（全国通用版）2020中考物理大一轮 第7章 浮力素养突破课件

第七章浮力第七章浮力考点1考点2考点3浮力比较项要点定义浸在液体或气体中的物体受到液体或气体向上的力,就是浮力方向竖直向上弹簧测力计测量浮力F浮=G-F示浮力产生的原因浸没在液体中的物体受到液体对其上、下两个表面的压力差,就是浮力产生的原因。即F浮=F向上-F向下注意:打入地下的桥墩不受到水的浮力,水中的桥墩上的螺母受到浮力。考点1考点2考点3阿基米德原理比较项要点说明内容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(1)“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是浸没;二是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面以上。(2)G排是指被物体排开液体受到的重力,还可推导出F浮=G排=m排g=ρ液gV排,m排指物体排开的液体的质量。(3)V排指物体排开液体的体积,当浸没时V排=V物;当物体只有一部分浸入液体里时,则V排=V浸V物公式F浮=G排公式中的各物理量的单位公式变形式求液体密度:ρ液=𝐹浮𝑉排𝑔,求排开液体的体积:V排=𝐹浮𝜌液𝑔适用范围对液体和气体都适用。用于气体产生的浮力计算时,ρ液要改为ρ气考点1考点2考点3物体的浮沉条件及其应用比较项要点浸没在液体中的物体的浮沉条件上浮下沉悬浮漂浮沉底F浮GF浮GF浮=GF浮=GF浮+F支=Gρ液ρ物ρ液ρ物ρ液=ρ物ρ液ρ物ρ液ρ物处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用可以停留在液体的任何深度处是“上浮”过程的最终状态是“下沉”过程的最终状态处于静态,受平衡力作用考点1考点2考点3应用轮船做成“空心”增大可利用的浮力,漂浮于水面上潜水艇靠改变自身重力来实现上浮和下潜气球和飞艇充入密度小于空气的气体,通过改变“体积”实现升降密度计利用漂浮条件来测量液体密度的仪器。同一支密度计在不同液体中所受浮力大小相等考点1考点2考点3命题点图片练一练浮力的计算(人教八下P50图10.1-3)1.(2019·四川自贡中考)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg)。下列说法错误的是(C)A.正方体受到的浮力为8NB.液体的密度为0.8×103kg/m3C.正方体上表面到液面的距离h=5cmD.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa考点1考点2考点3命题点图片练一练浮力的计算(人教八下P50图10.1-2)2.(2019·广西桂林中考)如图所示,将一重为8N的物块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中静止,弹簧测力计示数为5N,则物块受到的浮力是3N,浮力的方向是竖直向上考点1考点2考点3命题点图片练一练物体的浮沉条件(人教八下P57图10.3-2)3.两容器中盐水密度相同。将同一鸡蛋分别放入其中,鸡蛋静止时如图所示(两图中鸡蛋均没碰到容器底部)。鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为F甲和F乙,则F甲等于(选填“大于”“小于”或“等于”)F乙(人教八下P49图10.1-1)4.如图所示,把苹果投入水中后,苹果最终漂浮在水面上,在苹果上浮的过程中浮力大于(选填“大于”“等于”或“小于”)苹果的重力考点1考点2考点3命题点图片练一练物体的浮沉条件(人教八下P51图10.1-4)5.如图所示,人之所以能躺在死海水面上看书,是因为人受到的浮力等于重力,假如有一天,地球的引力突然增大,人能(填“能”或“不能”)漂浮在水面上(人教八下P59图10.3-6)6.(2018·安庆期末)中国东海舰队某型号潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造,最大下潜深度可达350m,潜水艇的总体积1.5×103m3,潜水艇的总质量约是900t。艇内两侧有水舱,潜水艇截面如图所示。水舱未注入海水时,潜水艇漂浮在海面上。为使潜水艇浸没在海水中,至少应向水舱中注入600t的海水。(取ρ海水=1×103kg/m3)考法1考法2考法3浮力的相关计算例1(2019·四川乐山中考)如图甲,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。则铝块浸没时所受的浮力为1.2N,液体的密度为1.2×103kg/m3(g取10N/kg,ρ铝=2.7×103kg/m3)。考法1考法2考法3解析:(1)m=270g=0.27kg,G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N,F浮=G-F=2.7N-1.5N=1.2N;(2)铝块浸没液体时,V排=V=𝑚𝜌=0.27kg2.7×103kg/m3=10-4m3受到液体的浮力F浮=ρ液gV排1.2N=ρ液×10N/kg×10-4m3解得ρ液=1.2×103kg/m。方法归纳计算浮力常用的方法①称量法:F浮=G-F;②求压力差法:F浮=F向上-F向下;③二力平衡法:物体悬浮或漂浮时,F浮=G;④阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。考法1考法2考法3对应练1(2019·哈尔滨中考)如图,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为4N、体积为100cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为1N,石块静止时,测力计示数为3N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)解析:(1)石块缓慢浸没在水中,V排=V=100cm3=1×10-4m3,石块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N,根据阿基米德原理知,桶中水重(排开水的重)G排=F浮=1N。(2)石块静止时,测力计示数F=G-F浮=4N-1N=3N。考法1考法2考法3阿基米德原理的理解及其应用例2(2019·湖南怀化中考)某容器放在水平桌面上,盛有足量的水。现将体积为1.25×10-4m3、质量为0.4kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉,直到沉底,如图所示。