2026年中考物理一轮复习课件:第十讲 浮力
2025-12-11
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普通
摘要:
该初中物理课件聚焦“浮力”中考核心考点,涵盖定义、阿基米德原理、浮沉条件及应用、实验探究等考查要求。通过对接中考说明,分析近5年考点权重,归纳计算、实验、选择等常考题型,结合2025年天津、长沙等地真题实例,体现备考针对性。
课件亮点在于“真题训练+易错点突破+实验指导”模式,以科学思维和科学探究为核心,如典例1用称重法解析浮力计算,易错点1辨析桥墩浮力误区。帮助学生掌握解题技巧,助力教师高效规划复习,提升中考得分率。
内容正文:
第十讲 浮 力
项目 具体内容 说明 注意
定义 浸在液体中的物体受到液体向上的力,就是①
,浮力的方向是竖直② 浸入气体中的物体也受到浮力 打入地下的桥墩不受到水的浮力,水中的桥墩上的田螺受到浮力
浮力产生
的原因 浸没在液体中的物体受到液体对其上、下两个表面的③ 差,就是浮力产生的原因,即F浮=F向上-F向下
浮力
向上
压力
浮沉条件 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮⑧ G F浮⑨ G F浮⑩ G F浮⑪ G F浮+F支⑫ G
ρ液⑬ ρ物 ρ液⑭ ρ物 ρ液⑮ ρ物 ρ液⑯ ρ物 ρ液⑰ ρ物
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体
的任何深度处 是“上浮”过程
的最终状态 是“下沉”过程
的最终状态
处于静止状态,受平衡力作用
应用 轮船 做成⑱ 能使它排开更多的水,增大可利用的浮力,漂浮于水面上
潜水艇 靠⑲ 来实现上浮和下潜
气球和飞艇 充入密度小于空气的气体,通过改变“体积”实现升降
密度计 利用漂浮条件来测量液体密度的仪器。同一支密度计在不同液体中所受浮力⑳_______
<
=
>
=
=
=
相等
改变自身重力
“空心”
<
<
>
>
典例1 (2025·天津节选)弹簧测力计使用:弹簧测力计下悬挂一个重物,示数如图甲所示;把重物浸在水中时,示数如图乙所示。此时重物受到水的浮力为 N。
甲 乙
2
[解析]根据题图可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,在空气中测物体时,弹簧的示数即为物体的重力,则G物=F1=4.0 N;把重物浸在水中时,弹簧测力计示数F2=2.0 N,根据称重法可知,重物此时受到水的浮力F浮=G-F2=4 N-2 N=2 N。
典例2 (2025·长沙)如图是探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关的实验过程。
甲 乙 丙 丁
(1)实验时,应先将弹簧测力计在 方向调零。
(2)乙图中物体所受浮力为 N。
(3)请你分析实验数据,判断物体所受浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关,并说明理由:________________________________________________________
__________________________________________________________________。
竖直
0.4
无关,由图丙和图丁可知,物体浸没在不同深度时,弹簧测力计示数不变,由称重法可知浮力不变,说明物体所受浮力的大小跟物体浸没的深度无关
[解析](1)由于是在竖直方向上使用弹簧测力计,所以应先将弹簧测力计在竖直方向上调零。(2)题图乙中物体所受浮力F浮=G-F=1.4 N-1.0 N=0.4 N。(3)分析题图乙、丙、丁,发现物体浸没在水中的深度改变,而弹簧测力计的示数不变,说明物体受到的浮力不变,可知物体所受浮力的大小跟物体浸没的深度无关。
典例3 (2025·凉山州)如图甲所示,在上、下截面均为圆形的锥形瓶内,装有一定量的水。已知锥形瓶上部分是横截面积为16 cm2的圆筒,且粗细均匀,底面积为100 cm2。现将质量为32 g,边长为2 cm的正方体合金块放入锥形瓶内,水未溢出,如图乙。求:
甲 乙
(1)合金块的重力大小。
(2)合金块放入锥形瓶内稳定后所受浮力大小。
(3)如图乙,稳定后,合金块对锥形瓶底的压强。
(4)合金块放入锥形瓶前后,水对锥形瓶底的压力变化量。
[答案]答案见解析
