《浮力与升力》核心素养提升

本章核心素养提升本章核心素养提升科学知识梳理科学方法概览第九章浮力与升力科学应用示例科学知识梳理知识框架本章核心素养提升浮力与升力认识浮力研究物体的浮沉条件神奇的升力阿基米德原理本章核心素养提升认识浮力定义：浸在液体（或气体）中的物体受到的液体（或气体）

_______的托力方向：竖直向上，与______方向相反“称重法”测浮力：F浮＝_______

浮力产生的原因：浮力是由于液体（或气体）对物体向上和向下的_______产生的压力差法求浮力：F浮＝_________

浮力大小的影响因素：_____________的密度、_______________________

竖直向上重力G－F′压力差F向上－F向下液体(或气体)物体浸入液体(或气体)的体积本章核心素养提升阿基米德原理的表达式：F浮＝G排＝m排g＝_________

阿基米德原理探究阿基米德原理：需要用称重法测量浮力的大小F浮，用排液法测排开液体受到的重力G排，然后把F浮与G排进行比较得出结论阿基米德原理内容：浸在液体里的物体受到

___的浮力，浮力的大小等于被物体

________的重力轮船漂浮的原因：把密度大于水的钢铁做成空心，增大排开水的体积，从而增大了可利用的浮力竖直向上排开的液体ρ液gV排本章核心素养提升研究物体的浮沉条件F浮＞G，ρ液＞ρ物，受力不平衡，上浮，最终漂浮在液面F浮＝G潜艇F浮＜G，ρ液＜ρ物，受力不平衡，下沉，最终沉到容器底浮沉条件浮沉条件在技术上的应用漂浮，ρ液＞ρ物，受力平衡悬浮,ρ液＝ρ物，受力平衡，可停留在液体内任何位置探测气球浮筒打捞沉船密度计本章核心素养提升神奇的升力流体：能够流动的物体，如气体、液体等升力产生的原因：物体下方气流速度比上方气流速度大，下方气流压强比上方气流压强大，上、下的压强差就产生了作用在物体的向上的升力流体的压强与流速的关系：流速大的地方，压强

__；流速小的地方，压强

____

小大重点突破本章核心素养提升一、漂浮和悬浮的异同＝＝<悬浮漂浮区别物体在液体中的位置物体可以静止在液体内部任一位置物体静止在液体表面上实心物体ρ物和ρ液的大小

ρ物____ρ液

ρ物____ρ液物体体积V物与排开液体体积V排的大小

V物____V排V物____V排相似物体都处于平衡状态，各自所受的浮力与重力是一对平衡力>>图解现象或结论测量浮力的实验现象：金属块在水中时，弹簧测力计的示数比在空气中时

_了。说明：水对浸在其中的物体，具有

____的托力现象：篮球中的部分气体充入气球后，钩码一侧

__了。说明：浸在气体中的物体也受到空气的

__作用本章核心素养提升二、图说物理小实验减小竖直向上下降浮力图解现象或结论浮沉的几种情况

现象：把鸡蛋放入浓盐水中，使鸡蛋漂浮，缓慢加入清水，随着液体

__减小，鸡蛋由漂浮慢慢变为悬浮，继续倒入清水，鸡蛋

__。说明：当物体受到的浮力

__物重时，浸在液体中的物体会上浮；当物体受到的浮力

__物重时，浸在液体中的物体会悬浮。当物体受到的浮力

______物重时，浸在液体中的物体会下沉本章核心素养提升密度下沉大于等于小于本章核心素养提升图解现象或结论简易喷雾器现象：从水平管口向里吹气，烧杯里的水会沿竖直管口随气流喷出。说明：流速大的地方，压强

_；流速小的地方，压强_____

小大本章核心素养提升科学方法概览物理研究方法该方法在本章的应用控制变量法探究浮力的大小与哪些因素有关等效替代法浮力概念的建立浸在液体(或气体)中的物体会受到液体(或气体)竖直向上的浮力，这里的物体不一定只是固体，其他的物体如水面上的油、水中的水银一样也受到浮力的作用本章核心素养提升科学应用示例夯基专训—易错概念辨析判断下列说法的正误，并对错误的说法分析指正。（）1.只有固体才会受到浮力的作用。分析指正：______________________________________________________________________________________________________________。×

（

）3.漂浮在水面的木块受浮力，而在水中下沉的石块不受浮力。

分析指正：_________________________________________________。（）2.在不同的液体中，浮力的方向会不同。分析指正：___________________________________________。本章核心素养提升××浮力的方向总是竖直向上的在水中下沉的石块排开了一定体积的水，所以也受到浮力的作用（）4.深入淤泥的圆柱形桥墩不受浮力的作用。分析指正：___________________________________________。√本章核心素养提升（）5.物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。分析指正：___________________________________________________________。（）6.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关。分析指正：______________________________________________________。×物体受到的浮力大小不仅与浸在液体中的体积有关，还与液体的密度有关浸没在同种液体中的物体受到的浮力与物体浸入液体中的深度没有关系×本章核心素养提升（）7.轮船由大海驶入长江，所受浮力不变，船体下沉一些。分析指正：__________________________________________。(

