中考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí) 第十一講 浮力和浮力的計(jì)算

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1、中考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí) 第十一講 浮力和浮力的計(jì)算 一、復(fù)習(xí)策略 1、浮力 （2）產(chǎn)生原因： 　　 注：當(dāng)物體底部與容器緊密結(jié)合時(shí)，不受浮力． （3）阿基米德原理 　　　 （4）物體的浮沉條件 　　　 　　注：a．結(jié)合實(shí)際情況（生活實(shí)際）記憶． 　　　　b．非實(shí)心體：取物體的平均密度． 2、浮力的計(jì)算 思路一： ①不可能同時(shí)漂?。? ）． ②不可能同時(shí)浸沒(méi)（ ）． ③只能一個(gè)漂浮，一個(gè)浸沒(méi)． ④∵，水中漂浮，酒精中浸沒(méi)． 思路二： ①小球在水中靜止時(shí)，． ②小球在酒精中靜止時(shí)：． ∵，∴小球在酒精中一定下沉．

2、 ③小球在水中： ∴小球在水中應(yīng)為漂?。? （2）浮力的計(jì)算方法 適用范圍 ①平衡法：漂?。☉腋。l件→　　　漂浮、懸浮 ②稱(chēng)重法： 　　　　　　下沉 ③阿基米德原理： 普遍適用 ④浮力產(chǎn)生原因：　　　 普遍適用 3、浮力的應(yīng)用 （1）輪船（漂?。海嚎招姆ǎ? ①輪船的排水量：滿(mǎn)載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量． ②從河中駛?cè)牒Ｋ海蛔儯冃。? （2）密度計(jì)（漂浮：，類(lèi)似于輪船）：測(cè)量液體的密度． 　　 特點(diǎn)：越往下端的刻度值越大（一定時(shí)，成反比）． （3）潛水艇：改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉 　　　特點(diǎn)：浸沒(méi)時(shí)，不變．（如：從河中駛

3、入海中，變大，G也變大，充水） （4）氣球和飛艇 4、利用浮力測(cè)密度 　　利用浮力來(lái)測(cè)量密度我們也可將它們分為兩大類(lèi)： 固體類(lèi)（基本思路： ，測(cè)出m、V，由 求出物質(zhì)的密度) 　　常見(jiàn)固體類(lèi)問(wèn)題有三種情況： 　　(1)：稱(chēng)重法(如以石塊為例) 　　[器材]：石塊和細(xì)線(xiàn)，彈簧測(cè)力計(jì)、水、燒杯(無(wú)刻度) 　　[面臨困難]：缺少量筒，體積V不好測(cè)量。 　　[突破思路]：將石塊浸沒(méi)入水中，測(cè)出，由，求出。 　　[步驟]：①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出石塊在空氣中的重力為G。 　　　　　?、趯⑹瘔K浸沒(méi)入水中，測(cè)出它對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力。() 　　　　　?、? 　　(2) ：“

4、空心”漂浮法(如以牙膏皮為例) 　　[器材]：牙膏皮、量筒、水 　　[面臨困難]：缺少天平或彈簧測(cè)力計(jì)，質(zhì)量m或重力G無(wú)法測(cè)出。 　　[突破思路]：想辦法使其做成空心狀，使其漂浮在水面上，根據(jù)，只要測(cè)出即可。 　　[步驟]： 　　①將牙膏皮浸沒(méi)在水中，用排水法測(cè)出其體積為。 　?、谠賹⒀栏嗥と〕鲎龀伞翱招摹睜?，使其漂浮在水面上，測(cè)出它排開(kāi)水的體積 ()。 　　(3) ：漂浮法(如以木塊為例) 　　[器材]：量筒、水、木塊、細(xì)鐵絲。 　　[面臨困難]：缺少天平或彈簧測(cè)力計(jì)，質(zhì)量m或重力G無(wú)法測(cè)出。 　　[突破思路]：同上述第(2)種，使其漂浮在水面上，根據(jù)，測(cè)出即可。 　　

