2017屆中考科學(xué)培優(yōu)講義專(zhuān)題集訓(xùn)第8講浮力試題

1、 第 8 講浮力 知識(shí)梳理 【復(fù)習(xí)重點(diǎn)】 1.浮力 浸在液體（或氣體）里的物體受到豎直向上的托力， 這個(gè)托力叫作浮力。 浮力的方向豎直向上（或 與重力方向相反）。浮力的施力物體是液體（或氣體）。 物體浸入液體中所受的浮力大小可通過(guò)“二次稱量法”測(cè)量，即用彈簧測(cè)力計(jì)在空氣中對(duì)物體 稱重，將物體浸入液體中再測(cè)一次，兩次讀數(shù)的差值即為物體浸在液體中所受的浮力。 2阿基米德原理 表達(dá)式：F浮=G排液=口排g= p液gV排液，G排液是指被物 體排開(kāi)的液體的重力， V排液是指被物體排開(kāi)的 液體的體積。注意：當(dāng)物體全部浸入液體 （或氣體）時(shí)：V排液=V物，當(dāng)物體部分浸入液體（或氣體）時(shí)： V排液v V物。

2、3. 物體的浮沉條件及判斷方法 （1）浮沉條件 上浮 下沉 漂浮 懸浮 沉底 心4 F申G梅 F浮=G F 津+F=G. 物體處于動(dòng)態(tài)， 受非平衡力作用 物體處于靜態(tài)，受平衡力作用 （2）物體浮沉的判斷方法 判斷方法 比較F事和G樹(shù) 比較的和片 上浮 卩淞Q 樹(shù) 懸浮 下沉 網(wǎng) E P 擒 4. 浮力的計(jì)算 二次稱量法：F浮=G物-F。 2 阿基米德原理法：F浮=G排=口排g= p液gV排。 壓力差法：F浮=F向上一 F向下。 (4)漂浮或懸浮條件：F浮=G排。 5. 浮沉條件的應(yīng)用 (1) 密度計(jì) 密度計(jì)是用來(lái)測(cè)量液體密度的， 密度計(jì)在不同的液體中所受浮力相同， 因此在密度大的液體中 排開(kāi)的

3、液體的體積小，所以密度計(jì)刻度上小下大。 (2) 輪船 輪船在不同的水(如江水、海水)中都處在漂浮狀態(tài)，所受浮力相等。輪船的排水量是指輪船滿載 時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。 排水量(m排)和輪船質(zhì)量(m船)、貨物的質(zhì)量(m物)的關(guān)系：F浮=G物+ G船，G排=G物+ G船，口排=m物+ m 船。 注意：一艘船從江河淡水駛?cè)牒Ｋ蟾×Σ蛔儯?V排減??；反之，從海水駛?cè)氲?，浮力不變?V排增大。 (3) 潛水艇 靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮與沉。潛水艇在水下時(shí)浮力不變，充水時(shí)，重力增大，當(dāng)重力大于浮力則 下沉；排水時(shí)，重力減小，當(dāng)重力小于浮力時(shí)上浮。 注意：潛水艇潛水狀態(tài)從江河淡水駛?cè)牒Ｋ?V排不變，浮力增大；反

4、之，從海水駛?cè)氲?V 排不變，但浮力減小。 氣球 升空時(shí)，氣球里充密度小于空氣的氣體；返回時(shí)，放出一部分氣體，使氣球的體積變小，浮力減 小且小于重力。 熱氣球的升降原理： 充入加熱后的空氣， 球內(nèi)空氣密度減小， 氣球上升；停止加熱，熱空氣冷去卩， 球內(nèi)密度增大，氣球下降。 (5)鹽水選種原理：配制一定濃度的鹽水，使其密度小于優(yōu)質(zhì)種子的密度而大于劣質(zhì)種子的密度， 籽粒飽滿的種子密度較大而沉底，籽粒不飽滿的種子密度較小而上浮。 【復(fù)習(xí)難點(diǎn)】 阿基米德原理的理解和運(yùn)用、有關(guān)浮力的計(jì)算。 【易考點(diǎn)】 1.物體浮沉的判斷。 3 2阿基米德原理的應(yīng)用與浮力的相關(guān)計(jì)算。 考點(diǎn)精析 考點(diǎn)一浮力產(chǎn)生的原因

5、例1、浸在水中的物體為什么會(huì)受到向上的浮力呢？如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組為探究這個(gè)問(wèn)題, 在玻璃圓筒的兩端蒙上繃緊程度相同的橡皮膜，將其浸沒(méi)在水中。 3 r rr )1 尸卜 f-v _ L (1) 當(dāng)玻璃圓筒沿水平方向放置時(shí)，由于 _ ，且受力面積相等，所以水對(duì)玻璃圓 筒兩端的橡皮膜的壓力 F向左和壓力F向右的大小相等，水平方向的合力為 0。 (2) 當(dāng)玻璃圓筒沿豎直方向放置時(shí)， 水對(duì)玻璃圓筒兩端的橡皮膜的壓力 F向上大于F向下，豎 直方向的合力不為 0,方向 _。 結(jié)合(2)可知浮力產(chǎn)生的原因是 _ 。 【解題思路】(1)當(dāng)玻璃圓筒沿水平方向放置時(shí)，由于同一深度，液體壓強(qiáng)相等，且受力面積相等，

