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文档简介
专题10浮力
思维导图
轮船能然浮在水面上.是采用
‘空心”的办法,自大挣开水的
体枳.从而增大浮力
滑水雌是曲过改&
现上浮即卜潜的
'(球和E艇内气体的密度小于
空气的解度.所以能以在在中
知识梳理
考点一浮力
知识点一:浮力
L定义:液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的力,这个力叫做浮力.
2.产生原因:如图所示,浸在液体(或气体)中的物体,其上、下表面受到液体(或气体)对
它的压力不同,且向上的压力大于向下的压力,这个压力差就是物体受到的浮力,公式为F
浮=F向上一F向下,当物体漂浮时,F向下=0N。
注意:浮力产生的理解:
(1)当物体上表面露出液面时,F向卜=0,贝IJF^F向上。如:物体漂浮时,受到的浮力等于
液体对它向上的压力。
(2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如:桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏
合,水对它向上的压力F向上=0,故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是:FxF向
上一F向下>0,即F向上〉F向下。当F向上=0或F向上WF向下时,物体不受浮力作用。
(3)同一物体浸没在液体的不同深度,所受的压力差不变,浮力不变。
(4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此,在分析物体的受力情况时,浮
力和液体的压力不能同时考虑。
3.浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
4.影响因素:物体浸在液体(或气体)中的体积越大,液体(或气体)的密度越大,物体受到
的浮力越大。
考点二阿基米德原理
知识点一:阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的
重力。
3
2.公式:F浮=Gi『=m排g=p液g4.p液表示液体密度,单位为kg/nr;V排表示物体排
开液体的体积,单位为n?
(注:当物体部分浸入液体时V排<V物,当物体完全浸没时丫排=丫物)
3.变形式:求液体密度:p液=&;求排开液体的体积:丫排=&.
夕液g
4.适用范围:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体.
考点三物体的沉浮条件及应用
知识点一:物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体,浮沉情况由重力和浮力的大小关系共同决定。对物体进行受力分
析,物体在悬浮时,重力和浮力是一对平衡力,若是上浮,则浮力大于重力,若是下沉,则
浮力小于重力;漂浮时物体处于平衡状态,重力等于浮力。
浮力表达式:Fj^p液gV排,重力表达式:G=mg=p物gV物
①物体浸没在液体中,有上浮、下沉以及悬浮三种情况,都满足VkV物。
上浮:FQG,p液gV排邛物gV物,p»>p物
下沉:F浮<G,p液gV排中物gV物,p«<p物
悬浮:F浮=6,p液gV排=「物8丫物,p液=p物
②物体漂浮时,物体部分浸入液体中,V排<V物。
漂浮:Fp浓gV排=p物gV物,VH;<V物,p»>p物
③判断物体浮沉条件,有两种方法:比较F各G大小关系或匕取p液与p物的大小关系。
④切片问题:密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把同一物体切成大小不等
的两块放入同一液体中,则大块、小块都悬浮(或漂浮),即浮沉情况没有发生改变,和没有
切割前相同,因为物块切割前后密度始终没有发生改变。此时的浮沉情况可由密度来进行判
断。
上浮下沉悬浮漂浮沉底
F洋
F浮
--—
比上
-口士-LLJI
瞑〉GF*GNGF*=G%+F\=G
实
P液=P物。液>P物
Q液<。物
心。液>P物。液<P物
P徘=J/物
体
