专题10 浮力（知识梳理 典例 练习）-2024物理中考一轮复习精品资料（学生版）.docx

1、专题10 浮力一、思维导图二、新课标要求2.2.9 通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。三、知识梳理与典例一、浮力1. 浮力（1）浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力，常用字母F浮表示。（2）浮力的方向： 。 2. 称重法测浮力（1）称重法测浮力的方法 测量出物体（物液）在 中受的重力G=F1；物体浸在水中时弹簧测力计的 力F2；则浮力的大小 F浮= 。弹簧测力计 的示数就是水对物体的浮力，这种测量浮力的方法叫“ 法”。（2）称重法测浮力的原理物体在空气中时，受到重力G和弹簧测力计的拉力F

2、1；物体浸没在水中时，受到三个力的作用：重力G、 F浮和 F2；根据力的平衡条件可知： F1=G F浮+F2=G， 所以 F浮= 。 3. 浮力产生的原因（1）分析浮力产生的原因如下图甲所示，以浸没在液体中的长方体为例进行探究，该长方体的六个面分别受到液体的压强p=pgh和压力F=pS，我们进行对比。位置前、后两个面左、右两个面上、下两个面深度相等相等上浅下深压强相等相等上小下大压力F前、F后是一对平衡力，合力为 F左、F右是一对平衡力，合力为 F向下F向上，F差= 结论：浮力是液体对物体向上和向下的压力差产生的，即F浮= 。 甲 浮力产生的原因 乙 物体部分浸入 丙 物体沉底 （2）两种特殊

3、情况 当物体部分浸入液体中时，如图乙所示，上表面不受液体压力，则浮力的大小F浮= 。 若浸没在液体中的物体的下表面和容器底紧密接触（接触处没有水），如丙图所示，则液体对物体向上的压力F为 ，物体将不受浮力的作用，只受向下的压力。如在水中的桥墩、拦河坝等。二、决定浮力大小的因素物体在液体中所受的浮力大小，跟它排开 有关，跟液体的 有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 【例题1】关于浮力，下列说法中正确的是（）A只有浮在液体表面上的物体才受到浮力B只要下沉的物体就不会受到浮力C一切浸入液体中的物体（其下表面未与容器底紧密接触）都受到液体对它施加竖直向上的浮力D浮力的方向不一定都是

4、竖直向上的【例题2】如图所示，一个竖直悬挂在水中的圆柱体，其重力为10N，弹簧测力计的示数F=8N，上表面受到水的压力为5N，则底部受到水的压力（）A2N B5N C7N D4N【例题3】如图甲，弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法中错误的是（g取10N/kg）（）A物体的重力是9N B物体刚浸没时下表面受到水的压力时4NC物体的体积是400cm3 D物体受到的最大浮力是5N三、阿基米德原理1. 阿基米德原理内容 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排

5、开的液体所受的重力。2. 数学表达式： F浮= 导出式：F浮= 3. 公式中各物理量的意义及单位 液表示液体的 ，单位：千克/米3（kg/m3 ） V排表示 ，单位：米3（m3）g表示9.8牛/千克（N/kg）F浮表示物体受到的浮力，单位：牛（N）4. 对阿基米德原理的理解 （1）影响浮力大小的因素：由公式F浮=液gV排可知：浮力F浮的大小只和 和 有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度等因素 （选填“有关”或“无关”）。（2）适用范围：该定律也适用于气体，物体在气体中所受浮力的大小也可用F浮 计算。 （3）求液体密度、排开液体的体积公式： 液 = V排= （4）理解“浸在液体中的

6、物体”浸在液体中的物体包括两种情况：一是物体全部浸入液体中，如图中B物体，也叫浸没；二是一部分体积浸入液体中，如图中A物体。物体浸没时：V排 V浸 V物；物体部分浸入时：V排 V浸 V物。（均选填“”、“”或“=”）【例题4】质量相等的实心铝球和铁球分别挂在两只弹簧测力计下，然后将两个金属球全部浸没在水中处于静止状态，铝铁，比较两只弹簧测力计的示数（）A挂铝球的示数大 B挂铁球的示数大 C一样大 D无法判断【例题5】如图所示，某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中测量时示数是4N，浸没在水中测量时示数是1N，则此时物块受到水的浮力为 N，如果物块继续下沉，此物块所受到的浮力 （选填“增大”“减

