（湖南专用）2019中考物理高分一轮 单元12 浮力及其应用课件

第四单元压强和浮力课时12浮力及其应用定义浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它的力,叫浮力。其中“浸在”是指:①物体浸没在液体里,V物=V排;②物体部分浸入液体里,V物V排产生原因如图所示,液体对物体上、下表面的压力不相等,并且向上的压力向下的压力,即为浮力。[特殊情况]①若物体漂浮:F向下=0,则F浮=F向上;②若柱状物体与容器底紧密结合:F向上=0,则物体所受浮力F浮=0。如桥墩、拦河坝等考点知识聚焦向上考点一浮力大于压力差公式F浮=方向施力物体称重法测量浮力如图所示,用弹簧测力计测出物体的重力G,将物体悬挂在弹簧测力计下,浸在液体中,记下弹簧测力计的示数F示,则物体受到的浮力F浮=考点知识聚焦G-F示液体(或气体)竖直向上F向上-F向下影响因素当物体没有完全浸没时,浮力的大小随着深度的增加而;当物体完全浸没后,浮力的大小与深度,浮力。这说明物体浸在液体中受到的浮力大小与有关,浮力还与有关,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越考点知识聚焦增大不变无关物体排开液体的体积液体的密度大考点知识聚焦考点二浮力的大小1.探究:浮力的大小等于什么探究课题:浮力的大小等于什么操作过程测量量空小桶重力G0、物体重力G、物体完全浸没后弹簧测力计示数F、排开水和小桶总重力G1分析归纳物体受到的浮力F浮=;排开水的重力G排=,对比二者大小得出实验结论注意事项溢水杯中水要,若水面低于溢水口,则测出的G排F浮,得不到正确结论实验结论浸在液体中的物体受到的浮力等于。这就是著名的阿基米德原理考点知识聚焦装满G-FG1-G0小于它排开的液体所受的重力内容浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小它排开液体所受的重力表达式F浮=G排=m排g=。其中:G排表示物体排开液体所受的重力;m排表示物体排开液体的质量;ρ液表示液体的密度;V排表示物体排开液体的体积适用范围适用于物体受到液体(或气体)的浮力说明液体对物体的浮力大小与液体的、物体有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关考点知识聚焦等于2.阿基米德原理ρ液V排g排开液体的体积密度考点知识聚焦考点三浮沉条件及应用1.物体的浮沉条件理解物体的浮沉取决于它受到的浮力和重力的大小关系,也可由物体密度和液体密度的大小关系来判断浮沉状态上浮漂浮悬浮下沉沉底图示F浮与G的关系F浮GF浮GF浮GF浮GF浮+N=Gρ液与ρ物的关系(实心物体)ρ液ρ物ρ液ρ物;V排V物ρ液ρ物;V排V物ρ液ρ物;V排V物ρ液ρ物说明处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用是“上浮”过程的最终状态可以停留在液体的任何深度处处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用是“下沉”过程的最终状态考点知识聚焦=====应用原理和特点轮船物体的密度大于液体的密度,做成的可以漂浮在液体的表面上,也增大了可以利用的浮力轮船的大小用排水量表示,排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的潜水艇通过水箱吸水和排水的方式,改变自身来实现上浮和下沉(浸没时浮力不变)气球、飞艇靠充入密度空气密度的气体(热空气、氢气、氦气等)来工作密度计根据物体时受力平衡及阿基米德原理制成,是用来测定液体密度的仪器密度计示数越靠下,示数越(选填“大”或“小”)考点知识聚焦空心2.浮沉条件的应用重力漂浮小于质量大方法表达式典例称量法F浮=G-F(用弹簧测力计测浮力)一个金属球在空气中称时,弹簧测力计的示数为4.6N,浸没在水中称时,弹簧测力计的示数为3.6N,则金属球浸没在水中时所受浮力为N考点知识聚焦1考点四浮力的计算考点知识聚焦方法表达式典例压力差法F浮=F向上-F向下(用浮力产生的原因求浮力)水中一正方体物块上表面受到水的压力为2N,下表面受到水的压力为5N,物体受的浮力为N。二力平衡法F浮=G(物体处于漂浮或悬浮状态时用二力平衡分析求浮力)重为5N的木块漂浮在水面上,它受到的浮力是N阿基米德原理法F浮=G排=m排g=ρ液V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用阿基米德原理求浮力)质量为0.3kg的物体全部浸没在盛满水的容器中,溢出的水是100g,那么物体所受到的浮力是N(g取10N/kg)351考点知识聚焦[点拨](1)密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。(2)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。如:物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的,则物体密度为ρ。(3)冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后水面不变;冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体,冰化为水后水面下降。[用整体法可知,F浮(总)减小,则V排(总)也减小](4)物体漂浮在液体中,所受浮力等于它所受的重力。同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力不变,在密度大的液体里浸入的体积小。(5)将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。1313考点知识聚焦/知识纵横/升力与浮力项目不同点相同点升力物体上、下表面由于流体流速不同而产生的压力差方向都是竖直向上的浮力物体上、下表面由于所处深度不同而产生的压力差,等于物体排开液体(或气体)所受的重力例1下列说法正确的是()A.在液体中下沉的物体不受浮力作用B.只有浮在液面上的物体才受浮力作用C.在液体表面上,一部分浸入液体内部或全部浸入液体内部的物体都受浮力作用D.物体在液体中浸没的越深,所受浮力越大热点考向探究探究一浮力概念辨析C例2[2018·邵阳]请你在图12-1中画出静止在水中的小球所受力的示意图。热点考向探究图12-1［答案］如图所示变式1下列有关浮力的说法中正确的是()A.物体的密度越大,受到的浮力越大B.物体的体积越大,受到的浮力越大C.物体浸入水中越深,受到的浮力越大D.