第十章 浮力（复习课件）物理新教材人教版八年级下册

单元复习 第十章 浮力 人教版（2024）八年级下册 单元学习目标 1.知道物体在液体或气体中都受到浮力，浮力的方向是竖直向上的。 2.知道浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差。 3.能应用同一直线二力的合成和二力平衡的知识，推理得出用弹簧测力计测量浮力的大小的方法：F浮=G-F拉 4.通过实验探究浮力大小和什么因素有关的过程，增强分析概括能力、解决问题能力与动手操。 5.知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论。 6.理解阿基米德原理，知道浮力的大小和液体的密度及排开液体的体积的关系。 单元学习目标 7.能利用逻辑推理得到阿基米德原理。 8.知道物体的沉浮是由物体所受重力和浮力决定的 9.掌握改变物体的浮沉方法及应用。 10.知道物体浮沉的条件, 能根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉状态； 11.知道轮船、潜水艇、气球、飞艇、密度计的工作原理。 12.能用物体的浮沉条件解释和解决生活中的现象和实际问题。 单元学习重难点 1.重点：探究浮力跟哪些因素有关；理解阿基米德原理的内容；会用公式F浮=G排=ρ液gV排及其变形式计算简单的浮力问题；知道如何改变物体的浮沉；理解物体的沉浮条件，会判断物体沉浮。 2.难点：浮力产生的原因；会用称重法测浮力；用阿基米德原理解答和计算有关浮力的问题；利用物体的浮沉条件和阿基米德原理的综合计算。 1. 本章思维导图 2. 各节知识清单 3. 题型剖析及针对训练 4. 课堂巩固 5. 课堂总结 学习内容 第七章 力 一、本章思维导图 第十章 浮力 本章思维导图 第十章 浮力 二、各节知识清单 第十章 浮力 一、浮力 1.浮力：一切浸入液体的物体都受到液体对它 向上的力叫浮力。 2.用弹簧测力计测浮力：F浮= 。 （1）用弹簧测力计测出一个铝块所受的重力G。受力示意图如甲图。 （2）当用手向上托铝块时，测力计示数会变 。 （3）把铝块浸没入水中，测力计示数变小，说明物体受到了向上的力。受力示意图如图乙所示。 第1节 浮力 竖直 G-F拉 小 一、浮力 由实验看出，物体在水中弹簧测力计减小的示数，就是液体对它的竖直向上的 ：F浮=G-F拉 3．浮力的施力物体： 。 4．浸在 中的物体也受到气体对物体的浮力。 5．浮力方向： 向上。 孔明灯上升 第1节 浮力 线受到向上的拉力,处于竖直方向 浮力 液体 气体 竖直 一、浮力 6.浮力产生的原因： （1）如图所示，将容器的两端蒙上橡皮膜，当水平进入水中时，观察左右两个橡皮膜的凹陷程度；当在水中竖直放置时，观察上下两个橡皮膜的凹陷程度。据此，可分析浮力产生的原因。 橡皮膜的 程度体现着橡皮膜的受力情况，水平放置时，橡皮膜的凹陷程度一样，说明侧面受到的力 ，当竖直放置时，下面橡皮膜凹陷程度大，说明受到向上的力，比上部向下的力 。这就是浮力产生的原因。 第1节 浮力 凹陷 平衡 大 6.浮力产生的原因： （2）理论分析：浸没在液体中长方体，各个方向都受到液体对它施加的压力。 ①四周侧面所处深度相同，所受液体压强、压力相同，对长方体水平方向受力无影响: F左 =F右 =F前 =F后，∴F侧合=0 ②上、下两面所受压强不相等，压力关系： 物体下表面受到向上的压力：F上=p上S = ρ液gh2S 物体上表面受到向下的压力：F下=p下S= ρ液gh1S ∵p向上＞ p向下 ∴ F向上＞ F向下 F浮=F上-F下 浮力是液体对物体上下两个面的 。 第1节 浮力 压力差 6.浮力产生的原因： (3).不受浮力的情况： 第1节 浮力 实验现象:开始倒水时，乒乓球被压在瓶口没浮起来，一拧上瓶盖，乒乓球立即上浮。 实验分析:没瓶盖时，乒乓球受到水向下的 ，下面没有水，不受水的压力。拧上瓶盖后，受到向上的压力，乒乓球受 而浮起。 浮力产生的原因：物体上下表面所受的 差。 当物体与容器底部紧密接触时，物体底部 液体，由于物体下表面不受到液体（气体）的向上的力，物体就没有受到液体（气体）的 。如：桥墩、船陷入海底、木桩等。 压力 浮力 压力 没有 浮力 7.影响浮力大小的因素：通过实验探究发现，物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的 有关；还与物体浸在液体中的 有关，而与浸没在液体中的深度 。 第1节 浮力 6.浮力产生的原因： (3)不受浮力的情况： 图1：紧密接触：F浮=0 A B C 图2：与底部密合的三种情况 如图1所示，物体与容器底部紧密接触，不受 作用。 如图2所示，A、B的侧面没有 的压力，所以浮力为0，C侧面有向上的压力，可能有浮力，具体需要计算分析。 浮力 向上 密度 体积 无关 第2节 阿基米德原理 一、阿基米德的灵感启示： 阿基米德洗澡时突然想到：物体浸在液体中的体积就是 液体的体积。由此，我们在第一节探究出的实验结论可以表述为：物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，它所受的浮力就 。 体验：物体排开液体的体积越大，所受的浮力就越大。把装满水的烧杯放在盘子中，再把空的饮料罐按入水中，易拉罐所受的浮力越来 ，排开的水越来越多。 排开 越大 越大 一、阿基米德的灵感启示： 推理： 由此推理，浮力的大小跟物体排开液体所受 有关。 用实验探究浮力大小与排开液体重力大小的关系。 第2节 阿基米德原理 重力 第2节 阿基米德原理 实验：探究浮力大小与物体排开液体的重力的关系 1.设计实验： （1）怎样测量物体受到的浮力？需要测量哪些物理量？ 