6、所以水對(duì)玻璃圓筒兩端的橡皮膜的壓力 F向左和壓力F向右的大小相等，水平方向的合力為 0。(2)當(dāng)玻 璃圓筒沿豎直方向放置時(shí)，根據(jù)液體壓強(qiáng)的變形公式 F=pS,水對(duì)玻璃圓筒兩端的橡皮膜的壓力 F向上 大于F向下，豎直方向的合力不為 0，方向豎直向上。(3)因此液體會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生一個(gè)向上和向下的壓 力不相等的壓力差 F差=F向上-F向下。實(shí)際上，這個(gè)壓力差就是液體對(duì)物體的浮力。4 【參考答案】（1）同一深度，液體壓強(qiáng)相等 （2）豎直向上（3）物體上、下兩個(gè)表面的壓力差 【方法歸納】 物體浸在液體（或氣體）中，物體將受到液體（或氣體）對(duì)它產(chǎn)生的壓力，求出合力，即 受到的浮力，從而得出浮力產(chǎn)生的原因是液

7、體 （或氣體）對(duì)物體上、下表面的壓力差。 【易錯(cuò)誤區(qū)】 明確浮力的方向是豎直向上的。 考點(diǎn)二阿基米德原理、壓強(qiáng)和浮力的計(jì)算 例2、【重慶】馬航MH370失事后，美國(guó)曾用“藍(lán)鰭金 自主水下航行器參與搜索失聯(lián)客機(jī)。 某科研機(jī)構(gòu)按一定比 一個(gè)縮小的偽真模型， 質(zhì)量為75kg。水平地面上有一個(gè)長(zhǎng) 寬0.8m，質(zhì)量為25kg的足夠高的長(zhǎng)方體平底測(cè)量容器， 多少? 【解題思路】（1）利用阿基米德原理求出排開(kāi)液體的體積。 （2）容器對(duì)水平地面的壓力等于容器和模 型重力的和，根據(jù)公式p=F可求容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng) 。（3）根據(jù)模型放入容器中充水懸浮時(shí)液面 S 的變化進(jìn)行分析，再利用壓強(qiáng)公式求解。 【參考答案】

8、 模型漂浮，所以 F浮=G=75kgX 10N/kg=750N。根據(jù) F浮=p液gV排可得：V排 皂二旦二旦二衛(wèi) 警 _ =o.o75m3。 :液g 5g 5g S 1 10 kg/m 4 G 水=m 水 g= p 水 V 水 g=1.0 x 10 kg/m x 2.5m x 0.8mx 1mX 10N/kg=2 x 10 N, G 容器=m 容器 g=25kg x 10N/kg=250N 。 當(dāng)模型漂浮時(shí)， 容器對(duì)地面的壓強(qiáng)： p=JG G 容器 G 水=75 N 20000 N 250 N =10500Pa。 S S 2.5m 0.8m （3）模型利用容器中的水自動(dòng)進(jìn)行充水懸浮時(shí)，液面上升

9、的高度等于模型漂浮時(shí) 器中水自動(dòng)進(jìn)行充水漂浮時(shí)）液面上升的高度，所以模型浸入前后水量不變， 所以容器底部增加的壓 深度為1m的水。在將該模型 緩慢放入水中靜止時(shí), （1） 該模型漂浮時(shí)浸入水中的體積是多少立方米？ （2） 當(dāng)模型漂浮時(shí)，容器對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？ 1 有一的體積露出水面，如圖所示。（g取10N/kg） 6 （3）若該模型利用容器中的水自動(dòng)進(jìn)行充水懸浮, 則容器底部受到水的壓強(qiáng)比模型未浸入水中時(shí)增大 （即模型沒(méi)有利用容 槍魚(yú)” 例做了 2.5m， 內(nèi)裝有 5 力即為模型自身重力，那么增加的壓強(qiáng)： p=G 750N =375Pa。 S 2.5m 漢 0.8m 【方法歸納】運(yùn)用阿基米德

10、原理及壓強(qiáng)公式解題即可。 【易錯(cuò)誤區(qū)】 模型利用容器中的水自動(dòng)進(jìn)行充水懸浮時(shí)，液面上升的高度等于模型漂浮時(shí)液面上升 時(shí)的高度，這點(diǎn)需要一定的思考才能理解。 考點(diǎn)三物體的沉浮條件及其應(yīng)用 例3、【眉山】一物塊輕輕放入盛滿煤油的大燒杯中，靜止后有 160g煤油溢出；將其輕輕放入 盛滿水的大燒杯中，靜止后有 180g水溢出。已知煤油的密度是 0.8 x 103kg/m3,則物塊在水中靜止 時(shí)的狀態(tài)及物塊的密度分別是 （） 3 3 A. 下沉，1.1 x 10 kg/m B. 漂浮，0.85 x 103kg/m3 C. 懸浮，1.0 x 103kg/m3 D. 漂浮，0.90 x 103kg/m3 【

