专题复习浮力1Word下载.docx
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当物体露出液面后,浮力逐渐减小,当浮力与重力相等时,物体将静止在液面上,即漂浮。
(2)根据物体和液体密度的大小关系判断:
浸没在液体中的物体由于V排=V物,所以要比较F浮与G物的大小,只要知道ρ物与ρ液的大小关系,即可判断物体浮沉。
①若ρ物>ρ液,F浮<G物,物体下沉;
②若ρ物=ρ液,F浮=G物,物体悬浮;
③若ρ物<ρ液,F浮>G物,物体上浮;
5.浮力的应用:
(1)轮船:
要用密度大于水的材料制成能够浮在水面的物体,可以把它做成空心,使它能够排开更多的水。
根据这个道理,人们用密度大于水的钢铁制造了轮船。
(2)潜水艇:
潜水艇两侧有水舱。
向水舱中充水时,潜水艇逐渐加重,就逐渐潜入水中。
当水舱充满水时,潜水艇重等于同体积的水重,潜水艇可以悬浮在水中。
当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇重力减小,从而浮出水面.
(3)气球和飞艇:
气球里充的是密度小于空气的气体。
例如节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球,充的是氢气;
作为一种体育、娱乐活动的热气球,充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气。
题型探究:
1.关于浮力的产生原因:
例:
图中A、B都浸没于液体中,A与容器侧壁紧密接触,B与容器底紧密接触。
则:
A、B两物体是否受到浮力()
A.A、B都受到浮力
B.A不受浮力,B受到浮力
C.A、B都不受到浮力
D.A受浮力,B不受浮力
分析:
因为B物体下表面没有与水接触,根本就不受水对它的压力,所以无压力差,因而不受浮力。
而A物体上下表面都与水接触,受到浮力。
答案:
D
2.关于物体的浮沉:
关于物体的沉浮,下列说法中正确的是()
A.体积大的物体在液体中一定上浮
B.质量大的物体在液体中一定下沉
C.如果物体所受的浮力和重力相等,那么物体一定悬浮
D.空心的物体在液体中不一定上浮
体积大的物体,它的重力不一定小于它受到的浮力;
重力大的物体不一定大于它受到的浮力;
浮力和重力相等有可能是悬浮,也有可能是漂浮;
空心物体的重力有可能大于它受到的浮力。
3.关于浮力的大小:
例1:
如图所示,在盛水容器中,有4个体积完全相同的物体:
A是一浮于水面的正方体木块;
B是用线吊着浸没在水中的长方体铁块;
C是悬浮在水中的空心钢球;
D是圆台形石蜡块,它沉于容器底面并与容器底无缝隙紧密结合,试比较分析A、B、C、D所受浮力的情况.
分析与解:
虽然A、B、C、D四个物体,它们的形状不同,组成的物体种类不同,有的是实心的、有的是空心的,浸入水中的深度也不同,但这些不同条件跟浮力的大小均无关,所以无需加以考虑.浮力的大小只跟液体的密度与排开液体的体积有关.因为它们是浸在同一种液体中,所以浮力的大小由V排而定,但D物体与容器底紧密结合,故浮力为零.由此可知,此题A、B、C、D四个物体所受浮力大小可以用下式来表示,取FB>
FC>
FA>
FD
例2.下列说法中正确的是 ( )
A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大
B.密度较大的物体在水中受的浮力大
C.重的物体受的浮力小
D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
分析 阿基米德原理的数学表达式为:
F浮=
液gV排,公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体密度和物体排开液体的体积有关.根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎刃而解了。
A选项:
物体浸没在水中,无论深度如何,V排不变,水的密度不变,F浮不变.A选项不正确。
B选项:
物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系,B选项不正确。
C选项:
重力的大小对物体所受的浮力无影响.例如:
大铁块比小铁块要重一些,但将两者浸没于水中,大铁块受的浮力反而大些,因为大铁块的V排大.C选项不正确。
D选项:
同体积的铁块和木块,浸没于水中,V排相同,
水相同,F浮铁=F浮木,铁块和木块受的浮力一样大。
答案 D
4.关于阿基米德原理:
例题:
打捞海底沉船常用浮筒。
充满海水的浮筒靠自重下沉,向浮筒内充气,将筒内海水排出,浮筒即产生上举力。
浮筒为用钢制成的空心圆柱体,若底面外半径r=5米,外高L=12米,其质量为2×
105千克,当浮筒沉入60米深处时,充气的压强至少应为多少个标准大气压时才能把筒内的水排出?
它能产生多大的上举力?
