内容正文:
典例(西峡)龙卷风将物体“吸”起卷入空中,其中“吸”字蕴含的物理道理与下列现象中的“吸”字相同的
是()
A.地球“吸”地面上物体
B.用吸管“吸”杯子中的饮料
C.两船并行相“吸”碰撞
D.橡胶皮碗可以“吸”在光滑的墙上
答案:C
【方法点拨】龙卷风的实质是高速旋转的气流;当刮起龙卷风时,龙卷风内部的空气流动速度增大,压强减
小;龙卷风外侧的压强不变,地面上的物体或人畜容易被卷入龙卷风中。
第九章浮力
第一节
认识浮力
考点1浮力
1.定义:无论是液体还是气体,对浸入其中的物体都有竖直向上的作用力,物理学中把这个作用力叫做浮力。
2.方向:总是竖直向上,与重力的方向相反。
3.称重法测浮力:(1)用弹簧测力计测出物体在空气中的重力为G;
(2)将物体浸入液体中,此时弹簧测力计的示数为F',浮力F浮=G-F'。
考点2
浮力产生的原因
图示
受力面
深度
压强
压力
原因
前、后
相等
相等
F前=F后,二者是一对平衡力
液体(或气体)对浸
左、右
相等
相等
F左=F右,二者是一对平衡力
在其中的物体有压
力差
上、下
h上<hr
P上<P下
F上<F下,F浮=Fx-F上
【易错提醒】关于是否受浮力的两个特殊情况:(1)当物体部分浸入液体中时,物体的上表面不受液体压力
的作用,即F南下=0,则F弹=F南上;(2)当物体浸没在液体中,并且物体的下表面与容器底部紧密接触时,物
体的下表面不受液体压力的作用,此时物体不受浮力,如水中的桥墩。
典例如图所示,圆柱形容器底部和侧壁分别有一个木塞A和B,A和B形状相同体积相等,则(
A.木塞A受到的浮力大于木塞B受到的浮力
B.木塞A和木塞B受到的浮力相等
C.木塞A和木塞B都不受浮力
D.木塞A不受浮力
答案:D
【方法点拔】浮力产生的原因是:液体对物体上下表面的压力不同,上下表面的压力差即为浮力。由图可
知,A木塞在容器底,A木塞底部不接触液体,即A底部不受液体压力的作用,故A木塞不受浮力;B木塞在
侧壁,一部分下表面和上表面浸在水中,所以B木塞受到浮力的作用。
典例(南京)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,则木块受到浮力大小是
N,细杆对木块的
力大小是N。
答案:85
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第二节探究:浮力大小与哪些因素有关
考点)探究影响浮力大小的因素
1.实验方法:控制变量法
2.实验步骤:
(1)控制液体的密度相同,研究浮力的大小与物体浸人液体中的体积的关系;
(2)控制液体的密度、物体浸在液体中的体积相同,研究浮力的大小与物体浸没的深度的关系;
(3)控制物体浸在液体中的体积相同,研究浮力的大小与液体密度的关系。
3.大量实验表明:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与
浸没在液体中的深度无关。物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
第三节阿基米德原理
考点)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.表达式:F浮=G排=P液V排g。
3.适用范围:液体或气体。
4.使用该原理时的注意事项
(1)原理中所说的“浸入液体中的物体”包含两种状态:一是物体全部浸入液体里,即物体浸没在液体里;二
是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(2)G排是指被物体排开的液体所受的重力的大小,F浮=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的
液体所受重力的大小。
(3)V接表示被物体排开的液体的体积,当物体浸没在液体里时,V排=V物;当物体只有一部分浸入液体里时,
V排<V物o
(4)由F浮=P液V排g可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体本身的体
积、密度、浸没在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。
(5)阿基米德原理也适用于气体,但公式中P液要改为气体的密度p气,即F浮=p气V排g。
典例(烟台)某物理小组在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,做了如图甲所示的实验,其中铜块和铝块
的体积相同。
8.5N
8 N
.8
9
2.8N
铜
留
水
国水水
①
②
③
④
⑤
6
甲
(1)实验中,铜块浸没在水中时受到的浮力是
(2)由①③④⑤四步骤可知:发现浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的
大小与什么因素有关?
(3)比较①②④⑥四步骤可得出的结论是什么?
(4)探究完浮力大小的影响因素后,小组同学想进一步探究浮力的大小与物体排开液体所受到的重力的关
系,进行了如图乙所示的实验操作:
①此实验操作的正确顺序应是怎么样的?
(用ABCD表示)
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②通过比较
和
的大小关系(用图中符号F1、F2、F3、F4表示),就能得出浮力大小与物体排
开液体重力的关系;
③另一个小组在实验时发现物块排开水的重力明显小于所受的浮力,若排除测量误差因素的影响,你认为造
成这种结果的原因可能是什么?