浸没在水中的物体,可能不受浮力热点考向探究［答案］D［解析］物体所受浮力的大小仅与物体排开液体所受的重力有关,即与液体的密度和排开液体的体积有关,而与物体的密度、体积及浸入深度无关,故A、B、C错误。浮力就是物体上、下表面所受液体的压力差,浸没在水中的物体,若与水底紧密接触,物体不受液体向上的压力,物体便不受浮力,故D正确。变式2关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是()A.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大B.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大C.物体排开水的体积越大受到的浮力越大D.物体的密度越大受到的浮力越小热点考向探究C变式3质量为80g的木块静止在如图12-2所示的水面上,则下列说法正确的是()A.木块所受浮力方向同F1所示方向B.木块所受浮力方向同F2所示方向C.木块所受浮力大小为8ND.木块所受的浮力大于重力热点考向探究图12-2A例3[无图像]一石块挂在弹簧测力计下,示数为1.2N,把石块浸没在水中时弹簧测力计示数为0.7N。求:(g取10N/kg)(1)石块受到的浮力。(2)石块的体积。(3)石块的密度。热点考向探究探究二称重法求浮力的综合计算解:(1)石块受到的浮力F浮=G-F=1.2N-0.7N=0.5N。热点考向探究(2)石块的体积。(2)石块的体积V=V排=𝐹浮𝜌水𝑔=0.5N1×103kg/m3×10N/kg=5×10-5m3。热点考向探究(3)石块的质量m=𝐺𝑔=1.2N10N/kg=0.12kg,石块的密度ρ石=𝑚𝑉=0.12kg5×10-5m3=2.4×103kg/m3。(3)石块的密度。热点考向探究【方法指导】(1)先利用弹簧测力计两次的示数,求出物体受到的浮力F浮=G-F示。(2)再求物体体积:若物体浸没,V物=V排=𝐹浮𝜌液𝑔=𝐺-𝐹示𝜌液𝑔。(3)最后求物体的密度:ρ物=𝑚物𝑉物=𝐺𝐺-𝐹示ρ液。变式1物块在空气中和浸没在水中时弹簧测力计示数如图12-3所示。则下列判断正确的(g取10N/kg)是()A.物块受到的浮力是1NB.物块的体积是2×10-4m3C.物块的密度是3×103kg/m3D.物块浸没水中时,所受浮力随深度的增加而增大热点考向探究B图12-3变式2[2017·泸州]如图12-4所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4N,将这一鹅卵石没入溢水杯后弹簧测力计的示数为0.9N。若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F。则下列说法正确的是(g取10N/kg)()A.图丙中,溢水杯溢到小桶中水的质量为90gB.图丙中,浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.5NC.图丁中,弹簧测力计的示数F应为7.4ND.鹅卵石的密度为1.56g/cm3热点考向探究图12-4［答案］B热点考向探究[解析]图丙中鹅卵石受到的浮力F浮=G石-F拉=1.4N-0.9N=0.5N,故A错误;根据阿基米德原理,溢水杯溢到小桶中的水的重力G排=F浮=0.5N,故B正确;图丁中,弹簧测力计的示数为F=G总-G排=(6.0N+1.4N)-0.5N=6.9N,故C错误;鹅卵石的密度ρ石=𝑚石𝑉石=𝐺石𝑉石𝑔=𝐺石𝐹浮𝜌水𝑔×𝑔=𝐺石𝐹浮ρ水=1.4N0.5N×1.0×103kg/m3=2.8×103kg/m3=2.8g/cm3,故D错误。例4[有图像]如图12-5所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐没入水中。图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。g取10N/kg。求:(1)圆柱体的重力。(2)圆柱体浸没时受到的浮力。(3)圆柱体的体积。(4)圆柱体的密度。(5)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强。热点考向探究图12-5解:(1)圆柱体入水前弹簧测力计的示数即为其重力,G=F=12N。(3)浸没时,由阿基米德原理得V排=𝐹浮𝜌水𝑔=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.8×10-3m3,圆柱体的体积V=V排=0.8×10-3m3。(2)圆柱体浸没时受到的浮力F浮=G-F'=12N-4N=8N。热点考向探究(2)圆柱体浸没时受到的浮力。(3)圆柱体的体积。(4)圆柱体的密度ρ=𝐺𝑉𝑔=12N0.8×10-3m3×10N/kg=1.5×103kg/m3。热点考向探究(4)圆柱体的密度。(5)圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强。(5)由题图乙可知,刚浸没在水中时圆柱体下表面所处的深度为h=4cm=0.04m。刚浸没时下表面受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。变式3如图12-6甲所示,一个边长为1m的正方体物体静止在湖底,上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)(1)物体在露出水面前受到的水的浮力。(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力。(3)物体的密度。(4)物体在水底时,上表面受到水的压强。热点考向探究图12-6热点考向探究解:(1)物体的体积为V=a3=(1m)3=1m3,浸没在水中时V排=V=1m3,根据阿基米德原理,物体露出水面前受到的浮力为F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=104N。(2)由题图乙可知,物体的重力G=3×104N,所以露出水面前,绳子的拉力为F拉=G-F浮=3×104N-104N=2×104N。热点考向探究(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力。(3)物体的密度为ρ=𝑚𝑉=𝐺𝑔𝑉=3×104N10N/kg×1m3=3×103kg/m3。(3)物体的密度。热点考向探究(4)从图乙可知,物体由刚露出水面至完全露出水面共用10s,通过了1m的距离,所以物体上升的速度为v=𝑠𝑡=1m10s=0.1m/s;由于物体一直做匀速直线运动,所以h=vt'=