专题10浮力同步讲义(知识梳理+题型精析+强化巩固专练+新课预习)2025-2026学年人教版八年级物理下册
2026-03-04
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2份
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36页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.21 MB |
| 发布时间 | 2026-03-04 |
| 更新时间 | 2026-03-04 |
| 作者 | 初中数学物理宝典 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56651147.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中物理浮力同步讲义通过知识梳理系统构建浮力知识体系,将基本概念、测量方法、产生原因、影响因素等要点分点呈现,用核心公式突出称重法和压力差法,清晰呈现重难点及内在逻辑。
讲义亮点在于探究性题型设计,如探究浮力与深度、体积、液体密度关系,结合“天宫课堂”实验案例,培养科学探究与科学思维素养。典例与跟踪专练结合,综合题涵盖计算、作图等,助力分层提升,支持教师精准教学与学生自主复习。
内容正文:
专题10浮力同步讲义
【题型01 辨析物体是否受到浮力的作用】............................2
【题型02 浮力的方向及产生原因】..................................4
【题型03 称重法测浮力的大小】....................................6
【题型04 根据浮力产生的原因计算浮力的大小】......................8
【题型05 探究浮力大小与浸在液体中的深度关系】...................10
【题型06 探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系】.................13
【题型07 探究浮力大小与液体密度的关系】.........................15
【综合题7题】...................................................17
★知识梳理★
知识点01:基本概念
定义:浸在液体 / 气体中的物体受到竖直向上的托力(F浮)
施力物体:液体 / 气体;下沉物体也受浮力
方向:始终竖直向上(非垂直向上)
知识点02:浮力测量(称重法,必考)
公式:F浮=F示
G:物体在空气中的重力;F示:物体浸在液体中测力计的示数
注意:物体不接触容器底 / 壁,否则测量不准
知识点03:产生原因(压力差法)
核心:液体对物体向上、向下的压力差
公式:F浮F向上F向下
特殊情况:物体与容器底紧密接触(无液体),不受浮力
知识点04:影响浮力的因素(唯一两个,控制变量法探究)
有关因素:①液体的密度(p液);②物体排开液体的体积(V排,即浸入液体的体积)
无关因素:物体密度、形状、浸没深度、自身重力、液体多少等
关键推论:物体完全浸没时,V排物,浮力不随深度变化
本节核心公式(2 个)
F浮=F示(称重法,测浮力);
F浮F向上F向下(压力差法,释成因)
【题型1.辨析物体是否受到浮力的作用】
【典例】如图所示,a、b是自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则a、b、c、d四个物体中受到浮力作用的物体是______。
【答案】a、b、d
【详解】物体在液体中因为上下表面的压力差而产生浮力,物体b、a、d上下表面在液体中都受到了压力,而且由于上下表面在液体的深度不同,都会产生压力差,都受到了浮力的作用。c物体下表面没有水,故c没有受到浮力的作用。
【跟踪专练1】如图所示的四种情景,没有受到浮力的物体是( )
A.水中下沉的苹果 B.海试中的福建号航母
C.遨游太空的天宫二号 D.飘在空中的热气球
【答案】C
【详解】A.水中下沉的苹果浸没在水中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故苹果受到浮力作用,故A不符合题意;
B.海试中的福建号航母浸在水中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故航母受到浮力作用,故B不符合题意;
C.太空中没有空气,遨游太空的天宫二号不受到浮力,故C符合题意;
D.飘在空中的热气球浸在空气中,受到空气的浮力,故D不符合题意。
故选C。
【跟踪专练2】“天宫课堂”第一课中,“神舟十三号”乘组三位航天员变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲,并向全球直播。小李同学也观看了直播,小李在看“浮力消失实验”时,发现空间站中的乒乓球没有浮上来,如图甲所示。同学们在课堂上做相同的实验,乒乓球却能漂浮在水面上,如图乙所示。小李为弄清楚其中的原因,对浮力的相关知识进行了如下探究。
(1)如图丙所示,把两个乒乓球放入瓶口向下、底部被剪开的矿泉水瓶中,当向瓶中加水时,上面的乒乓球漂浮,底部的乒乓球却没有上浮。小李思考得出结论:上面的乒乓球由于下表面有水,受到水向___________的压力而上浮;而底部的乒乓球由于仅有上表面受到水向___________的压力而没有受到浮力,所以没有上浮。(两空均选填“上”或“下”)
(2)“太空教师”告诉我们,“天宫”中的乒乓球处于失重状态,水虽然具有流动性,但其内部却不会对放入其中的乒乓球表面任何一个位置产生压力,乒乓球上下表面就不会产生___________,乒乓球___________(选填“受”或“不受”)浮力作用,所以___________(选填“会”或“不会”)浮上来。
【答案】(1) 上 下
(2) 压力差 不受 不会
【详解】(1)[1][2]上面的乒乓球由于下表面有水,受到水向上的压力而上浮;而底部的乒乓球由于下表面没有水,没有受到水向上的压力,只受到上表面的水向下的压力而没有浮力,所以没有上浮。