)

8.潜艇上浮过程中受到的浮力变大。分析指正：_________________________________________________________________________________________。×潜艇上浮时，排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知所受浮力不变，潜艇是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的√本章核心素养提升(

)

9.密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关。分析指正：________________________________________________________________________________。(

)

10.托里拆利实验中往汞液槽内多倒些汞，管内外汞液面的高度差增大。分析指正：_________________________________________________________。密度计利用了物体的浮沉条件，密度计漂浮在液体中，所受浮力都等于自身的重力，与液体密度无关××动车外形是流线型，高速行驶时上方空气流速大，压强小，能减小对地面的压力本章核心素养提升(

)

11.飞机水平飞行时，飞机机翼上方空气流速大，压强小。分析指正：________________________________________。√提能专训—重点考点剖析本章核心素养提升考点一浮力的概念及产生原因本考点常考查浮力的概念，通过称重法计算浮力、重力或弹簧测力计的示数以及浮力产生的原因，需结合上、下表面的压力差计算浮力、压力或压强的大小。本章核心素养提升例1

如图9－T－1所示，一个重为G的金属圆柱体挂在弹簧测力计上（圆柱体底面与水面平行），手提弹簧测力计使圆柱体浸入水中处于静止状态。圆柱体上表面受到水向下的压力为F1，圆柱体下表面受到水向上的压力为F2，圆柱体受到的浮力为F浮，测力计的示数为T，则下列表达式正确的是（）A.G＝T＋F2B.F浮＝T－F1C.F浮＝F2－F1D.F2＝G＋F1C图9－T－1本章核心素养提升[解析]金属圆柱体在重力G，拉力T，浮力F浮作用下处于平衡状态，由平衡条件得：T＋F浮＝G；浸在液体中的物体上、下表面所受的压力差等于浮力，即F浮＝F2－F1。本章核心素养提升考点二阿基米德原理的应用本考点常考查比较（或计算）浮力、液体密度及物体密度的大小，以及利用物体的漂浮条件判断物体浸入液体深度的变化。本章核心素养提升例22018·荆门水上救援往往需要打捞沉没的货物，我们将该情景简化为如图9－T－2所示的物理过程。假设物体浸没在水深h＝0.5m的容器底部（非密合），现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出，当物体有一半体积露出水面时，弹簧测力计的示数为3N，当物体全部离开水面后，弹簧测力计的示数为5N，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。则（）D本章核心素养提升A.物体在水面下上升的过程中所受浮力逐渐减小B.物体在容器底部时，受到的浮力为2NC.物体在容器底部时，水对其底部的压强为5×104PaD.物体的密度为1.25×103kg/m3图9－T－2本章核心素养提升[解析]浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，物体在水面下上升的过程中，水的密度不变，排开水的体积不变，所以所受浮力大小不变，故A错误；由题可知，物体的重力G＝5N，当物体有一半体积露出水面时，弹簧测力计的示数F示＝3N，则此时物体受到的浮力F浮＝G－F示＝5N－3N＝2N，故物体在容器底部时，受到的浮力为F浮′＝2F浮＝2×2N＝4N，故B错误；物体在容器底部时，水对其底部的压强：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5m＝5×103Pa，故C错误；本章核心素养提升本章核心素养提升考点三物体浮沉的判断及应用本考点常考查通过比较浮力与重力的大小判断物体的浮沉情况、通过物体的浮沉情况比较物体的密度与液体密度的大小及浮沉条件的应用。本章核心素养提升例3三个相同容器里盛有密度不同的三种液体，将同一个小球先后放入三个容器中，静止时位置如图9－T－3所示，容器中的液面到容器底的距离均相等。下列说法正确的是（）D图9－T－3本章核心素养提升A.在甲液体中小球所受的重力小于浮力B.小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力C.甲、乙、丙三种液体对容器底的压强相等D.丙液体的密度最小本章核心素养提升[解析]由图可知，同一个小球在甲液体中处于漂浮状态，在乙液体中处于悬浮状态，在丙液体中沉底，因物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等，下沉时受到的浮力小于自身的重力，所以，小球在三种液体中受到的浮力关系为F浮甲＝F浮乙＝G＞F浮丙，则在甲液体中小球所受的重力等于浮力，小球在丙液体中所受浮力小于小球在乙液体中所受的浮力，故A、B错误；因ρ物＞ρ液时下沉、ρ物＝ρ液时悬浮、ρ物＜ρ液时漂浮，所以，三种液体的密度关系为ρ甲＞ρ物＝ρ乙＞ρ丙，则丙液体的密度最小，故D正确；因容器中的液面到容器底的距离都相等，所以，由p＝ρgh可知，甲、乙、丙三种液体对容器底的压强为p甲＞p乙＞p丙，故C错误。本章核心素养提升考点四浮力的综合计算本考点常考查结合物体的受力分析，利用物体的漂浮条件、阿基米德原理、称重法等计算浮力的大小、液体的密度或物体的密度以及压强的变化等，特点是综合性强。本章核心素养提升例4如图9－T－4所示，正方体B的边长为10cm，在它的上面放一个重为2N的物体A，此时正方体B恰好没入水中，已知ρ水＝1.0×103kg/m3。求：（g取10N/kg）（1）正方体B受到的浮力的大小。（2）正方体B的密度。图9－T－4本章核心素养提升本章核心素养提升考点五流体的压强与流速的关系规律考查重双基，生活应用为载体，这是本考点命题的特点。本考点应用内容较多，飞机的机翼、喷雾器、赛车的气流偏导器、火车站的安全线、龙卷风等都是命题的热点。在熟记规律后，可按以下步骤进行分析：（1）确定流速大的地方在哪里（分析物体形状，凸出部分的流速大）；（2）根据压强大小确定压力及压力差的方向；（3）根据压力差作用分析产生的各种现象。本章核心素养提升例5在一次物理探究活动中，小强先在水平桌面上固定两根平行的木棒，接着在木棒上放了间隔一定距离的两个乒乓球；然后，他向两个乒乓球中间的间隙用力吹气，如图9－T－5所示，则两个乒乓球将