处于动态(运动状态可以停留是“上浮”是“下沉”
不断改变),受非平在液体的过程的最过程的最
衡力作用任何深度处终状态终状态
处于静态,受平衡力作用
知识点二:物体浮沉条件的应用
(1)轮船
①工作原理:空心法,即把密度比水大的钢材制成空心的,使它能排开更多的水,增大
可利用的浮力,从而漂浮在水面上,这是浮沉条件的应用;
②轮船可以漂浮在水面上,轮船的重力等于浮力,也可以根据浮沉条件中密度关系进行
分析:轮船的平均密度小于水的密度;
③同一搜轮船,不论在海里航行,还是在河里航行,浮力均等于重力,所以浮力不变,
由阿基米德原理F浮=p液且丫排可知,由于海水和河水的密度不同,p海水>p河水,故轮船
在海水里排开的体积小于河里,即河里吃水深度(吃水线)大于海里。轮船的排水量=船自身
重量+满载时货物的重量。
④排水量:F浮=排水量(千克)xg轮船的满载重量,一般是以排水量表示的,即是排开
水的质量,船也是浮体,根据浮体平衡条件得:船受到的总F浮=G总=排水量(千克)xg,
就是船排开水的重,即是浮力,又等于船、货的总重力。
(2)潜水艇
靠改变自重来实现上浮或下沉的。当潜水艇需要下潜时,就打开两侧的水舱,当水舱注
水后,潜水艇重力变大,超过水的浮力,它就开始下沉。当潜水艇需要上浮时,就启动压缩
机,用高压的空气将水舱内的水排出,潜水艇自身重力减小,就可以上浮。
(3)气球和飞艇
热气球和飞艇通过加热空气或氢气、氨气等措施,使球内密度小于球外空气密度到一定
程度,从而使气球上升到空中,若要使充有氢气或氢气的气球降回地面,可以放出球内的一
部分气体,使气球体积缩小,减小浮力;对于热气球,只要停止加热,热空气冷却,气球体
积就会缩小,浮力减小。
(4)密度计
①原理:利用物体的漂浮条件来进行工作(二力平衡)。
②构造:下面的金属粒能使密度计直立在液体中。
③刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大(上小下大)。
易混易错
易混易错点一:浮力的方向判断易错?
浮力的方向始终竖直向上,(不是垂直向上),与重力的方向相反,和物体所处的位置、
运动状态、形状、液体放置方式都无关。
易混易错点二:浮力与物体浸在液体中深度的关系理解易错?
(1)“浸在”包含两种情景,一是部分浸入;二是全部浸没。
(2)浮力与物体浸在液体中深度的关系(两种情况)
①物体浸没前,物体浸入的深度越深,浮力越大
②物体浸没后,浮力与深度无关。
(3)影响浮力大小的因素:液体的密度、排开水的体积。
物体在液体中所受浮力的大小与物体的形状、体积、密度,液体的多少,物体所处的状
态等均无关。
易混易错点三:物体体积与排开液体体积的关系理解易错。
(1)物体的体积与排开液体的体积不同。
①当物体浸没在液体中时,丫排=丫物,物体体积不变,排开液体体积也不变,浮力大小与
深度无关;
②当物体只有一部分浸入液体中时,V排<V物,当物体逐渐浸人液体中时,排开液体的体
积增大,物体所受浮力也增大。
(2)只有溢水杯中的水与溢水口相平时,溢出水的体积才等于物体浸入液体中的体积。
易混易错点四:物体在液体中沉浮时的各种状态分析易错。
状动态(受非平衡力)静态(受平衡力)
态分析上浮下沉悬浮漂浮沉底
向上运动向下运动静止在液静止在液静止在容
体内部任意深面上器底
度
受
力示意
图而ffi国S
受Fi?>GF浮<GF浮=GF浮=GF浮+F支
力分析=G
密P液>P物P液vP物P液=P物P液>P物P液VP物
度分析
体V排二V物v排=V物V排=V物V排VV物V排=V物
积分析(未露出液面
前)
易混易错点五:有关漂浮问题的五大规律理解易错。
规律一:“二力平衡”即物体漂浮在液面上时,物体所受浮力等于自身重力(F^G物)。
规律二:“质量相等”即物体漂浮在液面上,排开液体的质量等于自身质量(m排=m物)。
规律三:“体积比与密度比有关”,即物体漂浮在液面上,浸入液体的体积是物体体积的
几分之几,物体密度即液体密度的几分之几。
规律四:“浮力恒等”,即物体漂浮在不同液面上时,所受浮力相等(FI=F2=.....=Fn=G
物)。
规律五:“密大浸少”,即物体漂浮在不同液面上,在密度大的液体中物体浸入液体的体
积小。
方法技巧
技巧一、浮力的四种计算方法?