(2)[1][2][3]浮力的产生原因是浸在液体中的物体上下表面有压力差。在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的乒乓球产生压力,则乒乓球上下表面就不会产生压力差,所以乒乓球没有受到浮力的作用,不会浮上来。
【跟踪专练3】人用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼被钩住后,鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。则( )
A.鱼离开水后还受到水的浮力
B.鱼的重力增大,使人感觉鱼变重
C.鱼离开水后钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
D.鱼在水中时感觉鱼很轻,因为鱼受到浮力
【答案】CD
【详解】A.鱼在水中时受到水的浮力,鱼离开水后不再受到水的浮力,故A错误,不符合题意;
B.鱼被拉出水后,鱼的质量不变,由可知,鱼的重力不变,使人感觉鱼变重,是因为出水后鱼不再受浮力,故B错误,不符合题意;
CD.鱼在水中时感觉鱼很轻,因为鱼受到浮力,拉力;鱼离开水后不再受浮力,钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大,故CD正确,符合题意。
故选CD。
【题型2.浮力的方向及产生原因】
【典例】浸在液体(或气体)中的物体受到向_________的力,这个力叫作浮力;方向:_________;施力物体:_________。
【答案】 上 竖直向上 液体或气体
【详解】[1][2][3]浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)对物体产生向上托的力叫浮力;原因是液体(或气体)对物体上表面有向下的压力作用,对物体下表面产生向上的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故浮力的施力物体是液体或气体,浮力的方向总是竖直向上。
【跟踪专练1】如图所示,一条小鱼在水中游动,能正确表示该小鱼受到的浮力方向的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】物体浸在液体中时会受到液体对其竖直向上的浮力,故D正确,ABC错误。
故选D。
【跟踪专练2】如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中。若两个长方体a、b所受的浮力分别为、,下表面所受的压力分别为、,则________,________。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 > =
【详解】[1][2]长方体a、b浸没在液体中,排开液体的体积相同,则所受的浮力相等,即。由图可知,长方体a、b上表面所处的深度大小关系为,根据可知长方体上表面受到液体的压强大小关系为;由图可知,长方体a、b上表面的面积大小关系为,所以,根据可知液体对长方体上表面的压力大小关系为,由于a、b受到的浮力相等,故,根据浮力产生的原因可知,长方体下表面受到的压力等于浮力大小与长方体上表面受到的压力之和,所以。
【跟踪专练3】如图所示,是同学们所画的几种情景下的受力示意图,其中不正确的是( )
A.图甲:物体对斜面的压力
B.图乙:投出去的篮球所受到的力
C.图丙:物块离开弹簧沿斜面向上运动
D.图丁:乒乓球受到的浮力方向
【答案】ABD
【详解】A.物体对斜面的压力垂直于斜面向下,作用点在接触面的中心,故A错误,符合题意;
B.投出去的篮球只受到重力的作用,重力总是竖直向下的,作用点在篮球的重心,故B正确,不符合题意;
C.物块离开弹簧沿斜面向上运动时,受到竖直向下的重力,垂直斜面向上的支持力,沿斜面向下的摩擦力,故C错误,符合题意;
D.浮力的方向是竖直向上的,所以图中乒乓球受到的浮力方向应竖直向上,故D错误,符合题意。
故选ABD。
【题型3.称重法测浮力的大小】
【典例】如图所示,先用弹簧测力计测出物体的重力G=4N,将该物体浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数F=3N。该物体浸没在水中时受到的有重力、浮力和________,此时物体受到的浮力是________N。
【答案】 细线的拉力 1
【详解】[1]物体浸没在水中时处于静止状态,受力平衡,受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力以及细线对物体向上的拉力。
[2]此时物体受到的浮力为
【跟踪专练1】用已校正“0”点的弹簧测力计挂一物块静止时示数如图甲所示,将物块浸没在水中静止时弹簧测力计示数如图乙所示,则物块所受的浮力为( )
A.1.1N B.1.2N
C.2.8N D.3.8N
【答案】C
【详解】甲、乙图中所用弹簧测力计的分度值为0.2N;甲图中,弹簧测力计静止时,示数为4N,即小球自身的重力为4N;乙图中物块浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为1.2N,此时小球受力平衡,分析小球静止在水中时,受到竖直向上的拉力和浮力,竖直向下的重力,三者之间满足,所以
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【跟踪专练2】质量为2kg的物体所受重力G的大小为___________N,方向竖直___________;如图,若用弹簧测力计竖直拉着该物体并浸没在水中保持静止,弹簧测力计对物体的拉力F大小为4.2N,则物体重力G与拉力F的合力大小为___________N,方向竖直___________。
【答案】 20 向下 15.8 向下
【详解】[1][2]由 可知,物体所受的重力为
重力的方向始终竖直向下。
[3][4]根据题意知道,物体浸没在水中受到的拉力是4.2N,物体重力G与拉力F的合力大小为
合力方向与重力方向相同,竖直向下。
【跟踪专练3】多选题.小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是( )
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为