（选填“靠近”或“分开”）。出现这种现象的原因是：流体中，流速越大的地方压强越

。靠近小图9－T－5本章核心素养提升[解析]向乒乓球中间吹气时，乒乓球中间空气流速大，压强小；乒乓球外侧大气压不变，乒乓球外侧压强大于内侧压强，所以乒乓球向中间靠拢。本章核心素养提升实验一探究压力的作用效果例6在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，班级的“物理小博士”为同学们做了如图9－T－6所示的一系列实验，实验中的铜块与铝块体积相同。实验专训—重点实验突破图9－T－6（1）做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与________________的关系，得出的结论是：在液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。（2）分析

三次的实验数据，可知浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。本章核心素养提升物体排开液体的体积①④⑤本章核心素养提升（3）做①②④⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体的重力的关系，得出的结论是：物体受到的浮力大小与

。（4）做

三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系，可得出的结论是：在物体排开液体体积一定时，液体的密度越大，

。物体的重力无关物体受到的浮力越大①④⑦本章核心素养提升[解析](1)由①③④比较可知：液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大，所以这三次实验是探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。(2)要探究浮力大小与物体浸入液体深度的关系，需要保持液体密度和物体排开液体的体积相同，所以选择①④⑤。本章核心素养提升(3)铜块受到的重力为G铜＝9N，铝块受到的重力为G铝＝2.8N，重力不相等，铜块受到的浮力为F铜浮＝9N－8N＝1N，铝块受到的浮力为F铝浮＝2.8N－1.8N＝1N，即浮力相等，所以物体受到的浮力大小与物重无关。(4)要探究浮力的大小与液体密度的关系，应该将物体浸入不同的液体，同时保持物体排开液体的体积相同，所以应选择①④⑦，实验结论是：在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。【变式延伸】结合上例探究以下问题：（1）为了验证浮力与物体的密度是否有关可选择

_；根据实验数据可知，浸在液体中的物体所受的浮力与物体的密度

。（2）对①③④⑤四次实验进行观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关。你的解释是______________________________________________。本章核心素养提升①②④⑥无关探究浮力的大小与浸入的深度关系时需控制浸入液体的体积相同【开放探究】如图9－T－7所示，某小组同学研究物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F与哪些因素有关，他们将体积相同的球体A，三棱体B、正方体C和D分别挂在弹簧测力计下浸没在水中，弹簧测力计的示数如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。（已知物体所受重力关系为：GA＝GB＝GC＜GD）本章核心素养提升（1）分析比较图（a）、（b）和（c）的实验现象及相关条件可知：浸没在水中的不同形状的物体，重力和体积相同时，___________________________。（2）分析比较图（c）和（d）的实验现象及相关条件可知：物体浸没在水中时_______________________________。本章核心素养提升图9－T－7弹簧测力计的示数与物体的形状无关弹簧测力计的示数与物体自身的重力有关本章核心素养提升[解析](1)分析比较图(a)、(b)和(c)可以看出，物体的体积相同，所受的重力GA＝GB＝GC，只是物体的形状不同，此时它们排开水的体积相同，所受浮力相同，弹簧测力计的示数相同。因此可得出结论：物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数与物体的形状无关。(2)分析比较图(c)和(d)可以看出，两物体的重力不同，体积相同，所受的浮力相同，但弹簧测力计的示数不同。因此可得出结论：物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数与物体自身的重力有关。本章核心素养提升实验二探究阿基米德原理例5如图9－T－8所示是小新同学验证阿基米德原理的实验过程图，弹簧测力计在①②③④四个步骤中的读数分别表示为G物、F1、F2、G空桶。图9－T－8（1）如果是你做这个实验，为了减小误差，则正确的操作步骤顺序为

。（2）按照正确的操作顺序，当实验中的测量结果满足_________________时（用图中测力计