内容正文:
第八讲浮力
第1节浮力
阿基米德原理(6年必考,2~7分)
>2022版课标内容要求
2.2.9通过实验,认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。(学生必做实验)知道阿基米德
原理。
例用水、盐水、金属块、弹簧测力计等,探究金属块所受浮力与哪些因素有关。(见本册51例题)
思维导图串考点
【版本导航】沪科:八年级P210~221沪粤:八下P99~110人教:八下P64~72北师:八下P91~96
定义:浸在液体(气体)中的物体,会受到液体(气体)①
的托力,这个托力叫作浮力,浮力
方向始终与重力方向相反,如图甲
浮力产生的原因:浮力是由于液体对物体向上和向下的②
产生的。如图乙所示,F浮=F2
F,=P液gh,S-p液gh,S=p液g(h2-h1)S=P液gAhS=p液gV排
重
垂
浮力
乙
丙
浮力产生的原因补充:图丙现象说明当物体与容器底部紧密接触时,由于物体没有受到向上的压力,
所以此时物体不受浮力。如桥墩、拦河坝等都不受浮力
,(1)浸在液体中的物体受到的浮力的大小,与③
有关,与液体的④
影响
也有关;物体排开液体的体积越⑤
、液体的密度越⑥
浮力就越大
因素
(2)浸没在同种液体中的物体所受浮力与物体在液体中所处的深度⑦
内容:浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体(或气体)所受的
阿基
⑧
米德
公式:F浮=G排;推导式:F浮=G排=⑨
=0
原理
适用范围:液体、气体均适用
考点加油站
计算浮力的四种方法
方法
压力差法
称重法
阿基米德原理法
平衡法
F
图示
G
公式
F浮=F向上一F向下
F净=G-F拉
F浮=G排=m稀g=P液gV拥
F浮=G物
适用条件
有上下表面
有弹簧测力计
任何情况
漂浮、悬浮
第八讲浮力
47
易错辨析
1.物体只有浸入液体中,才会受到浮力的作用
(
2.漂在水面上的物体受到浮力,沉在水底的物体不受浮力
(
3.质量大的物体在液体中所受浮力一定大
(
4.漂浮在同种液体中的物体,浸在液体中的体积越大,所受浮力越大
5.同一物体分别浸没在水和酒精中,受到的浮力一样大
6.石块浸没在水中下沉的过程中,所在的位置越深,受到的浮力越大
核心考点精讲练
考点1压力差法计算浮力
(5)盐水的密度是
kg/m3。
例1如图所示,将一木块放入水中后,木块漂
2.9N
浮在水面,木块下表面距离水面5cm,则木块
下表面受到水的压强为
Pa,若木块
的底面积为100cm2,则木块下表面受到水的
水
盐水
压力为
N,由压力差法可知,物块受
乙
丙
到水的浮力为
N。(g取10N/kg,
例2题图
P水=1.0×102kg/m3)
⊙针对训练2如图甲,一个质量为270g的铝块
悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好
接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,
弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。
777777777777777777777
例1题图
则铝块浸没时所受的浮力为
N,液体
⊙针对训练1如图所示,一个半球形物体浸没
的密度为
kg/m。(g取10N/kg,
在水中,受到水向下的压力为30N,物体受到
p相=2.7×103kg/m3)。
水施加的浮力为80N,则物体受到水向上的
↑FN
3.0
压力为
N。将物体上移3cm(仍在液
1.5
面下),物体受到的浮力为
N。
0
51015h/cm
甲
针对训练2题图
针对训练1题图
考点3阿基米德原理法计算浮力
考点2称重法计算浮力
例3如图所示,将一小木块轻轻放入装满水的
例2用弹簧测力计悬挂一小物块,分别浸没在
溢水杯中,溢水口正下方放有一重为0.5N的
小烧杯,溢出的水全部被小烧杯接住,现测得
水和盐水中,静止时的示数如图所示。
小烧杯和溢出的水总重为3N,则小木块浸在
(1)当小物块浸没在水中时,受到的浮力为
水中的体积为
N。
m。(p水=1.0×
m3。
103kg/m3,g取10N/kg)
(2)小物块的体积是
(3)小物块的密度为
kg/m3。
(4)当小物块浸没在盐水中时,受到的浮力为
No
例3题图
48
安徽物理精讲册
⊙针对训练3将乒乓球压入水底,松手后乒乓
例5如图,用一细绳拴住体积为0.6dm3,重为
球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位
4N的木块A,使它浸没在水中。已知容器的
置3静止,如图所示。则乒乓球
()
底面积为100cm2,g取10N/kg,求:
(1)绳子对木块的拉力;
(2)若剪断细绳,液面将升高还是降低?