7、小”或“不变”），已知水的密度为1.0103kg/m3，则物块的密度为 kg/m3。（结果保留2位小数） 例题5图 例题6图【例题6】如图所示，是小华同学测量某种液体密度的过程，请你根据实验数据，求：（1）小石块的质量；（2）小石块的体积；（3）液体的密度。四、物体的浮沉条件1. 物体在液体中的三种状态及受力分析（1）物体在液体中有 、 和 三种状态。（2）物体在液体中三种状态的受力分析（以浸没在水中的鸡蛋为例） 漂浮 悬浮 沉底 漂浮时：受到重力与浮力的作用，根据二力平衡条件知，这两个力是平衡力，F浮 G。悬浮时：受到重力与浮力的作用，根据二力平衡条件知，这两个力是平衡力，F浮 G。沉底时：

8、受到重力G、浮力F浮与支持力F支的作用，这三个力平衡：F浮= 。2. 物体的浮沉条件（1）比较浮力与重力的大小判断物体的浮沉 以浸在水中的鸡蛋为例分析（见下图）：把鸡蛋浸入水中时，受到重力G与浮力F浮两个力的作用，这两个力的方向相反、作用在同一直线上，鸡蛋的浮沉就取决于这两个力的大小。根据二力平衡条件进行分析：若浮力F浮 G，则鸡蛋会上浮，最后漂浮；若浮力F浮 G，则鸡蛋会悬浮，可停在液体内部任意位置；若浮力F浮 G，则鸡蛋会下沉，静止在水底。（以上均选填“”、“”或“=”） （2）比较物体密度物与液体密度液的大小关系判断物体的浮沉（理论推导）当物体浸没在液体中时，受到重力G与浮力F浮两个力的

9、作用；因为物体浸没，所以排开液体的体积等于物体的体积：V排= V物= V； 浮力的大小：F浮液gV排液gV； 重力的大小：G物gV物物gV 当F浮G时，得出液 物，物体上浮；当F浮= G 时，得出液 物，物体悬浮；当F浮G时，得出液 物，物体下沉。（以上均选填“”、“”或“=”）五、浮力的应用1. 增大或减小浮力的方法（1）改变浮力的方法根据阿基米德原理F浮=液gV排可知，物体受到的浮力大小是由液体密度和排开液体的体积决定的，因此增大或减小浮力应从这两方面入手。（2）增大浮力的两种方法增大液体的 ：如水中加盐后，可使沉底的鸡蛋浮起来；增大物体排开液体（或气体）的 ：如钢铁制成的轮船、氢气球等。

10、（3）减小浮力的两种方法减小液体的密度：如往盐水中加清水，可以使漂浮的鸡蛋下沉至水底。减小物体排开液体（或气体）的体积：如飞艇降落时，通过将辅助气囊中的气体放出，使飞艇排开空气的体积减小，从而减小空气浮力，使飞艇降落（可认为飞艇放气后，所受重力不变）。2. 轮船 （1）轮船的工作原理把轮船做成“ ”体后放在水里，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水较多，因而受到较大的 力，所以能漂浮在水面上。（2）轮船的排水量m排轮船的排水量表示轮船的大小，指轮船装满货物时排开水的 ，等于轮船和货物的总质量。如一艘轮船，它的排水量是1104 t，说明此船满载时，货物质量和船身质量之和为1104t。3. 潜水

11、艇（1）潜水艇的沉浮原理因为潜水艇浸没在水里时，排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮=液gV排可知，所受 基本不变，所以只能靠改变自身 实现浮沉的。（均选填“浮力”或“重力”）（2）潜水艇的浮沉过程分析下潜时，在两侧的水舱内充入水，艇重增大，重力大于浮力，潜艇就会 。当水舱充水，潜水艇重等于同体积的水重时，它可以 在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而 。实际航行时，上浮和下潜过程中潜水艇总要开动推进器加快上浮和下潜的速度。4. 气球和飞艇升空原理：通过充入密度 空气的气体，使气球受到的浮力 自身的重力而升空，气球可以飘在空中。（均选填“大于”或“小于”）例如，节日放

12、飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，充的是氢气或氦气；体育、娱乐活动用的热气球，充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。 热气球 密度计 5. 密度计（1）作用：密度计是测量液体密度的仪器。（2）构造：密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管，管的下部装有少量密度较大的铅丸。（3）原理：密度计放在液体中都是 的，因此受到的浮力始终等于它受到的 力并且是不变的F浮=G。根据F浮=液gV排可知，因为F浮不变，所以把它放在密度比较大的液体里，它浸入液体的体积 ，上浮一些；把它放在密度比较小的液体里，浸入液体的体积 ，下沉一些。所以密度计的刻度从下往上的示数是越来越 的。（后三空均选填“大”或“小”） 【例

