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文檔簡介

1、浮力專題知識要點 :浮力的本質 :浸在液體或氣體里的物體向上和向下的表面受到的壓力差?公式: F 浮 =F 下一 F 上1、正確理解阿基米德原理:浸在液體中的物體受到向上的浮力、浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力,這就是阿基米德原理,其數學表達式是:F 浮 =G 排液=p 液 gV 排。對阿基米德原理及其公式的理解,應注意以下幾個問題:( 1 ) 浮力的大小由液體密度p 液和排開液體的體積V 排兩個因素決定。浮力大小與物體自身的重力、物體的體積、物體的密度及物體的形狀無關。浸沒在液體中的物體受到的浮力不隨深度的變化而改變。(2) 阿基米德原理對浸沒或部分浸在液體中的物體都適用。(3)當物體

2、浸沒在液體中時,V 排=2物,當物體部分浸在液體中時,V 排V物,(V 物=V排+V露) 。當液體密度p液一定時,V 排越大,浮力也越大。(4)阿基米德原理也適用于氣體,其計算公式是:F 浮=卩氣 gV排。2、 如何判斷物體的浮沉:判斷物體浮沉的方法有兩種:(1) 受力比較法:浸沒在液體中的物體受到重力和浮力的作用。F sG 物 ,物體上浮;最終漂浮F 浮G 物,物體下沉;最終沉底F s=G 物,物體懸浮;(2) 密度比較法:浸沒在液體中的物體,只要比較物體的密度p 物和液體的密度p 液的大小,就可以判斷物體的浮沉。p 液p 物,物體上浮;最終漂浮p 液 p 物 ,物體下沉;最終沉底p 液=卩

3、 物,物體懸浮;對于質量分布不均勻的物體,如空心球,求出物體的平均密度,也可以用比較密度的方法來判斷物體的浮沉。3、正確理解漂浮條件:漂浮問題是浮力問題的重要組成部分,解決浮力問題的關鍵是理解物體的漂浮條件F 浮=G 物。(1)因為F 浮=卩液 gV排,G 物 =卩物 gV物,又因為F ff =G物( 漂浮條件)所以,液排=物物,由物體漂浮時V 排V物可得p 液 p 物,即物體的密度小于液體密度時,物體將浮在液面上。此時,V fe=V排+V露。(2)根據漂浮條件F s=G物,得: p液 gV排 =p物gV物,V排=FV物同一物體在不同液體中漂浮時,p物 、V物不變;物體排開液體的體積V 排與液

4、體的密度p液成反比。p液越大, V 排反而越小。4、計算浮力的一般方法:計算浮力的方法一般歸納為以下四種:(1) 根據浮力產生的原因 F 浮 =F 向上 一 F 向下 ,一般用于已知物體在液體中的深度,且形狀規則的物體。(2)根據阿基米德原理:F 浮=6 排液 =口液 g= p 液 gV 排,這個公式對任何受到浮力的物體都適用。計算時要已知 p液和V排。(3) 根據力的平衡原理:將掛在彈簧秤下的物體浸在液體中,靜止時,物體受到重力,浮力和豎直向上的拉力。這三個力平衡:即F浮=G物一F拉(4) 根據漂浮、懸浮條件: F 浮=G 物, 這個公式只適用于計算漂浮或懸浮物體的浮力。運用上述方法求浮力時

5、,要明確它們的適用范圍,弄清已知條件,不可亂套公式。5、浮力綜合題的一般解題步驟:(1) 明確研究對象,判斷它所處的狀態。當物體浸沒時, V 排=V 物,當物體漂浮時, V 排+V 露=V 物(2) 分析研究對象的受力情況,畫出力的示意圖,在圖中標出已知力的符號、量值和未知力的符號。(3)根據力的平衡原理列方程,代入公式、數值、進行計算,得出結果。典型例題解析:例 1、邊長 1dm 的正方形鋁塊,浸沒在水中,它的上表面離水面20cm ,求鋁塊受的浮力?(p 鋁=2.7 X 03kg/m 3)解法一:解法說明:( 1 ) 解法一適用于規則物體,解法二說明浮力大小只與p 液 、V排有關,與物體密度

6、和深度無關。( 2) 題中鋁塊密度是多余條件,用以檢驗對阿基米德原理的理解。若誤將p鋁、代入公式,求出的將是物體重力。在用公式求浮力時,要在字母右下方加上腳標。例 2、容積為1000m3 的氫氣球,吊籃和球殼的質量為150kg,在空氣密度1.29kg/m3 的條件下,這氣球能載多少噸的物體停留在空中?現在需要載900kg的物體而保持平衡,應放掉多少立方米的氫氣?( 氫氣密度為0.09kg/m3).解:例 3、如圖 3 所示,底面積為80cm 2 的容器中盛有深30cm 的水。將一質量為540g 的實心鋁球投入水中。問:(1) 鋁球浸沒在水中時受到的浮力是多大?(2) 投入鋁球后,水對容器底部的

