中考物理 第三单元 压强 浮力 功和能 第9讲 浮力课件

第9讲浮力2013~2015年初中学业水平考试试题统计与命题解读考点聚焦考纲要求云南省近三年考题统计命题角度年份/卷别/题号/分值题型浮力阿基米德原理通过实验,认识浮力。探究浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理2015曲靖,7,3分2015昆明,20,8分2014云南,22,7分2013云南,6,3分选择填空实验阿基米德原理及液体压强的综合运用、探究浮力大小与哪些因素有关考点聚焦考纲要求云南省近三年考题统计命题角度年份/卷别/题号/分值题型浮沉条件浮力的利用运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象2015曲靖,15,2分;2015云南,15,2分2013云南,7,3分;2014曲靖,15,2分2015云南,23,7分;2015昆明,23,8分选择填空计算轮船的排水量、阿基米德原理、物体浮沉条件、浮力及物体浮沉条件的综合计算考点1考点2考点3考点4考点1浮力1.浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。2.浮力的大小:F浮=G-F液(F液为物体浸在液体中的示数),这种方法叫称重法。3.浮力的方向:竖直向上;施力物体:液(气)体。4.浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力。考点1考点2考点3考点4考点2阿基米徳原理1.内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。2.公式表示:F浮=G排=ρ液V排g。说明:①“浸入”包括“全部浸入”(等同于“浸没”,此时V排=V物)和“部分浸入”,此时V排V物。②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。③由公式可知:当物体排开液体的体积V排一定时,物体受到的浮力F浮与液体的密度ρ液成正比;当在同一种液体ρ液一定,物体受到的浮力F浮与排开液体的体积V排成正比;当同一个物体漂浮在不同的液体上,F浮一定,物体排开的液体的体积V排和液体的密度ρ液成反比。④适用条件:液体(或气体)。考点1考点2考点3考点4考点3物体的浮沉条件(1)如图某物体浸在液体中,只受浮力和重力,其受力分析为以下四种情况:(2)说明:①悬浮与漂浮的比较:相同点:F浮=G;不同点:悬浮ρ液=ρ物,V排=V物;漂浮ρ液ρ物,V排V物。②判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G的大小或比较ρ液与ρ物的大小。考点1考点2考点3考点4考点4浮力的应用(1)轮船:①工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。②排水量:轮船满载时排开水的质量;单位t。由排水量m可计算出:排开液体的体积排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮=mg;轮船和货物共重G=mg。(2)潜水艇:工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。(3)气球和飞艇:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体,如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。V排=𝑚𝜌液;考点1考点2考点3考点4(4)密度计:①原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。②构造:下面的铅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。考法1考法2考法3考法1浮力产生原因和大小浮力产生的原因、探究浮力大小与哪些因素有关、浮力大小的计算等都是命题角度。例1如图所示,将去盖的矿泉水瓶截去底后倒置,放入一乒乓球后压着球向里注水,然后放手,则乒乓球将,同时观察到有少量水流出;再用手将瓶口堵住,过一会儿,观察到乒乓球将。该实验表明产生浮力的根本原因是。考法1考法2考法3解析:开始时乒乓球受到上面液体压强,下部没有液体(流向地面),向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮,静止不动;用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强,但乒乓球受到向上的液体压强大于向下的液体压强,向上的压力大于向下的压力,乒乓球上浮。答案:不上浮上浮向上的压力大于向下的压力方法点拨浮力是由于浸没在液体中的物体上下表面受到液体的压力差而产生。物体与容器是一个整体时,由于底部不受液体向上的压力,所以,不受浮力的作用。考法1考法2考法3考法2物体的浮沉条件及应用考查的主要问题是根据阿基米德原理等方法求浮力,和物体重力对比后分析浮沉情况,以及如何通过对液体密度或物体自重的控制改变物体的浮和沉。例2如图,A、B体积相同,B、C质量相等;将它们放入水中静止时,A漂浮、B悬浮、C沉底。则下列说法正确的是()A.A所受的浮力一定大于B所受的浮力B.A下表面所受的压力一定大于B下表面所受的压力C.C所受的浮力一定小于B所受的浮力D.C所受的浮力一定小于A所受的浮力解析:(1)由题图可知,A漂浮,B悬浮,则𝑉排𝐴VA,𝑉排𝐵=VB,A与B体积相同,𝑉排𝐴𝑉排𝐵,根据F浮=ρgV排可知:FAFB,故A错误;(2)根据浮力产生原因可知FA=FA下-FA上,FB=FB下-FB上,由题图可知FA上=0,FB上0,FA下=FA,FB下=FB+FB上,由(1)分析可知FAFB,FB下FA下,故B错误;(3)B悬浮,C沉底,则FB=GB,FCGC,B、C质量相等,则GB=GC,FBFC,故C正确;FAFB,FBFC,则A、C的浮力无法比较,故D错误。