《浮力與升力》核心素養(yǎng)提升

本章核心素養(yǎng)提升本章核心素養(yǎng)提升科學(xué)知識梳理科學(xué)方法概覽第九章浮力與升力科學(xué)應(yīng)用示例科學(xué)知識梳理知識框架本章核心素養(yǎng)提升浮力與升力認(rèn)識浮力研究物體的浮沉條件神奇的升力阿基米德原理本章核心素養(yǎng)提升認(rèn)識浮力定義：浸在液體（或氣體）中的物體受到的液體（或氣體）

_______的托力方向：豎直向上，與______方向相反“稱重法”測浮力：F浮＝_______

浮力產(chǎn)生的原因：浮力是由于液體（或氣體）對物體向上和向下的_______產(chǎn)生的壓力差法求浮力：F?。絖________

浮力大小的影響因素：_____________的密度、_______________________

豎直向上重力G－F′壓力差F向上－F向下液體(或氣體)物體浸入液體(或氣體)的體積本章核心素養(yǎng)提升阿基米德原理的表達(dá)式：F?。紾排＝m排g＝_________

阿基米德原理探究阿基米德原理：需要用稱重法測量浮力的大小F浮，用排液法測排開液體受到的重力G排，然后把F浮與G排進(jìn)行比較得出結(jié)論阿基米德原理內(nèi)容：浸在液體里的物體受到

___的浮力，浮力的大小等于被物體

________的重力輪船漂浮的原因：把密度大于水的鋼鐵做成空心，增大排開水的體積，從而增大了可利用的浮力豎直向上排開的液體ρ液gV排本章核心素養(yǎng)提升研究物體的浮沉條件F?。綠，ρ液＞ρ物，受力不平衡，上浮，最終漂浮在液面F?。紾潛艇F浮＜G，ρ液＜ρ物，受力不平衡，下沉，最終沉到容器底浮沉條件浮沉條件在技術(shù)上的應(yīng)用漂浮，ρ液＞ρ物，受力平衡懸浮,ρ液＝ρ物，受力平衡，可停留在液體內(nèi)任何位置探測氣球浮筒打撈沉船密度計本章核心素養(yǎng)提升神奇的升力流體：能夠流動的物體，如氣體、液體等升力產(chǎn)生的原因：物體下方氣流速度比上方氣流速度大，下方氣流壓強(qiáng)比上方氣流壓強(qiáng)大，上、下的壓強(qiáng)差就產(chǎn)生了作用在物體的向上的升力流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速大的地方，壓強(qiáng)

__；流速小的地方，壓強(qiáng)

____

小大重點突破本章核心素養(yǎng)提升一、漂浮和懸浮的異同＝＝<懸浮漂浮區(qū)別物體在液體中的位置物體可以靜止在液體內(nèi)部任一位置物體靜止在液體表面上實心物體ρ物和ρ液的大小

ρ物____ρ液

ρ物____ρ液物體體積V物與排開液體體積V排的大小

V物____V排V物____V排相似物體都處于平衡狀態(tài)，各自所受的浮力與重力是一對平衡力>>圖解現(xiàn)象或結(jié)論測量浮力的實驗現(xiàn)象：金屬塊在水中時，彈簧測力計的示數(shù)比在空氣中時

_了。說明：水對浸在其中的物體，具有

____的托力現(xiàn)象：籃球中的部分氣體充入氣球后，鉤碼一側(cè)

__了。說明：浸在氣體中的物體也受到空氣的

__作用本章核心素養(yǎng)提升二、圖說物理小實驗減小豎直向上下降浮力圖解現(xiàn)象或結(jié)論浮沉的幾種情況

現(xiàn)象：把雞蛋放入濃鹽水中，使雞蛋漂浮，緩慢加入清水，隨著液體

__減小，雞蛋由漂浮慢慢變?yōu)閼腋。^續(xù)倒入清水，雞蛋

__。說明：當(dāng)物體受到的浮力

__物重時，浸在液體中的物體會上??；當(dāng)物體受到的浮力

__物重時，浸在液體中的物體會懸浮。當(dāng)物體受到的浮力

______物重時，浸在液體中的物體會下沉本章核心素養(yǎng)提升密度下沉大于等于小于本章核心素養(yǎng)提升圖解現(xiàn)象或結(jié)論簡易噴霧器現(xiàn)象：從水平管口向里吹氣，燒杯里的水會沿豎直管口隨氣流噴出。說明：流速大的地方，壓強(qiáng)