用弹簧测力计测出：先测出物体所受的重力G，再读出物体浸在液体中弹簧测力计的示数F拉，则F浮=G-F拉。 （2）怎样测量物体排开的液体所受的重力？需测量哪些物理量？ 可以用溢水杯和弹簧测力计测出：溢水杯中盛满液体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体排开的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的重力。 一、实验：探究浮力大小与物体排开液体的重力的关系 2．实验器材：弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、 、圆柱体 3．实验步骤： (1)用测力计测出圆柱体所受重力G和小桶重力G桶 (2)把圆柱体浸入装满水的溢水杯中，同时用小桶收集物块所排开的水，读出弹簧测力计的示数F，算出物块所受浮力F浮。 (3)测出小桶和排开水的重力G总，计算出排开液体的的重力G排. 第2节 阿基米德原理 溢水杯 一、探究浮力大小与物体排开液体的重力的关系 (4)测量数据填入记录表，分析数据，得出结论 实验数据记录 4.实验结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小 物体排开液体所受重力，即 。 第2节 阿基米德原理 等于 F浮＝G排 二、阿基米德原理： 1.内容：浸在液体里的物体受到 的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的 。 2.公式表示： F浮＝ = 。 阿基米德原理表明，浮力大小只和 ρ液、V排有关，，与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体运动等因素无关。 3.适用条件：液体（或气体） 4.物体“浸在液体里”包括“ ”（V排=V物）和“部分浸入”（V排<V物） 第2节 阿基米德原理 向上 重力 G排 ρ液V排g 浸没 第3节 物体的浮沉条件 一、物体的浮沉条件： 1.浸在液体中的物体的浮和沉，决定于所受的 和 的合力的情况 。 2.浸没在液体中的物体，只受浮力和重力时: (1)当F浮 G时：物体上浮, 最后物体漂浮： F浮 = G（部分浸没）。 (2)当F浮 G时 ：物体悬浮； 可停在液体内部任意位置。 (3)当 F浮 G时：物体下沉； 最终沉在水底。 浮力 重力 ＞ = ＜ 一、物体的浮沉条件： 3.如果实心物体（质量均匀）浸没在液体中： V排= V物= V；  F浮＝ρ液g V排＝ρ液g V ；  G ＝ ρ物g V物＝ρ物g V  可以根据密度判断物体的状态： (1)当F浮＞ G时 ，即：ρ液＞ ρ物：    物体 ，最终 在液面。 (2)当F浮= G 时 ，即：ρ液 = ρ物 ：    物体 。 (3)当F浮＜ G 时，即：ρ液＜ ρ物 ：    物体 ，最终沉在底部。 第3节 物体的浮沉条件 上浮 漂浮 悬浮 下沉 一、物体的浮沉条件： 4.总结易混淆的几个词语： 浸没：物体 没入了液体中，整个物体在液面以下。 浸入：也就是“浸在”，包括完全浸没和 浸没。 漂浮：物体在液面处， 体积浸没。 悬浮：物体在液面以下，完全 ，可以存在于液面下任何位置。 上浮：物体正在向上加速运动，可能浸没，可能部分浸没，最终是 。 下沉：物体正在向下加速运动，可能完全浸没，也可能部分浸没，最终状态是沉在液体 。 第3节 物体的浮沉条件 完全 部分 部分 浸没 漂浮 底部 第3节 物体的浮沉条件 二、物体浮沉条件的应用： 根据浮沉条件，要想改变物体的浮沉情况，有几种办法呢？ 答：（1）可用改变物体所受的 ；   （2）改变自身的 来实现。 1.轮船： （1）工作原理： 采用“空心”的办法，增大可以利用的 。具体方法是把密度比水大的钢材做成空心的，使轮船能排开更多的水， 浮力，从而漂浮在水面上。 （2）排水量（m排） 轮船的大小通常用 表示，排水量是轮船满载时排开的水的质量。 浮力 重力 浮力 增大 排水量 二、物体浮沉条件的应用： 1.轮船：（2）排水量（m排）：轮船满载航行时处于 状态，所以： F浮＝G船总，G船总＝(m船＋m货)g，因此m排＝m船＋m货，即轮船排水量等于船自身的质量与满载时 的质量之和。 （3）一艘船从河水驶入海里，它是沉下一些，还是浮起一些？ 轮船从河水驶入海里时，一直漂浮在水面上。轮船的总质量 ，轮船在河里和海里所受到的浮力分别为F1和 F2，河水密度为ρ1和海水密度为ρ2。则 F1_ _F2，ρ1____ρ2。所以，V排海水 V排河水(均选填“＞”“＜”或“＝”)。轮船驶入海洋中时， 一些。 漂浮 货物 不变 ＝ ＜ ＜ 上浮 第3节 物体的浮沉条件 二、物体的浮沉条件的应用： 2.潜水艇： (1)工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身 来实现的。 (2) 方法：潜水艇两侧有 ,向水舱中充水时,潜水艇的重力逐渐 ,增大到F浮＝G时，可 于某一位置航行；至F浮<G时，则潜水艇下潜。当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,当 时,而上浮. 第3节 物体的浮沉条件 重力 水舱 增大 悬浮 F浮>G 二、物体的浮沉条件的应用： 3.气球和飞艇 (1)工作原理:气球和飞艇是利用空气的 升空的。气球里充的是 密度 空气的气体如：氢气、氦气或热空气。 (2)气球和飞艇的升空和降落 由于G气很小，使F浮>G气＋G壳，气球 ；要下降时，将气囊中气体放出一些，致使F浮<G气＋G壳。 (3)热气球：通过加热气体方式改变气体 来控制升降。 浮力 小于 体积 第3节 物体的浮沉条件 上升 二、物体的浮沉条件的应用： 4.