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浙教版中考第一輪復習物理——6、浮力-學案

　浮力
1．浮力：浸在液體(或氣體)中的物體受到__豎直向上的托力__，這個力叫浮力。
2．浮力的方向__豎直向上__，施力物體__液體(或氣體)__。
3．浮力的大小F浮＝G－F(F為物體在液體中測力計的示數)，這種方法叫__稱重法__。
4．浮力產生的原因：__物體在液體中受到向上和向下的壓力差__。
5．物體在液體中所受浮力的大小，跟它__排開液體的體積__和__液體的密度__有關。
　阿基米德原理
1．內容：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體__排開的液體受到的重力__。
2．公式：F浮＝G排液＝__ρ液gV排液__。由公式可知浮力的大小取決于液體的密度和排開液體的體積。
　物體的浮沉條件

上浮 下沉 漂浮 懸浮 沉底

F浮>G F浮實心體 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 V排處于動態(運動狀態不斷改變)，受力不平衡
是“上浮”過程的最終狀態 可以停留在液體的任何深度處 是“下沉”過程的最終狀態
處于靜態，受平衡力作用

　有關浮力的分析與計算
1．阿基米德原理：F浮＝G排液＝__ρ液gV排液__。
2．稱重法：F浮＝__G－F__，其中F為物體浸入液體時彈簧測力計的讀數。
3．平衡條件法：__F浮＝G__，一般指物體在液體中處于懸浮或漂浮狀態。
4．原因法：F浮＝__F向上－F向下__。
　浮力圖像的分析及計算
【例1】彈簧測力計下掛一長方體物體，將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降，然后將其逐漸浸入水中如圖甲；圖乙是彈簧測力計示數F與物體下降高度h變化關系的圖像，則下列說法中正確的是(　　)
A．物體的體積是500 cm3
B．物體受到的最大浮力是5 N
C．物體的密度是2.25×103 kg/m3
D．物體剛浸沒時下表面受到水的壓力是9 N
,甲)　　　,乙)
【解析】A、B由圖像知，G＝9 N，當物體完全浸沒時，拉力F＝5 N，則完全浸沒時的浮力為F浮＝G－F＝9 N－5 N＝4 N，此時物體完全浸沒，所以浮力最大，故B錯誤；由F浮＝ρ液gV排得，V＝V排＝＝＝4×10－4 m3，A錯誤；C.物體的質量m＝＝＝0.9 kg；則ρ＝＝＝2.25×103 kg/m3，C正確；D.物體剛浸沒時，下表面受到的壓力F下＝F浮＝4 N，故D錯誤。
【答案】C

1．不吸水的長方體A固定在體積不計的輕桿下端，位于水平地面上的圓柱形容器內，桿上端固定不動，如圖甲所示。現緩慢向容器內注入適量的水，水對容器底部的壓強p與注水體積V的變化關系如圖乙所示。當p＝600 Pa時，容器中水的深度為__6__cm；若ρA＝0.5 g/cm3 ，當注水體積V＝880 cm3時，桿對A的作用力大小為__5.2__N。(g取10 N/kg)
,甲)　,乙)
2.一枚重量為G的雞蛋懸浮在鹽水中，如圖所示。往鹽水中繼續均勻緩慢加鹽，雞蛋所受浮力F隨時間t變化的圖像可能是( A )
,A)　　,B)
,C)　　,D)
　浮力的計算
【例2】小明探究怎樣使物體上浮或下沉，用手將質量為150 g，體積為1.6×10－4 m3的蘋果浸沒在水中，蘋果受到的浮力為____N。松手后蘋果將____(選填“上浮”“下沉”或“懸浮”)，最后靜止時，蘋果受到的浮力是____N。(g取10 N/kg)
【解析】(1)當蘋果浸沒在水中時，此時排開水的體積就等于蘋果的體積，利用阿基米德原理計算此時蘋果受到的浮力；(2)知道蘋果的質量，利用公式G＝mg計算蘋果受到的重力；浮力與重力進行比較，重力大于浮力就下沉，重力等于浮力就懸浮，重力小于浮力就上浮；(3)最后根據蘋果所處的狀態求出靜止時受到的浮力。
【答案】1.6；上浮；1.5