(3)液体对容器底的压强变化量是多少?
针对训练3题图
A.在位置1时浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力
逐渐变大
例5题图
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压
强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受
到的浮力
考点4平衡法计算浮力
例4[冰山模型]人们常用“冰山一角”来形容
看到的水面上的冰山远远小于水下部分。已
知水的密度p水为1.0×103kg/m,冰的密度
P冰为0.9×103kg/m3。冰山露出水面的体积
与总体积的比值为
冰山熔化后,水
面
(选填“上升”“下降”或“不
变”)。
点拨:物体漂浮在水面时G物=F浮,P物gV物
点拨:△V排=S客△h是V排的另一种表示方法;当V糖
Va
pe-ypo
(或浮力)减小时,液面会下降,反之则液面升高。
实验突破提素养
实验1
探究浮力大小与哪些因素有关(2022《课标》要求学生必做实验,2021.19)
测量
称重法,即F浮=①
方法
实验目的
控制变量法
实验图示
示数变化
探究结论
设计
同一物体浸在同
与进
探究浮力的大
浮力的大小与物体浸
一液体中,物体浸
行实
小与物体浸没
F1=F2
没在液体中的深度
没的②
验
深度的关系
水鼠水
③
关
相同,深度不同
乙
丙
第八讲浮力
49
实验目的
控制变量法
实验图示
示数变化
探究结论
物体受到的浮力与物
探究浮力的大
液体的密度相同,
体浸入液体的体积有
小与物体浸人
同一物体浸入液
F1>F2
关,浸入液体的体积
液体的体积的
体的④
越大,物体受到的浮
关系
不同
水、
水更
甲
乙
丙
力越⑤
设计
与进
物体受到的浮力与液
探究浮力的大
同一物体浸在液
体的密度有关,液体的
行实
小与液体密度
体中的体积相同,
F,<F
密度越大,物体受到的
验
的关系
液体密度不同
酒
水
浮力越⑥
甲
探究浮力的大
两个体积相同、质
F1-F2=
物体所受的浮力与物体
小与物体密度
量不同的物体,浸
F
F3-F4
的密度⑦
关
的关系
入在同一液体中
水
乙
在F示-h图像中,随着h增大,F示先减小后不变(如图甲)
在F浮-h图像中,随着h增大,F浮先增大后不变(如图乙)
入水
图像
分析
(1)浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体浸没的深度、密度、形状无关)
实验
(2)当液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;当浸入液体的体积相同时,液
结论
体的密度越大,物体受到的浮力越大
注意
测量前,需沿⑧
方向将弹簧测力计调零,在探究过程中物体不能与容器底部或侧壁相
事项
接触
例1物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大
小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想:
04N
,.8N
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关;
盐水
猜想2:与物体排开液体的体积有关;
C
猜想3:浮力的大小与液体的密度有关;
例1题图甲
猜想4:浮力的大小与物体的形状有关。
【分析现象和数据,总结结论】
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正
他们的实验过程(如图所示)。
确的:同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想
50安徽物理精讲册
1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,
学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积
观察到铝片下沉至杯底;
的增大而
,与物体浸没在液体的深
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放人该烧杯
度
中,观察到铝片漂浮在水面上。
(2)当物体从接触水面开始,
根据以上现象,小丽得出猜想4是正确的,她
到浸没于水中,直至浸没到更
的结论不可靠,原因是
深位置(未触底),在图乙中
2
能表示出此过程物体所受浮
0
拓展设问
力F与浸入水中深度h关系
例1题图乙
(6)[装置改进]同组的
的图像是
(选填“①”或“②”);