_；流速小的地方，壓強(qiáng)_____

小大本章核心素養(yǎng)提升科學(xué)方法概覽物理研究方法該方法在本章的應(yīng)用控制變量法探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)等效替代法浮力概念的建立浸在液體(或氣體)中的物體會受到液體(或氣體)豎直向上的浮力，這里的物體不一定只是固體，其他的物體如水面上的油、水中的水銀一樣也受到浮力的作用本章核心素養(yǎng)提升科學(xué)應(yīng)用示例夯基專訓(xùn)—易錯概念辨析判斷下列說法的正誤，并對錯誤的說法分析指正。（）1.只有固體才會受到浮力的作用。分析指正：______________________________________________________________________________________________________________。×

（

）3.漂浮在水面的木塊受浮力，而在水中下沉的石塊不受浮力。

分析指正：_________________________________________________。（）2.在不同的液體中，浮力的方向會不同。分析指正：___________________________________________。本章核心素養(yǎng)提升××浮力的方向總是豎直向上的在水中下沉的石塊排開了一定體積的水，所以也受到浮力的作用（）4.深入淤泥的圓柱形橋墩不受浮力的作用。分析指正：___________________________________________?！瘫菊潞诵乃仞B(yǎng)提升（）5.物體浸在液體中的體積越大，浮力越大。分析指正：___________________________________________________________。（）6.浸沒在水中的物體受到的浮力與深度有關(guān)。分析指正：______________________________________________________。×物體受到的浮力大小不僅與浸在液體中的體積有關(guān)，還與液體的密度有關(guān)浸沒在同種液體中的物體受到的浮力與物體浸入液體中的深度沒有關(guān)系×本章核心素養(yǎng)提升（）7.輪船由大海駛?cè)腴L江，所受浮力不變，船體下沉一些。分析指正：__________________________________________。(

)

8.潛艇上浮過程中受到的浮力變大。分析指正：_________________________________________________________________________________________。×潛艇上浮時，排開水的體積不變，根據(jù)阿基米德原理可知所受浮力不變，潛艇是靠改變自身重力來實現(xiàn)上浮和下沉的√本章核心素養(yǎng)提升(

)

9.密度計放在不同液體中所受浮力的大小與液體密度有關(guān)。分析指正：________________________________________________________________________________。(

)

10.托里拆利實驗中往汞液槽內(nèi)多倒些汞，管內(nèi)外汞液面的高度差增大。分析指正：_________________________________________________________。密度計利用了物體的浮沉條件，密度計漂浮在液體中，所受浮力都等于自身的重力，與液體密度無關(guān)××動車外形是流線型，高速行駛時上方空氣流速大，壓強(qiáng)小，能減小對地面的壓力本章核心素養(yǎng)提升(

)

11.飛機(jī)水平飛行時，飛機(jī)機(jī)翼上方空氣流速大，壓強(qiáng)小。分析指正：________________________________________?！烫崮軐Ｓ?xùn)—重點考點剖析本章核心素養(yǎng)提升考點一浮力的概念及產(chǎn)生原因本考點?？疾楦×Φ母拍?，通過稱重法計算浮力、重力或彈簧測力計的示數(shù)以及浮力產(chǎn)生的原因，需結(jié)合上、下表面的壓力差計算浮力、壓力或壓強(qiáng)的大小。本章核心素養(yǎng)提升例1

