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(共47張PPT)
2024浙江省中考科學
復習課件
第18講　浮力
浮力(八上教材P11)
1．定義：浸在液體(或氣體)中的物體，受到液體(或氣體)向______托的力稱作浮力。
2．產(chǎn)生原因：浸沒在液體(或氣體)中的物體，其________表面受到液體(或氣體)對它的壓力不同，這就是浮力產(chǎn)生的原因。
(F向上>F向下)
3．方向：如圖所示，浮力的方向總是_____________。
4．施力物體：液體(或氣體)。
上
上、下
豎直向上
阿基米德原理(八上教材P12)
1．內(nèi)容：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的________。
2．公式：
F?。紾排液＝ρ液gV排
重力
3．適用范圍：液體、氣體。
4．阿基米德原理的理解
(1)“浸在液體中的物體”包含兩種狀態(tài)：a.物體浸沒在液體里V排＝V物；b.物體的一部分浸入在液體里V排＜V物。
(2)F浮＝G排表示受到的浮力大小等于被排開的液體所受的重力大小。
(3)由F浮＝G排＝ρ液gV排可知，浮力的大小只跟液體的密度和被排開液體的體積有關，跟物體本身的體積、密度、形狀、在液體中的深度等因素無關。
物體浮沉條件(八上教材P14)
1．物體在液體中的浮沉條件(取決于F浮與G物的大小)
>
>
<
<
＝
＝
＝
＝
＞
＜
＝
＜
＝
2．沉浮條件的應用：潛水艇是通過改變___________來實現(xiàn)浮沉的；密度計的工作原理是物體的_______條件，其刻度是上小下大，上疏下密；用硫酸銅溶液測血液的密度的原理是物體的_______條件。
自身重力
漂浮
懸浮
有關浮力的分析與計算
1．直接運用阿基米德原理：F浮＝G排＝__________。
2．稱重法：F?。絖_______，其中F′為物體浸入液體時彈簧測力計的讀數(shù)。
注意：稱重法分析浮力時需注意測力計的示數(shù)不是浮力的大小而是拉力的大小。
3．平衡條件法：__________，一般用于物體在液體中處于懸浮或漂浮狀態(tài)的計算。
ρ液gV排
G物－F′
F?。紾排
1．物體漂浮、懸浮類浮力相關計算
例1　小金學了浮力的知識后，想制造一臺浮力秤。他將一段密度為0.5×103 千克/米3，粗細均勻的木料，先進行不吸水處理，再將其豎立水中，如圖所示。這段木料長為40厘米，橫截面積為0.1米2，其上表面可以作為秤盤(g取10牛/千克)。問：
(1)質(zhì)量為0的刻度線的位置在哪里？
(2)距離上表面10厘米處的刻度對應的質(zhì)量為多少？
2．注水、排水類浮力相關計算
例2　如圖所示，將密度為0.6 克/厘米3、高度為10 厘米、底面積為20 厘米2的圓柱體放入底面積為50厘米2的容器中，并向容器內(nèi)加水。(g取10 牛/千克)
(1)當水加到2 厘米時，求圓柱體對容器底的壓力大小。
(2)繼續(xù)向容器中加水，當圓柱體對容器底壓力
為0時，求圓柱體在液面上方和下方的長度之比。
解：(1)以圓柱體為研究對象進行受力分析：
F支＝G物－F?。溅盐飃V物－ρ水gV排＝(ρ物h物－ρ水h浸)gS柱＝(0.6×103千克/米3×0.1米－1.0×103千克/米3×0.02米)×10牛/千克×20×10－4米2＝0.8牛，
∵容器底對圓柱體的支持力和圓柱體對容器底的壓力是一對相互作用力，
∴圓柱體對容器底的壓力F壓＝F支＝0.8 N。
變式　有一足夠大的水池，在其水平池底中豎直放置一段圓木。圓木可近似看作一個圓柱體，底面積為0.8 m2，高5 m，密度為0.7×103 kg/m3。(g取10 N/kg)
(1)未向池內(nèi)注水時，圓木對池底的壓力和壓強分別為多大？
(2)向水池內(nèi)緩慢注水，在水位到達1 m時圓木受到水的浮力和圓木對池底的壓力分別為多大？
(3)當向水池內(nèi)注水深度達到4 m時，圓木受到的浮力又為多大？
1．(2023，紹興)2023年3月，“探索一號”科考船完成了首次環(huán)大洋洲載人深潛科考任務，搭載的“奮斗者”號多次完成了深度超過萬米的下潛。不考慮海水密度與潛水器體積的變化，潛水器在海面下下潛的過程中( )
A．浮力不變，壓強變大
B．浮力變大，壓強變大
C．浮力變大，壓強不變
D．浮力不變，壓強不變
A
浮力大小的判斷
2．完全相同的甲、乙兩個容器內(nèi)都裝滿水。靜止于水中的A、B兩個實心小球體積相同、材料不同，其中A球沉底，B球漂浮，如圖所示。則下列說法正確的是( )
A．兩個小球的密度相同
B．兩個小球所受浮力相同
C．水對兩個容器底部壓強相同