密度计 (1)工作原理：密度计 在被测液体中, F浮＝G ，浮力大小不变。 (2)用它来测量液体密度时，密度计漂浮在液体中，F浮 G物且不变，利用阿基米德推导式F浮= ，ρ液改变，V排改变，从而可以比较ρ液的大小，且可以读数。 (3)刻度分布特点：上面刻度 ，下面刻度 。 (4)密度计的用途：直接测量 的密度。 漂浮 = ρ液gV排 小 大 液体 第3节 物体的浮沉条件 三、题型剖析及针对训练 第十章 浮力 核心是理解并运用控制变量法，三步解题法： 第一步：明确实验基本原理： 1. 测量浮力：最常用的是F浮 = G-F拉。2. 四个影响因素： （1）液体的密度（ρ液）；（2）物体排开液体的体积（V排）；（3）物体浸没后，浮力与浸没的深度无关，与物体的密度、形状等因素无关。 第二步：核心实验方法：控制变量法。 第三步：分析实验图像与数据： 常是测力计示数随下降深度（h）变化的图像。 利用这个图像，还能算出物体的密度。 题型一：探究浮力的大小跟哪些因素有关． 【例1】物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以图a、b、c、d、e分别为实验情景。（g取10N/kg） （1）通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N； （2）通过 两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系； （3）通过c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与 的关系； （4）在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图象，则该液体的密度为 　kg/m3。 题型一：探究浮力的大小跟哪些因素有关． 【答案】（1）0.5；（2）c、d；（3）液体密度；（4）0.8×103 题型一：探究浮力的大小跟哪些因素有关． 【解析】（1）物体浸没所受的浮力为：F浮水＝G﹣Fc＝2N﹣1.5N＝0.5N； （2）探究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法，需要控制排开液体的密度和体积相同，所以应该对比c d； （3）由图c、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系； （4）实验步骤c中，物体受到的浮力为： F浮c＝G﹣Fc＝2N﹣1.5N＝0.5N； 实验步骤e中，物体受到的浮力为：F浮e＝G﹣Fe＝2N﹣1.6N＝0.4N； 因物体均浸没，所以V排水＝V排液； 所以该液体的密度为：ρ液＝ ×ρ水＝ ×1×103kg/m3＝0.8×103kg/m3。 题型一：探究浮力的大小跟哪些因素有关． 【针对训练1】如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因索”的实验，根据他的实验探究数据，请你回答下列问题：（ρ水=1.0×103kg/m3）。 题型一：探究浮力的大小跟哪些因素有关． （1）由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮=          N； （2）由图ACD可知，浮力大小与物体浸没深度    （选填“无关”或“有关”） （3）分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与          和          有关； （4）经进一步计算可知物体体积V=          m3，物体的密度ρ=     kg/m3。 【答案】 0.5；无关；液体的密度；物体排开液体的体积； 5×10-5；4×103 。     【解析】（1）[1]由图A可知物体的重力是2N，由图C可知物体浸没在水中的拉力是1.5N，物体浸没在水中受到的浮力F浮=G-F3=2N-1.5N=0.5N （2）[2]由图ACD可知，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，在水中的深度不同，弹簧测力计示数相同，浮力的大小相同，则浮力的大小与深度无关。 题型一：探究浮力的大小跟哪些因素有关． 【解析】（3）[3][4]由图ABC可知，液体的密度不变，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，浮力大小不同，说明浮力大小与排开液体的体积有关；由ADE可知，物体排开液体的体积相同，只有液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，浮力大小不同，由此可得：物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度有关。 （4）[5]物体的体积： [6]物体的密度： 题型一：探究浮力的大小跟哪些因素有关． 题型二：探究浮力大小与物体排开液体重力的关系 首先要透彻理解核心原理：受浮力的大小等于物体排开液体所受重力，即：F浮＝G排。 1.测量浮力的方法（称重法）：F浮=G-F拉。 2.收集排开液体的方法（溢水杯法）：溢水杯必须装满水，确保物体浸入时，排开的水全部溢出到小桶里。 3.测量排开液体重力的方法： 先测空桶，再测出小桶和排出水的总重力，两者之差就是G排 。 4.为得出普遍规律，避免偶然性。改变物块或换用不同液体重复实验 题型二：探究浮力大小与物体排开液体重力的关系 【例2】某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系，进行了下面的实验，如图所示： （1）实验过程中，利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？