L示差法(称重法):F滓=G-F拉(空气中重力减去弹簧测力计拉力)(用弹簧测力计)
2.公式法:F浮=6排=m排8=P液gV排
3.漂浮法:F浮=6物(又叫平衡法)
4.压力差法:Fi?=Ft-F;(向上与向下的压力差)。
技巧二、阿基米德原理的理解应用?
(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液
体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(2)G扑指被物体排开的液体所受的重力,F浮=G扑表示物体受到的浮力的大小等于被物体
排开的液体的重力。
(3)V排是表示被物体排开的液体的体积,当物体全部浸没在液体里时,VMV物;当物体
只有一部分浸入液体里时,则V}|f<V物。
(4)由耳孚=5非=夕液%遥可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这
两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、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波应该为P气。
技巧三、漂浮问题的几个规律技巧?
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
规律三: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;
规律四: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;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增
大的浮力。
典例精析
考向一:浮力
【例题1】关于物体所受的浮力,下列说法中正确的是()
A.空气中的物体不受浮力作用
B.沉在水底的铁球不受浮力作用
C.浮力是物体对液体施加的力
D.浮力是液体或气体对物体压力的合力
考向二:阿基米德原理
【例题2】如图甲所示中,一圆柱体置于水平桌面上,其体积为16007?。用一弹簧测力
计拉着这个物体从图所示位置开始向上缓慢提升,其示数F与弹簧测力计顶端上升高度之
间的关系如图乙所示。求:
(1)物块的重力;
(2)当弹簧上端上升1cm时,圆柱体对桌面的压力是多大?
(3)将该物体完全浸入水中时,该弹簧测力计中的弹簧将比不受力时伸长几厘米?
考向三:物体的浮沉条件及应用
【例题3】长江上,一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船()
A.会浮起一些,所受浮力变小B.会浮起一些,所受浮力变大
C.会下沉一些,所受浮力变大D.会始终漂浮,所受浮力不变
真题赏析
1.(2023•江苏常州•统考中考真题)为拯救濒危物种中华婚,生物学家在放养的中华鳍身
上拴上定位硬壳胶囊。数天后,胶囊与潜入水中的中华鳍脱离,最终漂浮于江面发射定位信
号,脱离后,胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的()
2.(2023•山东淄博•统考中考真题)将兵乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位
置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球()
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
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
3.(2023•山东德州•统考中考真题)水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和
浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入
两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是()
甲乙
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等D.乙容器对桌面的压力更大
4.(2023•内蒙古呼和浩特・统考中考真题)体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体
中,静止时的状态如图所示。其中C物体对杯底有压力。用&、片、外分别表示三个物体受
到浮力的大小,GA、GB、Gc分别表示三个物体受到重力的大小,G排A、G排B、G排。分别表示
三个物体排开液体重力的大小。下列判断正确的是()
A.&<"〈外B.GA<GB<GC
5.(2023•陕西•统考中考真题)如图,用细线将一个质量为27g、体积为10cm3的铝块系
在电子测力计的挂钩上,使铝块完全浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为
N,电子测力计的示数No若使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将
(选填“变大”“变小"或‘不变”)。(2k=L0xl()3kg/m3,g取10N/kg,细线重力忽略不计)
电
子
测
力
计
ILf
m2,
为100c
面积
,杯底
溢水杯
满水的
有一装
面上
平桌
题)水
考真
考中
安•统
川广
・四
2023
6.(
时
入水中
一半浸
A的
中。当
浸入水
下缓慢
测力计
在弹簧
线悬挂
用细
柱体A
的圆
4.8N
将重为
水
慢沉入
A缓
,将
细线
剪断
No
浮力为
受到的
此时A
所示,
如图甲
的示数
测力计
弹簧
Pao
了
强增加
面的压
杯对桌
,溢水
相比
图甲
),与
密合
底不
与杯
示(A
乙所
如图
止时
底,静
,奔
军港
驶昌
起航
潜艇
372
。海军
深蓝”
,挺进
筑梦
“强军
真题)
考中考
南•统
3・海
(202
7.
密度
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