2025年中考物理一轮复习课件-浮力

浮力 思维导图 教材梳理 浮力 1. 定义：无论是液体还是气体，对浸在其中的物体都有 的托力，物理学中把这个托力叫作 。 2. 测量：（称重法） （1）用弹簧测力计测出物体所受的重力G。 （2）将悬挂在弹簧测力计下的物体浸没在液体中，弹簧测力计的示数为F。 （3）物体在液体中受到的浮力F浮＝ 。 向上 浮力 G－F 3. 产生原因：由液体对物体向上和向下的 产生的，即F浮＝F向上－F向下。 4. 方向： 。 5. 影响因素：物体在液体中所受浮力的大小，跟它排开液体的 有关，还跟液体的 有关。物体排开液体的 和液体的 越大，浮力就越大。 压力差 竖直向上 体积 密度 体积 密度 阿基米德原理 1. 内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受 的大小。 2. 公式：F浮＝ ＝m排g＝ρ液gV排 ρ液gV排 重力 G排 提示：“浸在”的含义既包括物体全部浸入液体里，也包括物体的一部分浸入液体里，“浸没”指物体全部浸入液体里。阿基米德原理对浸没和物体部分浸入液体里都适用。 物体的状态 上浮 下沉 悬浮 受力 分析       F浮与G物的 关系 ①F浮　 　G物  ②F浮　　G物  ③F浮　　G物  物体的浮与沉 1. 物体的浮沉条件 ＞ ＜ ＝ 物体的状态 上浮 下沉 悬浮 液体密度与物 体密度 ④ρ物　 　ρ液  ⑤ρ物　 　ρ液  ⑥ρ物　 　ρ液  最终静止时的 状态 漂浮，即 ⑦F浮　 　G物    沉底，即 F浮＋F支＝G物   ＜ ＞ ＝ ＝ 2. 物体浮沉过程中，处于平衡状态的是 、 、 ，处于非平衡状态的是 和 。 悬浮 漂浮 沉底 上浮 下沉 1. 轮船：是利用密度大于水的钢铁做成 ，排开更多的水，增大浮力；轮船的大小通常用排水量表示，是指满载时排开水的 。可以根据排水量求出排开水的重力（即轮船所受的浮力），由于轮船是漂浮的，进一步知道轮船自身的重力。 2. 潜水艇：是靠充水或排水的方式改变 来实现浮沉的。 浮力的利用 空心 质量 自身重力 3. 热气球：原理是热空气的密度 冷空气的密度，因此能浮在冷空气上，只要改变热空气的温度就能实现上浮、下沉和悬浮。 4. 气球和飞艇：其气囊中充的是密度 空气密度的气体，可以通过改变气球或气囊中气体的 （或质量）来改变气球和飞艇受到的浮力大小，从而实现升降。 小于 体积 小于 5. 密度计：密度计是测定液体 的仪器。 密度计原理：利用的是漂浮条件F浮 G，放在不同液体中受到的浮力 密度计自身的重力。密度计在较大密度的液体里比在较小密度的液体里浸入得要浅一些，所以密度计的刻度是上 下 。 6. 盐水选种：把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子密度较 ，会上浮直至 ；饱满的种子密度较 ，会 到容器底部。 跨学科实践：制作微型密度计 密度 ＝ 等于 小 大 小 漂浮 大 下沉 精讲精练 浮力的判断 例1 下列情景中受到浮力的物体是（ ） A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ D 课堂反思、要点提示 提示：判断物体是否受到浮力的依据就是物体是否受到液体向上和向下的压力差。 例2 如图所示，取一个去底的矿泉水瓶，瓶口朝下，瓶口直径略小于乒乓球的直径，将乒乓球放入矿泉水瓶中。 （1）如图甲所示，往瓶中注水，可观察到的现象：乒乓球被水压在瓶底，同时有少量的水从瓶口流出，这说明乒乓球 （选填“受”或“不受”）浮力；如图乙所示，用瓶盖（或手）堵住漏水的瓶口，当乒乓球下面积满水时，乒乓球就会上浮。 （2）上述实验说明：浸在液体中的物体 （选填“一定”或“不一定”）受到浮力；浮力产生的原因是 。 不受 不一定 物体受到液体向上和向下的压力差 例3 （原理法）［2024·成都］小李同学想估算空气对自己的浮力大小，采集的数据有：自己的体重、自己的密度（与水接近，约为1. 0×103 kg/m3）、空气的密度（约为1. 3 kg/m3）。则空气对小李的浮力大小约为（ ） 0. 006 N B. 0. 6 N C. 60 N D. 600 N 浮力的简单计算 B 例4 （平衡法）重为10 N，体积为1. 2×10－3 m3的物块在足量水中静止时，物块的状态和所受的浮力分别是（ ） 沉底 F浮＝10 N B. 悬浮 F浮＝10 N C. 漂浮 F浮＝10 N D. 漂浮 F浮＝12 N C 例5 （压力差法）如图所示，一个竖直悬挂在水中的圆柱体，其上表面受到水的压力为0. 5 N，下表面受到水的压力为1. 3 N，则它受到的浮力大小为 N。如果让圆柱体再下沉5 cm，那么圆柱体受到的浮力大小 。 0. 8 不变 例6 如图是我国人民解放军海军建造的第三艘航空母舰福建舰，其满载时排水量约为8万吨，是我国首艘电磁弹射型的超级航空母舰。