内容正文:
第三单元 密度 压强 浮力-课时10 浮力
中考考点分析
考点1 浮力
1.定义:无论是液体还是气体,对浸在其中的物体都有竖直向上的作用力,物理学中把这个力叫做浮力。
2.产生原因:液体(或气体)对物体向上和向下的压力不相等,向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即为浮力。
3.大小和方向: 。方向竖直向上。
4.测量方法:称重法
(1)用弹簧测力计测物体所受的重力 ;
(2)将物体悬挂于弹簧测力计下,读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数 ;
(3)物体受到的浮力。
5.影响因素:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟液体的密度和物体浸在液体中的体积有关;物体浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,受到的浮力越大;在同一液体中,物体浸在液体中的体积越大,所受浮力越大。
考点2 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重力的大小。
2.公式:。
变形式:液体密度;排开液体的体积 。
3.适用条件:适用于液体和气体。
4.说明:物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关。
提分指南
1.浮力大小等于物体排开的液体所受的重力大小,不一定等于物体的重力。
2.“浸入”包含的两种情况:
(1)物体部分浸入液体中,此时 ;
(2)物体浸没在液体中,此时 。
考点3 物体的浮沉条件及应用
1.物体的浮沉条件
浸在液体中的物体,其浮沉情况主要取决于它所受到的浮力和重力大小。 #1.1
两个过程
三种状态
现象
上浮
下沉
漂浮
悬浮
沉底
图示
𝐺与 的关系
与的
关系
运动状态
上浮
下沉
静止
静止
静止
结果
变为漂浮
变为沉底
部分露出
液面
可停留在液面下的
任何位置
一直沉在
底部
提分指南
1.上浮和下沉都属于运动状态,此时物体受非平衡力作用; 漂浮是上浮的最终结果,沉底是下沉的最终结果,两者都属于静态,此时物体受平衡力作用。
2.物体悬浮时可以停留在液体中的任何深度,受平衡力作用。
易失分点
1.根据物体的浮沉情况判断物体密度时,所说密度是物体的平均密度(若物体为均匀实心的,则等于物质密度;若物体是空心的,则小于物质密度)。
2.一般情况下,物体沉底后,其下表面仍会受到液体向上的压力(只要有一层薄薄的液膜就可以产生),只有当题目中点明物体下表面与容器底黏合时,才认为下表面不受液体向上的压力。
2.物体浮沉条件的应用
轮船
(1)采用空心的方法,增加排开水的体积,增大受到的浮力
(2)排水量:轮船装满货物时排开水的质量
潜水艇
靠水舱充水、排水改变自身重力来实现下沉和上浮
气球和飞艇
里面充入密度小于空气密度的气体(氢气、氦气、热空气等)
密度计
测量液体密度的仪器。漂浮在液面上时,浸入液体的部分越多,则所测液体的密度越小
盐水选种
把种子放入浓度适宜的盐水中,干瘪、虫蛀的种子就会上浮,而饱满的种子则会下沉
高频考点即讲即练
1. 如图,将一棱长为 的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为 ,液面比放入前升高,容器底部受到液体的压强变化了 ,则木块底部受到液体的压强为
,木块受到的浮力为6.4。取
2.我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。潜水器下潜到 深度静止时,受到海水的压强约为 ;在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力大于(选填“大于”“等于”或“小于”)自重,从而上浮。取,取
3.质量为 的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、 ,不计细针体积。下列判断正确的是( C )
A.甲图中,水对杯底的压力为
B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为
4.小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所
示,质量为 的探空仪静止在水平桌面上,与桌面的接触面积为 。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气
球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示。已知球壳质量为 ,球内氦气的密度为,室内空气的密度为 , 。求:
(1)探空仪所受的重力。
[答案] 探空仪的重力
(2)探空仪对水平桌面的压强。
[答案] 探空仪对水平桌面的压力
探空仪对水平桌面的压强
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳的厚度)。
[答案] 氦气球悬浮,则
由阿基米德原理,可知
氦气的质量
由①②③得:
中考重难点分析
重难点1 浮力的相关计算
考向1 压力差法
1.浸没在液体中的物体受到的浮力,方向竖直向上,若浸没在水中的长方体金属块,上、下表面受到水的压力分别为、 ,则该金属块受到的浮力为8 。
解题通法
由浮力的产生原因可知,浸没在液体(或气体)中的长方体(柱状)物体上、下表面所受压力差等于物体所受的浮力,即 。
考向2 称重法
2. 如图所示,重为 的物体静止在水中。弹簧测力计的示数为,物体所受浮力的大小为0.5 。
考向3 阿基米德原理
3.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置所受浮力为、、 ,下列判断正确的是( B )