5、[步驟]： 　?、僭诹客仓醒b入適量的水，用細(xì)鐵絲將木塊壓入水中至其浸沒(méi)，用排水法測(cè)出。 　　②讓木塊自由漂浮在水面上，用量筒測(cè)它排開(kāi)水的體積。 　?、? 液體類(lèi)：（基本思路：不由求解，而用求） 　　液體的密度測(cè)量涉及到浮力時(shí)，往往除測(cè)量工具外，還會(huì)給定其他輔助工具，如水和固體，我們按給定固體的性質(zhì)可將液體類(lèi)問(wèn)題分為兩類(lèi)(以測(cè)牛奶密度為例)： 　　(1)若給定固體為石塊等()(下沉)：稱(chēng)重法。 　　[器材]：彈簧測(cè)力計(jì)、牛奶、水、燒杯(不帶刻度)、石塊和細(xì)線(xiàn)。 　　[面臨困難]：缺少量筒，體積不好測(cè)量。 　　[突破思路]：當(dāng)物體浸沒(méi)入水中和待測(cè)液中時(shí)，有：水中受到浮力：。待測(cè)液體

6、中受到的力:, 　　[步驟](大概)： 　　①用稱(chēng)重法測(cè)出石塊浸沒(méi)在水中所受浮力。 　　②用稱(chēng)重法測(cè)出石塊浸沒(méi)在牛奶中所受浮力。 　?、? 　　(2)若給定固體為木塊等()(漂浮)：漂浮法。 　　[器材]：量筒、水、牛奶、木塊。 　　[面臨困難]：缺少天平或彈簧測(cè)力計(jì)，質(zhì)量m或重力G不好測(cè)。 　　[突破思路]：由于木塊放入水中或牛奶中都會(huì)漂浮，浮力都等于重力，受密度計(jì)原理啟發(fā)，將木塊當(dāng)成一支密度計(jì)來(lái)使用。 　　[步驟](大概)： 　?、賹⒛緣K放入水中，使其漂浮，測(cè)出排開(kāi)水的體積。 　　②再將木塊放入牛奶中，使其漂浮，用量筒測(cè)出排開(kāi)牛奶體積。 　　③由于浮力都等于木塊重力，

7、， 二、典例剖析 例1、(四川省中考試題)彈簧測(cè)力計(jì)下吊著重為14.7N的正方體金屬塊，當(dāng)它們完全浸沒(méi)在水中時(shí)，如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為9.8N，則金屬塊排開(kāi)水的重力為_(kāi)_________N；若金屬塊上表面所受水的壓力為19.6N，則金屬塊下表面所受水的壓力為_(kāi)_________N． 解析： 　　浮力是指浸在液體(或氣體)中的物體受到的向上的托力．故物重一定的物體浸在液體(或氣體)中，彈簧測(cè)力計(jì)減小的示數(shù)就是物體所受浮力，即F浮=G－F′．由阿基米德原理可知，浮力的大小應(yīng)等于物體排開(kāi)液體的重力，即F浮=G液．因此，本題中的金屬塊排開(kāi)水的重力G水=F浮=G－F′=14.7N－9.

8、8N=4.9N．根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，即浮力是由物體所受液體向上與向下的壓力差產(chǎn)生的，得出F浮=F向上－F向下，故本題中的金屬塊下表面所受水向上的壓力F向上=F?。獸向下=4.9N＋19.6N=24.5N． 答案：4.9　　　　24.5 例2、(上海市中考試題)用手把體積為5×10－4m3的球浸沒(méi)在水中，球受到的浮力為_(kāi)_________N．若該球重為6N，則浮力與重力的合力大小為_(kāi)_________N，放手后這個(gè)球?qū)_________．(填“上浮”、“懸浮”或“下沉”) 解析： 　　由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可計(jì)算出球浸沒(méi)在水中所受的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3

9、×5×10－4m3×9.8N/kg=4.9N；物體所受浮力是豎直向上的，所受重力是豎直向下的，則這兩個(gè)力的合力大小F合=G－F浮=6N－4.9N=1.1N；根據(jù)浮沉條件可知：物體在液體中是浮是沉，決定于物體浸沒(méi)時(shí)所受的浮力F浮與重力G的大小關(guān)系，若F浮>G，物體上浮，最終漂??；若F浮=G，物體會(huì)懸??；若F浮