3．當溢水杯中盛滿密度為ρ1的液體時，把實心物塊放入杯中，物塊漂浮，靜止后溢出的液體質量為m1；當溢水杯盛滿密度為ρ2的液體時，把同一物塊放入杯中，物塊沉底，靜止后溢出的液體質量為m2。則物塊的密度為( D )
A.·ρ1　　B.·ρ1　　C.·ρ2　　D.·ρ2
4．有甲、乙兩個溢水杯，甲溢水杯盛滿酒精，乙溢水杯盛滿某種液體。將一不吸水的小球輕輕放入甲溢水杯中，小球下沉到杯底，溢出酒精的質量是40 g；將小球從甲溢水杯中取出擦干，輕輕放入乙溢水杯中，小球漂浮且有的體積露出液面，溢出液體的質量是50 g，已知 ρ酒精＝0.8×103 kg/m3，下列計算正確的是( B )
①小球的質量是40 g；②小球的體積是50 cm3；③液體的密度是1.1×103 kg/m3；④小球的密度是0.9×103 kg/m3。
A．只有①②正確 B．只有②③正確
C．只有②④正確 D．只有①③正確
【疑難易錯點睛】計算浮力前，首先要判定狀態，然后選擇合適公式計算。
　浮沉條件的應用與計算
【例3】小明用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作了一個“浮沉子”(如圖)，他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在礦泉水瓶內的水面上，礦泉水瓶內留有少量空氣，擰緊瓶蓋使其密封，用力擠壓礦泉水瓶側面時“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”上浮。下列說法錯誤的是(　　)
A．“浮沉子”下沉時，所受重力大于它受到的浮力
B．無論怎樣擠壓礦泉水瓶側面，“浮沉子”不可能懸浮在水中
C．“浮沉子”上浮時，小瓶內的壓縮空氣會將內部的水壓出
D．潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同
【解析】擠壓大塑料瓶，瓶內空氣被壓縮，將壓強傳遞給水，水被壓入小瓶中，將瓶體中的空氣壓縮，這時“浮沉子”里進入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉；松開手，小瓶內水面上的空氣體積增大，壓強減小，“浮沉子”里面被壓縮的空氣把水壓出來，此時“浮沉子”的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮；當“浮沉子”的重力等于它所受的浮力，它就懸浮；潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同，綜上所述，B說法錯誤，符合題意故選B。
【答案】B

5．未煮過的湯圓沉在水底，煮熟后漂浮在水面上，則此時湯圓( D )
A．受到的浮力等于重力，排開水的體積比未煮過的小
B．受到的浮力大于重力，排開水的體積比未煮過的小
C．受到的浮力大于重力，排開水的體積比未煮過的大
D．受到的浮力等于重力，排開水的體積比未煮過的大
6.在水平桌面上有一個盛有水的容器，木塊用細線系住沒入水中(水未溢出)，如圖甲所示。將細線剪斷，木塊最終漂浮在水面上，且五分之二的體積露出水面，如圖乙所示。下列說法正確的是( C )
A．甲、乙兩圖中，木塊受到水的浮力之比是5∶2
B．甲、乙兩圖中，水對容器底部的壓強之比是1∶1
C．甲圖中細線對木塊的拉力與木塊受到的浮力之比是2∶5
D．甲、乙兩圖中，容器對水平桌面的壓強之比是5∶3
　浮力與壓強綜合
【例4】如圖所示，一質地均勻的圓柱形平底玻璃杯，置于水平桌面中央，杯內水中漂浮著一冰塊，關于冰熔化前后比較，下列說法正確的是(　　)
A．玻璃杯對桌面的壓強增加
B．容器內液體的密度減小
C．玻璃杯中液面的高度升高
D．液體對容器底部的壓強不變
【解析】冰塊熔化前后，杯內物質的重力不變，杯子的重力不變；故桌面受到的壓力(F＝G總)就不變，杯子的底面積不變；根據固體的壓強公式：p＝＝得，桌面受到的壓強不變，故A錯誤；冰熔化成水后，水的密度不變，故B錯誤； 根據阿基米德原理：F浮＝G排(即排開水的重力G排水即得F浮＝G排水；因為冰塊漂浮，根據二力平衡知識，有F浮＝G冰；故G冰＝G排水；故冰塊熔化前后，水面高度h不變； 根據液體壓強的公式：p＝ρgh可得，因為水的高度h不變，故水對杯底的壓強不變，故C錯誤，D正確。
【答案】D