D．兩個容器對桌面壓力相同
C
3．(2022，麗水)2022年5月15日，我國自主研發(fā)的“極目一號”III型浮空艇從科考基地上升到海拔9032米，創(chuàng)造了大氣科學觀測世界紀錄。
(1)上升過程中，以地面為參照物，浮空艇是_________的。
(2)該浮空艇是軟式飛艇，上升過程中需通過調(diào)整氣囊中的氣壓來保持外形不變。上升過程中，該艇受到的浮力________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
減小
運動
4．如圖所示，將兩塊相同的橡皮泥做成實心球形和碗形，分別放入相同的甲、乙兩杯水中，靜止時甲杯中橡皮泥所受的浮力__________乙杯中橡皮泥所受的浮力(選填“大于”“小于”或“等于”)，_________杯中水面升高得多。
小于
乙
浮力相關實驗
5．(2021，金華)某?！爸谱鞲×Τ印表椖垦芯啃〗M，制成如圖所示浮力秤。使用過程中，發(fā)現(xiàn)稱量范圍較小，有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物體漂浮時F?。紾物的原理工作的；浮力大小與液體密度和物體排開液體的體積有關。
【問題提出】浮力大小與液體密度存在怎樣的定量關系？
【方案設計】
器材：懸掛式電子秤、金屬塊(4.0 N)、大燒杯、水以及各種不同密度的溶液等。
步驟：①將金屬塊掛在電子秤下，讀取電子秤示數(shù)并記錄；
②將金屬塊浸沒在盛水的燒杯中，讀取電子秤示數(shù)并記錄，然后取出金屬塊擦干；
③按照步驟②的操作，換用不同密度的溶液，多次重復實驗。
【數(shù)據(jù)處理】
實驗編號 1 2 3 4 5 6 7
液體密度ρ液/g·cm－3 － 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
電子秤示數(shù)F拉/N 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮/N － 0.4 0.5 x 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的數(shù)據(jù)是________。
(2)實驗過程中，除步驟①外，其余每一次測量，金屬塊都需要浸沒，其目的是______________________________________。
(3)小組同學對實驗數(shù)據(jù)進行了分析討論，認為第6次實驗數(shù)據(jù)異常。若電子秤正常工作、電子秤讀數(shù)和表中數(shù)據(jù)記錄均無誤。則造成此次實驗數(shù)據(jù)異常的原因可能是：_______________
__________________。
【得出結論】……
【知識應用】(4)根據(jù)以上探究，寫出一種增大浮力秤稱量范圍的方法___________________________。
0.6
控制金屬塊排開的液體的體積相同
金屬塊碰到
換用密度比水大的液體
燒杯底部
6．小敏對“物體在水中浸沒前受到的浮力是否與浸入深度有關”進行了研究。
(1)將一長方體金屬塊橫放，部分體積浸入水中時，在液面所對應的燒杯壁作一標記線，讀出彈簧測力計的示數(shù)F甲(如圖甲)為______牛；再把金屬塊豎放浸入同一杯水中，當___________________時，讀出彈簧測力計示數(shù)F乙(如圖乙)。比較發(fā)現(xiàn)F乙＝F甲，小敏得出：浸沒前物體受到的浮力與浸入深度無關。
(2)圖中兩種狀態(tài)時，金屬塊底部受到水的壓
強p甲_______p乙(選填“大于”“等于”或“小于”)。
1.6
水面與標記線相平
小于
物體浮沉條件的應用
7．(2021，紹興)如圖所示，已知雞蛋的質(zhì)量為55克，體積為50立方厘米。將雞蛋放在盛有清水的玻璃杯里，雞蛋沉入杯底(圖甲)；逐漸將食鹽溶解在水中，雞蛋恰好懸浮(圖乙)；繼續(xù)溶解食鹽，最終雞蛋漂浮(圖丙)。下列說法正確的是( )
A．圖甲中雞蛋所受浮力為0.55牛
B．圖乙中鹽水的密度是1.1×103千克/米3
C．圖丙中雞蛋所受浮力大于雞蛋自身重力
D．圖中三種狀態(tài)下浮力的大小關系是
F甲＜F乙＜F丙
B
8．(2022，湖州)兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙，用質(zhì)量不計的細線連接，輕輕放入某液體中，靜止后懸浮，細線處于繃緊狀態(tài)，如圖所示。則( )
A．甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B．甲的密度與液體的密度相等