10、受的浮力大小為F2，底部對(duì)金屬球的支持力大小為N，那么（?。? A．金屬球所受重力大小為F1－F2 B．小容器所受重力的大小為F2 C．小容器所受浮力減小了N D．大容器底部受水的壓力減小了N 解析： 　　這是一道分析性極強(qiáng)的題目．要根據(jù)物體所處的狀態(tài)分析它的受力情況，還需要根據(jù)阿基米德原理、物體浮沉條件分析物體所受浮的變化量及容器底部所受壓力的變化量，裝有金屬球的小容器A漂浮時(shí)所受浮力為F1，則有F1=GA＋G球　　?、? 　　當(dāng)金屬球投入容器B后，小容器A漂浮時(shí)所受浮力大小為F2，則有GA=F2　　② 　　綜合①、②式，則有G球=F1－F2，故選項(xiàng)AB正確；小容器A在金屬球

11、拿出前后所受的浮力減小量為△F浮=F1－F2=G球，當(dāng)金屬球沉入大容器底靜止時(shí)，它的受力平衡，即N＋F球浮=G球，故N≠G球，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；金屬球在容器A中時(shí)，F(xiàn)1=GA＋G球=ρ水V排g，得出，金屬球投入容器B后，金屬球和容器A所受的總浮力F′2=GA＋ρ水V球g，得出，由于V′排

12、的裝有水的容器中，靜止后露出水面的高度為5×10－2m，容器的底面積為0.04m2．(g=10N/kg)求： 　　(1)木塊受到的浮力； 　　(2)木塊的重力； 　　(3)投入木塊后，容器底增加的壓強(qiáng)． 　　(4)若將此木塊投入某液體中，露出液面高度為4cm，則這種液體的密度是多少？ 解析： 　　本題主要考查阿基米德原理和漂浮條件，解題關(guān)鍵是要會(huì)根據(jù)物體的漂浮狀態(tài)列出等式，再代入阿基米德原理公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算， 　解：(1)體積為1.0×10－3m3的木塊的邊長(zhǎng)為： 　　　　 　　 　　當(dāng)木塊漂浮在水面靜止，它排開(kāi)水的體積為： 　　　　 V排=S木h浸=l2·(l－h(huán)

13、露)=(0.1m)2×(0.1m－5×10－2m)=0.5×10－3m3 　　　　 由阿基米德原理可知，此時(shí)木塊受到的浮力 　　　　 F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.5×10－3m3×10N/kg=5N 　　　(2)由于木塊漂浮，所以木塊所受的浮力與重力相等G=F浮=5N 　　　(3)投入木塊后，水面上升的高度△h為： 　　　　　 　　　　　則容器底增加的壓強(qiáng)△P為： 　　　　　△P=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10－2m=125Pa 　　　(4)當(dāng)木塊投入某種液本后，排開(kāi)液體的體積 　　　　　V′排=Sh′浸=l2·(l－h(huán)

14、′露)=(0.1m)2×(0.1m－0.04m)=0.6×l0－3m3 　　　　　由漂浮條件可知：此時(shí)木塊受到的浮力F′浮也等于木塊的重力． 　　　　　即F′浮=G=5N 　　　　　又∵F′浮=5N=ρ液V′排g 　　　　　 答案：（1）5N　　　（2）5N　　?。?）125Pa　　（4）0.83×103kg/m3 例5、(黃岡市)小晨同學(xué)注意到新聞經(jīng)常說(shuō)國(guó)際原油價(jià)格漲至多少美元一桶，又說(shuō)我國(guó)進(jìn)口每噸原油提高多少元．他不知道原油的單位“桶”和質(zhì)量常用單位“噸”之間有什么關(guān)系．他設(shè)法獲得原油樣品若干，將密度為0.6×103kg/m3、體積為100 cm3的木塊放入原油中．木塊漂浮在油