哪些能够计算出物体排开液体的重力大小？(用图中的序号表示) （2）通过实验数据可以发现，浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？ （3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该进行怎样的操作？ （4）另外一个小组进行实验后，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，在排除误差因素的情况下，出现这个结果的原因可能是什么？（写出一条即可） 题型二：探究浮力大小与物体排开液体重力的关系 【答案】（1）②③，①④；（2）浮力大小与排开液体的重力相等； （3）见解析；（4）见解析 【解析】（1）实验过程中，利用步骤②③的测量数据，用称重法能够计算出物体所受的浮力大小。利用步骤①④的测量数据，能够计算出物体排开液体的重力大小。 （2）如图所示，物块重力为2.0N，测力计对物块的拉力为1.5N，则物块受到的浮力为：F浮=G-F拉=2.0N-1.5N=0.5N 空桶重力为0.5N，桶和液体的总重力为1N，则排开的液体的重力为G排= G总-G桶=1.0N-0.5N=0.5N.可得： F浮=G排浮力大小与排开液体的重力相等。 【解析】（3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该更换不同物块在不同的液体里多实验几次，通过分析实验数据，最终得出结论。 （4）根据题意，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，原因可能是在弹簧测力计拉着物块浸入液体前，溢水杯中液体没有装满，导致测量到的排开液体重力偏小；还有可能是物块在浸入液体后和容器底接触到了，导致测得的浮力偏大。 题型二：探究浮力大小与物体排开液体重力的关系 【针对训练2】某组同学利用如下器材和步骤验证“阿基米德原理” （1）为验证阿基米德原理，实验需要比较的物理量是　                             　。 （2）如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，通过图中　   　两个步骤测出了浮力（选填代号即可）。 （3）在进行步骤C时看到的现象是：　   　。 （4）DE两步可以算出小桶中水的重力，这个重力跟　    　相等。 （5）小明同学利用上面实验中的器材和木块，进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。但实验过程中有一个步骤与如图不同，这个步骤是　　 （选填代号即可） 。 题型二：探究浮力大小与物体排开液体重力的关系 【答案】（1）浮力和物体排开液体的重力；（2）B和C；（3）弹簧测力计的示数会减小；（4）受到的浮力；（5）C。 【解析】（1）物体受到浮力的大小等于它排开液体的重力，要验证阿基米德原理就需要比较物体受到的浮力和物体排开液体的重力； （2）物体受到的浮力等于物体的重力减去物体浸入液体时弹簧测力计的示数，由B和C两个步骤就可以测出浮力； （3）浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，弹簧测力计的示数等于物体的重力减去浮力，所以弹簧测力计的示数会减小； 题型二：探究浮力大小与物体排开液体重力的关系 【解析】（4）DE两步算出小桶中水的重力，这个重力跟受到的浮力相等； （5）物体漂浮在水面上，受到的浮力等于它的重力，测量漂浮的物体受到的浮力时，不需要用弹簧测力计提着物体，“探究漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”的实验步骤与图C不同。 题型二：探究浮力大小与物体排开液体重力的关系 题型三：浮力的相关计算 根据题意，判断物体的状态。再选择恰当的计算浮力的方法：  方法 计算公式 适用范围及注意事项 原理法 F浮=G排=ρ液gV排； 适用于所有物体，应用最广泛，不仅适用于液体，还适用于气体。 称重法 F浮=G-F 适用于密度比液体密度大的物体，有弹簧测力计的情况。 压力差法 F浮＝F向上－F向下 适用于形状规则的物体。已知物体的上、下表面的压强及上、下表面积或上、下表面的压力。 平衡法 F浮＝G物＝m物g＝ρ物gV物 适用于密度比液体密度小或等于液体密度的物体，物体所处的状态为漂浮或悬浮。 【例3】学习了阿基米德原理，小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先用弹簧测力计测出金属块的重力是0.85N，再把金属块浸没到水中，静止时，弹簧测力计的示数是0.75N。求： （1）金属块浸没在水中受到的浮力； （2）金属块的体积； （3）金属块的密度。 题型三：浮力的相关计算 题型三：浮力的相关计算 （3）根据G=mg，金属块的质量： 【解析】（1）金属块受到的浮力： （2）根据阿基米德原理，金属块完全浸没在水中时，排开的水的体积： 因金属块浸没在水中，故金属块的体积： 金属块的密度： 【答案】（1）0.1N；（2）1.0×10-3m3（3）8.5×103kg/m3 题型三：浮力的相关计算 【针对训练3】如右图：重为5N，体积为0.2×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是_______N，静止时弹簧测力计的示数是_______N。（g=10N/kg） 【答案】   (1). 2   ； (2). 