小花在进行“探究浮力
(3)根据
三图,可验证猜想3是正确
的大小与什么因素有
的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数
关”的实验时,使用如图
据,还可以测出物体的密度为
kg/m;
丙所示的装置进行实验。
例1题图丙
(p水=1.0×103kg/m3)
此装置中弹簧测力计固定不动,通过调节
【交流与评估】
烧杯的高度进行探究,相比于图甲的实验
(4)若先完成步骤C,再完成步骤A,则测得的
浮力将
(选填“偏大”或“偏小”);
装置,此装置的优点是
(5)为了验证猜想4,小组同学找来两个完全
相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材
进行实验,实验步骤如下:
实验2探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
例2实验小组的小明用弹簧测力计、溢水杯、
(3)甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数分别为
小桶、圆柱体物体、细线和足量水等探究物体
F,、F2、F3、F4。由图甲和乙可知物体受到的
所受浮力的大小跟排开液体所受重力大小的
浮力F浮=
;
关系。
(4)以下选项中若
成立,则可以得出
浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体
排开液体所受的重力大小;
A.F-F2=F3-F
B.F-F=F2-F
乙
丙
C.F3-F2=F-F
例2题图1
【设计与进行实验】
【交流与评估】
(1)[操作细节]实验中的相关操作如图所示,
(5)为了多次实验寻找规律,下列操作影响实
图
操作有误,错误原因是
验结论的是
A.把圆柱体换成不吸水的小木块
(2)[操作细节]改正错误操作后,为方便和减
B.测力计始终没有调0
小实验误差,最合理的实验步骤是
C.圆柱体部分浸入
D.图乙中圆柱体触底
第八讲浮力
51
拓展设问
横杆
(6)[装置改进]小霞的同桌利用两个相同
(7)比较图1和图2两种
的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成
实验方案,改进后的优点
的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对该
是
(多选)
A.测力计A的示数就是
料袋
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
物体所受浮力的大小
例2题图2
杯中,观察到A的示数逐渐
,B的
B.实验器材生活化,测
示数逐渐
且A、B示数的变化量
力计固定、示数更稳定
(选填“相等”或“不相等”);
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
安徽真题
随堂测
愈建议用时:15分钟
命题点1称重法计算浮力(2022.22,2021.19)
命题点2]阿基米德原理法计算浮力(6年必考)
1.(2022安徽22题7分)小华采用如下方法测
2.(2019安徽)将底面积S=3×10-3m2、高h=
量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬
0.1m的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使
挂物块静止时的示数F,=3.0N(如图甲所
它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部
示);将物块浸没在水中,静止时弹簧测力计
与水槽的底部不密合),此时槽中水深1=
的示数F2=2.0N(如图乙所示)。已知p水=
0.05m。(已知p铝=2.7×103kg/m3,p水=
1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)物块的质量m;
(1)水对圆柱体底部的压强P1;
(2)物块的体积V;
(2)圆柱体受到的浮力F浮;
(3)物块的密度p。
(3)圆柱体对水槽底部的压强P2。
醄
第2题图
甲
乙
第1题图
温馨提示请完成《课后提升练》21~22司题
52
安徽物理精讲册向左
向左
相同
加速过程
0点
向左
大小为0
/
速度最大
0→A
向左
向右
相反
减速过程
第七讲
压
强
第1节压强
核心考点精讲练
【例1】A【针对训练1】不变变大
【例2】1.1×104变大【针对训练2】太阳帆每平方
米面积上受到光的压力约为9×10-4N
精