(略去充入气体的质量。
海水的密度ρ=1.03×
103千克/米3)
阿基米德原理指出:
浸在液体中的物体所受液体的浮力的大小等于此物体所排开的液体的重量.如何计算物体排开液体的体积?
设有一容积为V1的容器,其自身的壳壁的体积为V2,若将其封闭而浸没入水中,则它排开水的体积应为V排=V1+V2,此时它在水中所受浮力的大小则为F=ρ水(V1+V2)g;
若将其入口敞开,使其浸没入水中,则容器内部会充满水,则此时只有容器的壳壁起排开水的作用,故其排开水的体积应取为V排’=V2,此时它在水中所受浮力的大小为F’=ρ水V2g.
解:
60m深处海水的压强等于大气压与60m高的海水水柱产生的压强之和,而60m高的海水水柱所产生的压强为
p1=ρgh
=1.03×
103×
9.8×
60Pa=6.06kPa=6atm
则60m深处海水压强为
p=po十p1=1atm+6atm=7atm
充气压强至少应等于海水压强才能将海水由浮筒中排出,即充气压强至少要等于7atm.
将浮筒内海水排出后,浮筒排开海水的体积为
V=πr2L
则浮筒所受浮力大小为
F=ρVg=ρπr2Lg
=1.03×
3.14×
52×
12×
9.8N
=9.51×
106N
浮筒自身重力为
G=mg=2×
105×
9.8N=1.96×
则此浮筒可以产生向上的举力为
F举=F—G
106N一1.96×
106N=7.55×
5.关于密度计:
小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计。
将它放入水中,液面到木杆下端的距离为16.5cm;
再把它放到盐水中,液面到木杆下端的距离为14.5cm。
如果所用铅丝的体积极小,可以忽略,小明测得到的盐水密度是多少?
本题看起来条件很少,似乎很难下手,但你一旦注意题目中的两种情况皆为漂浮,立即抓最简单的力平衡式,再具体分析各力,问题即可迎刃而解。
设密度计的横截面积为
,密度计在水中的浮力:
。
密度计在盐水中的浮力:
,
,即:
6.关于浮力和杠杆的综合:
如图所示,杠杆左右两端分别挂一铁块和铜块,杠杆处于平衡状态,现将其两边物体同时浸入水中,则杠杆()
A.杠杆仍保持平衡
B.杠杆左端将向下倾斜
C.杠杆右端将向下倾斜
D.无法判断
为了便于判断,我们可以假设两端的物体同时浸入密度刚好为
的液体中,左边铁块受到的浮力等于铁块的重力,故左端的合力为零,右边铜的重力仍大于它受到的浮力,合力大于零。
根据杠杆的平衡条件,右端下沉。
C。
7.关于液面升降问题:
如图中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:
(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?
(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
(a) (b)
分析 这道题可以用计算的方法来判断,关键是比较两个体积,一是冰熔化前,排开水的体积V排,一个是冰熔化成水后,水的体积V水.求出这两个体积,再进行比较,就可得出结论.
解
(1)冰在水中,熔化前处于漂浮状态.
F浮=G冰
水gV排=m冰g
V排=
冰熔化成水后,质量不变:
m水=m冰
V水=
=
比较①和②,V水=V排
也就是冰熔化成水的体积与原来排开水的体积相等,即冰熔化后成水后,恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积,因此液面不变
(2)冰在盐水中:
冰熔化前处于漂浮,则
F盐浮=G冰
盐水gV排盐=m冰g
V排盐=
①
冰熔化成水后,质量不变,
②
比较①和②,因为
水=
盐水
∴ V水=V排排
也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前排开盐水的体积,因此冰在盐水中熔化后液面上升了。
答案
(1)冰在水中熔化后液面不变.