3 【解析】（1）根据阿基米德原理得： （2）物体静止时，处于平衡状态，对物体受力分析，物体受重力、浮力和拉力，即： 题型三：浮力的相关计算 题型四：浮力的综合计算 分析、解决浮力综合题的一般步骤： 1.确定研究对象。 2.受力分析：正确画出受力示意图。 3.判断状态：物体是上浮、悬浮、下沉还是漂浮。 4.列平衡方程：根据物体的状态，判断物体的受力特点，列出平衡方程。 5.根据已知量，解方程得到结果。 【例4】如图甲，用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下，静止时测力计读数为3N；如图乙，将该木块静置于平放的盛水容器中，木块有2/5的体积露出水面；如图丙，用竖直向下的力F压该木块时，木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求： （1）图乙中木块所受的浮力大小； （2）木块的体积； （3）木块的密度； （4）图丙中F的大小 题型四：浮力的综合计算 【答案】（1）3N；（2）0.5×10-3kg/m3；（3）0.6×103kg/m3；（4）2N 【解析】（1）因为弹簧测力计的示数是3N，又因为木块漂浮，故G=F浮，所以乙图中木块的浮力为3N。 （2）因为 ,则木块的体积为： （3）木块的质量: 木块的密度: 题型四：浮力的综合计算 【解析】（4）用竖直向下的力F将木块缓慢压入水中,静止时,木块上表面恰好与水面相平，此时物体排开水的体积: 此时时物体受到的浮力: 竖直向下的力: 题型四：浮力的综合计算 【针对训练4】如图是深圳号在海上航行，田田同学乘坐了这艘船出海游玩。田田发现这艘船最大吃水高度是9米，最大排水量是70000吨，船上一汽车用钢打造，钢的体积0.1立方米。（已知：钢的密度是7.9×103kg/m3，海水密度1×103kg/m3），求： （1）钢的质量； （2）求轮船满载时所受的浮力； （3）船底面积是1×103m2，求轮船底部受到的压力。 题型四：浮力的综合计算 【答案】（1）790kg    （2）7×108N    （3）9×107N 【解析】（1）钢的质量：m钢=ρ钢V钢=7.9×103kg/m3×0.1m3=790kg （2）根据阿基米德原理可得，轮船满载时所受的浮力： F浮=G排=m排g=70000×103kg×10N/kg=7×108N （3）轮船底部受到的海水压强：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×9m=9×104Pa 轮船底部受到的压力：F=pS=9×104Pa×1×103m2=9×107N 题型四：浮力的综合计算 题型五：浮力与液面变化问题 浮力与液面变化题，关键是判断排开液体的体积V排如何变化。按照这三步走，思路会清晰很多： 第一步：看状态。明确物体最初在水中的状态（是漂浮、悬浮，还是沉底），并理清 V排 是由谁贡献的。 第二步：比 V排。分析题目中的变化（比如冰化成水、投物入船等），判断总浮力F浮总是如何变化的。变化前后，V排是变大还是变小？ 第三步：定升降。V排 变大，液面升；V排变小，液面降；V排 不变，液面不变。比较变化前后，容器底部受到的总压力，也能判断液面升降。 【例5】水面上漂浮着一块冰，当冰完全熔化后，水面将（ ） A、上升 B、下降 C、不变 D、无法确定 【答案】C 当冰化成水后，质量不变，所以，m水= m冰 【解析】冰漂浮在水面上，F浮= G冰 ∴V排= V化水，冰排开水的体积等于冰化成水的体积，液面高度不变。 题型五：浮力与液面变化问题 【针对训练5】小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想：水面高度会变化吗?于是进行了探究：首先，将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中，如图所示；然后，将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上，它们处于漂浮状态，则水面高度将（ ）。 A．下降 B．上升 C．不变 D．无法判断 题型五：浮力与液面变化问题 【答案】B 【解析】由图可知，b漂浮，F浮b＝Gb，a沉底，F浮a＜Ga， 将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中，它们处于漂浮状态，则F浮（a+b）＝Ga+Gb， 由阿基米德原理F浮＝ρ水V排g可知，F浮（a+b）＞F浮a+F浮b， 即将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中排开水的体积比原来变大了，则水面高度将升高。故选：B。 题型五：浮力与液面变化问题 题型六：关于F浮-h图像题 解答F浮-h型浮力图像题的关键是“三看”：“看轴”、“看线”和“看点”： 看轴——确定横轴、纵轴对应的物理量。 看线——由物理过程明确对应线段的变化。 看点——确定特殊点对应的物理状态，按照状态数据计算相关物理量。 “未浸全浸两示数”： 一是物体未浸入液体时弹簧测力计示数；二是物体完全浸入液体中的示数。 概括起来就是：“看轴看线又看点，未浸全浸两示数 【例6】用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示．从此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)．物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙．g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3. ①物块受到的重力； ②物块完全浸没在水中受到的浮力； ③物块的密度． 