C．如果將細線剪斷，甲、乙再次靜止后，
容器底部受到的壓力大小不變
D．如果將細線剪斷，甲、乙再次靜止后，容器底部受到液體的壓強不變
C
9．(2022，舟山)學習了物體的浮沉條件后，小舟做了如下實驗：在兩個薄氣球中加滿溫水，扎緊后剪去多余部分，分別浸沒于盛有冷水與熱水的玻璃杯中(如圖)。若不計氣球自重，放手后兩氣球的運動情況是( )
A．冷水、熱水中都下沉
B．冷水中下沉，熱水中上升
C．冷水、熱水中都上升
D．冷水中上升，熱水中下沉
D
10．(2022，寧波)2022年4月28日，“巔峰使命”珠峰科考全面啟動。5月15日凌晨1點26分，中國自主研發(fā)的“極目一號”III型浮空艇從海拔4300 m的科考營地順利升空，4點40分達到海拔9032 m，超過珠峰8848.86 m的高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學觀測的世界紀錄。(g取10 N/kg)
(1)該浮空艇總質(zhì)量約2625 kg，它受到重力的大小約為________N。
(2)已知海拔4300 m處的空氣密度約為0.8 kg/m3。如圖所示，該浮空艇在營地升空前體積達9060 m3，此時浮空艇受到的浮力大小約為___________N。
(3)“極目一號”浮空艇內(nèi)部有三層：上層裝有氦氣(相同條件下氦氣密度比空氣小得多)，中間隔開，下層是空氣。當懸于空中的浮空艇需要_________(選填“上浮”或“下降”)的時候，可以用上層的氦氣排出下層的部分空氣，以此改變自身重力，同時使整個浮空艇的壓差在安全范圍內(nèi)。
上浮
72480
26250
有關浮力的計算
11．物塊在空氣中和浸沒在水中時，彈簧測力計示數(shù)如圖所示。下列判斷正確的是(g取10牛/千克)( )
A．物塊受到的浮力是1牛
B．物塊的體積是2×10－4米3
C．物塊的密度是3×103千克/米3
D．物塊浸沒在水中時，所受浮力隨深度
增加而增大
B
12．(2021，麗水)如圖是小科自制的簡易水陸兩棲車模型，整
“車”質(zhì)量0.1 kg。(g取10 N/kg)
(1)接通電路后，尾部葉片轉動，推動車子向前，這說明物體間力的作用是_________的；
(2)當它在水中處于漂浮狀態(tài)時，受到的浮力為_____N。
相互
1
13．(2023，溫州)我國某地使用“沉管法”建跨海隧道：用鋼筋水泥等材料澆筑若干個中空管段，用隔墻封閉兩端并使其漂浮在水中；用拖船牽引至指定位置，向管段中的水箱注水使其下沉(如圖)；對下沉的多個管段進行依次連接，拆除隔墻形成隧道。
(1)拖運管段時，若速度為2千米/時，拖運距離為3千米，需要________小時。
1.5
(2)圖中，當往水箱中注水的質(zhì)量為6×104千克時，管段剛好能夠在水下勻速緩慢下沉。若管段排開水的體積為3.06×103米3，則注水前管段與水箱的總質(zhì)量為多少千克？(海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墻設計需要考慮其下沉到海底時受到的壓力大小。這一壓力的大小與哪些因素有關？__________________________
_____________________。
海水的密度、海底深度、
隔墻面積等有關
14．(2022，杭州)小金利用厚度均勻的合金板(厚度為1 cm)，制作了一個無蓋的不漏水的盒子。成品尺寸如圖所示，質(zhì)量為1440 g。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)盒子開口朝上放在水平地面上對地面的壓強。
(2)合金板的密度。
(3)將盒子開口朝上，緩慢放入水中，當盒子上沿與水面齊平時松手(水足夠深)，盒子穩(wěn)定后在水中的浮沉情況為________(選填“漂浮”或“沉底”)，通過計算說明理由。
(3)沉底；盒子受到的最大浮力F浮＝ρ水gV?。?br/>1.0×103 kg/m3×10 N/kg×720×10－6 m3＝7.2 N，
G盒＝m盒g＝1.44 kg×10 N/kg＝14.4 N，F(xiàn)浮盒子在水中沉底。
15．(2023，杭州)某景區(qū)有乘氦氣球升空的觀光項目。如圖所示，氦氣球內(nèi)充滿氦氣，下端連接吊籃，在吊籃底端有一根纜繩，通過纜繩來控制氦氣球的升降。氮氣球的體積為6000 m3
(不計球壁的厚度)，ρ氦氣＝0.18 kg/m3，ρ空氣＝1.29 kg/m3，g取10 N/kg。
(1)氦氣球內(nèi)氦氣的質(zhì)量是多少？
(2)氦氣球在纜繩控制下，勻速豎直上升150 m，
用時300 s，則氦氣球上升的速度是多少？