7、壓強增加了多少?(3)若用一根最多能承受4N 拉力的細繩系住鋁球緩慢向上拉,當鋁球露出水面的體積為多大時繩子會拉斷? ( 已知p 鋁=2.7 xi0 3kg/m 3, 取 g=10N/kg ) 。衛例 4、如圖 4 所示的直筒形容器的底面積為100cm 2, 筒內有用密度不同的材料制成的a、b 兩實心小球。已知 a 球的體積為80cm 3,是 b 球體積的 3.4 倍。兩球用細線相連能懸浮在水中。現剪斷細線,a 球上浮,穩定后水對容器底的壓強變化了40Pa 。試求:(1) 細線被剪斷前后水面的高度差。(2) a、b 兩球的密度。 ( 本題 g 取近似值 10N/kg )解:圖4例 5、一木塊在

8、水中靜止時,有13.5cm 3 的體積露出水面,若將體積為5cm 的金屬塊放在木塊上,木塊剛好全部浸在水中,求:金屬塊密度?解:這是兩個不同狀態下的浮力問題,分析步驟是:( 1 ) 確定木塊為研究對象,第一個狀態是木塊漂浮在水面,第二個狀態是木塊浸沒水中,金屬塊與木塊作為整體漂浮在水面。( 2) 分析木塊受力,畫出力的示意圖。水 口卡甲:(3)根據力的平衡原理列方程求解:甲圖中:乙圖中 :說明:(1)涉及兩種物理狀態下的浮力問題,往往要對兩個不同狀態下的物體分別進行受力分析,再根據力的平衡原理列出兩個方程,并通過解方程求出結果來。(2)本題的另一種解法是:木塊增大的浮力等于金屬塊重,即AF浮

9、=G金請思考后繼續解答。例 6、一木塊浮于足夠高的圓柱形盛水容器中,如圖水面上的部分是25cm 3°(g 取 10N/kg ) 求:(1)木塊受到的浮力;(2)木塊的密度;*(3) 若未投入木塊時,水對容器底部的壓力為時、木塊浸沒時,水對容器底部的壓力F1 和 F2;7 所示,它浸入水中部分的體積是Fo。試分別表示出木塊漂浮75cm3,它在* ( 4) 從未投入木塊到漂浮,從漂浮到浸沒的三個狀態中,水對容器底部第二次增加的壓力為木塊浸沒時水對容器底部壓力的n 分之一,求n 的取值范圍。解析:浮力典型題型歸類題型一浮力大小比較A 同種液體中的浮力比較1 如右圖,浸沒在水中一定深度的木塊

10、,從開始上浮到最后靜止在水面上一段時間。這一過程浮力的變化是(A) 先減少,后不變(C) 先不變,后減少()B)先不變,后減少,再保持不變D)先不變,后增大,再保持不變2、 體積相同形狀不同的鋁塊、鐵塊、鉛塊,浸沒在水中不同深度的地方,則A、鋁塊受到的浮力最大B、鉛塊受到的浮力最小C、鐵塊受到的浮力最大D、受到的浮力一樣大3、 三個體積相同而材料不同的球A B、C, 分別靜止在不同深度的水里,以下說法正確的是 ()A.A 球所受的浮力最小B.A 球所受的浮力最大C. B 球的密度最大D. C 球的密度最小4、同第三題圖,將三個小球放入水中,A 球漂浮在水面上(部分露在水面以上),B 球懸浮在水

11、中, C 球沉至容器底(對容器底有壓力)。已知A、B 兩球質量相等, B C 兩球體積相等。則下列說法正確的是( )A C 球的體積大于A 球的體積B 、 A 球所受浮力大于C 球所受浮力C B 球所受浮力大于C 球所受浮力D 、三球所受浮力相等不同種液體中浮力的比較1、將同一物體放在不同液體中的三種情況如圖所示,它受到的浮力大小,其中浮力最小的是()A、圖甲B、圖乙C、圖丙D、無法比較2、將一個生雞蛋放進盛有清水的杯中,雞蛋下沉至杯底,如圖甲所示。向水中加適量鹽并使其溶解,雞蛋恰好處于懸浮狀態,如圖乙所示。繼續加鹽并使其溶解,雞蛋處于漂浮狀態,如圖丙所示。三種狀態下雞蛋所受的浮力分別為F甲F

