2019年中考物理复习(通用版)—浮力专题(知识梳理+经典例题)

2019年中考物理复习（通用版）【浮力专题】（知识梳理+经典例题）知识梳理：要点一、浮力1.定义：浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力，这个力就叫浮力。2.施力物体:液体或气体。3.方向:竖直向上。4.产生原因：液体对物体上下表面的压力差。要点二、阿基米德原理1.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。2.公式:FGgV浮排液排要点诠释：1.从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。2.阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。3.当物体浸没在液体中时，VV排物，当物体部分浸在液体中时，VV排物，（VVV露排物）。4.阿基米德原理也适用于气体，其计算公式是：FgV浮气排要点三、物体的浮沉条件1.物体的浮沉条件：浸没在水中的物体的浮沉决定于它受到的重力和浮力的大小关系。（1）物体浸没在液体中时：FgV浮液排，GVg物物；①如果FG浮物，物体下沉，物液；②如果FG浮物，物体上浮，物液；③如果FG浮物，物体悬浮，物液。（2）漂浮在液面上的物体：FG浮物，展开为：gVVg液排物物，因为：VV排物，所以：物液。（3）沉底的物体：FGF浮物支，所以：FG浮物，物液。2.浮力的应用(1)轮船、气球、飞艇的浮沉原理——调节重力、浮力的关系：①要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法，增大体积从而增大浮力，使物体浮于水面，用钢铁做成轮船，就是根据这一道理。②潜水艇靠改变自身的重力来实现上浮和下潜。当F浮＞G时，潜水艇上浮；当水箱中充水时，自身重力增大，增大到F浮=G时，可悬浮于某一位置航行；水箱中再充水，至F浮＜G时，则潜水艇下沉。③利用密度小于空气的气体，通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积，从而改变所受浮力的大小，来实现升降，气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。(2)密度计的原理及用途：密度计是用来测定液体密度的仪器，它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的，密度计在待测液体里呈漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它的重力，根据浮力公式，F浮=G排=ρ液gV排，液体密度较大的时候，密度计露出部分多，反之就少，所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大，密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“0.8，”表示该液体密度是0.8×103kg/m3。要点诠释：1.物体浮沉条件浮沉状况物理现象运动状态条件物液密度关系与的关系浮上浮在液体中向上运动向上运动漂浮浮在液面上静止在液面上悬悬浮停留在液体中任何深度的地方静止在液体中沉下沉在液体中向下运动向下运动沉底停留在容器底部静止在容器底部2.计算浮力的方法：（1）根据浮力产生的原因：F浮=F向上－F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。（2）根据阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液gV排，这个公式对任何受到浮力的物体都适用。（3）称重法：F浮=G物－F拉，将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到重力，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。（4）根据漂浮、悬浮条件：F浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。注：运用上述方法求浮力时，要明确它们的适用范围，弄清已知条件，不可乱套公式。经典例题：典型例题1：（2018苏州）为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧測力计上，测力计示数为G．然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐。据此，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大面增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列说法正确的是。A．只有小明的观点合理B．只有小华的观点合理C．两人的观点都不合理D．两人的观点都合理（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F浮=。（3）为了深入研究，他们测出量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排=，通过比较数据发现F浮=G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排，说明决定浮力大小的根本因素是G排。（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是。【答案：】：（1）变大；D；（2）小明；G﹣F；（3）ρ水V排g；（4）一直不变。【解析】：解：（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，根据F=G﹣F浮可知，说明浮力大小逐渐变大；金属块浸没前的过程中，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验两人的观点都合理，故说法正确的是D；（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出浮力与物体完全浸没在液体中的深度无关，故小明的观点不具有普遍性；这个过程中金属块受到的浮力根据F=G﹣F浮可知，F浮=G﹣F；（3）量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排=m排g=ρ水V排g，通过比较数据发现F浮=G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排，说明决定浮力大小的根本因素是G排。（4）对台秤受力分析可知：受溢水杯和水竖直向下的重力，金属块向下的压力F压=F浮，由平衡条件得：台秤对容器的支持力FN=G+F压；从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中G、F浮不变，故台秤的示数变化情况是一直不变。【点评】：主要考察称量法测量物体浮力的方法以及浮力影响因素的实验探究。