11、解題思路】物體在水中的浮力大于在煤油中的浮力，則在水中無(wú)論漂浮、懸浮或下沉，在煤油中 一定下沉；可得 V=V排=巴排煤油 160g 3 =200cm3。由p =得物體完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量： P煤油 0.8g/cm V m=p水V=1g/cm3x 200cm3=200g。實(shí)際排開(kāi)水的質(zhì)量小于物體完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量， 所以物體在水 中并未完全浸沒(méi)，即在水中漂?。桓鶕?jù)物體的浮沉條件， G=G菲，則物體的質(zhì)量： m=m排=180g,所以物體的密度： p = 180g3 =0.9g/cm 3=0.9 x 103kg/m3。 V 200m3 【參考答案】D 【方法歸納】 根據(jù)阿基米德原理及物體浮沉條

12、件的判斷解答此題。 【易錯(cuò)誤區(qū)】 判斷出物體 在兩種液體中的浮沉情況是解答本題的關(guān)鍵。 考點(diǎn)四浮力的應(yīng)用 例4、如圖甲、圖乙所示為利用密度計(jì)測(cè)量?jī)煞N不同液體的密度時(shí)的情景?；卮鹣铝懈黝}:6 （1） _ 密度計(jì)的工作原理是 。 （2） _ 甲、乙兩杯液體中，密度較大的是 _ 。 （3） _ 密度計(jì)刻度的疏密特點(diǎn)是 ， 從密度計(jì)的形狀特點(diǎn)上看出， 造成該疏密特點(diǎn)的原因 （4）有同學(xué)會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)， 為什么不把密度計(jì)設(shè)計(jì)成上下刻度均勻呢？請(qǐng)分析相對(duì)于刻度均勻的 密度計(jì)，圖示中密度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是 _ 【解題思路】 密度計(jì)的工作原理是物體漂浮時(shí)，浮力不變 （都等于其重力），此時(shí)液體的密度與物體 排開(kāi)液體的

13、體積成反比，則液體密度越大，V排越小，露出水面的刻度越多，所以密度計(jì)的刻度是“上 小下大”。若要使密度計(jì)的刻度均勻， 密度計(jì)就得做成特殊形狀， 但這種形狀不易豎直懸浮于液體中, 所以在密度計(jì)的下部設(shè)計(jì)成了鉛錘泡和膨大的玻璃泡。 【參考答案】（1）物體在液體中漂浮時(shí)， 浮力相 等，都等于其重力，此時(shí)液體的密度與物體排開(kāi)液體 的體積成反比 （2） 乙（3）上疏下密密度計(jì)下部是由一個(gè)體積較大的玻璃泡及細(xì)小的鉛錘泡組 成的（4） 更容易豎直懸浮于液體中，便于測(cè)量液體密度 【方法歸納】 解題時(shí)緊扣阿基米德浮力公式和漂浮時(shí)浮力等于重力兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)。另外，測(cè)量液體密 度時(shí)要求密度計(jì)是豎直懸浮在液體中的。 【易

14、錯(cuò)誤區(qū)】 密度計(jì)的刻度特點(diǎn)是“上小下大、上疏下密” ，不能死記，要聯(lián)系其工作原理來(lái)理解記 憶。 7 探究提升8 例、小明幫爺爺澆菜園，他從井中提水時(shí)發(fā)現(xiàn)盛滿水的桶露出水面越多，提桶需要的力就越大, 由此他猜想：浮力大小可能與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)。于是他找來(lái)一個(gè)金屬圓柱體、彈簧測(cè)力計(jì) 和燒杯等器材進(jìn)行了如圖所示的探究。 甲 乙 丙 （1）分析圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化可知，物體排開(kāi)液體的體積越大，所受的浮力 _ 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明繪制了彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)金屬圓柱體的拉力和金屬圓柱體所受浮力隨浸入液體深度 變化的曲線，如圖所示。分析圖像可知： （p水=1.0 x 103kg/m3, g=10N/kg）

15、 曲線 （ 填“a”或“ b”）描述的是金屬圓柱體所受浮力的變化情況。 金屬圓柱體所受的重力為 N ，金屬圓柱體的密度為 kg/m 3。 【解題思路】（1）根據(jù)圖中物體浸入到液體中的體積和彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化得， 物體進(jìn)入到液體中 的體積越大，即排開(kāi)液體的體積越大，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力越小，物體受的浮力會(huì)越大。 （2）因?yàn)樵?物體全部浸沒(méi)前，物體進(jìn)入到液體中的深度越深，排開(kāi)液體的體積越大，浮力越大；物體 全部浸沒(méi) 后，排開(kāi)液體的體積不變，根據(jù) F浮=p gV排液可知，浮力不再變化；所以曲線 a符合金屬圓柱體所受 浮力和浸入深度的關(guān)系。曲線 b是彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)金屬圓柱體的拉力變化圖線，物體沒(méi)有浸入到水 中前的拉力即為物體的重力： G=F=2.7N;由曲線a可知，圓柱體完全浸沒(méi)后，圓