【针对训练3】10【针对训练4】20【例3】1:4
讲
实验突破提素养
册
【例】(1)凹陷程度不可以(2)当压力相同时,受
力面积越小,压力的作用效果越明显
(3)B(4)错误没有控制受力面积相同
第2节液体的压强
核心考点精讲练
【例1】1.2×1031.2×103
【针对训练】0.1
【例2】解:(1)水杯对水平桌面的压力:
F=G标+G水=1.5N+2.5N=4N
则水杯对桌面的压强:
F
4N
p=S-25x10‘m=1600Pa
(2)水对杯底的压强
p'=p水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=
800Pa
水对杯底的压力:
F'=p'S=800Pa×25×10-4m2=2N
【想一想】因为力的作用是相互的,杯子底部对水的
支持力:F支=F压=2N,方向竖直向上;又因为水的
重力G=2.5N,方向竖直向下,所以杯中水还受到
一个向上的支持力:F支'=G-F支=2.5N-2N=
0.5N
【例3】D【变式3-1】D
【例4】(1)==(2)==(3)>>
(4)>>(5)>=
实验突破提素养
【例】(1)高度差转换法(2)取下软管再重新安装
(3)不属于(4)相等(5)液体压强随着深度的
增加而增大D(6)错误没有控制探头在液体
中的深度相同(7)水上
安徽真题随堂测
1.1×10?2.D3.(1)大(2)<4.(1)深度越深
(2)乙
第3节大气压强流体压强与流速的关系
安徽真题随堂测
1.0.22.大3.在纸条上方吹气,纸条上方的空气
流速大、压强小,纸条下方的空气流速小、压强大,纸
条上、下两侧存在压强差
第八讲浮力
第1节浮力阿基米德原理
核心考点精讲练
【例1】50055【针对训练1】11080
【例2】(1)1(2)1×10-4(3)4×103(4)1.1
(5)1.1×103
A
安徽物理
【针对训练2】1.21.2×10
【例3】2.5×10-4
【针对训练3】D【例410不变
【例5】解:(1)木块浸没时,受到的浮力:
F浮=P本gV排=P水gVa=1.0×103kgm3×10N/kg×
0.6×10-3m3=6N
木块受到竖直向下的重力、拉力,竖直向上的浮力
处于平衡状态,则绳子木块的拉力:
F拉=F浮-G=6N-4N=2N
(2)若剪断细绳,木块合力向上,向上运动,直到漂
浮时浮力与重力大小相等,即:F浮'=G=4N
F¥'<F浮,由F浮=P水gV排可知,V排减小,故容器中
的液面下降
(3)剪断细绳后,木块浸在水中的体积:
V#'=
F浮
G
4N
p&gpx81.0x10'kg/m x10 N/kg
0.4×10-3m3
排开水的体积减小量:
△V排=Va-V排'=0.6×10-3m3-0.4×10-3m3=
2×10-4m3
液面下降的高度:
△h=4y维=2×10-‘m
S客100x10-4m=0.02m
液体对容器底的压强变化量:△p=P*g△h=1.0×
103kg/m×10N/kg×0.02m=200Pa
实验突破提素养
【例1】(1)增大无关(2)②
(3)A、D、E2.0×103
(4)偏大(5)没有控制物体排开液体的体积相同
(6)弹簧测力计示数稳定,便于读数(合理即可)
【例2】(1)甲未将溢水杯中的水添加至与溢水口齐
平(2)丁、甲、乙、丙(3)F,-F2(4)A
(5)D(6)变小变大相等(7)BC
安徽真题随堂测
1.解:(1)物块在空气中静止时弹簧测力计的示数
F,=3.0N,则物块的重力G=3.0N
物块的质量:
m=G=3.0N=0.3kg
g10 N/kg
(2)物块受到的浮力:
F¥=G-F2=3.0N-2.0N=1.0N
物块浸没在水中,物块排开水的体积等于物块的体
咫由阿基米德原理可得:V三V生三
1.0N
=1×10-4m3
1.0×103kg/m3×10N/kg
(3)物块的密度:
p=号=83x0wm
2.解:(1)水的深度h,=0.05m,则水对圆柱体底部的
压强:P1=P水gh,=1.0×10kgm×10N/kg×
0.05m=500Pa
(2)解法一:
由图可知,圆柱体浸在水中的体积:
V排=Sh=3×10-3m2×0.05m=1.5×10-4m3
根据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力:F浮=
P水V排g=1.0×103kg/m3×1.5×10-4m3×10NVkg=
1.5N
参考答案
解法二:
F浮=F向±-F向下=p1S=500Pa×3×10-3m2=1.5N
(3)圆柱体的重力:
Gg=mgg=PmV错g=p Shg=2.7×103kg/m3×
3×10-3m2×0.1m×10N/kg=8.1N
圆柱体静止于水槽底部,由力的平衡条件可知,