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)正方体受到的重力的大小;(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小F浮;(3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。答案:(1)4N(2)1.25N(3)2.75N1.1×103Pa考法1考法2考法3解析:(1)正方体的重力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N;(2)正方体浸没在水中,V排=V=1.25×10-4m3,则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-4m3=1.25N;(3)正方体沉在底部,由于处于静止状态,则受力平衡,即G=FN+F浮,所以,FN=G-F浮=4N-1.25N=2.75N;由于支持力与压力是一对相互作用力,则可知正方体对容器底部的压力FN'=FN=2.75N,正方体的边长L=𝑉3==1.25×10-4m33=0.05m,则正方体对容器底部的压强p=𝐹N𝑆=2.75N(0.05m)2=1.1×103Pa。考法1考法2考法3方法归纳正确理解阿基米德原理1.(1)“浸入液体中的物体”包括两种情况。①物体浸没:V排=V物。②物体部分浸入液体:V排V物。(2)物体受到的浮力大小F浮=G排=m排g=ρ液gV排,由公式可知,浮力的大小只跟液体的密度ρ液和物体排开液体的体积V排两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。2.阿基米德原理的适用范围:液体和气体。对于气体来说F浮=ρ气gV排。3.阿基米德原理公式的应用:(1)求物体所受浮力:F浮=m排g=ρ液gV排。(2)求物体排开液体的体积:V排=𝐹浮𝜌液𝑔。(3)求液体的密度:ρ液=𝐹浮𝑔𝑉排。考法1考法2考法3对应练2(2018·十堰中考)将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为15N,木块重力为9N,细线对木块的最大拉力为6N。(g取10N/kg)考法1考法2考法3解析:(1)根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9cm;由于从9cm到16cm,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16cm时细线刚好张紧,线的拉力为零;直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22cm;所以木块的高度L=9cm+(22cm-16cm)=15cm=0.15m;则木块的体积V木=S木L=0.01m2×0.15m=1.5×10-3m3,木块全部淹没时受到的浮力最大为F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-3m3=15N。(2)由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900Pa,则木块的重力与水向上的压力(浮力)平衡,所以,木块重力G=F向上=p向上S=900Pa×0.01m2=9N;(3)直到木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,细线对木块的最大拉力为F拉=F浮-G=15N-9N=6N。考法1考法2考法3浮沉条件及其应用例3(2019·四川遂宁中考)如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是()AA.容器底部受到水的压强关系:p甲=p乙=p丙B.小球受到的浮力关系:FAFBFCC.容器对桌面的压力关系:F甲F乙F丙D.小球的质量关系:mA=mBmC考法1考法2考法3解析:由题知,A、B、C三个小球的体积相同;小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,故A正确;由题图可知,A、B、C三个小球排开水的体积关系为𝑉𝐴排𝑉𝐵排=𝑉𝐶排,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为FAFB=FC,故B错误;A球在甲容器中漂浮,所以FA=GA;根据阿基米德原理有FA=𝐺𝐴排,所以GA=𝐺𝐴排(即A球的重等于A排开水的重);B球在乙容器中悬浮,所以FB=GB;根据阿基米德原理有FB=𝐺𝐵排,所以GB=𝐺𝐵排(即B球的重等于B排开水的重);上面的关系式可理解为AB两球的重分别补充了所缺少水的重,由于甲乙容器内水面相平,则甲乙容器内水和小球的总重相等;甲乙两容器完全相同,则两容器的重相等,故甲乙容器的总重相等,甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,即F甲=F乙;而C球在丙容考法1考法2考法3器中沉底,所以GCFC,根据阿基米德原理有FC=𝐺𝐶排,所以GC𝐺𝐶排,即C球的重大于C排开水的重;故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即F乙F丙。综上分析可知,三个容器对桌面压力关系为F甲=F乙F丙,故C错误;由题图可知,A漂浮,B悬浮,C下沉,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GCFC,由于FAFB=FC,则GAGBGC;所以,mAmBmC,故D错误。考法1考法2考法3对应练3(2019·四川巴中中考)两个完全相同容器内分别盛满不同的液体,现将两个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,则液体对容器底部的压强关系是p甲p乙;两小球所受的浮力关系是F甲F乙。(选填“”“”或“=”)。考法1考法2考法3解析:由题意可知,两个完全相同容器内盛满不同的液体时,液体的深度相同,由题图可知,两个完全相同的小球轻轻放入容器中静止后,甲中小球沉底,乙中小球漂浮,因物体的密度大于液体的密度时下沉,物体的密度小于液体的密度时上浮,所以,甲中液体的密度小于乙中液体的密度,由p=ρgh可知,甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强,即p甲p乙;因物体沉底时受到的浮力小于自身的重力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,甲中小球受到的浮力小于乙中小球受到的浮力,即F甲F乙。实验点1实验点2考查方向:控制变量法的应用;分析以及测量浮力的方法。探究浮力的大