[解析](1)合金块的重力为G=mg=32×10-3 kg×10 N/kg=0.32 N。(2)合金块放入锥形瓶内浸没,排开水的体积与金属块的体积相等,V排=(2 cm)3=8 cm3=8×10-6 m3,合金块放入锥形瓶内稳定后所受浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-6 m3=0.08 N。
(3)题图乙中合金块对锥形瓶底的压力为F=G-F浮=0.32 N-0.08 N=0.24 N,合金块对锥形瓶底的压强为p==600 Pa。
(4)合金块放入锥形瓶前后,液面上升的高度为Δh==5×10-3 m,水对锥形瓶底的压强变化为Δp=ρgΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-3 m=50 Pa,水对锥形瓶底的压力变化量为ΔF=ΔpS=50 Pa×100×10-4 m2=0.5 N。
典例4 (2025·凉山州)《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大,等级最高,二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列选项正确的是( )
A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
C
[解析]根据浮沉条件可得,①号沉底,其密度大于液体的密度,而②③④漂浮,密度都小于液体的密度,根据漂浮时浮力等于重力,F浮=ρ液gV排=G=ρgV,漂浮时如果物体浸入的体积占总体积的比例越大,物体的密度就越接近液体的密度,即密度越大,即ρ1>ρ2>ρ3>ρ4。已知密度的关系,不知道体积的关系,故无法比较重力大小,②号接近悬浮,密度在①②之间,所以该海水为二等海水,故A、B错误,C正确;①号沉底,改盛四等海水,液体的密度更小,因而还是沉底,因排开液体的体积不变,但液体密度变小,由阿基米德原理可知,浮力减小,故D错误。
易错点1 对浮力产生原因的误解
错误地认为“只要物体浸在液体中就一定受浮力”。浮力是液体对物体上下表面的压力差,即F浮 = F下 - F上。若物体下表面与容器底部紧密接触(如桥墩、陷入泥中的石块),下表面不受液体压力,则不受浮力。
1.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法中错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用
B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定不受浮力的作用
D.D物体一定不受浮力的作用
D
易错点2 混淆“V排” 与 “V物”
V排是物体浸入液体中的体积。①物体部分浸入(如漂浮):V排<V物;②物体完全浸没(如悬浮、下沉):V排=V物。需根据物体浸入状态判断,不可盲目替换。
2.将一物块轻轻放入盛满密度为0.7×103 kg/m3的液体的大烧杯中,静止后有14 g液体溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有18 g水溢出。则物块放入水中时所受的浮力为 N,物块的密度为________
kg/m3。(g=10 N/kg)
0.9×103
0.18
易错点3 浮沉条件与二力平衡的混淆
①漂浮和悬浮时,物体均处于平衡状态,F浮= G物(浮力等于自身重力)。悬浮时V排= V物,漂浮时V排< V物,是因液体密度不同导致V排不同,而非浮力大小不同。②物体浮沉由F浮与G物的关系决定:F浮> G物时上浮;F浮=G物时漂浮或悬浮;F浮< G物时下沉。与物体轻重无直接关系(如轮船很重但因V排大,F浮= G物而漂浮)。
3.水平地面有一底面积为400 cm2,装有大量水的圆柱形容器(容器壁厚度不计)。将物块 A、B置于盛水容器中,物块A为底面积150 cm2、高10 cm的柱体,物块B为边长10 cm、重13 N的正方体。待稳定后,A有的体积露出水面,B沉底,如图甲。现对A物块施加竖直向下的压力F直至A刚好浸没入水中,再用轻质细绳(绳子伸长忽略不计)连接A、B,绳子恰好拉直,如图乙。再缓慢减小压力F,直至B刚好离开容器底部。求:(g=10 N/kg)
(1)如图甲,A漂浮时,水对A下表面的压强。
解:已知A下表面浸入水中的深度h浸=10 cm-×10 cm=6 cm=0.06 m,根据液体压强公式p=ρgh,可得水对A下表面的压强p水=ρ水gh浸=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m=600 Pa。
(2)A的重力。