12、 乙、F 丙,貝 U F 甲、F 乙、F 丙的關系為(A、 F 甲 乙F 丙B、 F 甲F 乙=F丙C、 F 甲=F 乙F 丙 D、 F 甲F 乙F丙同時放入兩個完全相同的物體,如圖3、在裝有液體的甲、乙兩燒杯中,示,當物體靜止后兩燒杯內液面恰好相平。若液體對甲、乙兩部燒杯底壓強分別是 p甲,、 p乙,液體對兩物體的浮力分別是它們的判F斷乙,則對P甲、正確的是(甲,A. p 甲 p 乙 ,F 甲 =F 甲 =p 乙B. p 甲 =p 乙 ,F 甲 F 乙C. p乙F 甲vF 乙D. p甲p乙F甲F乙,v=,題型二浮力與圖像1、在圖甲中,石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降.直至全部

13、沒入水中。圖乙是鋼繩拉力隨時間 t 變化的圖像,若不計水的摩擦力,則可算出該石料的密度為( g=10N/kg)()A.1.6X 103kg /m 3B.2.3x 10 3k/ m3MOO J8C.2.8x io kk/ m3900D.3.2x 10 3k/ m31: 2、如圖甲所示,將一掛在彈簧秤下的圓柱體金慢浸入水中(水足夠深),在圓柱體接觸容器圖屬塊緩乙中能正確反映彈簧秤示數F 和圓柱體下表面到水面距離A 關系的圖是(底之前 ,)題型三浮力與受力分析1、用彈簧測力計稱得容器和水的總重為5 N (如圖 4 甲所示 ). 將體積為 10 cm 3 的物體 A 全部投入水中 ,彈簧測力計的示數

14、T1 為 0.4 N (如圖 4 乙所示 )?若將容器、水和浸投水中的物體A 用彈簧測力計一起稱 量 (如圖4 丙所示 ),彈簧測力計的示數為T2.則()A . 浸沒水中的物體A 所受浮力為 0.1 NB . 浸沒沒水中的物體A 所受浮力為 0.4NC . 彈簧測力計的示數T2為 5.5ND . 彈簧測力計的示數T2為 5.1N2、裝有金屬球的小容器A 漂浮在盛有水的圓柱形大容器B 的水面上,所受的浮力為 Fl, 如圖所示,若把金屬從 A 中拿出投入水中低部時,小容器 A 所受的浮力大小為 F2,池底對金屬球的支持 大小為( )沉到 B N,那么的A. 金屬球所受重力的大小為 Fi - F2B

15、. 小容器所受重力的大小為 F2C?小容器所受浮力減小了ND.大容器底部受水的壓力減小了N題型四密度計和浮力秤問題1?如圖 8 所示,某同學在薄壁平底試管中裝入一些沙子,管口密封,制成一個“土密度計”。當把它放入水中豎直漂浮時,試管露出水面的高度為5cm ; 當把它放入某液體中豎直漂浮時,試管露出液面的高度為7cm .若試管和沙子的總質量為30g ,試管的橫截面積為1.5cm2,水的密度為1 x10 3kg/m3.求:(1)在水中漂浮時,水對試管底部的壓強.(2)某液體的密度 . (取g = 10N/kg ,保留兩位小數)2.如圖乙,在秤盤上放一物體后,小筒浸入水中的深度h 為0. 1米,則該

16、物體的質量為多少?( g= 10 牛/千克) 某,所示?已知小筒底面積為10cm2, 高度為20cm,盤中不放時,小筒浸入水中深度為8cm,問:( 1) ,當盤上不放時,小筒和盤總重力是_牛;( 2) ,當盤上不放時,應在小筒A 處標岀_刻度;( 3) 該能稱出最大是多少kg ? ( g=10N/kg )(4)該班乙同學認為該能稱岀最大太小,請提岀條改進建議.(5)丙認為,在大玻璃容器外表面同樣以標注刻度值?這與在小玻璃容器上標注刻度值相比較,哪種方法更好?為什么?7透明大筒甲乙題型五應用浮力測密度1 有一個彈簧測力計掛著一個實質圓柱體,當圓柱體逐漸浸入裝有水的柱形燒杯過程中( 如圖 11 所

17、示 )觀察記錄彈簧測力計的示數變化如下表所示。(g=10N/kg )圓柱體浸入深度 h(cm)00.61.21.82.43.03.64.24.86測力計示數 F ( N)32.852.702.552.42.42.42.42.42.4試根據表中所給條件求 :(1) 當圓柱體浸入深度為 0.3cm 時其底面所受的壓強 ;(2) 圓柱體的質量;(3) 圓柱體的密度。2、一個不規則的實心物體,質量55g ,放入裝滿純水的燒杯中,沉入底部,排開0.5N 的水。然后向燒杯中加鹽并攪拌,直到物體懸浮為止。g=10N/kg) 求:(1) 物體在純水中所受的浮力;(2) 物體的體積:(3) 物體懸浮時鹽水的密度