如圖9－T－1所示，一個重為G的金屬圓柱體掛在彈簧測力計上（圓柱體底面與水面平行），手提彈簧測力計使圓柱體浸入水中處于靜止?fàn)顟B(tài)。圓柱體上表面受到水向下的壓力為F1，圓柱體下表面受到水向上的壓力為F2，圓柱體受到的浮力為F浮，測力計的示數(shù)為T，則下列表達(dá)式正確的是（）A.G＝T＋F2B.F?。絋－F1C.F?。紽2－F1D.F2＝G＋F1C圖9－T－1本章核心素養(yǎng)提升[解析]金屬圓柱體在重力G，拉力T，浮力F浮作用下處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：T＋F?。紾；浸在液體中的物體上、下表面所受的壓力差等于浮力，即F?。紽2－F1。本章核心素養(yǎng)提升考點二阿基米德原理的應(yīng)用本考點?？疾楸容^（或計算）浮力、液體密度及物體密度的大小，以及利用物體的漂浮條件判斷物體浸入液體深度的變化。本章核心素養(yǎng)提升例22018·荊門水上救援往往需要打撈沉沒的貨物，我們將該情景簡化為如圖9－T－2所示的物理過程。假設(shè)物體浸沒在水深h＝0.5m的容器底部（非密合），現(xiàn)利用彈簧測力計將物體從水中勻速提出，當(dāng)物體有一半體積露出水面時，彈簧測力計的示數(shù)為3N，當(dāng)物體全部離開水面后，彈簧測力計的示數(shù)為5N，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。則（）D本章核心素養(yǎng)提升A.物體在水面下上升的過程中所受浮力逐漸減小B.物體在容器底部時，受到的浮力為2NC.物體在容器底部時，水對其底部的壓強(qiáng)為5×104PaD.物體的密度為1.25×103kg/m3圖9－T－2本章核心素養(yǎng)提升[解析]浮力的大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，物體在水面下上升的過程中，水的密度不變，排開水的體積不變，所以所受浮力大小不變，故A錯誤；由題可知，物體的重力G＝5N，當(dāng)物體有一半體積露出水面時，彈簧測力計的示數(shù)F示＝3N，則此時物體受到的浮力F?。紾－F示＝5N－3N＝2N，故物體在容器底部時，受到的浮力為F浮′＝2F?。?×2N＝4N，故B錯誤；物體在容器底部時，水對其底部的壓強(qiáng)：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5m＝5×103Pa，故C錯誤；本章核心素養(yǎng)提升本章核心素養(yǎng)提升考點三物體浮沉的判斷及應(yīng)用本考點?？疾橥ㄟ^比較浮力與重力的大小判斷物體的浮沉情況、通過物體的浮沉情況比較物體的密度與液體密度的大小及浮沉條件的應(yīng)用。本章核心素養(yǎng)提升例3三個相同容器里盛有密度不同的三種液體，將同一個小球先后放入三個容器中，靜止時位置如圖9－T－3所示，容器中的液面到容器底的距離均相等。下列說法正確的是（）D圖9－T－3本章核心素養(yǎng)提升A.在甲液體中小球所受的重力小于浮力B.小球在丙液體中所受浮力等于小球在乙液體中所受浮力C.甲、乙、丙三種液體對容器底的壓強(qiáng)相等D.丙液體的密度最小本章核心素養(yǎng)提升[解析]由圖可知，同一個小球在甲液體中處于漂浮狀態(tài)，在乙液體中處于懸浮狀態(tài)，在丙液體中沉底，因物體漂浮或懸浮時受到的浮力和自身的重力相等，下沉?xí)r受到的浮力小于自身的重力，所以，小球在三種液體中受到的浮力關(guān)系為F浮甲＝F浮乙＝G＞F浮丙，則在甲液體中小球所受的重力等于浮力，小球在丙液體中所受浮力小于小球在乙液體中所受的浮力，故A、B錯誤；因ρ物＞ρ液時下沉、ρ物＝ρ液時懸浮、ρ物＜ρ液時漂浮，所以，三種液體的密度關(guān)系為ρ甲＞ρ物＝ρ乙＞ρ丙，則丙液體的密度最小，故D正確；因容器中的液面到容器底的距離都相等，所以，由p＝ρgh可知，甲、乙、丙三種液體對容器底的壓強(qiáng)為p甲＞p乙＞p丙，故C錯誤。本章核心素養(yǎng)提升考點四浮力的綜合計算本考點常考查結(jié)合物體的受力分析，利用物體的漂浮條件、阿基米德原理、稱重法等計算浮力的大小、液體的密度或物體的密度以及壓強(qiáng)的變化等，特點是綜合性強(qiáng)。本章核心素養(yǎng)提升例4如圖9－T－4所示，正方體B的邊長為10cm，在它的上面放一個重為2N的物體A，此時正方體B恰好沒入水中，已知ρ水＝1.0×103kg/m3。求：（g取10N/kg）（1）正方體B受到的浮力的大小。（2）正方體B的密度。圖9－T－4本章核心素養(yǎng)提升本章核心素養(yǎng)提升考點五流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系規(guī)律考查重雙基，生活應(yīng)用為載體，這是本考點命題的特點。本考點應(yīng)用內(nèi)容較多，飛機(jī)的機(jī)翼、噴霧器、賽車的氣流偏導(dǎo)器、火車站的安全線、龍卷風(fēng)等都是命題的熱點。在熟記規(guī)律后，可按以下步驟進(jìn)行分析：（1）確定流速大的地方在哪里（分析物體形狀，凸出部分的流速大）；（2）根據(jù)壓強(qiáng)大小確定壓力及壓力差的方向；（3）根據(jù)壓力差作用分析產(chǎn)生的各種現(xiàn)象。本章核心素養(yǎng)提升例5在一次物理探究活動中，小強(qiáng)先在水平桌面上固定兩根平行的木棒，接著在木棒上放了間隔一定距離的兩個乒乓球；然后，他向兩個乒乓球中間的間隙用力吹氣，如圖9－T－5所示，則兩個乒乓球?qū)?/p>

（選填“靠近”或“分開”）。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：流體中，流速越大的地方壓強(qiáng)越