满载时，福建舰受到的浮力为 N；甲板上的战斗机从福建舰上弹射起飞后，福建舰受到的浮力将 ，舰身浸入海水中的体积将 。（g取10 N/kg） 8×108 变小 变小 例7 如图所示，盛有2 kg水的柱形容器置于水平地面上，重为6 N且不吸水的正方体物块静止时有五分之二的体积露出水面，则物块的密度为 kg/m3，物块下表面所受水的压力为 N。若物块在压力的作用下刚好浸没在水中，不接触容器底，水不溢出，此时水对容器底部增加的压力为 N。 0. 6×103 6 4 例8 （称重法）［2023·扬州改编］一个奖牌挂在弹簧测力计下，示数为1. 8 N。当奖牌浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1. 6 N。已知ρ水＝1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： （1）奖牌的质量； 答：奖牌的质量是0. 18 kg。 （2）奖牌受到的浮力； 解：奖牌在水中受到的浮力为 F浮＝G－F2＝1. 8 N－1. 6 N＝0. 2 N。 答：奖牌受到的浮力是0. 2 N。 （3）奖牌的密度。 答：奖牌的密度是9×103 kg/m3。 课堂反思、要点提示 提示：分析题目条件能应用浮力公式进行简单计算。 浮力计算的四种方法： （1）称重法：F浮＝G物－F拉； （2）压力差法：F浮＝F向上－F向下； （3）排液法：F浮＝G排＝ρ液gV排； （4）平衡法：F浮＝G物（悬浮或漂浮）。 浮沉条件的应用 例9 关于浮沉条件的应用，下列说法正确的是（ ） A. 飞艇工作时需要充入密度大于空气的气体 B. 密度计上所标的刻度值自上而下越来越小 C. 潜水艇靠改变自身受到的浮力实现浮沉 D. 轮船从长江驶入大海时受到的浮力不变，但船体要上浮一些 D 例10 ［2023·湖北］物理课上，老师将整个橙子放入水中，橙子漂浮在水面上，如图甲所示。将其切成大小两块，再次投入水中，发现大块仍漂浮，小块缓慢沉入水底，如图乙所示。下列说法正确的是（ ） D A. 整个橙子的密度等于水的密度 B. 大块橙子受到的浮力大于其重力 C. 小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小 D. 两块橙子受到的浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力 浮力大小的比较 例11 甲、乙、丙三个体积相同的实心球，静止在液体中如图所示，关于三个小球受到的浮力大小关系正确的是（ ） 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 D 课堂反思、要点提示 提示：比较浮力大小一般先根据阿基米德原理判断，然后用浮沉条件比较浮力与重力的关系。 例12 ［2024·达州］如图所示，水平桌面上的两台相同的电子秤，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，此时液体的深度h甲＜h乙，液体对容器底部的压强相等。下列说法正确的是（ ） D A. 液体的密度ρ甲＜ρ乙 B. 两小球受到的浮力FA＝FB C. 两电子秤的示数相等 D. 将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体)，左侧电子秤的示数变化较大 例13 一个薄壁密封饮料瓶内装有适量的饮料，分别放在装有甲、乙两种液体的容器中，静止后饮料瓶的状态如图所示，饮料瓶受到的浮力分别为F甲、F乙，甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙，则F甲 F乙，液体的密度ρ甲 ρ乙。（均选填“＞”“＝”或“＜”） ＝ ＞ 例14 将一木块用细线拴在空的容器底部，开始往容器中缓慢的加水至图甲所示的位置，木块受到的浮力F随容器中水深h的变化关系如图乙所示，则木块（ ） 重为8 N B. 体积为4×10－4 m3 C. 密度为0. 5×103 kg/m3 D. 受到细线的最大拉力为12 N 浮力的图像问题 C 例15 如图甲所示，弹簧测力计悬挂着一长方体物块，将物块从盛水的烧杯上方缓慢下降直至完全浸没在水中，物块下降的过程中，弹簧测力计的示数F随下降高度h的变化关系如图乙所示，物块的质量为 kg，物块在该过程中受到的最大浮力为 N，物块的密度为 kg/m3，将物块继续缓慢地下降至烧杯的水平底部，弹簧测力计的示数为零时，物块对烧杯底部的压强为 Pa。（g取10 N/kg） 1 5 2×103 1 000 课堂反思、要点提示 提示：认清横纵坐标表示的物理含义，分析图像对应的物理过程，特殊点参数对应的物理状态。 