解:物块A的体积VA=SAhA=150 cm2×10 cm=1 500 cm3=1.5×10-3 m3,物块A漂浮时,排开水的体积V排=(1-)VA=VA,根据漂浮条件和阿基米德原理可知,GA=F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1.0×103 kg/m3×10 N/kg××1.5×10-3 m3=9 N。
(3)当B刚好离开容器底部时,对物块A施加的压力F。
解:物块B的体积VB=(10 cm)3=1 000 cm3=1.0×10-3 m3,当B刚好离开容器底部时,物体A、B在浮力、重力和压力的作用下一起处于平衡状态,根据平衡条件可得GA+GB+F=F浮A+F浮B,根据阿基米德原理可得,F=F浮A+F浮B-(GA+GB)=ρ水gVA+ρ水gVB-(GA+GB)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.5×10-3 m3+1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×10-3 m3-(9 N+13 N)=3 N。
易错点4 浮力计算方法选择不当
浮力计算需灵活选择方法:①称重法F浮= G - F示:适用于已知物体重力和浸入液体后弹簧测力计示数;②浮沉条件F浮= G物:适用于漂浮或悬浮(直接用物体重力求浮力,更简便);③阿基米德原理:适用于所有情况,尤其是已知ρ液和V排时。
4.小达学了浮力知识之后,利用一个小圆柱形塑料桶(其底部放有硬币以降低整体重心)借助水来测量某些物体的密度。已知塑料桶的高度为L。现将桶口向上放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为h1如图甲,将桶捞出擦干并放入酱油中使其竖直漂浮,测出桶口露出酱油面的高度为h2如图乙;最后将金属球放入桶中,将桶口向上放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为h3如图丙,将金属球取出粘在桶底,将桶和金属球一起放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为h4如图丁;已知水的密度为ρ0。求:
甲 乙 丙 丁
(1)酱油的密度(用字母表示)。
解:设塑料桶底面积是S,题图甲中塑料桶漂浮在水面,受到水的浮力F浮水=G0=ρ水gV排=ρ水gS(L-h1),当把塑料桶放入酱油中,塑料桶漂浮在酱油表面,塑料桶受到酱油的浮力F浮酱油=G0=ρ酱油gV'排=ρ酱油gS(L-h2),联立两式得,酱油的密度ρ酱油=。
(2)若用刻度尺测出L=20.0 cm,h1=8.5 cm,h2=10.0 cm,h3=4.0 cm,h4=4.25 cm。求金属球的密度。
解:对于漂浮的物体增加的浮力等于增加的重力,由甲、丙两图可知,金属球的重力G=ΔF浮水=ρ水gΔV排=ρ水gS(h1-h3),由G=mg得,金属球的质量m==ρ水S(h1-h3),丙、丁两图,整体漂浮,重力相等,浮力相等,即ρgS(L-h3)=ρg[S(L-h4)+V],则V=S(h4-h3),金属球密度ρ==1.8×104 kg/m3。
[实验装置]
[实验现象]
1.物体浸入水中的体积越① ,弹簧测力计的示数越小;当物体浸没后,增加物体浸没的深度,弹簧测力计的示数②
2.物体浸没在盐水中比浸没在水中弹簧测力计的示数偏小
[实验方法]
控制变量法 [实验结论]
物体在液体中所受的浮力大小与③ _
和④ 有关,物体排开液体的体积越⑤ ,液体的密度越⑥ ,物体受到的浮力就越⑦ ;与物体浸入液体中的深度⑧
_____
[实验原理]
称重法测浮力F浮=G-F
大
大
大
液体的密度
体的体积
物体排开液
不变
大
实验1 探究浮力大小与哪些因素有关
无关
如图所示是小明和小东做“探究影响浮力大小的因素”实验的情景。
A B C D E
基础考法
(1)弹簧测力计使用之前应该在 (选填“竖直”或“水平”)方向调零。
(2)小明将金属块挂在弹簧测力计下,并缓慢浸入水中,根据弹簧测力计示数可知,图B中金属块受到的浮力为 N。
(3)通过比较 三次实验可知,物体受到的浮力与物体浸入液体中的体积有关。
(4)根据图A、D、E可以得出结论: _
。
液体的密度有关
物体浸入液体所受浮力与物体浸入
A、B、C
1.4
竖直
能力提升
(5)小明还发现A、B、C三组实验中物体进入水中深度不同,浮力大小也不同,因而得出“物体浸入液体所受浮力与物体浸入液体的深度有关”的结论,小东告诉他结论是错误的,原因是 _
。