答案:C考法1考法2考法3考法1考法2考法3方法点拨(1)当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合图形判断物体的浮力关系。(2)根据浮力产生原因F浮=F下-F上判断下表面所受的压力。(3)当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;当物体的密度等于液体的密度时,物体悬浮;当物体的密度小于液体的密度时,物体上浮或漂浮。考法1考法2考法3考法3应用浮力测算物质的密度利用阿基米德原理和重力公式G=mg、密度公式借助已知液体(常为水)密度可求得固体的密度;同理,利用已知固体的密度,也可求液体的密度。例3小明利用如图所示的装置测量蜡块(ρ蜡ρ水)的密度,并进行了如下操作:a.如图甲,蜡块静止时,弹簧测力计的示数为F1。b.如图乙,用细线将金属球系在蜡块下方,将它们浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为F2。c.如图丙,将蜡块拉出水面静止时,弹簧测力计的示数为F3。ρ=𝑚𝑉,考法1考法2考法3请针对以上操作回答下列问题:(1)在b操作中将蜡块和金属球逐渐浸入水的过程中,发现弹簧测力计的示数逐渐变小,说明浮力的大小与有关。(2)该蜡块密度的表达式为ρ蜡=(水的密度用ρ水表示)。(3)以上操作顺序会使测得的密度比实际密度,为使测量值更准确,甲、乙、丙的合理顺序应为。解析:(1)由题图所示可知,在b操作中将蜡块和金属球逐渐浸入水的过程中,发现弹簧测力计的示数逐渐变小,说明浮力的大小与排开水的体积有关。(2)由题中乙、丙两图可知,蜡块受到的浮力F浮=F3-F2,由F浮=ρ水gV排可得V排=𝐹浮𝜌水𝑔=𝐹3-𝐹2𝜌水𝑔,因为蜡块全部浸没在水中,所以V排=V物,蜡块的质量m=𝐹1𝑔,则蜡块的密度ρ=𝑚𝑉=𝐹1𝑔𝐹3-𝐹2𝜌水𝑔=𝐹1𝐹3-𝐹2·ρ水。(3)将蜡块拉出水面静止时,石蜡上沾有水珠,会导致弹簧测力计的示数F3偏大,从而使求得的石蜡的体积偏小,由ρ=𝑚𝑉可知,会使测得的密度比实际密度大;为使测量值更准确,甲、乙、丙的合理顺序应为甲、丙、乙。答案:(1)排开水的体积(2)𝐹1𝐹3-𝐹2ρ水(3)大甲、丙、乙考法1考法2考法3考法1考法2考法3方法点拨(1)物体浸入液体时受到的浮力等于物体的重力与弹簧测力计拉力之差,弹簧测力计示数越大,物体受到的浮力越小,弹簧测力计示数越小,物体受到的浮力越大;根据实验可以得出物体受到的浮力与物体排开液体体积的关系。(2)由乙、丙两图可求得蜡块受到的浮力,然后利用浮力公式变形可求得蜡块的体积,再利用密度公式即可求得蜡块密度。(3)测量过程不可避免地存在误差,在能够得到正确结论的前提下,实验顺序的调整有利于减小误差。探究“阿基米德原理”1.实验器材:弹簧测力计,细线,等体积的铁块、铝块各一个,不同体积的铁块或铝块一个,水,溢水杯,大烧杯,盐水,烧杯。2.实验操作过程:(1)探究浮力与物体质量的关系;设计的方案:选取两个外形完全相同的铁、铝圆柱体,先后用弹簧测力计分别测出在空气中、完全浸没在水中弹簧测力计的读数,根据差量法计算出两个圆柱体受到浮力的大小。控制浸入液体的深度,物体体积相同,只改变物体的质量(物体密度),根据实验浮力与物体的质量(物体密度)无关。(2)探究浮力与液体的密度的关系;设计的方案:选取一个铁圆柱体,先后用弹簧测力计分别测出在空气中、完全浸没在水中、完全浸没在煤油中弹簧测力计的读数,根据差量法计算出两次受到浮力的大小。(3)探究浮力与排开液体体积的关系;设计的方案:选取一个铁圆柱体,先后用弹簧测力计分别测出在空气中、小部分浸没在水中、大部分浸没在水中弹簧测力计的读数,根据差量法计算出两次受到浮力的大小。实验结论:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。例题(2015四川自贡)如图1是探究影响浮力大小因素的实验。图1图2(1)由甲、乙两图可知物体在水中受到的浮力是N。乙图中,若将绳子剪断,物体将(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(2)由乙、丙两图可知物体所受浮力大小跟浸没的深度(选填“有”或“无”)关。(3)如果要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,可以选择图2所示的两个物体,将它们浸没在液体中,测出所受浮力的大小来进行比较。(4)本实验中,主要采用的方法是(如图2)。解析:(1)由甲图所示可知G=4.0N,由乙图所示可知F=2.0N,所以F浮=G-F=4.0N-2.0N=2.0N;因为GF浮,所以将绳子剪断,物体将会下沉。(2)由丙图所示实验可知F'=2.0N,浮力F浮'=4.0N-2.0N=2.0N,比较(1)、(2)数据可知,浮力大小跟浸没的深度无关。(3)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应使物体的体积相同,并使其浸没在同种液体中。C、D的体积相同,但是由不同物质组成的,所以重力不同,因此选择C、D。(4)影响浮力大小的因素很多,要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体的重力不同,可以选用体积相同而重力(质量)不同的物体进行实验,如题图2所示可知C、D,由此可知,本实验采用了控制变量法。答案:(1)2下沉(2)无(3)C、D同种(4)控制变量法方法点拨(1)根据公式F浮=G-F计算物体所受到的浮力大小。掌握物体的浮沉条件:浮力大于重力,物体将上浮;浮力等于重力,物体将悬浮;浮力小于重力,物体将下沉。(2)根据乙、丙两图弹簧测力计的示数,分别计算出其浮力的变化,从而得出结论。(3)要注意控制变量法的应用,知道浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应使物体的体积相同,并使其浸没在同种液体中。(4)探究多变量因素实验时要采用控制变量法。