B.由甲、丁、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C.由甲、乙、丙、丁四图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D.由甲、乙、丙三图可知,在液体密度相同时,物体排开液体体积越大,物体所受的浮力越大
【答案】ABD
【详解】A.由称重法测浮力可得,铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为F浮=G-F=5N-1N=4N
故A正确;
B.探究浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,由于丁、戊中排开液体的体积相同,液体密度不同,所以可以探究浮力大小与液体密度的关系,故B正确;
C.由阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小只与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关,故C错误;
D.由甲、乙、丙三图可知,在液体密度相同时,物体排开液体体积越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法测浮力可得物体所受的浮力越大,故D正确。
故选ABD。
【题型4.根据浮力产生的原因计算浮力的大小】
【典例】如图所示,用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止,此木块上表面受到水的压力为7N,下表面受到水的压力为15N,则木块受到的浮力大小是 _____ N。
【答案】8
【详解】根据浮力的产生原因,浸没水中木块受到的浮力等于上、下两个表面的压力差,且浮力的方向总是竖直向上的,所以木块受到的浮力大小为
【跟踪专练1】如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的向下压力为,下表面受到水向上的压力为,则长方体受到水的浮力为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】长方体浸没在水中,受到水的浮力为
F浮=F下表面﹣F上表面=5N-2N=3N
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【跟踪专练2】如图所示,重为30N的物体用细线系着浸没在水中,上表面受到水向下的压力为16N,下表面受到水向上的压力为25N,则物体受到的浮力大小为_________N,此时细线对物体的拉力为_________N。
【答案】 9 21
【详解】[1]由压力差法可知物体受到的浮力
[2]物体在水中受到重力、拉力和浮力,物体受到的力是平衡力,由力的平衡得到此时细线对物体的拉力为
【跟踪专练3】多选题.如图所示,一个边长为0.1m的正方体静止在某液体中,其上表面受到液体的压力为6N,距水面距离是h。下表面受到液体的压力为14N(g取10N/kg)。下列说法中正确的是( )
A.正方体受到的浮力为8N B.正方体受到浮力施力物体是液体
C.正方体左右前后两侧面受力平衡 D.液体对正方体下表面的压强为
【答案】ABCD
【详解】A.由浮力产生的原因可知,浮力就是由于物体上下表面受到的压力差产生的,所以正方体受到的浮力为
故A正确;
B.根据浮力的定义,浸在液体或气体中的物体,会受到液体或气体向上托的力,这个力叫作浮力,所以正方体受到浮力施力物体是液体,故B正确;
C.由于相同深度对应点的压强均相等,因而正方体左右两个侧面所受的压力互相平衡,合力为零,故C正确;
D.由可得,液体对正方体下表面的压强为
故D正确。
故选ABCD。
【题型5.探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系】
【典例】小宁用一个弹簧测力计竖直拉着一个物体在空中静止时,弹簧测力计的示数为4.5N;然后将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数如图所示,此时物体受到的浮力是________N;若将物体继续向下移动(物体始终未与容器底部接触),则弹簧测力计的示数大小________(选填“变大”或“不变”或“变小”)。
【答案】 1.1 不变
【详解】[1]物体在空中静止时,弹簧测力计示数,即物体重力,由图可知,物体浸没在水中时弹簧测力计示数,根据称重法可得浮力
[2]物体始终未与容器底部接触,继续向下移动,排开水的体积不变(物体浸没),水的密度不变,根据阿基米德原理,则浮力不变。因为,和都不变,所以弹簧测力计示数不变。
【跟踪专练1】潜水员从水下处上浮到距水面处时(不考虑体积和水的密度变化),他所受到的浮力和压强的变化情况是( )
A.浮力不变,压强减小 B.浮力减小,压强减小
C.浮力不变,压强增大 D.浮力增大,压强增大
【答案】A
【详解】根据阿基米德原理可知,物体浸没在水中,无论深度如何,不变,水的密度不变,所以不变。液体压强公式表明了物体受到的压强只与液体的密度和深度有关,与其他因素无关,深度减小,所以压强变小。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
【跟踪专练2】小明探究“影响浮力大小的因素”,探究过程及有关数据如图所示。
(1)从图c到图d的过程中,水对容器底的压强_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)比较(a)、(d)、(e)三次实验,可知浮力的大小与_____有关;
(3)图乙中正确反映浮力F和物体下表面在水中的深度h关系的图像是_____。(物体未接触容器底)
(4)由题中所给相关条件计算出(f)图中待测液体的密度为_____kg/m3。
【答案】 不变 液体密度 C 1.2×103
【详解】(1)[1]从图(c)到图(d)的过程中,水的深度不变,根据液体压强公式p=ρ液gh可知水对容器底的压强不变。
(2)[2]比较(a)、(d)、(e)三次实验可知,随着液体密度的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,物体所受浮力也增大,说明浮力的大小还与液体密度有关。