(6)[密度计算]实验结束后,小东进行深入思考,根据实验中所测出的数据计算出合金金属块的密度为 kg/m3,盐水密度为__________ kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
1.2×103
2.4×103
的体积也不同
B和C深度不同,排开液体
(7)[新考法]小明突发奇想(如图F所示):如果地球对所有物体的引力都突然减少一半,这艘轮船的质量和所受的浮力会产生怎样的变化呢?正确的看法应该是:这艘轮船的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”),所受的浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
不变
核心素养
(8)如图G所示,一个弹簧一端固定物体,另一端固定在容器底部,放在装满水的装置中处于静止。设想此时地球的引力突然减少一半,则弹簧对物体的弹力(弹簧处于压缩状态) 。
A.不变
B.减为一半
C.增加为原值两倍
D.弹簧对物体无弹力
B
[实验装置] [主要实验器材的选取及使用]
1.物体的选取要求:重力不能超过弹簧测力计的量程、密度大于水且不吸水
2.正确使用溢水杯:溢水杯中的液体应达到溢水口,以保证物体排开的液体全部流入小桶
[实验步骤]
1.如图甲,测出小桶所受的重力G桶
2.如图乙,用测力计测出某物体所受的重力G
3.如图丙,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出此时测力计的读数F;同时用小桶收集物体排开的水
4.如图丁,测出小桶和排开水所受的总重力G桶水 [实验数据处理]
G-F=G桶水-G桶
[实验结论]
浸在液体中的物体受到① 的浮力,浮力的大小等于② _
它排开液体所受的重力
向上
实验2 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图甲所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A B C D
图甲
A B
图乙
基础考法
(1)先在溢水杯中装入水,直到水面与溢水口 ,操作过程如图甲所示,为了使操作能减小误差,更加合理的顺序是 (填字母)。
(2)如图甲把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 _
N,石块排开的水所受的重力可由 (填字母)两个步骤测出。由以上步骤可初步得出结论:浸没在液体中的物体所受浮力的大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)排开液体所受重力大小。
等于
AD
1.4
DBCA
相平
(3)以下情况对得出实验结论没有影响的是( )
A.整个实验过程中弹簧测力计没有校零
B.溢水杯中的水没有装满
C.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上
D.C步骤中石块触碰到了容器底部
A
能力提升
(4)[利用浮力测密度]该实验小组决定测量一块鹅卵石的密度,但是手边的测量工具只有量筒。他们设计了如图乙所示的实验装置。先把鹅卵石浸没在水杯内的水中,向矿泉水瓶中逐渐加水,当加入200 mL的水时,瓶子在如图乙A所示的位置平衡。拿掉水杯后,再向瓶中加入200 mL的水,此时瓶子在如图乙B所示的位置平衡。若不考虑鹅卵石的吸水性,忽略瓶子的质量,则鹅卵石的密度是 kg/m3。(g=10 N/kg)
2×103
核心素养
(5)[新考法]完成实验后,该小组同学将某种密度为1.2 g/cm3的液体装满溢水杯,并把溢水杯放在电子秤上,按下“清零”键后显示为0 g,如图所示;再用细线悬挂一重5 N、体积120 cm3的物体逐渐浸没在液体中,物体未与容器壁、容器底接触。待液体不再溢出后,溢出液体被烧杯接走,此时电子秤显示为 g。然后缓慢地将物体提出离开液面,不考虑提出物体时所带走的液体,则电子秤的示数将显示为负 g。
144
0
1.(2021·安徽节选)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验:
①在弹簧测力计下悬挂一个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6 N;
②将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
③将金属球从水中取出并擦干水分,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计示数如图丙所示。