答案:(1)1
(2)在液体密度一定时,物体受到的浮力大小和物体排开液体的体积有关
(3)物体所受的浮力大小与物体的密度无关
(4)①DABC②F,-F2F,-F4③物块放入前,溢水杯中水未满
典例(淅川)实心的铝块和铜块质量相同,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,排开的体积和受到的浮力较
大的是(已知P铜>P铝P水>P煤油)()
A.铜块排开的体积大,铜块受到的浮力大
B.铜块排开的体积大,铝块受到的浮力大
C.铝块排开的体积大,铜块受到的浮力大
D,铝块排开的体积大,铝块受到的浮力大
答案:D
【方法点拔】判断浮力大小方法如下:
V越大,浮力越大
液体密度相等,比较V
V越小,浮力越小
两种方法
P越大,浮力越大
排开液体体积相等,比较P领
P演越小,浮力越小
浮力与物体在液体中的浸没深度无关,当改变物体的浸没深度时,物体受到的浮力不变
第四节物体的浮与沉
考点
物体的浮沉条件
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮>G
F¥<G
F浮=G
F浮=G
F浮+FN=G
强强
强
露
力销
腰
G
P液P物
P液<P物
P液=P物
P液P物
P液P物
可以停留在液体内
是“上浮”过程的最
是“下沉”过程的最
处于动态(运动状态不断改变),受非平
部任何深度
终状态
终状态
衡力作用
处于平衡状态,受平衡力作用
【方法点拔】根据“密度”判断物体的浮沉:实心物体浸没在液体中时V物=V排,所以F浮=P液V排g=P液V物g,
又因为G物=mg=P物V物g,所以比较浮力和重力的表达式可以发现只有“密度”这一因素不同。由此可以得
出,当P>P液时,F浮<G物,物体下沉;当P物印液时,F浮>G物,物体上浮;当P物=P液时,F浮=G物,物体悬浮。对
于空心物体和由两种以上物质组成的物体,也可以通过比较密度来判断浮沉情况,但此时的密度是指物体
的平均密度。
归纳总结:漂浮问题“五规律”
(1)物体漂浮在液体中,所受浮力等于它的重力。
(2)同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
(3)同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小。
(4)漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
(5)将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
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考点2
浮沉条件的应用
应用
工作原理
密度计
密度计在任何液体中都是漂浮的,液体的密度越大,密度计浸入的体积越小
盐水选种
饱满的种子密度大在盐水中下沉,干瘪、虫蛀的种子密度小在盐水中漂浮
潜水艇
通过压力舱的充水、排水改变自重,当G>F净时,下沉;当G<F净时,上浮
热气球
通过改变气球里所充气体的温度实现上浮和下沉
典例小明在长20厘米的均匀细木棒的一端缠绕适量铜丝,制作了一个简易密度计。密度计
能够测量液体密度是应用了
的原理。如图所示,将其放入装
有相等质量的酒精(P箱精=0.8×103kg/m3)和水的两个相同烧杯中,该密度计两次排开液体的
质量m排酒—
m排水,烧杯底部受到的液体压强P酒
P水(以上两空均选填“大于”“等
酒精
于”或“小于”)。在酒精中,密度计露出液面的长度为5厘米,则在水中,密度计露出液面的长度为
厘米。
答案:漂浮时浮力等于自身重力等于等于8
【方法点拔】密度计的原理是物体的漂浮条件,密度计在不同的液体中受到的浮力相等;根据浮力的关系利
用阿基米德原理得出排开液体质量的关系:根据规则容器底受到的压力等于液体和密度计的总重力可知烧
杯底受到的压力关系,再利用=知烧杯底受到液体压强的关系;细木棒的长度减去霉出部分的长度即为
浸入的深度,根据密度计漂浮时,浮力等于重力列出关系式即可求出细木棒露出水面的长度。
典例(南阳)放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中盛有同种液体,质量相等的α、b两个物体在液体中
静止时,两液面相平,如图所示,则(
A.物体a的密度大
B.物体a受到的浮力大
C.物体b排开液体的体积多
D.两物体排开液体的质量一样大
答案:D
【方法点拨】先根据物体的浮沉条件分析二者密度的大小,对于实心的物体,浸没液体中,如果物体的密度
大于液体的密度,物体就下沉;如果物体的密度小于液体的密度,物体就上浮直至漂浮;如果物体的密度等
于液体的密度,物体就悬浮。再根据漂浮原理F学=G物可知二者所受浮力关系,由阿基米德原理F净=G排三
m排g=P液Vg可知二者排开液体质量关系。
第十章功与机械能
第一节机械功
考点做功了吗
1.定义:力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功,简称功。
2.物体做功的两个条件:有作用在物体上的力;物体在这个力的方向上移动一段距离。(两个条件缺一不可)
3.力对物体不做功的三种情况:
(1)“不劳无功”:物体没有受到力的作用,但由于惯性运动了一段距离,如踢出去的足球。
(2)“不动无功”:物体受到力的作用,但静止不动,如搬石头未搬动。
(3)“劳而无功”:物体受到了力的作用,同时也运动了一段距离,但力的方向与运动的方向相互垂直,如人
提东西在水平地面上行走。
考点2做了多少功
1.功的计算:物理学中规定,力对物体所做的功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
2.计算公式:W=Fs。国际单位:焦耳(J)。
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