例16 如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面的一定高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。根据图乙可知该金属块所受的重力为 N，浸没在水中时金属块所受的浮力为 N，在t1至t2时间段内金属块在水中受到的浮力逐渐 （选填“增大”或“减小”）。 54 20 减小 利用受力分析解决浮力问题 例17 ［2024·宜宾改编］如图所示，两个不吸水的实心小球甲和乙，用不可伸长的细线系住，放入水中静止后，甲有一半的体积露出水面，乙与容器底部接触，细线被拉直。已知甲的重力为4 N，甲受到的浮力为8 N，甲、乙的体积之比为2∶1，甲、乙的密度之比为1∶6，水的密度为1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg。下列说法正确的是（ ） A. 细线对甲的拉力为12 N B. 乙受到的浮力为4 N C. 甲的密度为0. 25×103 kg/m3 D. 容器底部对乙的支持力为4 N C 例18 如图所示，正方体物块A的质量为0. 6 kg，放入装有水的薄壁容器后恰好有 的体积浸入水中。求：（g取10 N/kg） （1）物块A所受的浮力； 解：物块A处于漂浮状态，受到的浮力为 F浮＝G＝mg＝0. 6 kg×10 N/kg＝6 N。 答：（1）物块A所受的浮力是6 N。 课堂反思、要点提示 提示：通过受力分析，利用平衡状态F合＝0，求解浮力相关问题。 （2）物块A的密度； 答：物块A的密度是0. 6×103 kg/m3； （3）在物块A的上表面施加多大的力，恰好能使其浸没在水中。 解：物块A浸没时受到的浮力为F浮′＝ρ水gV＝1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N，根据受力分析可得，在物块A的上表面施加的力为F＝F浮′－G＝10 N－6 N＝4 N。 答：在物块A的上表面施加4 N的力，恰好使其浸没在水中。 变式1：在物块A上叠加一个棱长为0. 05 m的正方体B，使木块A刚好浸没在水中，如图所示。求正方体B的密度。 变式2：将棱长为0. 05 m的正方体C用细线悬挂于物块A下，A刚好浸没在水中，如图所示。求正方体C的质量。 变式3：将物块A用细线固定在容器底部，如图所示，求细线对物块A的拉力。 解：细线对物块A的拉力为 F拉′＝F浮′－G＝10 N－6 N＝4 N。 答：细线对物块A的拉力为4 N。 例19 ［2024·安徽］某兴趣小组要测量一金属块的密度，设计了如下方案：将装有适量细沙的薄壁圆筒，缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中，待圆筒静止后，在圆筒上对应水面的位置标记一点A，并在长方体容器上标出此时的水位线MN（如图甲所示）；然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方，缓慢竖直地放入水中，圆筒静止后（金属块不接触容器底部），在长方体容器上标出此时的水位线PQ（如图乙所示）；再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN 在同一水平面上（如图丙所示）。测出PQ与此时水面的距离为h1，与MN的距离为h2。若圆筒的底面积为S，长方体容器的底面积为4S，A点到圆筒底部的竖直距离为h，不计细线的质量和体积，已知ρ水和g。 （1）求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小（用题中给定的物理量符号表示）； 解：图甲中，圆桶所受的浮力等于圆桶和沙子的重力 G＝F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh。 答：图甲中圆桶和细沙总重力G的大小为ρ水gSh。 （2）求金属块的体积V（用题中给定的物理量符号表示）； 解：图乙和图丙相比，浮力相等，V排相等，A点在水面下的深度相等，所以乙图中，A点到水面PQ的距离应该等于（h1＋h2），A点到MN的距离应该等于h1，图乙和图甲相比 ΔV排＝ΔV桶浸＋V金属， 金属块的体积为 V金属＝ΔV排－V桶浸＝4Sh2－S（h1＋h2）＝3Sh2－Sh1。 答：金属块的体积V为3Sh2－Sh1。 （3）若h1＝0. 07 m，h2＝0. 03 m，ρ水＝1. 0×103 kg/m3，求金属块的密度ρ。 中考新题与跨学科实践 例20 利用一次性筷子和细铜线制作简易密度计，写出你的制作方案和用法。 