(3)氦氣球(含氦氣)連同吊籃等配件的總重為4×104 N，現(xiàn)有總質(zhì)量為1740 kg的乘客，乘坐氦氣球勻速豎直升空，纜繩處于豎直狀態(tài)，此時纜繩對吊籃的拉力為多大？(不計吊籃及乘客在空氣中的浮力，不計空氣阻力)
(3)F?。溅芽諝鈍V＝1.29 kg/m3×10 N/kg×6000 m3＝7.74×104 N，G總＝G球＋G人＝G球＋m人g＝4×104 N＋1740 kg×10 N/kg＝5.74×104 N，F(xiàn)拉＝F?。璆總＝7.74×104 N－5.74×104 N＝2×104 N。
答：此時纜繩對吊籃的拉力為2×104 N。
探究影響浮力大小的相關因素
一、提出問題
浮力的大小跟哪些因素有關？
二、建立猜想
浮力的大小可能跟物體浸入液體的深度、物體排開液體的體積、液體的密度有關。
三、實驗設計與實施
實驗1：探究浮力大小與物體浸在液體中的體積是否有關
改變：物體浸在液體中的體積
控制：物體浸沒的深度、液體的密度相同
操作：
(1)將物體懸掛在彈簧測力計下，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F1，即G物＝F1。
(2)將同一物體一部分浸入水中，物體不接觸容器，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F2。
(3)增大物體浸入在水中的體積，物體不接觸容器，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F3。
實驗2：探究浮力大小與液體的密度是否有關
改變：液體的密度
控制：物體浸入的深度、物體浸入的體積相同
操作：
(1)將物體懸掛在彈簧測力計下，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F1，即___________。
(2)__________________________________，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F2′。
(3)____________________________________________________，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F3′。
G物＝F1
將同一物體恰好浸沒在液體1(水)中
將同一物體恰好浸沒在與液體1深度相同的液體2(鹽水)中
四、分析數(shù)據(jù)與交流
實驗1：若F1－F2_____F1－F3，則浮力大小與物體浸在液體中的體積有關。
實驗2：若F1－F2′____F1－F3′，則浮力大小與液體的密度有關。
五、得出結論
1．浸入在液體中的物體，其所受浮力的大小與其排開液體的體積和液體的密度有關。
2．液體密度一定時，排開液體的體積________，物體受到的浮力越大。
3．排開液體的體積一定時，液體的密度越大，物體受到的浮力_________。
≠
≠
越大
越大
【例】　 在“探究影響浮力大小的因素”實驗中，同學們根據(jù)生活經(jīng)驗，提出了浮力大小可能與下列因素有關的猜想：
①與物體浸入液體中的深度有關；
②與物體排開液體的體積有關；
③與液體的密度有關。
(1)請你寫出能夠支持猜想③的一個生活現(xiàn)象：___________________________________。
(2)進行探究時，實驗步驟和彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。其中序號b中物體P所受浮力大小為______N。
(3)分析a、c、d三次實驗，可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度________(選填“有關”或“無關”)；分析__________________三次實驗，可知浮力大小與物體排開液體的體積有關；分析a、d、e三次實驗，可知在物體排開液體的體積一定時，液體密度越大，物體受到的浮力_______(選填“越大”或“越小”)。
向清水中加鹽能使雞蛋上浮
1.4
無關
a、b、c或a、b、d
越大
(4)本實驗不僅可以探究影響浮力大小的因素，從實驗數(shù)據(jù)還可求出物體P的密度為__________________kg/m3。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
2.4×103

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