13、题7】小明洗碗时发现，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示。下列说法正确的是（）A碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力B碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力C碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力D碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积【例题8】如图，是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时，排水量约12000吨，吃水深度6.6m。下列说法正确的是（）A排水量指的是舰船满载时排开水的重力B“延安”号漂浮在海面上，所受重力小于浮力C“延安”号漂浮在海面上，所受浮力方向竖直向上D“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行，是因为流体流速越大，压强越大【例题9】测量液体

14、密度的仪器叫做密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值（如图甲）。图乙和图丙是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中。若密度计在图乙和图丙中浸入液体的体积之比为5:2，下列说法正确的是（）A密度计在图乙和图丙中所受浮力之比为5:2B该密度计在液体中处于悬浮状态C图乙和图丙中液体密度之比为5:2D若图乙中液体为水，则图丙中的液体密度为2.5103kg/m3【例题10】在物理做中学实践活动中，某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20cm3的橡皮泥做成一只“船”，

15、放入水中漂浮，试着向其中添加物体，发现最多只能装载25g的物体，如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5103kg/m3。已知水的密度为1.0103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少？（2）这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少？（3）该小组同学想提高橡皮泥“船”的装载能力，请你帮助他们提出一条合理化的建议。四、实验专题一、决定浮力大小的因素 【猜想与假设】浮力的大小跟什么因素有关呢？木块在水中漂浮，铁块在水中下沉，浮力的大小可能跟物体的 有关。人在水中会下沉，在死海中却能漂浮，浮力的大小可能跟液体 有关。用手将空易拉罐按入水中，当它浸入

16、水中的体积越大，手感觉到的浮力也越大，浮力的大小可能跟浸入液体中的 有关。人从浅水区走向深水区的过程中感觉逐渐变轻，浮力的大小可能与物体浸在液体中的 有关。 【设计实验】（1）实验方法：控制变量法。上面所说的固体的密度、液体的密度、固体浸入液体中的体积和固体浸入液体的深度这几个量是实验中的“变量”，在检验浮力与其中某一个量的关系时，必须使其他量保持不变，或者确认浮力跟这些量无关。（2）测量浮力大小的原理：F浮=F1-F2（称重法）（3）实验器材：弹簧测力计、烧杯、水槽、圆柱体组（铝块、铁块）、水、酒精、浓盐水等。【进行实验与分析论证】（1）探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系用弹簧测力

17、计测量出物体的重力G；将物体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F1；改变物体在水中浸没的深度，读出弹簧测力计的示数F2。记录数据，计算浮力：浸没深度h浅深更深重力G / N2.02.02.0弹簧测力计示数F / N1.41.41.4浮力F浮/ N0.60.60.6结论：浮力的大小与物体浸没液体中的深度 。（选填“有关”或“无关”）（2）探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系 用弹簧测力计测量出物体的重力G；将物体小部分体积浸入水中，读出弹簧测力计的示数F1； 把物体大部分体积浸在水中，读出弹簧测力计的示数F2；把物体浸没水中，读出弹簧测力计的示数F3。记录数据，计算浮力：物体浸在液体中的体积V

18、 部分浸入大部分浸入浸没重力G / N2.02.02.0弹簧测力计示数F/ N1.81.61.4浮力F浮/ N0.20.40.6结论：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，浮力越 。（3）探究浮力大小与液体密度的关系用弹簧测力计测量出金属块的重力G；将金属块分别浸没在酒精、水和盐水中，读出弹簧测力计的示数；记录数据，计算浮力：液体种类酒精水盐水重力G / N2.02.02.0弹簧测力计示数F / N1.41.20.9浮力F浮/ N0.60.81.1结论：浮力的大小跟液体的密度有关，在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越 。（4）探究浮力大小与物体密度的关系用弹簧测力计分别测

19、出体积相等的铜球、铁球的重力；把铜球、铁球再悬挂在弹簧测力计下端，分别浸没在水中，观察并记录弹簧测力计的示数。记录数据，计算浮力：固体种类铜球铁球重力G / N9.08.0弹簧测力计示数F / N8.07.0浮力F浮/ N1.01.0结论：浮力的大小跟固体的密度 （选填“有关”或“无关”），在浸入同种液体的体积相同时，所受浮力相等。【实验结论】影响浮力大小的因素： 物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 二、探究浮力大小跟它排开液体重力的关系【猜想与假设】液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，则排开的液体受到