(3)[3]由阿基米德原理可知,液体的密度相同时,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比,因为物体为柱形,所以物体浸没之前受到的浮力与浸入的深度成正比,当物体完全浸没时,物体排开液体的体积不变,故受到的浮力不变,因此浮力先变大后不变,故选C。
(4)[4]物块浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-F=5N-4N=1N
由阿基米德原理可知,物块排开的水的体积为
V排===1×10-4m3
物块浸没在待测液体受到的浮力为
F浮′=G-F'=5N-3.8N=1.2N
由阿基米德原理可知,液体的密度
ρ液===1.2×103kg/m3
【跟踪专练3】一个铁块挂在弹簧测力计下,将铁块慢慢放入水中,浸没到一定深度。这一过程中,弹簧测力计的示数与浸入深度的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.选项A的图像从原点出发斜向上后水平,这表示示数先增大后不变,与实际情况中示数先减小不符,故A错误。
B.选项B的图像是一条水平直线,说明示数始终不变,没有体现出未浸没时示数减小的过程,故B错误。
C.选项C的图像从纵轴某点出发斜向下方到横轴,这表示示数一直减小到零,而实际上铁块完全浸没后示数会保持不变,不会减小到零,故C错误。
D.选项D的图像从纵轴某点出发斜向下方后保持水平,符合铁块未浸没时示数逐渐减小,完全浸没后示数保持不变的规律,故D正确。
故选D。
【题型6.探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系】
【典例】物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的_________有关,与液体的_________有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的浮力就_________。
【答案】 体积 密度 越大
【详解】[1][2][3]物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关,与物体本身的密度、运动状态、浸没在液体中的深度等因素无关。所以物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的浮力就越大。
【跟踪专练1】物体在液体中所受浮力大小的决定因素是( )
A.仅与液体密度有关 B.仅与物体排开液体的体积有关
C.与液体密度和物体排开液体的体积均有关 D.与物体的质量有关
【答案】C
【详解】物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积(排开液体的体积)有关,跟液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
故选 C。
【跟踪专练2】小勇和小杨在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。图中数据为弹簧测力计的示数,水的密度为1g/cm3。
(1)由b和c两组实验可知,液体密度一定时,________越大,浮力越大;
(2)为了研究浮力大小与液体密度的关系,应选择c和________两组实验;
(3)根据实验中的信息可以计算盐水的密度为________g/cm3。
【答案】(1)排开液体体积
(2)e
(3)1.2
【详解】(1)由b和c两组实验可知,排开液体体积增大,弹簧测力计示数减小,说明浮力增大,则液体密度一定时,排开液体体积越大,浮力越大。
(2)研究浮力大小与液体密度的关系,应改变液体密度,保持其它条件不变,应选择c、e两组实验。
(3)由a、c图可知,在水中浮力为
则物体体积为
由a、e图可知,在盐水中浮力为
则盐水密度为
【跟踪专练3】如图中,运动员受到的浮力逐渐变大的环节是( )
A.由a到b B.由b到c C.由c到d D.由d到e
【答案】A
【详解】阿基米德原理的内容为:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,其推导式为,其中表示液体的密度,V排是物体排开液体的体积。 在本题中,水的密度不变,g为常量,所以浮力的大小取决于排开水的体积,V排越大,浮力越大。
A.在由a到b的过程中,运动员浸入水中的体积逐渐增大,即排开水的体积逐渐增大,所以运动员受到的浮力逐渐变大,故A符合题意;
B.在由b到c的过程中,运动员完全浸没在水中,其排开水的体积等于自身体积,保持不变,所以运动员受到的浮力不变,故B不符合题意;
C.在由c到d的过程中,运动员仍然完全浸没在水中,排开水的体积等于自身体积,保持不变,所以运动员受到的浮力不变,故C不符合题意;
D.在由d到e的过程中,运动员逐渐浮出水面,浸入水中的体积逐渐减小,即排开水的体积逐渐减小,所以运动员受到的浮力逐渐变小,故D不符合题意。
故选A。
【题型7.探究浮力大小与液体密度的关系】
【典例】决定浮力大小的因素:物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,与液体的密度有关;物体浸在液体中的体积越__________,液体的密度越__________,所受的浮力就越大。
【答案】 大 大
【详解】[1][2]根据探究“影响浮力大小的因素”实验现象及所得结论可知:物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,物体在液体中所受的浮力就越大。
【跟踪专练1】若要研究浮力的大小与液体密度的关系,则应从如图所示的三幅图中选择图( )
A.(a)和(b) B.(a)和(c) C.(b)和(c) D.(a)、(b)和(c)
【答案】B
【详解】根据控制变量法,要探究浮力大小与液体密度的关系,应控制物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,故应选(a)和(c)两幅图。
故选B。