题型六：关于F浮-h图像题 题型六：关于F浮-h图像题 【针对训练6】用细线竖直拉着一长方体物块，将物块从盛水的烧杯上方缓慢下降到完全浸没水中。物块下降过程中，受细线拉力F随高度h的变化关系如图所示，求： （1）物块的重力； （2）物块受到的最大浮力； （3）当物块刚好完全浸没时，物块下表面受到水的压强。 F/N h/cm 题型六：关于F浮-h图像题 【解析】（1）由图象可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为10N，此时物块处于空气中，根据二力平衡条件可知，物块的重力：G＝F拉＝10N （2）由于物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，则物块受到的最大浮力： F浮＝G－F＝10N－4N＝6N （3）物块刚浸没时下表面距水面距离： h＝7cm－3cm＝4cm＝0.04m 物块下表面受到水压强： p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m＝400Pa 【答案】（1）10N （2）6N （3）400Pa 题型六：关于F浮-h图像题 四、课堂巩固 第十章 浮力 四、课堂巩固 1．将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两种不同的液体中，如图所示，鸡蛋在甲液体中悬浮，在乙液体中沉底且对容器底有压力，比较甲、乙液体的密度ρ甲、ρ乙和鸡蛋在甲、乙液体中受到的浮力F甲、F乙的大小关系，下列正确的是（　　） A．ρ甲<ρ乙 B．ρ甲>ρ乙 C．F甲=F乙 D．F甲<F乙 四、课堂巩固 【解析】AB．图甲中鸡蛋处于悬浮状态，甲液体的密度ρ甲=ρ乙， 图乙中鸡蛋沉底，乙液体的密度ρ甲<ρ乙，所以甲液体的密度大于乙液体的密度，即ρ甲>ρ乙，故B正确，A错误； CD．图甲中鸡蛋处于悬浮状态，浮力等于重力，图乙中鸡蛋沉底，浮力小于重力，鸡蛋在甲中受到的浮力大于在乙中受到的浮力，即F甲 >F乙，故CD错误。 故选B。 【答案】B 四、课堂巩固 2．在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差，最合理操作步骤应该是（　　）。 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、甲、乙、丙 四、课堂巩固 【解析】为方便操作和减小测量误差，合理的实验顺序是： 丁、测出空桶所受的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方； 甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力； 乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数； 丙、测出桶和排开水所受的总重力。故选：D。 【答案】D 四、课堂巩固 3.如图所示，利用弹簧测力计将处于容器底部的物块缓慢上提。在物块从开始上提到离开水面的过程中，如图能正确表示弹簧测力计的示数F与物块底部离容器底部的高h的关系的是（　　） C． D． B． A． 四、课堂巩固 【解析】（1）物块从容器底部到露出水面之前，F浮=ρ水V排g，物块排开水的体积不变，物块受到的浮力不变；又因为F浮=G﹣F，物块重G不变，所以弹簧测力计测力计示数F不变； （2）物块从上表面露出水面到下表面离开水面，由F浮′=ρ水V排′g，物块排开水的体积变小，物块受到的浮力变小；又因为F浮′=G﹣F′，物块重G不变，所以弹簧测力计测力计示数F变大；所以在物块从容器底提到离开水面的过程中，弹簧测力计的示数先不变、后变大。 故选：B。 【答案】B 四、课堂巩固 4.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 四、课堂巩固 【解析】由题意可知，选用体积相同的实心金属块甲和乙，浸没在水中，则金属块排开水的体积相同，由阿基米德原理可知，排开液体的重力相同；液体的密度相同；由图可知，金属块在水中的深度相同，金属块的密度不同，由控制变量法可知，他探究的问题是浮力大小与物体密度的关系，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【答案】D 四、课堂巩固 5.如图所示，将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中，待小球静止后，两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是（　　） A. 甲烧杯中小球受到的浮力大B. 乙烧杯中小球排开液体的质量大 C. 甲烧杯中液体的密度大D. 乙烧杯底部受到液体压强大 四、课堂巩固 【解析】A．因为物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等，都等于小球的重力，故A错误； B．因为小球在两杯中受到的浮力相等，都等于小球的重力，小球在两杯中排开液体的质量相等，故B错误； C．由图可知，小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知ρ甲液＞ρ球，ρ乙液=ρ球所以ρ甲液＞ρ乙液故C正确； D．两杯中液面相平，ρ甲液＞ρ乙液，根据p=ρ液gh可知，烧杯底受到液体的压强p甲液＞p乙液   ；故D错误。故选C。 【答案】C 6.如图甲所示，用弹簧测力计挂一长方体物体逐渐浸入水中，图乙是这个过程弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况，g取10N/kg．