圆柱体对水槽底部的压力:
F压=F支=G-F浮=8.1N-1.5N=6.6N
则圆柱体对水槽底部的压强:
6.6N
S3×10-3m2
=2.2×103Pa
第2节物体的浮沉条件及应用
核心考点精讲练
【例1】D【针对训练1】D
【针对训练2】上浮0.24
【例2】(1)8×108(2)不变不变上浮
(3)①变小变小上浮②等于
【例3】D【例4】3600
【例5】D【针对训练3】D
安徽真题随堂测
1.<上浮2.12303.D
4.解:(1)水对容器下表面的压强:P=P水gh,=1.0×
103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa
(2)水对容器下表面的压力:F向上=pS=1.0×
103Pa×25×10-4m2=2.5N
容器受到的浮力:F浮=F向上=2.5N
(3)由题知,取出液体前后,容器均在水槽中漂浮,即
容器内重力的变化量等于浮力的变化量。取出液体前
后重力的变化量:△G=P液g△V=P液×10NVkg×100×
106m3=0.001p液
取出液体前后浮力的变化量:△F浮=△G排=P水g△V排=
PkgS(h1-h2)=1.0×103kg/m3×10NVkg×25×
10-4m2×(0.1m-0.068m)=0.8N
由△G=△F浮可得:0.001P液=0.8N
解得:p液=0.8×103kg/m(其他合理的解答均
可给分)
5.解:(1)图2中A处于漂浮状态,所受浮力:
F浮=G=mg
(2)根据阿基米德原理,图2中A受到的浮力:
F浮=G排=P水gV排
则图2中A排开水的体积:
V=F生-吸-m
P水gP水gP水
(3)忽略小瓶壁厚,图2中小瓶内空气的体积
V空u=Sh
图3中A悬浮,忽略小瓶壁厚,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
图3中A排开水的体积仍为m
P水
故图3中小瓶内空气的体积V空=
m
P水
小瓶内空气的质量不变,根据p=可知,图2和图
3中小瓶内空气的密度之比:
m
之
m
V经
安徽物理
提分专题3液面变化相关的浮力、压强分析与计算
【例1】解:(1)将物体A轻放入容器中,静止后物体A
排开水的体积:
V排=S容△h=100cm2×4cm=400cm3=4×
10-4m3
由图甲可知,A漂浮在水面,则A受到的浮力等于
重力,即Ga=F浮4=P水gV排=1.0×103kg/m3×
10N/kg×4×10-4m3=4N
(2)由图乙可知,将物体B系于A下方后整体悬浮
于水中,则物体B与A排开水的总体积:V排'=VA+
Vg=500cm3+50cm3=550cm3=5.5×10-4m3
物体A与B受到的总浮力:F浮=P水gV排'=1.0×
精
103kg/m3×10N/kg×5.5×104m3=5.5N
物体A与B整体悬浮于水中,则总重力G总=F浮=
讲
5.5N
册
物体B的重力:GB=G-G4=5.5N-4N=1.5N
GB
1.5N
物体B的密度:p,g10 Nkg x50X100m
3×103kg/m
(3)方法一:
甲,乙中水面高度变化量:△M=S秀
=推-Ah=50cm
100cm2
4cm=5.5cm-4cm=1.5cm=0.015m
甲、乙中底部压强的变化量:△p=P水g△h'=1.0×
103kg/m3×10N/kg×0.015m=150Pa
方准=4=e=p,兰--异
S容
1.5N
100×10-4m2
=150Pa
【例2】解:(1)因图乙中长方体物块漂浮在水面,所以
F浮=G物
即Pg×子=A名X,:解得长方体物块的密
2
度P物=3P水
(2)图乙中长方体物块排开水的体积:
V#=V,+V3+V,=V,+V
所以2部分的体积V2=V3+V4
2部分所受水的浮力:
F2=P水gV2=p水gV2=P水g(V3+V4)
(3)图乙中长方体物块漂浮在水面,所以G物=F浮
=P水gV排①
将图丙中金属块A和长方体物块视为一个整体,这
个整体是漂浮的,
所以G物+GA=F浮'=P水gV排'②
②-①得:
C,=P脉8'-psg=p陈g×兮=p陈gx写x
多=2Psg(化+y+)③
【例3】解:(1)调节升降台前水对容器底部的压强:
p=p水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=
1×103Pa
(2)容器上升8cm,也可以看作物体相对容器底下
降8cm,假定物体相对容器底下降8cm后,液面不
发生变化,则物体浸人的高度h,=8cm
实际物体下移8cm会导致液面升高:
参考答案
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