【跟踪专练2】如上图,物体浸没在水中时,所受到的浮力为__________N;如果直接将该物体投入水中,该物体将下沉,从图乙、丙可以看出浮力的大小与__________有关。
【答案】 1 液体的密度
【详解】[1]由甲、乙两图可知,物体完全浸没在水中,根据称重法可得,所受的浮力为
[2]由丙图可知,物体完全浸没在盐水中,所受的浮力为
从图乙、丙中可知,浸没在液体中的体积相同,液体的密度不同,浮力不同,则浮力的大小与液体的密度有关。
【跟踪专练3】多选题.探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是( )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为1.0N
B.塑料块b浸没在酒精中时,受到浮力的大小为0.7N
C.利用乙、丙两图,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁两图,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【答案】BD
【详解】A.金属块a浸没在水中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为
故A错误;
B.塑料块b浸没在酒精中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为
故B正确;
C.根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,所以物体在液体中所受的浮力不同不能说明浮力的大小与物体密度有关系,探究浮力与密度关系时,需要控制物体排开液体的体积相同,只改变物体的密度,故C错误;
D.根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故D正确。
故选BD。
【计算题】
1.如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有煤油的容器上方离油面某一高度处匀速下降,使其逐渐浸入煤油中某一深度,如图所示是整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。(已知,g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
【答案】(1)12N
(2)8N
【详解】(1)由图像可知,在AB段,圆柱体尚未接触煤油,弹簧测力计的示数F=12N。此时,圆柱体处于静止状态,受到的重力和拉力是一对平衡力,大小相等。所以,圆柱体的重力
(2)由图像可知,在CD段,圆柱体已完全浸没在煤油中,弹簧测力计的示数F'=4N。圆柱体完全浸没时,受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F'和竖直向上的浮力F浮,三力平衡。根据称重法测浮力的原理,圆柱体浸没时受到的浮力为
2.如图所示,一个边长为10cm的正方体悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为6N,下表面受到水的压力F2为16N。求:
(1)则正方体受到的浮力;
(2)正方体上表面到水面的距离h1。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力
(2)由题意可知,正方体的边长为,正方体上表面的面积
液体对正方体上表面的压强
由液体压强计算公式可得正方体上表面到液面的距离
【作图题】
3.游泳初学者下水时要戴游泳圈,且要在成人监护或教练指导下练习。质量为50kg的小蓉戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上(如下图),此时小蓉受到_________个力的作用。请画出小蓉受到的重力及水对她的浮力的示意图_______。(g取10N/kg)
【答案】 三/3
【详解】[1]小蓉漂浮时,受到三个力的作用:自身的重力(竖直向下)、水对她和游泳圈的浮力(竖直向上)、游泳圈对她的支持力(竖直向上)
[2]重力(G):作用点在重心,方向竖直向下,大小 。浮力():作用点在重心,方向竖直向上,因整体漂浮,总浮力等于总重力(小蓉受到的重力大于水对她的浮力),故,线段长度应比重力短。如图所示:
【简答题】
4.乒乓球是我们的国球,用乒乓球可以做很多物理小实验。如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水,将乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后会看到的什么现象?如图乙所示,去掉瓶底,瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内,往瓶内倒入水,会看到什么现象?并用相关的知识说明甲、乙两实验其中的道理。
【答案】见解析
【详解】甲:现象:乒乓球不会下落;原因:这是由于大气压的作用。当塑料瓶装满水并倒置后,瓶内上方是真空,而瓶外受到大气压的作用。大气压强很大,一个标准大气压大约能支持10.34m高的水柱,乒乓球受到竖直向上的大气压力远大于乒乓球和水的总重力,所以乒乓球在大气压的作用下被紧紧地压在瓶口,不会掉落。
乙:现象:乒乓球在水中不上浮;原因:浮力产生的原因是物体上下表面受到液体的压力差。在乙实验中,当往瓶内倒水时,乒乓球的下表面没有与水接触,也就不受到水向上的压力。 而乒乓球的上表面受到水向下的压力,由于没有向上的压力与之形成压力差,所以乒乓球不会受到浮力的作用,而是在重力和水对它向下的压力共同作用下被压在瓶口处。
5.如图所示,长方体木块直立在液体中,它的高为h,底面积为S。上表面距离液面的高度为h1,下表面距离液面的高度为h2,试根据浮力产生的原因,推导出阿基米德原理的公式,即:。(提示:浮力产生的原因是物体上下表面所受的压力差)
【答案】见解析
【详解】由液体压强公式和压强公式可知,压力的大小为
所以物体上表面受到向下的压力为
物体下表面受到向上的压力为
由题意可知,浮力产生的原因是物体上下表面所受的压力差,故浮力的大小为,即
所以阿基米德原理的公式为
【综合题】