?？拷D9－T－5本章核心素養(yǎng)提升[解析]向乒乓球中間吹氣時，乒乓球中間空氣流速大，壓強(qiáng)??；乒乓球外側(cè)大氣壓不變，乒乓球外側(cè)壓強(qiáng)大于內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)，所以乒乓球向中間靠攏。本章核心素養(yǎng)提升實驗一探究壓力的作用效果例6在探究“浮力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗中，班級的“物理小博士”為同學(xué)們做了如圖9－T－6所示的一系列實驗，實驗中的銅塊與鋁塊體積相同。實驗專訓(xùn)—重點實驗突破圖9－T－6（1）做①③④三次實驗是為了探究浮力的大小與________________的關(guān)系，得出的結(jié)論是：在液體密度相同時，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大。（2）分析

三次的實驗數(shù)據(jù)，可知浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān)。本章核心素養(yǎng)提升物體排開液體的體積①④⑤本章核心素養(yǎng)提升（3）做①②④⑥四次實驗是為了探究浮力的大小與物體的重力的關(guān)系，得出的結(jié)論是：物體受到的浮力大小與

。（4）做

三次實驗可探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，可得出的結(jié)論是：在物體排開液體體積一定時，液體的密度越大，

。物體的重力無關(guān)物體受到的浮力越大①④⑦本章核心素養(yǎng)提升[解析](1)由①③④比較可知：液體密度一定時，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大，所以這三次實驗是探究浮力大小與物體排開液體的體積的關(guān)系。(2)要探究浮力大小與物體浸入液體深度的關(guān)系，需要保持液體密度和物體排開液體的體積相同，所以選擇①④⑤。本章核心素養(yǎng)提升(3)銅塊受到的重力為G銅＝9N，鋁塊受到的重力為G鋁＝2.8N，重力不相等，銅塊受到的浮力為F銅?。?N－8N＝1N，鋁塊受到的浮力為F鋁?。?.8N－1.8N＝1N，即浮力相等，所以物體受到的浮力大小與物重?zé)o關(guān)。(4)要探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，應(yīng)該將物體浸入不同的液體，同時保持物體排開液體的體積相同，所以應(yīng)選擇①④⑦，實驗結(jié)論是：在物體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?！咀兪窖由臁拷Y(jié)合上例探究以下問題：（1）為了驗證浮力與物體的密度是否有關(guān)可選擇

_；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，浸在液體中的物體所受的浮力與物體的密度

。（2）對①③④⑤四次實驗進(jìn)行觀察研究，發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時與深度有關(guān)，有時與深度又無關(guān)。你的解釋是______________________________________________。本章核心素養(yǎng)提升①②④⑥無關(guān)探究浮力的大小與浸入的深度關(guān)系時需控制浸入液體的體積相同【開放探究】如圖9－T－7所示，某小組同學(xué)研究物體浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F與哪些因素有關(guān)，他們將體積相同的球體A，三棱體B、正方體C和D分別掛在彈簧測力計下浸沒在水中，彈簧測力計的示數(shù)如圖（a）、（b）、（c）、（d）所示。（已知物體所受重力關(guān)系為：GA＝GB＝GC＜GD）本章核心素養(yǎng)提升（1）分析比較圖（a）、（b）和（c）的實驗現(xiàn)象及相關(guān)條件可知：浸沒在水中的不同形狀的物體，重力和體積相同時，___________________________。（2）分析比較圖（c）和（d）的實驗現(xiàn)象及相關(guān)條件可知：物體浸沒在水中時_______________________________。本章核心素養(yǎng)提升圖9－T－7彈簧測力計的示數(shù)與物體的形狀無關(guān)彈簧測力計的示數(shù)與物體自身的重力有關(guān)本章核心素養(yǎng)提升[解析](1)分析比較圖(a)、(b)和(c)可以看出，物體的體積相同，所受的重力GA＝GB＝GC，只是物體的形狀不同，此時它們排開水的體積相同，所受浮力相同，彈簧測力計的示數(shù)相同。因此可得出結(jié)論：物體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)與物體的形狀無關(guān)。(2)分析比較圖(c)和(d)可以看出，兩物體的重力不同，體積相同，所受的浮力相同，但彈簧測力計的示數(shù)不同。因此可得出結(jié)論：物體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)與物體自身的重力有關(guān)。本章核心素養(yǎng)提升實驗二探究阿基米德原理例5如圖9－T－8所示是小新同學(xué)驗證阿基米德原理的實驗過程圖，彈簧測力計在①②③④四個步驟中的讀數(shù)分別表示為G物、F1、F2、G空桶。圖9－T－8（1）如果是你做這個實驗，為了減小誤差，則正確的操作步驟順序為

。（2）按照正確的操作順序，當(dāng)實驗中的測量結(jié)果滿足_________________時（用圖中測力計