典型例题2：（2018•青岛）探究浮力的大小数据结论如图，甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力（填“大”或“小”），说明浮力的大小与有关②图丁中金属块受到的浮力人小等于N③比较图可知，浮力的大小与液体的密度有关。数据结论如图，用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验：④木块受到的浮力F浮=N。⑤木块排开的水所受的重力G排水=N。⑥比较数据可知：浮在水上的木块受到的浮力大小（填“大于”、“等于”或“小于”）它排开的水所受的重力。【答案】：①大；物体排开液体的体积；②0.3；③丙、丁；④1.2；⑤1.2；⑥等于。【解析】：解：①由图知，丙中物体排开水的体积更大，弹簧测力计的示数更小，说明受到的浮力更大，且浮力大小与物体排开液体的体积有关；②由甲图知，物体的重力G=3.6N，由图丁知，弹簧测力计的示数为3.3N，可知物体受到的浮力为：F浮=G﹣F=3.6N﹣3.3N=0.3N；③图丙丁，物体都是完全浸没，排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，即所受浮力不同，可知浮力的大小与液体的密度有关；④由图甲知，木块的重力G=1.2N，因为木块漂浮，所以F浮=G=1.2N；⑤空桶的重力为0.4N，桶和水的总重为1.6N，可知排开水的重力为G排=G总﹣G桶=1.6N﹣0.4N=1.2N；⑥由④⑤数据可知，浮在水上的木块受到的浮力大小等于它排开的水所受的重力。【点评】：探究影响浮力大小的因素及阿基米德原理的实验，是浮力部分的两个重点实验，影响浮力大小的因素，需要注意控制变量法的应用，探究漂浮的物体所受浮力和排开的液体重力的关系，需用用到浮沉条件来判断浮力大小。典型例题3：（2018潍坊）如图所示，用细线将正方体A和物体B相连放入水中，两物体静止后恰好悬浮，此时A上表面到水面的高度差为0.12m。已知A的体积为1.0×10﹣3m3，所受重力为8N；B的体积为0.5×10﹣3m3，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）A上表面所受水的压强；（2）B所受重力大小；（3）细线对B的拉力大小。【答案】：（1）1200Pa；（2）7N；（3）2N。【解析】：（1）由p=ρgh知道，A上表面所受水的压强是：p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa；（2）由阿基米德原理知道，A、B受到的总浮力是：F浮=ρ水gV排=ρ水g（VA+VB）=1×103kg/m3×10N/kg×（1.0×10-3m3+0.5×10-3m3）=15N；又因为A、B恰好悬浮，所以F浮=GA+GB，故B的重力是：GB=F浮-GA=15N-8N=7N；（3）由阿基米德原理知道，B受到的浮力是：F浮B=ρ水gV排B=ρ水gVB=1×103kg/m3×10N/kg×0.5×10-3m3=5N，所以，细线对B的拉力是：F拉=GB-F浮B=7N-5N=2N。【点评】：本题考查的是液体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用，是一道力学综合题，难度不大，计算复杂。典型例题4：（2018河北）制作简易气压计，观察大气压随高度的变化。(1)如图所示，在玻璃瓶中倒入适量红色的水，将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，你应_______________________，使水上升到瓶口以上适当位置，制成了简易气压计。(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中，发现玻璃管内水柱_______________，说明____________。(3)小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，他发现玻璃管内水柱发生了变化，这一现象说明，简易气压计的测量结果会受到_________________________影响。【答案】：(1).向瓶内吹适量的气(2).下降(3).高度越高，大气压越低(4).外界温度【解析】：（1）将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口，红水升到玻璃管一定的高度，但高度不够，根据知，当液体膨胀体积一定时，要想减小高度，需要增大横截面积，即换用较粗的玻璃管，使水上升到瓶口以上适当位置；也可以向瓶内吹适量的气；（2）四楼移到一楼过程中，高度减小，大气压增大，管内水柱高度会降低，说明大气压随高度的减小而增加；（3）小明将简易气压计放在阳光下，过一会儿，瓶内气体温度升高，压强增大液柱升高，说明简易气压计的测量结果会受到温度的影响。【点评】：学生利用身边的器材做成气压计，探究大气压的变化、用所学的知识分析判断，学以致用！变式训练1：（2018泰州）某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时，做了如图所示的实验。观察图片并分别比较图中有关数据可知：（1）当物体逐渐浸入水中，物体底面所受压强将逐渐；（2）当物体浸没在水中时，受到的浮力为N；（3）比较（b）、（c）两图，可以得出越大，物体受到的浮力越大；（4）比较两图可知，物体所受浮力的大小与液体密度有关。【答案】：（1）变大；（2）1；（3）物体排开液体的体积；（4）（c）、（d）。【解析】：（1）当物体逐渐浸入水中，下底面在水中的深度增加，根据p=ρgh可知，下底面所受的压强变大；（2）由a图知，物体的重力G=4N，由图c知，物体完全浸没在水中受到的拉力为3N，所以物体浸没在水中时，受到的浮力为F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N；（3）（b）、（c）两图，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，物体排开液体的体积越大，测力计的示数越小，可得物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；（4）（c）、（d）两图，物体都是完全浸没，排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，可得物体所受浮力的大小与液体密度有关。【点评】：探究浮力的影响因素的方法，以及实验的理解！变式训练2：（2018巴中）边长为10cm的正方体木块，漂浮在水面上，露出水面体积与浸在水中的体积比为2：3，如图甲所示；将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块上表面放一重为2N的小铁块，静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。求：（1）图甲中木块所受浮力大小；（2）图乙中液体的密度；（3）图乙中木块下表面所受压强的大小。【答案】：（1）图甲中木块受的浮力为