A. B. C. D.
考向4 平衡法
4.如图所示,水平地面上有底面积为的薄壁柱形容器,内有质量为 、棱长为 的正方体物块,物块被一根与容器底部相连的细线拉住,水的深度为 ,则( C )
A.物块受到的浮力为 B.绳子的拉力为
C.容器中水的质量为 D.剪断细绳,最终液面下降
解题通法
平衡法应用的是力的平衡原理:物体漂浮或悬浮时,处于平衡状态,受力平衡。
重难点2 物体的浮沉条件及应用
考向1 相同物体,不同液体
5.小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮。下列说法正确的是( A )
A.番茄密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
考向2 不同物体,同一液体
6.[2025凉山州中考] 《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( C )
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
1.比较浮力大小的两种方法
2.浸没物体浮沉状态的判断
方法一: 方法二:
中考实验分析
实验 探究浮力大小与哪些因素有关 (课标必做实验)
实验
思路
实验
情景
实验
步骤
1.如图A,将物体悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为
2.如图B,用弹簧测力计悬挂物体,使其部分浸入水中(不接触容器壁),静止时记录弹簧测力计示数为
3.如图C,使物体浸没在水中(不接触容器底和容器壁),静止时记录弹簧测力计示数为
4.如图D,改变物体浸没在水中(不接触容器底和容器壁)的深度,静止时记录弹簧测力计示数为
5.如图E,使物体浸没在盐水中(不接触容器底和容器壁),静止时记录弹簧测力计示数为
实验
分析
1.称重法计算浮力
2.浮力大小与物体密度的关系(浮力大小与物体密度无关)
3.本实验中换用不同的物体和液体多次实验的目的:使实验结论具有普遍性
实验
方法
控制变量法
1.探究浮力与物体排开液体的体积的关系(控制液体密度和深度不变,
只改变物体排开液体的体积)
2.探究浮力与物体浸没在液体中深度的关系(控制液体的密度和物体
排开液体的体积不变,改变物体浸没在液体中的深度)
3.探究浮力与液体密度的关系(控制物体排开液体的体积和深度不变,
只改变液体密度)
实验
结论
物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有
关,而与物体浸没在液体中的深度无关
一题通关
例 在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,猜想浮力大小可能与下列因素有关:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
基础设问
(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象:人在水中下沉,而在死海中却能漂浮(或鸡蛋在清水中下沉,而在盐水中可以漂浮等。
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图甲所示。其中实验 中物体所受浮力大小为 。
(3)分析、、 三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关(选填“有关”或“无关”);分析、、(或、、)三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析、、 三次实验,可知物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大(选填“越大”或“越小”)。
(4)【现象分析】在交流讨论时,组内部分同学提出完成实验步骤、 时,弹簧测力计示数变化不明显,原因可能是盐水的密度较小。
(5)【装置改进】小阳使用的装置如图乙所示,将弹簧测力计固定在木架上,通过矿泉水瓶往水槽注水的方式使物体浸入液体中,这样操作的好处是能同时观察各组弹簧测力计示数,便于比较。
课后训练
基础巩固
1.[2024韶关期末] 下列情境中的物体,不受浮力的是( )
A.正在下潜的“蛟龙号” B.海中航行的轮船
C.空中上升的气球 D.遨游太空的卫星
2.[2025成都中考] 在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( )
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与排开液体重力的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
3.[2025福州二检] 海里的气泡会影响船舶吗?福州市科技馆展品“有压力的海水”,高大的筒内装有水,在水面漂浮着一潜水艇模型,筒底的孔连接着外面的打气筒。实验时,快速按压打气筒,在水中产生大量气泡时,潜水艇模型会下潜(如图所示)。以下对潜水艇模型下潜过程的分析中错误的是( )
A.潜水艇模型所受到的浮力大于重力
B.潜水艇模型排开水的体积是不变的
C.容器中的水因有气泡导致其密度变小
D.海里若有大量的气泡会影响船舶浮沉
4.[2025烟台中考] 如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是( )
5.[2025龙岩二检] 如图所示,“蛟龙”号潜水器在某一海水密度均匀的水域下潜时,所受海水压强______;若抛掉部分压载铁,使其所受浮力大小______重力(不考虑海水的阻力),则“蛟龙”号将匀速下潜。
6.【称重法】[2025天津中考] 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___ 。
7.[2024眉山中考] 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的浮力___,液体对杯底的压强___。(均选填“ ”“ ”或“ ”)
8.[2024达州中考] 同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示。
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是___ 。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度____(选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与_________________三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是________________________________。
(5)细心的小聪利用实验数据还计算出步骤 中所用盐水的密度,为__________ 。
能力提升
9.[2025河北中考] 小明利用双休日清理家中的鱼缸。长方体空鱼缸的重力为 ,小明将鱼缸和假山石清洗干净,放到水平桌面上,鱼缸与桌面接触面积为 。向鱼缸中注入为 深的水,然后将假山石(不吸水)浸没在水中,如图所示。已知假山石的体积为,水的密度, 取 。求:
(1)空鱼缸对水平桌面的压强;
(2)放入假山石前,水对鱼缸底的压强;
(3)浸没在水中的假山石受到的浮力。
课后训练参考答案
1、D
2、D
3、A
4、D
5、增大 等于
6、2
7、= <
8、(1)4 (2)无 (3)B、C(或B、D)
(4)错误 没有控制物体排开液体的体积相等
(5)
9、(1)[答案] 空鱼缸对水平桌面的压力
空鱼缸对水平桌面的压强
(2)[答案] 放入假山石前,水对鱼缸底的压强
(3)[答案] 浸没在水中的假山石受到的浮力
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