20、的重力越大；另一方面，液体的密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。所以浮力的大小跟排开液体所受的重力应该有一定的关系，大小可能 。【设计实验】（1）实验器材：弹簧测力计、物体（物液）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水。（2）测量浮力的方法（称重法） 使用弹簧测力计进行测量：先测出物体所受的重力G，再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F，则F浮= （如图甲、丙所示）。（3）测量排开液体所受的重力（溢水法） 物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出（如图乙、丁所示）：溢水杯中盛满液体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体排开的液体，用弹簧测力计测

21、出排开液体所受的重力G排= 。【进行实验与收集数据】（1）如图甲，将小石块用细线系住，挂在弹簧测力计的挂钩上，测出小石块的重力G=F1。（2）如图乙，将小桶挂在弹簧测力计的挂钩上，测出其所受的重力G桶=F2。先测小桶重力以免沾水使测量数据不准确。（3）将水倒入溢水杯中，使水面恰好到达溢水杯的溢水口，将小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的位置，然后将小石块慢慢地浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F3，如图丙所示。（4）利用公式F浮= F1-F3，计算出小石块此时在水中受到的浮力。（5）如图丁，测出小桶和排开的水所受总重力F4，算出排开的水所受的重力G排=F4-F2。（6）改变质量不同的金属块再做几

22、次实验，把实验数据填入表格中。（7）实验数据表格。实验次数物重G/N物体在水中时测力计示数F/N浮力F浮/N桶与排出水总重G总/N空桶重G桶/N排开水重G排/N12.21.40.81.81.00.821.71.10.61.61.00.633.62.31.32.31.01.3【分析论证】分别计算实验序号1、2、3中物体受到的浮力和排开液体所受的重力，发现F浮 G排。【实验结论】浸在液体中的物体受到浮力的大小 它排开的液体所受重力的大小。【交流与讨论】（1）若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，由于物体沾水会使所测重力偏大，则所测浮力偏 ；（2）若先测量桶和排开液体的重力，再测桶的重力，则桶由

23、于沾水重力偏大，所测排开液体的重力偏 。（3）物块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积，最终会得出物体所受浮力 于排开的液体所受重力的错误结论。（以上均选填“大”或“小”）（4）实验中换用质量不同的物块或不同液体进行多次测量，是为了使实验结论具有普遍性。上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。【例题1】探究影响浮力大小的因素时，小红做了如图所示的实验，请你根据她的实验探究回答下列问题；（1）比较图乙和丙可知，物体受到的浮力大小与排开液体的 有关；（2）比较图丁和戊可知，物体受到的浮力大小与液体的 有关

24、；（3）比较图丙和 可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。【例题2】某实验小组按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。（1）先用 分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为 N；（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重力可由 （填字母代号）两个步骤测出；（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小 排开水所受的重力（选填“大于”“等于”或“小于”）；（4）若溢水杯的水没有装满，则会导致本实验测量的F浮 G排（选填“大于”、“等于”或“小于”）。五、综合练习1一长方形物体浸没在水中，受到的浮力为98 N，已

25、知上表面受到的压力是50 N，则下表面受到的压力为（ ）A.48 N B.50 N C.98 N D.148 N2. 094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇，下列有关该潜艇说法正确的是（）A核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉B浸没在水中的核潜艇上浮时，所受浮力会逐渐变大C浸没在水中的核潜艇下潜时，所受浮力大于自身重力D漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力3. 2021年4月23日，海军三型主战舰艇长征18号艇，大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。国家主席习近平出席了交接入列活动并登上舰艇视察，如图所示。已知大连舰满载排水量为12300t。下面分析正确

26、的是（）A大连舰满载时受到的浮力为1.23107NB舰载直升机从大连舰起飞后，大连舰受到的浮力不变C两只舰艇不能近距离高速并排航行，是由于两舰艇间水的流速越大，压强越大，容易相撞D当大连舰从河水行驶到海洋中后，船身会上浮一些4. 小京洗水果时，发现体积较小的桔子漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底，如图所示。下列说法正确的是（）A桔子的密度大于芒果的密度B桔子受到的浮力大于它受到的重力C桔子受到的重力小于芒果受到的重力D桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力5. 用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水），如图（甲），然后将其逐渐浸入水中，图（乙）所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况，圆柱体受到的最大浮力是 N，该圆柱体的密度是 kg/m3。 6. 小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。（1）在本实验中，浮力的大小是通过 的变化来反映的。B实验中，物体受到的浮力为 ；（2）做B、C、D三次实验，可以得出的结论是：在液体的 相同时， 越大，物体受到的浮力越大；（3）做 三次实验，是为了探究浮力的大小与物体浸没深度是否有关；（4）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出F中盐水的密度为 g/cm3。（g=10 N/kg）