则（　　）。 A．金属块的质量为0.4kg； B．金属块受到的最大浮力是2N； C．AB过程中，金属块受到的浮力逐渐减小； D．AC过程中，金属块底部受到水向上的最大压强为800Pa 四、课堂巩固 【答案】B D 【解析】A、由图可知，金属块重力G=6N，金属块的质量：m=0.6kg，故A错； B、当h=6cm，金属块全部浸入水中时，所受浮力最大，此时，弹簧测力计的拉力F拉=4N，金属块受的浮力F浮=G﹣F拉=6N﹣4N=2N，故B正确； C、AB过程中，弹簧测力计的示数变小，而弹簧测力计的示数等于金属块重力减去浮力、重力不变，所以受到的浮力逐渐变大，故C错； D、由图象可知，金属块浸入水中的最大深度为h=8cm=0.08m， 则金属块受到水的最大压强：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa，故D正确；故选：BD。 四、课堂巩固 四、课堂巩固 7.（2020沈阳）人们在端午节会吃粽子，康康把粽子放入盛有适量水的锅中，发现粽子完全浸没水中且沉在锅底，这说明粽子的密度______水的密度，此时粽子对锅底的压力______粽子受到的重力。（以上均选填“大于”、“等于”或“小于”）若粽子的体积为150cm3，则它受到的浮力为______N（ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg） 【答案】    (1). 大于    (2). 小于    (3). 1.5 四、课堂巩固 【解析】[1]根据物体在液体中的浮沉条件，因为粽子完全浸没水中且沉在锅底，说明粽子的密度大于水的密度。 [2]因为粽子浸没在水中，所以粽子受到向上的浮力，所以粽子对锅底的压力小于粽子受到的重力。 [3]因为粽子浸没在水中，所以粽子浸入水中的体积为： 粽子浸没在水中受到的浮力： 四、课堂巩固 8.“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4.8×103t，浮在海面上时所受的浮力是           N。当舰船从海洋驶入长江时，它会           一些（选填“上浮”或“下沉”）。（g取10N/kg） 【答案】4.8×107     下沉 四、课堂巩固 【解析】(1)已知排水量: 根据阿基米德原理，“青岛号”导弹驱逐舰满载时所受的浮力 (2)舰船始终漂浮，浮力等于重力，重力不变则浮力不变。从海洋驶入长江，液体密度变小，根据  F浮=ρ液V排g，F浮不变，ρ液变小，所以V排变大，舰船会下沉一些。 四、课堂巩固 9.某一木块的体积为100cm3，所受的重力为0.8N，漂浮在水面上静止时受到的浮力为      N。用手将木块压住使它浸没在水中，木块受到的浮力为      N（g取10N/kg）。 【解析】[1]木块漂浮在水面上静止时受到的浮力：F浮=G=0.8N [2]用手将木块压住使它浸没在水中，木块受到的浮力为： F′浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N 【答案】     0.8     1 四、课堂巩固 10.如图所示，一重为20N的正方体木块静止在盛水的薄壁柱形容器中，已知容器底面积S=200Cm2,，则木块下底面受到水的压力为        N，木块放入容器前后水对容器底部的压强变化量为        Pa 四、课堂巩固 【解析】[1]木块静止在水中时漂浮，浮力等于重力，为：F浮=G=20N 根据压力差法可知，木块受到的浮力等于木块上下表面受到水的压力差，则木块下表面受到水的压力为F浮=F浮+F上=20N+0N=20N [2]木块放入容器后，水对容器的压力变化量等于木块的重力，则前后水对容器底部的压强变化量为: 【答案】     20     1000 四、课堂巩固 11.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浮力F甲      F乙，液体对杯底的压强p甲      p乙（选填“<”“=”或“>”） 四、课堂巩固 【答案】    = <  【解析】[1]由图可知，简易密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态，此时浮力等于重力，因同一支密度计的重力不变，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等，即F甲=F乙 [2]由图知，密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积，密度计在两种液体中所受的浮力相等，根据F浮＝ρ液g V排可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，乙容器内液面高度较高，根据p= ρ液gh可知，甲烧杯底部受到的液体压强较小，即:p甲<p乙. 四、课堂巩固 12.小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。实验思路：（1）选取体积相同、           不同的物体A和B分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较； 实验过程：（2）按照实验思路依次进行如图所示的操作，从甲图中可知物体A所受的浮力为           N；观察乙图可知物体B在水中受到的拉力           N，并计算出物体B所受的浮力； 实验结论： （3）分析实验数据，可得出初步结论：           。 