7．現有甲、乙兩個完全相同的容器，盛有體積相同的不同液體，把一個雞蛋分別放入兩容器中的情形如圖所示，雞蛋在甲、乙兩杯液體中所受的浮力分別為F甲浮和F乙浮 ，兩杯液體對容器底部的壓力分別是F甲和F乙，壓強分別是p甲和p乙 ，以下判斷正確的是( C )

A．F甲浮B．F甲浮>F乙浮，F甲C．F甲浮＝F乙浮，F甲>F乙，p甲>p乙
D．F甲浮＝F乙浮，F甲p乙
【疑難易錯點睛】壓強和浮力的變化要正確選用公式，找準不變量，再通過變量的變化推導壓強浮力的大小。
　實驗突破：探究影響浮力大小的因素
一、命題題眼突破
1．實驗目的：探究浮力的大小與哪些因素有關？與哪些因素無關？
2．實驗裝置及部分實驗步驟。如圖：
,A)　,B)　,C)　,D)　,E)
3．實驗結論：浮力的大小與物體浸在液體中的體積、液體的密度有關，物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。與物體的質量、體積、密度、形狀及物體在液體中的深度無關。
4．實驗題眼突破
(1)彈簧測力計的使用與讀數。
(2)用稱重法計算浮力(F浮＝G物－F示)。
(3)控制變量法的應用
a．探究浮力的大小與物體浸沒的深度的關系(用測力計提著同一物體，讓它分別浸沒于相同液體的不同深度)；
b．探究浮力的大小與浸入液體體積的關系(用測力計提著同一物體，讓物體浸入同種液體中不同的體積)；
c．探究浮力與液體密度的關系(用測力計提著同一物體，讓它分別浸沒于不同的液體中)。
(4)阿基米德原理公式的相關計算(①計算固體、液體的密度；②判斷浮力大小的變化)。
(5)實驗圖像的繪制與分析(彈簧測力計示數F與物體浸入液體中的深度h的圖像如圖所示：物體的重力G＝9 N，物體浸沒在水中所受浮力F＝9 N－2 N＝7 N)。

二、實例剖析
【例5】在進行“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，同學們提出了如下猜想：
A：可能與物體浸沒在液體中的深度有關；B：可能與物體的密度有關；C：可能與液體的密度有關；D：可能與物體浸在液體中的體積有關。
為了驗證上述猜想，小明選用了物塊甲和乙(甲和乙的體積相等但密度不同)、彈簧測力計、一杯水、一杯鹽水、細繩等器材，做了如圖所示的實驗。

(1)分析比較實驗①⑤，可以知道甲浸沒在水中時所受到的浮力是____N。
(2)分析比較實驗①④⑤，可以驗證猜想____是錯誤的。
(3)分析比較實驗①⑤與②⑥，可以驗證猜想____是錯誤的。
(4)分析比較實驗____，可以驗證猜想D是正確的。
(5)分析比較實驗____可得：浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關。
(6)綜合以上分析，得出最后的實驗結論是：浸在液體中的物體所受浮力的大小與____有關。
(7)在進行實驗⑥⑦過程中，也運用了控制變量法，保持了____不變，進行探究、驗證。
【解析】由題意可知，(1)由于甲浸沒在水中靜止時，受到重力、浮力和拉力三個力作用且平衡，所以，甲受到的浮力F浮＝G－F拉＝3.0 N－1.0 N＝2.0N；(2)實驗④和⑤是同一個物塊浸沒在同一種液體中的不同深度處，但物塊所受到的浮力大小是不變的，由此可以看出物體所受的浮力大小與其浸沒在液體中的深度有關的猜想是錯誤的，即A猜想錯誤；(3)由實驗①⑤和②⑥可以看出，物塊的密度不同但液體的密度相同，排開液體的體積相同，物塊所受到的浮力大小也相同，由此可以判斷：物體所受的浮力的大小與物體的密度有關的猜想是錯誤的，即B猜想錯誤；(4)由題圖可以看出通過比較實驗①③④或③④或①③⑤或③⑤都可以驗證猜想D是正確的；(5)由題圖可以看出通過比較實驗②⑥⑦或⑥⑦可以得出：浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關；(6)綜合以上分析，得出的結論是：浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度、物體浸在液體中的體積有關；(7)由圖可以看出：實驗⑥⑦探究的是物體所受浮力的大小與液體的密度的關系，所以應該要控制物體浸在液體中的深度、物體的密度、物體浸在液體中的體積不變來進行實驗探究。
【答案】(1)2.0；(2)A；(3)B；(4)①③④或③④或①③⑤或③⑤；(5)②⑥⑦或⑥⑦；(6)液體的密度、物體浸在液體中的體積；(7)物體浸沒在液體中的深度、物體的密度、物體浸在液體中的體積

