2,则F1一定大于F2
例 5
B
(1)当V苹果=V梨 时,利用F浮=ρ液gV排,
由于V苹果排<V梨排,故F苹果浮<F梨浮;
(2)当m苹果=m梨时,利用浮沉条件:
苹果漂浮F苹果浮=G,梨沉底F梨浮<G,
故F苹果浮>F梨浮
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小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出
清洗。如图所示,他先将一个重为10 N的空桶漂
浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶
内,桶仍漂浮在水面。(不考虑捞出过程中带出的水,ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求空桶漂浮在水面时所受浮力大小;
解:空桶漂浮在水面时所受浮力:F浮=G桶=10 N;
例 6
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(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会__________(选填“上升”“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6×10-3 m3,求桶内鹅卵石的质量。
解:鹅卵石捞出放置在桶内时,桶受到的浮力:
F'浮=ρ水gV'排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-3 m3=60 N,
桶内鹅卵石的重力:G石=F'浮-G桶=60 N-10 N=50 N,
鹅卵石的质量:m石==5 kg。
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1.(2024·苏州) 将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是( )
A.加盐可以让鸡蛋悬浮
B.鸡蛋悬浮时液体密度大
C.鸡蛋悬浮时浮力大
D.鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
D
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2.(2024·临沂) 水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,
两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中
的物理量,相等的是( )
A.两物块底部受到的压力
B.两物块排开液体的质量
C.两液体对烧杯底的压强
D.两烧杯对桌面的压强
B
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3.将a、b、c三个体积相等的球,投入水中后,状态如图所示,则:a、b、c三个球所受浮力大小的排序为_______________,三个球质量大小的排序为_______________。
Fa<Fb=Fc
ma<mb<mc
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4.我国汉代曾发明过一种用作军事信号的“孔明灯”,它其实就是一种灯笼。先用很轻的竹篾扎成框架,再用纸糊严,并在下面留口。在灯笼的下面固定一个小碟,在碟内放入燃料。点燃后,当灯笼内的空气被加热到一定温度时,灯笼就能腾空而起。孔明灯受到的空气浮力可以用阿基米德原理计算,即F浮=ρ空气gV(g取10 N/kg)。温度为20 ℃时,空气密度为1.2 kg/m3,下表给出了一些空气密度和温度的对应关系。
温度/℃ 90 100 110 120 130
密度/(kg·m-3) 0.97 0.94 0.91 0.88 0.85
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(1)孔明灯点火后,通过热传递使内部空气温度升高,空气对流上升,
充满灯中,热空气密度比空气的小,当孔明灯所受浮力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,孔明灯就会徐徐上升。
(2)如图所示的孔明灯体积约为0.02 m3,环境气温为20 ℃,
则孔明灯受到的空气浮力为多少牛?
解:孔明灯受到的空气浮力:F浮=ρ空气gV=1.2 kg/m3×
10 N/kg×0.02 m3=0.24 N;
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(3)若如图所示的孔明灯制作材料和燃料总质量为6 g,则
该孔明灯在20 ℃的空气中徐徐上升时,灯内空气的重力
应该不大于多少牛?
解:孔明灯和燃料受到的重力:G=mg=6×10-3 kg×
10 N/kg=0.06 N,
孔明灯内空气的重力应该不大于:G空气=F浮-G=0.24 N-0.06 N=
0.18 N;
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(4)第(3)小题中灯内空气的温度至少要达到多少摄氏度,孔明灯才能起飞(忽略燃料质量的变化)?
解:孔明灯内空气的密度:ρ==0.9 kg/m3,
由空气密度和温度的对应关系知,在90~130 ℃之间,温度升高10 ℃,
空气密度减小0.03 kg/m3,此时的空气密度比0.91 kg/m3小0.01 kg/m3,
所以温度升高接近3.3 ℃,即此时的温度约为113.3 ℃。
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本讲内容结束
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