四、课堂巩固 【答案】密度; 1.2 ;  2.8;浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关 【解析】（1）[1]根据控制变量法的思想，要想探究浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度是否有关，应当选用体积相同，密度不同的物体A和B，然后浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较。 （2）[2]根据称重法，由甲图中可知物体A所受的浮力为: F浮A=F1-F2=3N-1.8N=1.2N [3]由乙图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.8N，因此物体B在水中受到的拉力为2.8N。 四、课堂巩固 【解析】（3）[4]根据称重法，由乙图中可知物体B所受的浮力为: F浮B=F3-F4=4N-2.8N=1.2N 因F浮A=F浮B，可知体积相同而不同密度的物体A和B，浸没在水中时受到的浮力相同，可得出结论：浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关。 四、课堂巩固 13.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。 （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。_____________ 四、课堂巩固 【答案】（1）竖直    （2）0.4    （3）无关，见解析 【解析】(1)本实验中弹簧测力计测量的是竖直方向的力，故实验前需要将弹簧测力计沿竖直方向调零。 (2)由称重法可知乙图中物体所受浮力为:F浮=G-F乙=1.4N-1.0N=0.4N (3)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。 四、课堂巩固 14.如图所示，将一石块悬挂在弹簧测力计下，静止时弹簧测力计示数为2.5N；将该石块浸没在装有适量水的烧杯中，静止时弹簧测力计示数为1.5N。求： (1)石块的体积； (2)石块的密度。 四、课堂巩固 【答案】(1)1.0×10-4m3        (2)2.5×103 kg/m3 【解析】（1）由称重法可得，石块完全浸没在水中受到的浮力为 此时石块排开水的体积与石块的体积大小相等，可得石块的体积为: （2）已知石块的重力为2.5N，则石块的密度为: 四、课堂巩固 15.在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求： （1）分析图象可知，圆柱体重力是　  N； （2）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是　  　N； （3）圆柱体的体积是　   　m3； 四、课堂巩固 （4）圆柱体的密度是　   　g/cm3； （5）分析图象BC段，可得结论：物体浸没液体之前，浸入液体的深度越深，受到的浮力越　　（选填“大”或“小”）； （6）分析图象CD段，可得结论                                   　。 四、课堂巩固 【答案】（1）12；（2）8；（3）8×10﹣4；（4）1.5；（5）大；（6）物体浸没到液体中后，浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后，物体所受的浮力与物体浸入的深度无关。 【解析】（1）由图象可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为12N， 此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G＝F拉＝12N。 （2）从h＝7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱体受力分析可知，F浮＝G﹣F拉＝12N﹣4N＝8N。 （3）由阿基米德原理F浮＝ρ液V排g得: 因为物体是全部浸没，所以V物＝V排＝8×10﹣4m3， 四、课堂巩固 【解析】（4）由公式G＝mg可求出物体的质量， （5）分析图象BC段，物体在液体中的深度逐渐增加，测力计读数在减小，说明物体在慢慢浸入水中，V排在逐渐增大，物体受到的浮力也在逐渐增大。 （6）分析图象CD段，深度在增加，而测力计的读数不变，说明物体全部浸没水中，V排不变，浮力不变。 五、课堂总结 第十章 浮力 五、课堂总结 1.漂浮的物体受浮力，下沉的物体受浮力吗？ 2.一切浸在液体中的物体都受浮力吗？ 3.物体受到的浮力大小和浸在液体中深度有关系吗 ？ 4.一个小木块和一个大铁块浸在水中，谁受到的浮力大？ 5.怎样让一个铁块漂浮在水面上？ 行动建议： 回归课本，整理错题，绘制自己的知识脉络图。  6.一个新鲜的鸡蛋浸在水中下沉，怎么让它上浮？ 【答案】（1）18N    （2）8N    （3）2.25×103kg/m3 【解析】 （1）物体受到的重力：G＝F＝18N （2）物体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G－F拉＝18N－10N＝8N （3）因为物体浸没，所以物体的体积： V物＝V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(8N,1×103kg/m3×10N/kg)＝8×10－4m3 物体的密度： ρ物＝eq \f(m物,V物)＝eq \f(G物,gV物)＝eq \f(18N,10N/kg×8×10－4m3)＝2.25×103kg/m3 $