实验探究 实验一　探究浮力的大小与哪些因素有关 实验 目的 探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系 探究浮力的大小与液体的密度的关系 控制变量 液体的密度 物体排开液体的体积 自变量 物体排开液体的体积（用弹簧测力计提着同一物体浸入同一液体中的不同深度处） 液体的密度（用弹簧测力计提着同一物体浸入不同液体中的同一深度处） 因变量 弹簧测力计的示数发生变化（方法：称重法，F浮＝G－F） 实验 设计   若乙、丙两次实验弹簧测力计的示数不同，则浮力的大小与物体排开液体的体积有关   若丁、戊两次实验弹簧测力计的示数不同，则浮力的大小与液体的密度有关 例21 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下猜想， 猜想一：浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关。 猜想二：浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关。 猜想三：浮力的大小可能与液体的密度有关。 为了验证以上猜想，他们选用弹簧测力计、实心圆柱体金属块、烧杯等器材进行了实验，其操作步骤和实验数据如图所示。 【基础设问】 （1）实验中测量浮力的方法：用弹簧测力计先测出物体所受的重力G，接着将物体浸入液体中静止，读出弹簧测力计的示数F，则物体所受的浮力为F浮＝ 。如图甲中的步骤B、C、D、E、F（液体均未溢出），并将弹簧测力计的示数记录在下表中。 G－F 实验步骤 A B C D E F 测力计 示数/N   2. 3 2. 1 1. 7 1. 7 1. 5 （2）如图甲所示的实验中，A步骤所示的弹簧测力计的示数为 N。由表中数据可知，步骤B中金属块所受的浮力F浮＝ N，方向 。 （3）分析图甲中的实验步骤A、B、C、D可知，弹簧测力计的示数不同，说明浸在同一种液体中的物体所受浮力的大小跟物体浸入液体的 有关；进一步分析可知，在 相同时，物体排开液体的体积越大，物体所受的浮力越 。 2. 7 0. 4 竖直向上 体积 液体密度 大 （4）要验证猜想一，比较步骤C、F的探究 （选填“能”或“不能”）得出浮力的大小与液体的密度是否有关，原因是 。 （5）分析图甲中的实验步骤 ，可以得出浮力的大小跟物体浸没在液体中的 无关。 不能 没有控制物体排开液体的体积相同 A、D、E 深度 【能力设问】 （6）某同学用表格中的数据算出了金属块的密度是 kg/m3，步骤F中液体的密度是 kg/m3。得出结果后，小闽才发现，整个测量过程中，弹簧测力计都没有调零，在不受任何外力的情况下，弹簧测力计的示数为0. 2 N，则小闽测得的液体密度 （选填“偏大”“偏小”或“准确”）。 2. 7×103 1. 2×103 准确 （7）从金属块刚接触水面开始，到浸没在水中，直至浸没到更深的位置（未触底），图乙中能表示出此过程中物体所受的浮力F与浸入水中的深度h关系的图像是 （选填“①”或“②”）。 （8）为了使猜想二的规律更具有普遍性，在完成以上探究后，应选用 进行多次实验。 ② 不同液体 （9）若要验证浮力的大小与物体的密度是否有关，需要添加的器材是 ，实验时要控制 相同。 （10）分析丙、丁两次实验可知，浮力的大小与物体的形状有关。同学们认为该结论不可靠，主要原因是 。 体积和形状相同的圆柱体的铁块、铝块、铜块 排开水的体积 没有控制排开水的体积相同 【拓展设问】 （11）根据上面的实验，小明发现，液体的密度越大，圆柱体浸没在液体中时弹簧测力计的示数越小，因此弹簧测力计上的某一示数对应着一种液体的密度，此弹簧测力计连同圆柱体就成了一个密度秤。使用时只要将圆柱体浸没在待测液体中就可以从弹簧测力计指针的位置读出液体的密度，该密度秤的分度值为 kg/m3。（ρ水＝1. 0×103 kg/m3） 0. 1×103 【装置创新】 （12）图戊为“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。 实验过程如下：先将盛有盐水的容器放在电子秤上，然后用手提着系有细线的圆柱体，将其缓缓地浸入盐水中（盐水足够深），同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m，记录的数据见下表。已知圆柱体的高度为15 cm，当h＝8 cm时，用弹簧测力计测得细线对圆柱体的拉力为1. 2 N。 h/cm 0 2 4 6 m/kg 2. 000 2. 040 2. 080 2. 120 h/cm 8 10 12 … m/kg 2. 160 2. 200 2. 240 … ①实验过程中，当电子秤的示数逐渐增大时，细线对圆柱体的拉力逐渐 （选填“增大”或“减小”）； ②当h＝8 cm时，圆柱体受到的浮力大小为 N。分析表中数据可知，圆柱体受到的浮力大小与浸入盐水中的体积成 比； ③圆柱体的密度与盐水的密度之比为 。 