(2)冰在盐水中熔化后液面上升
8.本章相关实验
某同学把重力为4.40牛、体积为V米3的圆柱体挂在弹簧秤的下端,分别测量圆柱体在水和酒精中所受的浮力,下表记录了有关的实验数据。
(ρ酒精=0.8×
103千克/米3)⑴分析比较表中实验序号1与5或(2与6、或3与7),可以得出的结论是:
_______。
⑵分析比较表中实验序号_______,可以得出的结论是:
浸在同种液体中的物体,排开液体的体积越大,所受的浮力也越大,且所受浮力与物体排开液体的体积成正比。
⑶试分析实验序号4的数据,产生弹簧秤示数为零的原因(弹簧秤完好)可能是:
⑷试分析实验序号8的数据,产生弹簧秤示数为零的原因(弹簧秤完好)可能是:
⑸在表中的两个空格处分别填上相应的数据。
第⑴问提示“分析比较实验序号1与5或(2与6、或3与7)”的数据,我们从表中可以看出在排开液体的体积相同的条件下,浸在水中受到的浮力比在酒精中大。
联想到浮力的计算公式F浮=籽液gV排 ,得出的结论是:
浸在不同液体中的物体,在排开液体体积相同的条件下,液体密度越大,物体受到的浮力也越大。
(由于实验中是通过弹簧秤测出物体的浮力,从数据分析无法得到物体受到的浮力与液体密度成正比的结论。
)
第⑵问提示:
“浸在同种液体中的物体,所受浮力与物体排开液体的体积成正比”,相关的实验序号应为1与2与3(或5与6与7)。
第⑶问提示:
弹簧秤完好,根据表格中的数据,可以按比例算得序号4时浮力为4.41牛,此时物体已经漂浮,所以弹簧秤上读数为零。
但是,物体的重力只有4.40牛,所以在空格处只能填写4.40牛。
第⑷问同样按比例算得序号8时浮力为3.51牛。
这时弹簧秤应该有读数为0.89牛,但是实验中观察到弹簧秤的示数为零,只有物体已经碰到容器底部,由容器底部提供了支持力这一可能了。
第⑸问的答案为4.40牛;
3.51牛。
例2:
给你足够的水,量筒一只,怎样测定小瓷酒杯的密度(酒杯的直径小于量筒的直径)请写出主要实验步骤及密度表达式。
测固体密度的方法有多种,有直接的方法:
用天平测质量、量筒(量杯)测体积;
有间接的方法:
利用物体漂浮时排开液体的重力等于物体的重力,求出物体的质量,再利用排水法测物体的体积,算出物体的密度,本题应使用间接方法测小瓷杯的密度。
1、在量筒里倒入适量的水,记下水面到达的刻度
2、把小酒杯漂浮在水面上,记下水面到达的刻度
3、把小酒杯沉没在水中,记下水面到达的刻度
4、计算:
小酒杯漂浮在水面上
小酒杯沉没在水中时,它排开水的体积为
,即瓷杯自身瓷的体积。
9.方法总结:
有关浮力的综合题涉及的知识点较多,一般要涉及到阿基米德原理、公式、物体浮沉条件、物体受力平衡、密度、杠杆等知识。
解题的一般步骤是:
首先认真审题,明确已知条件,要求什么,然后对物体的受力情况和所处的状态进行分析,建立方程(组),求解。
通过以上的分析培养学生思维的独创性、敏捷性,增强学生的解决问题的能力大有帮助。
中考集粹:
1.一个物体所受的重力为10N,将其全部浸没在水中时,所排开的水所受的重力为20N,此时它所受的浮力为N,放手后物体将(选填“上浮”、“下沉“或“悬浮”)
2.如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”),________杯中水面升高得多。
3.将体积相同的三个实心小球,分别放入盛有水的A、B、C三个容器中,静止后的位置如图所示,若三个小球所受的浮力分别用FA、FB、FC表示,则它们的大小关系是_____________;
________容器中的小球密度最大.
4.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。
甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是
A甲受到的浮力B乙受到的浮力大
C丙受到的浮力大D甲、乙、丙受到的浮力一样大。
5.如图所示,纵坐标表示物体的质量,横坐标表示物体的体积.图像a、b分别表示物体甲、乙的质量与体积的关系.下列说法中正确的是
A.将物体甲放入水中一定浮在水面
B.将物体乙放入水中一定沉入水底
C.将体积相等的甲、乙物体捆在一起放入水中一定
沉入水底
D.将体积相等的甲、乙物体捆在一起放入水中一定
浮在水面
6.关于物体受到的浮力,下列说法中正确的是
A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C.物体没入水中越深受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越大
7.池底的小鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会逐渐变大,则气泡受到的浮力和气泡内气体压强的变化情况是()
A.浮力不变,压强不变B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大D.浮力变大,压强变小
8.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条"
吃水线"
又称"
载重线"
如图2所示.其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线.当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系,有()
A.浮力增大,ρ1=ρ2B.浮力减小,ρ1=ρ2
C.浮力不变,ρ1>
ρ2D.浮力不变,ρ1<
ρ2
9.鱼鳔是鱼体内可以涨缩的气囊,是鱼类的沉浮器官。