18、。題型六浮力與壓強的綜合1、體積為 1.0 X 10_3 米 3 的正方體木塊,投入如圖所示的裝有水的容器中,靜止后露出水面的高度為5X 10 2 米,容器的底面積為 0.04 米 2.( g 取 10 牛 /克) 求: 木塊受到的浮力; 木塊的重力; 投入木塊后,容器底增加的壓強;如圖所示,將質量為0.6kg,邊長為0.1m的正方體木塊放在水平桌面上,高其底面積為 200cm 2,內有 25cm2?的水的圓柱形容器中。 (g=10N/kg , p 水 =1 x 10 3kg/m 3) 求:(1) 木塊的密度是多少?(2) 未放木塊時,水對容器底的壓強是多大?(3) 容器對桌面的壓強放木塊后增

19、加了多少?(4) 要使木塊剛好浸沒在水中,至少要在木塊上放多少千克的鉤碼?題型七受力分析的有關計算要點:物體受豎直方向上三個力平衡,分析受力情況并弄清力的關系。1、如圖所示,容器中裝有水,水中有一個木塊被細線系著,已知水重200N ,水深為 0.5m ,木塊的體積為 4dm 3,木塊的密度為 0.6 x 10 3kg/m 3,試求:( 1) 水對容器底面的壓強是多少? (2) 木塊受到的浮力是多大?( 3)此時細繩對木塊的拉力是多大? (4) 若繩子斷了,最終木塊漂浮在水面上時,所受的浮力為多大?2、在彈簧測力計下掛一個物體,將物體沉沒在水中,彈簧測力計的示數為取下,并放入裝有酒精的容器,容器

20、底部對容器的支持力為5N ,若將物體從彈簧測力計上6N。求此物體的體積和密度。題型八液面升降的問題要點:比較變化前后液面的關鍵是比較變化前后的1、一塊冰浮于水中,冰完全熔化成水后,液面是否變化。V 排的變化情況。2、一小池塘里有一條小船,船上載有石塊,如果將船上有石塊扔進池水中,池塘的水面將(A.上升B.下降C.不變 D.無法判斷)中考集粹 :1?一個物體所受的重力為10N, 將其全部浸沒在水中時,所排開的水所受的重力為力為N,放手后物體將_(選填“上浮”、“下沉“或“懸浮”)2 ?如圖所示,將兩塊相同的橡皮泥做成實心球形和碗形,分別放入相同的甲、乙兩杯水中,靜止時甲杯中橡皮泥所受的浮力_ 乙

21、杯中橡皮泥所受的浮力20N,此時它所受的浮(選填“大于”、“小于”或“等于”),_ 杯中水面升高得多。3.將體積相同的三個實心小球,分別放入盛有水的A B、 C 三個容器中,靜止后的位置如圖所示,若三個小球所受的浮力分別用FA、 FB、 FC 表示,則它們的大小關系是_ ;_ 容器中的小球密度最大?4.如圖所示,體積相同的甲、乙、丙三個物體浸沒在水中。甲上浮、乙懸浮、丙下沉,甲在露出水面之前,關于它們所受浮力的說法正確的是A 甲受到的浮力B乙受到的浮力大5 . 如圖所示,縱坐標表示物體的質量,橫坐標表示物體的體積. 圖像體甲、乙的質量與體積的關系?下列說法中正確的是A. 將物體甲放入水中一定浮

22、在水面B、將物體乙放入水中一定沉入水底a、 b 分別表示物C. 將體積相等的甲、乙物體捆在一起放入水中一定沉入水底D.將體積相等的甲、乙物體捆在一起放入水中一定浮在水面6. 關于物體受到的浮力,下列說法中正確的是A 漂在水面的物體比沉在水底的物體受到的浮力大B. 物體排開水的體積越大受到的浮力越大C.物體沒入水中越深受到的浮力越大D . 物體的密度越大受到的浮力越大7 . 池底的小魚口中吐出的氣泡在升至水面的過程中,體積會逐漸變大 ,則氣泡受到的浮力和氣泡內氣體壓強的變化情況是()A.浮力不變 ,壓強不變B.浮力變小 ,壓強變小C.浮力變大 ,壓強變大D.浮力變大 ,壓強變小&在遠洋輪船的船舷上 ,都漆著五條 ”吃水線 ",又稱 ”載重線 ",如圖 2 所示 .其中標有 W 的是北大西洋載重線 ,標有 S 的是印度洋載重線 ?當船從北大西洋駛向印度洋時,輪船受到的浮力以及北大西洋與印度洋的海水密度P1和 p 2 的關系 ,有()A.浮力增大 ,p 1 =p 2B.浮力減小 ,p 1 =p 2C.浮力不變 ,p 1> p 2D.浮力不變 ,p 1<

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