6.20世纪60年代,河南林县(今林州)人民在物资紧缺的条件下在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中,技术人员发明了一种简易水平仪,俗称“水鸭子”。如图1所示“水鸭子”由三块木板组成,其中,两块相同的木板均与长木板垂直,两块木板的顶端各绷有一根细线A、B。使用时把它放到盛水的盆里,用这两根细线“瞄准”竖直放置的标尺上的刻度,就可以进行测量。
(1)如图2,技术人员用“水鸭子”上的两根细线分别“瞄准”甲、乙两地竖直放置的相同标尺上的刻度,甲、乙两地标尺上的示数分别为57cm和83cm(0刻度线位于标尺底部),则甲地比乙地______(填“高”或“低”),放置“水鸭子”水盆的路面______(填“必须”或“可以不”)是水平的;
(2)请在图2中画出“水鸭子”静止在水面上时,所受浮力的示意图_______(作用点为O点)。
【答案】(1) 高 可以不
(2)
【详解】(1)[1]因为0刻度线位于标尺底部,甲地标尺示数为57cm,乙地标尺示数为83cm,示数越大说明该位置越低,所以甲地比乙地高。
[2]“水鸭子”是利用水的流动性来自动调节使自身处于水平状态,只要水盆中有水,水就会在重力作用下保持水平液面,所以放置“水鸭子”水盆的路面可以不是水平的。
(2)浮力的方向总是竖直向上的,已知作用点为O点,从O点竖直向上画一条带箭头的线段,并用F浮表示浮力,如图所示:
【点睛】
7.三峡大坝是当今世界上综合效益最大的水利枢纽和水力发电工程。
(1)长江三峡大坝采用了五级船闸保证上下游的通航,下列如图装置中,与船闸工作原理相同是( )
A.钢笔吸墨水 B.千斤顶
C.锅炉水位计 D.离心式抽水机
(2)大坝需要承受极大的水压,因此大坝的结构形状至关重要,在大坝顶部宽度相同时,下列如图所示的坝体的横截面形状设计最稳固的是______(选填字母序号)。这是因为______;大坝______受到浮力的作用。(选填“会”或“不会”)
【答案】(1)C
(2) B 见解析 不会
【详解】(1)A.钢笔吸墨水是利用大气压的作用将墨水压入笔囊,与船闸利用连通器原理工作的方式不同;故A不符合题意;
B.千斤顶利用帕斯卡原理,通过密闭液体传递压强来放大作用力,与船闸的工作原理不同;故B不符合题意;
C.锅炉水位计与船闸均属于连通器的应用,通过液面高度相同来显示或控制水位,工作原理相同;故C符合题意;
D.离心式抽水机利用大气压抽水,与船闸的工作原理无关;故D不符合题意。
故选C。
(2)[1][2]坝体的横截面形状设计最稳固的是B,因为在同种液体内部,液体的压强随深度的增加而增大,越到下部,坝体承受的水压越大。大坝必须抵抗巨大的水平水压力,防止倾覆或滑动。底部宽厚的设计降低了重心,增大了基底面积,使整体结构更稳定,不易被水压推倒。
[3] 浸入液体中物体所受的浮力大小等于浸入液体中物体的上下表面的压力差。大坝的底部没有水,不受水对它向上的压力,没有竖直向上的压力差,不会产生浮力。
试卷第1页,共3页
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专题10浮力同步讲义
【题型01 辨析物体是否受到浮力的作用】............................2
【题型02 浮力的方向及产生原因】..................................3
【题型03 称重法测浮力的大小】....................................4
【题型04 根据浮力产生的原因计算浮力的大小】......................5
【题型05 探究浮力大小与浸在液体中的深度关系】....................6
【题型06 探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系】..................8
【题型07 探究浮力大小与液体密度的关系】..........................8
【综合题7题】....................................................9
★知识梳理★
知识点01:基本概念
定义:浸在液体 / 气体中的物体受到竖直向上的托力(F浮)
施力物体:液体 / 气体;下沉物体也受浮力
方向:始终竖直向上(非垂直向上)
知识点02:浮力测量(称重法,必考)
公式:F浮=F示
G:物体在空气中的重力;F示:物体浸在液体中测力计的示数
注意:物体不接触容器底 / 壁,否则测量不准
知识点03:产生原因(压力差法)
核心:液体对物体向上、向下的压力差
公式:F浮F向上F向下
特殊情况:物体与容器底紧密接触(无液体),不受浮力
知识点04:影响浮力的因素(唯一两个,控制变量法探究)
有关因素:①液体的密度(p液);②物体排开液体的体积(V排,即浸入液体的体积)
无关因素:物体密度、形状、浸没深度、自身重力、液体多少等
关键推论:物体完全浸没时,V排物,浮力不随深度变化
本节核心公式(2 个)
F浮=F示(称重法,测浮力);
F浮F向上F向下(压力差法,释成因)
【题型1.辨析物体是否受到浮力的作用】
【典例】如图所示,a、b是自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则a、b、c、d四个物体中受到浮力作用的物体是______。
【跟踪专练1】如图所示的四种情景,没有受到浮力的物体是( )
A.水中下沉的苹果 B.海试中的福建号航母
C.遨游太空的天宫二号 D.飘在空中的热气球
【跟踪专练2】“天宫课堂”第一课中,“神舟十三号”乘组三位航天员变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲,并向全球直播。小李同学也观看了直播,小李在看“浮力消失实验”时,发现空间站中的乒乓球没有浮上来,如图甲所示。同学们在课堂上做相同的实验,乒乓球却能漂浮在水面上,如图乙所示。小李为弄清楚其中的原因,对浮力的相关知识进行了如下探究。
(1)如图丙所示,把两个乒乓球放入瓶口向下、底部被剪开的矿泉水瓶中,当向瓶中加水时,上面的乒乓球漂浮,底部的乒乓球却没有上浮。小李思考得出结论:上面的乒乓球由于下表面有水,受到水向___________的压力而上浮;而底部的乒乓球由于仅有上表面受到水向___________的压力而没有受到浮力,所以没有上浮。(两空均选填“上”或“下”)