15、面上．有的體積露出油面．求： 　　(1)木塊受到的浮力． 　　(2)若每桶油的體積為，1t原油等于多少桶? 解析：本題應(yīng)注意漂浮條件的運(yùn)用，即F浮=G物，然后結(jié)合阿基米德原理即可求解． 　解：(1)木塊質(zhì)量：m=ρV=0.6×103kg/m3×100×10－6m3=0.06 kg 　　　　 木塊重力；G=mg=0.06 kg×10 N/kg=0.6 N 　　　　 漂浮時(shí)：F浮=G=0.6 N 　　　(2)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ油gV排，V排=V木 　　　　 例6、(山西省太原市)老師在課堂上做了下述演示實(shí)驗(yàn)：在天平左盤(pán)放上溢水杯，往杯中注水恰至溢水管口處，使天平平衡．然后

16、往杯里放一木塊，天平左端下降，同時(shí)木塊排開(kāi)的水從管口流入空量筒中．等排開(kāi)的水流完后，天平又恢復(fù)平衡，如圖所示．同學(xué)們對(duì)此發(fā)表了以下觀(guān)點(diǎn)：①木塊在水中受到浮力、重力和水的壓力；②木塊的重量等于它排入量筒中水的重量；③木塊受到的浮力等于量筒中水的重量；④天平重新平衡時(shí)，左盤(pán)中物體的總質(zhì)量等于右盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量．其中正確的是（　） 　　　　A．①②③　　　　B．②③④　　　　C．②③　　　　　D．③④ 解析：本題綜合考查學(xué)生對(duì)阿基米德原理的理解和對(duì)天平的使用．由阿基米德原理可知，木塊排開(kāi)液體的重力等于它受到的浮力，又因?yàn)槟緣K在水中是漂浮的，所以木塊排開(kāi)水的重力也等于木塊的重力，故②③說(shuō)法正確

17、．而①中說(shuō)木塊在水中受到水的浮力和重力，還受到水的壓力，是沒(méi)有清楚浮力產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)：浸在液體里的物體上下表面所受的壓力差即為浮力．④正確的說(shuō)法應(yīng)當(dāng)是：左盤(pán)中物體的總質(zhì)量等于右盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量與游碼所對(duì)質(zhì)量之和(因?yàn)橛未a不是在橫梁的最左端)． 答案：C 例7、(湖北省黃岡市)在五一文藝晚會(huì)上，陳思同學(xué)演示了如圖的實(shí)驗(yàn)，排在一條線(xiàn)上的三個(gè)碗，中間碗內(nèi)放一個(gè)乒乓球，當(dāng)用小管向球斜上方吹氣，乒乓球?qū)ⅲā。? A．仍靜止　　　　　　　　　　B．運(yùn)動(dòng)到左碗 C．運(yùn)動(dòng)到右碗　　　　　　　　D．無(wú)法確定 解析：在流體中，流速大的地方壓強(qiáng)小，流速小的地方壓強(qiáng)大，當(dāng)在乒乓球的上方吹氣時(shí)，球的上方的氣流大

18、，壓強(qiáng)小，下方的氣流小，壓強(qiáng)大，所以這個(gè)壓強(qiáng)差會(huì)將乒乓球壓(或托)起來(lái)，且越往右，氣流越大，壓強(qiáng)越小，所以乒乓球被壓起來(lái)交被推向壓強(qiáng)小的右邊，即運(yùn)動(dòng)到右碗中，故C項(xiàng)正確． 答案：C 例8、(長(zhǎng)春市)如圖所示實(shí)驗(yàn)，A、B為兩個(gè)質(zhì)量相同、形狀不同的實(shí)心鐵塊，選用圖a與b，可以研究物體所受浮力大小與__________的關(guān)系；為了研究物體所受浮力大小與其浸沒(méi)在液體中深度的關(guān)系，則應(yīng)選用圖c與圖__________；選用圖c與圖__________能研究浮力大小與物體形狀的關(guān)系． 解析：由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知：浸在液體里的物體受到的浮力F浮跟液體的密度ρ液和排開(kāi)液體的體積V排有關(guān)，與物體的形狀、物體浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)．由圖a與圖b對(duì)比，可以研究物體所受浮力大小與排開(kāi)的液體的體積V排的關(guān)系；由圖b和圖c可以研究物體所受浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中深度的關(guān)系；由圖c與圖d可以研究物體所受浮力大小與物體形狀的關(guān)系． 答案：排開(kāi)液體的體積　　　b　　　d