鱼鳔主要是通过改变下列哪一个因素来实现沉浮的()
A、鱼的重力B、鱼的质量
C、鱼排开水的体积D、鱼受到的压强
10.一个均匀圆柱体悬浮在液体中,如果把圆柱体
截为大小不等的两部分,再放入该液体中,则
A.两部分都上浮B.两部分都悬浮
C.体积大的上浮,体积小的下沉D.体积小的上浮,体积大的下沉
11.如图所示,将一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面;
把它放入另一种液体中,它却沉入底部。
则在这两种情况下这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较()
A.在水中受到的浮力较大
B.在液体中受到的浮力较大
C.受到的浮力一样大
D.无法比较浮力大小
12.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放
在斜面上,如图所示。
图上画出了几个力的方向,
你认为鸡蛋所受浮力的方向应是
A.F1B.F2C.F3D.F4
13.关于浮力、浮沉条件,下列说法中正确的是()
A.轮船从海里行驶到河里所受浮力减小
B.浸没在液体中的物体所受浮力的大小随深度的增加而增大
C.阿基米德原理只适用于浸在液体中的物体,不适用于气体中的物体
D.医学上将人的血液滴入硫酸铜溶液中,如果血液恰好悬浮,则说明两者密度相同
14.把重为5N,体积为600cm3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是(g取10N/㎏)()
A.物体漂浮,F浮=6NB.物体悬浮,F浮=5N
C.物体漂浮,F浮=5ND.物体沉在水底,F浮=6N
15.如图甲所示,一只烧杯中盛有石蜡油、水和水银三种液体,液体之间不相溶合.将一实心铅块(铅的密度是11.3g/cm3)轻轻放入该烧杯中,图乙中能正确显示出铅块静止时位置的图是()
16.如图3所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,静止在图示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是:
()
A、F1>F2B、F1=F2
C、F1<F2 D、无法确定
17.将同一小石块分别浸没在水和某种液体中,弹簧测力计的示数如图所示,则小石块的密度是kg/m3,,这种液体的密度是kg/m3,.(g取10N/kg)
18.如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图回答下列问题:
(1)若探究浮力大小与物体浸设深度的关系,应选用的操作是__________(填序号)。
(2)若选用的操作是②④⑥,可探究浮力的大小与__________的关系。
(3)若探究浮力大小与物体排汗液体体积的关系,应选用的操作是_________(填序号)。
19.(2005广州市)小芳要探究金属圆柱受到水的浮力与浸在水中深度的关系,实验装置如下图所示,将高为9cm的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在金属圆柱体接触容器底之前,记下金属体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的拉力示数F,实验数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
h/cm
10
12
14
F/N
6.75
6.25
5.75
5.25
4.5
(1)第3次实验时,金属圆柱受到的浮力大小为:
___________.
(2)据实验数据,分析金属圆柱浸在水中受到的浮力大小与浸入水中深度的关系是___________________________________________________
20.(2005黑龙江)学习了浮力知识后,几乎所有的同学对木块一定能浮在水面上深信不疑,唯独小峰同学对此还有疑问。
经过一番争论后,他找来一些器材做起了实验……
(1)他将一个边长为10cm、密度为0.6×
103kg/m3的正方体木块放入水槽中,然后加入5cm深的水。
请你通过计算,判断木块是否能浮起来。
(2)继续向水槽内加水,直至水深为10cm。
此时木块能浮在水面上吗?
为什么?
这时水对槽底的压强有多大?
21.一密度为ρ木=0.6×
103㎏/m3的长方形木块,长a=0.4m,宽b=0.2m,高c=0.1m。
⑴当木块漂浮在水面上时,它露出水面部分的体积是多少?
⑵若用挖空的办法,把这个木块做成一只小“船”,使它能装载5.9㎏的沙子而不至于沉没,木块上被挖去的那部分体积至少应该有多大?
(水的密度ρ水=1×
103㎏/m3,g取10N/㎏)
25.)某校初三
(2)班教室里有一部GB—05型台式饮水机,其结构剖面示意图如下。
控水槽中浮体A与阀门C固定相连,起初浮体A恰好浸没时阀门C关闭;
A未浸没时C略有下降,使桶内水流入控水槽。
已知阀门C的横截面积为1.0cm2,不计大气压强,g取10N/kg。
(1)不计浮体A及阀门C的重力,阀门C刚关闭时,浮体A及阀门C这一整体在哪两个力的作用下平衡?
如果浮体A的体积为45cm3,为使控水槽内保持一定水位,水桶内的水至多有多高?
(2)若浮体A及阀门C的重力不能忽略且为0.1N,水桶内装有深为40cm的水,为使控水槽内保持一定的水位,浮体A的体积至少为多大?
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