减小 1. 6 正 14∶15 实验二 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 例22 在“探究阿基米德原理”的实验中，某小组按照如图所示的顺序进行了实验。 【基础设问】 （1）实验中的相关操作如图所示， 图操作有误，错误的原因是 。 甲 未将溢水杯中的水添加至与溢水口齐平 （3）请根据（2）步骤顺序将表格所缺的项目和数据补充完整。 ① ，② ，③ 。 物体浸在水中时测力计的示数 1 1 物体的重力/N ①/N 小桶和排开水的总重力/N 小桶的重力/N 浮力/N 排开水的重力/N 2 1 2. 2 1. 2 ② ③ （4）分析实验数据，可得出实验结论： 。 浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力 【能力设问】 （5）指出本实验产生误差的原因。（写出两点） ① ；② 。 （6）物体没有完全浸没在水中， （选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。 测力计的精度不够 细线有一定的质量和体积 能 （7）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是 。 A. 用原来的方案和器材多次测量取平均值 B. 用原来的方案将水换成盐水进行实验 C. 用原来的方案将物块换成体积不同的物块进行实验 （8）某同学将装满水的溢水杯放到电子秤上，再用弹簧测力计挂着铝块，将其缓慢地浸入溢水杯的水中，如图戊所示。在铝块刚浸入水中到刚好浸没的过程中，电子秤的读数将 。 A 不变 【拓展设问】 （9）某同学想借助如图己所示的器材来验证阿基米德原理。 ①他将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上，用升降台来调节溢水杯的高度。然后将一重为5 N、高为8 cm、底面积为50 cm2的实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方，调节升降台使物块下底面刚好与水面相平。随后他将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计B的正下方（弹簧测力计A与弹簧测力计B完全相同，且示数每变化1 N，指针就移动0. 5 cm）。当小闽逐渐调高升降台时，发现随着物块浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数 （填变化趋势），且弹簧测力计A 变小 示数的变化量 弹簧测力计B示数的变化量，从而证明了F浮＝G排，在这个过程中溢水杯对升降台的压力的大小 。 ②细心的小闽还发现：当升降台上升一段时间后（全程物块未触底），弹簧测力计A示数的变化量大于弹簧测力计B示数的变化量，原因可能是 。 等于 不变 溢水杯中的水未装满 _1234567890.doc 解：奖牌挂在弹簧测力计下，示数为1. 8 N，则奖牌所受的重力为1. 8 N。根据G＝mg可得，奖牌的质量为 m＝＝＝0. 18 kg； _1234567890.doc 解：根据阿基米德原理可知 F浮＝ρgV排＝ρ水gV奖牌，则奖牌的体积为 V奖牌＝＝＝2×10－5 m3， 奖牌的密度为ρ奖牌＝＝＝9×103 kg/m3。 _1234567890.doc 解：物块A排开水的体积V排＝V，物块A的体积为 V＝V排＝×＝×＝1×10－3 m3， 物块A的密度为 ρ＝＝＝0. 6×103 kg/m3； _1234567890.doc 解：由例18可知，正方体B的重力为 G＝F＝4 N，正方体B的质量为 mB＝＝＝0. 4 kg， 正方体B的体积为VB＝a3＝（0. 05 m）3＝1. 25×10－4 m3， 正方体B的密度为ρB＝＝＝3. 2×103 kg/m3。 答：正方体B的密度是3. 2×103 kg/m3。 _1234567890.doc 解：根据A受力分析可知，细绳的拉力为 F拉＝F浮′－G＝10 N－6 N＝4 N，正方体C受到的浮力为 F浮C＝ρ水gVC＝1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×1. 25×10－4 m3＝1. 25 N，由正方体C受力情况可知为 GC＝＋F拉＝1. 25 N＋4 N＝5. 25 N， 正方体C的质量为mC＝＝＝0. 525 kg。 答：正方体C的质量为0. 525 kg。 _1234567890.doc 解：由图甲和图乙可知，金属块的重力为 G金属＝ΔF浮＝4ρ水gSh2，金属块的质量为 m金属＝＝4ρ水Sh2，金属块的密度为 ρ＝＝＝＝＝6×103 kg/m3。 答：金属块的密度ρ为6×103 kg/m3。 $$