(2)“太空教师”告诉我们,“天宫”中的乒乓球处于失重状态,水虽然具有流动性,但其内部却不会对放入其中的乒乓球表面任何一个位置产生压力,乒乓球上下表面就不会产生___________,乒乓球___________(选填“受”或“不受”)浮力作用,所以___________(选填“会”或“不会”)浮上来。
【跟踪专练3】人用钓鱼竿钓鱼的时候,鱼被钩住后,鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。则( )
A.鱼离开水后还受到水的浮力
B.鱼的重力增大,使人感觉鱼变重
C.鱼离开水后钓鱼线对钓鱼竿的拉力会增大
D.鱼在水中时感觉鱼很轻,因为鱼受到浮力
【题型2.浮力的方向及产生原因】
【典例】浸在液体(或气体)中的物体受到向_________的力,这个力叫作浮力;方向:_________;施力物体:_________。
【跟踪专练1】如图所示,一条小鱼在水中游动,能正确表示该小鱼受到的浮力方向的是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中。若两个长方体a、b所受的浮力分别为、,下表面所受的压力分别为、,则________,________。(均选填“>”“<”或“=”)
【跟踪专练3】如图所示,是同学们所画的几种情景下的受力示意图,其中不正确的是( )
A.图甲:物体对斜面的压力
B.图乙:投出去的篮球所受到的力
C.图丙:物块离开弹簧沿斜面向上运动
D.图丁:乒乓球受到的浮力方向
【题型3.称重法测浮力的大小】
【典例】如图所示,先用弹簧测力计测出物体的重力G=4N,将该物体浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数F=3N。该物体浸没在水中时受到的有重力、浮力和________,此时物体受到的浮力是________N。
【跟踪专练1】用已校正“0”点的弹簧测力计挂一物块静止时示数如图甲所示,将物块浸没在水中静止时弹簧测力计示数如图乙所示,则物块所受的浮力为( )
A.1.1N B.1.2N
C.2.8N D.3.8N
【跟踪专练2】质量为2kg的物体所受重力G的大小为___________N,方向竖直___________;如图,若用弹簧测力计竖直拉着该物体并浸没在水中保持静止,弹簧测力计对物体的拉力F大小为4.2N,则物体重力G与拉力F的合力大小为___________N,方向竖直___________。
【跟踪专练3】多选题.小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是( )
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为
B.由甲、丁、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C.由甲、乙、丙、丁四图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D.由甲、乙、丙三图可知,在液体密度相同时,物体排开液体体积越大,物体所受的浮力越大
【题型4.根据浮力产生的原因计算浮力的大小】
【典例】如图所示,用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止,此木块上表面受到水的压力为7N,下表面受到水的压力为15N,则木块受到的浮力大小是 _____ N。
【跟踪专练1】如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的向下压力为,下表面受到水向上的压力为,则长方体受到水的浮力为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图所示,重为30N的物体用细线系着浸没在水中,上表面受到水向下的压力为16N,下表面受到水向上的压力为25N,则物体受到的浮力大小为_________N,此时细线对物体的拉力为_________N。
【跟踪专练3】多选题.如图所示,一个边长为0.1m的正方体静止在某液体中,其上表面受到液体的压力为6N,距水面距离是h。下表面受到液体的压力为14N(g取10N/kg)。下列说法中正确的是( )
A.正方体受到的浮力为8N B.正方体受到浮力施力物体是液体
C.正方体左右前后两侧面受力平衡 D.液体对正方体下表面的压强为
【题型5.探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系】
【典例】小宁用一个弹簧测力计竖直拉着一个物体在空中静止时,弹簧测力计的示数为4.5N;然后将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数如图所示,此时物体受到的浮力是________N;若将物体继续向下移动(物体始终未与容器底部接触),则弹簧测力计的示数大小________(选填“变大”或“不变”或“变小”)。
【跟踪专练1】潜水员从水下处上浮到距水面处时(不考虑体积和水的密度变化),他所受到的浮力和压强的变化情况是( )
A.浮力不变,压强减小 B.浮力减小,压强减小
C.浮力不变,压强增大 D.浮力增大,压强增大
【跟踪专练2】小明探究“影响浮力大小的因素”,探究过程及有关数据如图所示。
(1)从图c到图d的过程中,水对容器底的压强_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)比较(a)、(d)、(e)三次实验,可知浮力的大小与_____有关;
(3)图乙中正确反映浮力F和物体下表面在水中的深度h关系的图像是_____。(物体未接触容器底)
(4)由题中所给相关条件计算出(f)图中待测液体的密度为_____kg/m3。
【跟踪专练3】一个铁块挂在弹簧测力计下,将铁块慢慢放入水中,浸没到一定深度。这一过程中,弹簧测力计的示数与浸入深度的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【题型6.探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系】