由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力大小为 N。
考点1 探究浮力实验
1
甲
乙 丙
考点2 阿基米德原理的应用
2.(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:圆筒漂浮,根据浮沉条件和阿基米德原理,圆筒和细沙的总重力G=F浮 =ρ水gV排=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:对比题图甲、乙、丙,可知圆筒和金属块排开水的体积的增量ΔV排=4Sh2…①。对比题图乙、丙,易知圆筒在水中的深度不变,因此题图乙中A点距MN的距离为h1,则对比题图甲、乙,可知圆筒和金属块排开水的体积的增量ΔV排= S(h1+h2) +V…②,联立①②,解得V=(3h2-h1)S。
(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。
解:金属块的重力G'=ΔF浮=ρ水gΔV排=4ρ水gSh2,金属块的密度ρ=ρ水,代入数据,解得ρ=6ρ水=6.0×103 kg/m3。
考点3 物体浮沉条件
3.(2023·安徽)“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小瓶内空气柱的高度为h。手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为ρ水,g为已知量,求:
(1)图2中A所受浮力的大小。
解:由题图2可知,A处于漂浮状态,由物体的漂浮条件可知,题图2中A所受浮力F浮=G=mg。
(2)图2中A排开水的体积。
解:由F浮=ρ液gV排可知,题图2中A排开水的体积V排=。
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
解:忽略小瓶壁厚,题图2中小瓶内空气的体积V空气2=Sh,题图3中小瓶悬浮,忽略小瓶自身的体积,则小瓶内空气的体积等于A排开水的体积。由于A受到的浮力仍等于其重力,大小不变,因此题图3中A排开水的体积仍为,故题图3中小瓶内空气的体积V空气3=,小瓶内空气的质量不变,根据ρ=可知,题图2和题图3中小瓶内空气的密度之比。
考点4 浮力的综合应用
4.(2025·安徽)某兴趣小组要测量一实心圆柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进行了如下操作:用一根不可伸长的细线将圆柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容器和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容器内的水面与圆柱体下表面恰好不接触,测得容器内水的深度为h1=10 cm,如图所示;缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测得容器上升的高度为h2=8 cm,整个过程没有水溢出,圆柱体始终处于竖直状态。已知圆柱体的高为H=20 cm,圆柱体与容器的底面积之比为S1∶S2=1∶3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,不计容器壁厚度。求:
(1)调节升降台前水对容器底部的压强p。
解:调节升降台前水对容器底部的压强p=ρ水gh1=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
(2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深度h。
解:调节升降台后使细线恰好伸直且无拉力,故圆柱体的位置始终不变。由水的体积不变可得S2h1=(S2-S1)h+S2(h1-h2),化简后可得S2h2=(S2-S1)h,则圆柱体浸入水中的深度 h=×8 cm=12 cm。
(3)圆柱体的密度ρ。
解:调节升降台后,圆柱体处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,即F浮=G,由阿基米德原理得F浮=ρ水gS1h,因为圆柱体的重力G=mg=ρ水gS1h,即m=ρ水S1h,体积V=S1H,所以圆柱体的密度ρ=ρ水=×1.0×103 kg/m3=0.6×103 kg/m3。
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