8．某物理興趣小組做了如圖所示的實驗來探究影響浮力大小的因素。
,A)　,B)　,C)　,D)　,E)
(1)物體浸沒在水中時受到的浮力是__1__N，方向為__豎直向上__。
(2)物體浸沒在酒精中時排開酒精的重力是__0.8__N。
(3)比較__C、E__兩幅圖可知，浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關。
(4)由A、B、C、D四個步驟可知，浮力的大小有時與深度有關，有時又與深度無關，對此正確的解釋是浮力的大小與__排開液體的體積__有關。

鞏固提高
1.兩手分別拿著一個小木塊和一個大石塊浸沒在水中，同時松手，小木塊上浮，大石塊下沉。比較松手時兩者所受的浮力( B )
A．木塊受的浮力大　　　　B．石塊受的浮力大
C．兩者受的浮力一樣大 D．條件不足，無法比較
2．一物體漂浮在水中，有體積露出水面，則物體的密度為( B )
A．1 g/cm3 B．0.75 g/cm3
C．0.5 g/cm3 D．0.25 g/cm3
3．半潛船可用來運輸超大型貨物，空載時漂浮于海面(如圖甲)；裝載時需向船體水艙注水，船體重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下(如圖乙)；等貨物被拖到甲板上方時，排出水艙中的水，船體重力減小，甲板上浮至海面，完成貨物裝載(如圖丙)。半潛船在甲、乙、丙三種狀態時所受的浮力分別為F1、F2、F3，則以下判斷正確的是( B )

A．F1>F3>F2 B．F2>F3>F1
C．F3>F1>F2 D．F3>F2>F1
4.一重為0.6 N的雞蛋先后放入甲、乙兩液體中，如圖所示，雞蛋在甲中懸浮，在乙中漂浮，則雞蛋在甲中受到的浮力為__0.6__N，甲的密度__<__(選填“＞”“＜”或“＝”)乙的密度。



5.我國自行設計的水下滑翔機“海翼”成功下潛至6 329 m，打破了世界紀錄。“海翼”的外形設計成流線型，是為了__減小阻力__；在其外表穿上碳纖維材料特制的“衣服”以減小重力，這是因為碳纖維材料的__密度__小；“海翼”配備油囊裝置，需要上浮時，油囊會鼓起來，使浮力__大于__重力。
6．如圖甲所示，圖A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排開液體所受重力的關系”實驗的五個步驟。

圖甲
(1)__B、D__兩步驟可計算出圓柱體物塊浸沒在水中時受到的浮力F浮＝__1.2__N。__A、E__兩步驟可得出物塊排開水所受的重力G排。比較F浮與G排，可以得到浮力的大小跟物塊排開水所受重力的關系。
(2)如圖乙所示是圓柱體物塊從水面緩慢浸入水中時，根據實驗數據描繪出彈簧測力計示數F隨物塊浸入深度h變化的關系圖像。分析圖像可得：當物塊沒有浸沒之前，h增大時，彈簧測力計示數__變小__(選填“變大”“變小”或“不變”)。當h＝4 cm時，物塊所受的浮力為__0.8__N。浸沒后，h繼續增大時，彈簧測力計示數為__3__N，該圓柱體物塊的高度是__6__cm。
,圖乙)
7．如圖所示，一密度均勻，質量為6 kg，底面積為600 cm2的長方體木塊漂浮在靜止的水面上，g取10 N/kg，求：

(1)水對木塊產生的浮力大小。
(2)木塊浸入水中的深度。
(3)水在木塊下表面上產生的壓強大小。
解：(1)木塊的重力：G＝mg＝6 kg×10 N/kg＝60 N，木塊漂浮，所以水對木塊產生的浮力：F浮＝G＝60 N；(2)木塊的底面積：S＝600 cm2＝6×10－2 m2，根據F浮＝ρ水gV排可得木塊排開水的體積：V排＝＝＝6×10－3 m3，木塊浸入水中的深度h＝＝＝0.1 m；(3)水在木塊下表面上產生的壓強為：p＝ρgh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1×103 Pa。
答：水對木塊產生的浮力大小為60 N；(2)木塊浸入水中的深度為0.1 m；(3)水在木塊下表面上產生的壓強大小為1×103 Pa。

(
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