【典例】物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的_________有关,与液体的_________有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的浮力就_________。
【跟踪专练1】物体在液体中所受浮力大小的决定因素是( )
A.仅与液体密度有关 B.仅与物体排开液体的体积有关
C.与液体密度和物体排开液体的体积均有关 D.与物体的质量有关
【跟踪专练2】小勇和小杨在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。图中数据为弹簧测力计的示数,水的密度为1g/cm3。
(1)由b和c两组实验可知,液体密度一定时,________越大,浮力越大;
(2)为了研究浮力大小与液体密度的关系,应选择c和________两组实验;
(3)根据实验中的信息可以计算盐水的密度为________g/cm3。
【跟踪专练3】如图中,运动员受到的浮力逐渐变大的环节是( )
A.由a到b B.由b到c C.由c到d D.由d到e
【题型7.探究浮力大小与液体密度的关系】
【典例】决定浮力大小的因素:物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,与液体的密度有关;物体浸在液体中的体积越__________,液体的密度越__________,所受的浮力就越大。
【跟踪专练1】若要研究浮力的大小与液体密度的关系,则应从如图所示的三幅图中选择图( )
A.(a)和(b) B.(a)和(c) C.(b)和(c) D.(a)、(b)和(c)
【跟踪专练2】如上图,物体浸没在水中时,所受到的浮力为__________N;如果直接将该物体投入水中,该物体将下沉,从图乙、丙可以看出浮力的大小与__________有关。
【跟踪专练3】多选题.探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是( )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为1.0N
B.塑料块b浸没在酒精中时,受到浮力的大小为0.7N
C.利用乙、丙两图,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁两图,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【计算题】
1.如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有煤油的容器上方离油面某一高度处匀速下降,使其逐渐浸入煤油中某一深度,如图所示是整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。(已知,g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
2.如图所示,一个边长为10cm的正方体悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为6N,下表面受到水的压力F2为16N。求:
(1)则正方体受到的浮力;
(2)正方体上表面到水面的距离h1。
【作图题】
3.游泳初学者下水时要戴游泳圈,且要在成人监护或教练指导下练习。质量为50kg的小蓉戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上(如下图),此时小蓉受到_________个力的作用。请画出小蓉受到的重力及水对她的浮力的示意图_______。(g取10N/kg)
【简答题】
4.乒乓球是我们的国球,用乒乓球可以做很多物理小实验。如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水,将乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后会看到的什么现象?如图乙所示,去掉瓶底,瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内,往瓶内倒入水,会看到什么现象?并用相关的知识说明甲、乙两实验其中的道理。
5.如图所示,长方体木块直立在液体中,它的高为h,底面积为S。上表面距离液面的高度为h1,下表面距离液面的高度为h2,试根据浮力产生的原因,推导出阿基米德原理的公式,即:。(提示:浮力产生的原因是物体上下表面所受的压力差)
【综合题】
6.20世纪60年代,河南林县(今林州)人民在物资紧缺的条件下在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中,技术人员发明了一种简易水平仪,俗称“水鸭子”。如图1所示“水鸭子”由三块木板组成,其中,两块相同的木板均与长木板垂直,两块木板的顶端各绷有一根细线A、B。使用时把它放到盛水的盆里,用这两根细线“瞄准”竖直放置的标尺上的刻度,就可以进行测量。
(1)如图2,技术人员用“水鸭子”上的两根细线分别“瞄准”甲、乙两地竖直放置的相同标尺上的刻度,甲、乙两地标尺上的示数分别为57cm和83cm(0刻度线位于标尺底部),则甲地比乙地______(填“高”或“低”),放置“水鸭子”水盆的路面______(填“必须”或“可以不”)是水平的;
(2)请在图2中画出“水鸭子”静止在水面上时,所受浮力的示意图_______(作用点为O点)。
7.三峡大坝是当今世界上综合效益最大的水利枢纽和水力发电工程。
(1)长江三峡大坝采用了五级船闸保证上下游的通航,下列如图装置中,与船闸工作原理相同是( )
A.钢笔吸墨水 B.千斤顶
C.锅炉水位计 D.离心式抽水机
(2)大坝需要承受极大的水压,因此大坝的结构形状至关重要,在大坝顶部宽度相同时,下列如图所示的坝体的横截面形状设计最稳固的是______(选填字母序号)。这是因为______;大坝______受到浮力的作用。(选填“会”或“不会”)
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