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第9講 浮力,2011~2015年江西省中考試題統(tǒng)計與命題預(yù)測,考點1,考點2,考點3,考點4,考點1浮力 1.浮力的定義:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對它豎直向上的力叫浮力。 2.浮力的大小:F浮=G-F液(F液為物體浸在液體中的示數(shù)),這種方法叫稱重法。 3.浮力的方向:豎直向上;施力物體:液(氣)體。 4.浮力產(chǎn)生的原因(實質(zhì)):液(氣)體對物體向上的壓力大于向下的壓力,向上、向下的壓力差即浮力。,,,,,,,考點1,考點2,考點3,考點4,考點2阿基米徳原理 1.內(nèi)容:浸入液體里的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。 2.公式表示:F浮=G排=ρ液V排g。 說明:①“浸入”包括“全部浸入”(等同于“浸沒”,此時V排=V物)和“部分浸入”,此時V排V物。 ②液體對物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關(guān)。 ③由公式可知:當(dāng)物體排開液體的體積V排一定時,物體受到的浮力F浮與液體的密度ρ液成正比;當(dāng)在同一種液體ρ液一定,物體受到的浮力F浮與排開液體的體積V排成正比;當(dāng)同一個物體漂浮在不同的液體上,F浮一定,物體排開的液體的體積V排和液體的密度ρ液成反比。 ④適用條件:液體(或氣體)。,,,,,,,考點1,考點2,考點3,考點4,考點3物體的浮沉條件 (1)如圖某物體浸在液體中,只受浮力和重力,其受力分析為以下四種情況: (2)說明:①懸浮與漂浮的比較:相同點:F浮=G; 不同點:懸浮ρ液=ρ物,V排=V物;漂浮ρ液ρ物,V排V物。 ②判斷物體浮沉(狀態(tài))有兩種方法:比較F浮與G的大小或比較ρ液與ρ物的大小。,,,,,,,,,,考點1,考點2,考點3,考點4,考點4浮力的應(yīng)用 (1)輪船: ①工作原理:要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的,使它能夠排開更多的水。 ②排水量:輪船滿載時排開水的質(zhì)量;單位t。由排水量m可計算出:排開液體的體積 排開液體的重力G排=mg;輪船受到的浮力F浮=mg;輪船和貨物共重G=mg。 (2)潛水艇:潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現(xiàn)的。 (3)氣球和飛艇:氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體,如:氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩,人們把氣球發(fā)展成為飛艇。,,,,,,,,考點1,考點2,考點3,考點4,(4)密度計: ①原理:利用物體的漂浮條件來進行工作。 ②構(gòu)造:下面的鉛粒能使密度計直立在液體中。 ③刻度:刻度線從上到下,對應(yīng)的液體密度越來越大。,,,,考法1,考法2,考法3,考法1浮力產(chǎn)生原因和大小 浮力產(chǎn)生的原因、探究浮力大小與哪些因素有關(guān)、浮力大小的計算等都是命題角度。 例1如圖所示,將去蓋的礦泉水瓶截去底后倒置,放入一乒乓球后壓著球向里注水,然后放手,則乒乓球?qū)? ,同時觀察到有少量水流出;再用手將瓶口堵住,過一會兒,觀察到乒乓球?qū)? 。該實驗表明產(chǎn)生浮力的根本原因是 。,考法1,考法2,考法3,解析:開始時乒乓球受到上面液體壓強,下部沒有液體(流向地面),向上的壓強小于向下的壓強,向上的壓力小于向下的壓力,乒乓球不能上浮,靜止不動; 用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液體壓強,但乒乓球受到向上的液體壓強大于向下的液體壓強,向上的壓力大于向下的壓力,乒乓球上浮。 答案:不上浮 上浮 向上的壓力大于向下的壓力 方法總結(jié)浮力是由于浸沒在液體中的物體上下表面受到液體的壓力差而產(chǎn)生。物體與容器是一個整體時,由于底部不受液體向上的壓力,所以,不受浮力的作用。,,,考法1,考法2,考法3,考法2物體的浮沉條件及應(yīng)用 考查的主要問題是根據(jù)阿基米德原理等方法求浮力,和物體重力對比后分析浮沉情況,以及如何通過對液體密度或物體自重的控制改變物體的浮和沉。 例2(2014山西中考)如圖,A、B體積相同,B、C質(zhì)量相等;將它們放入水中靜止時,A漂浮、B懸浮、C沉底。則下列說法正確的是( ) A.A所受的浮力一定大于B所受的浮力 B.A下表面所受的壓力一定大于B下表面所受的壓力 C.C所受的浮力一定小于B所受的浮力 D.C所受的浮力一定小于A所受的浮力,考法1,考法2,考法3,,考法1,考法2,考法3,方法總結(jié)(1)當(dāng)物體的重力大于受到的浮力時物體下沉,當(dāng)物體的重力等于受到的浮力時物體懸浮或漂浮,當(dāng)物體的重力小于受到的浮力時物體上浮;根據(jù)阿基米德原理結(jié)合圖形判斷物體的浮力關(guān)系。(2)根據(jù)浮力產(chǎn)生原因F浮=F下-F上判斷下表面所受的壓力。(3)當(dāng)物體的密度大于液體的密度時,物體下沉;當(dāng)物體的密度等于液體的密度時,物體懸浮;當(dāng)物體的密度小于液體的密度時,物體上浮或漂浮。,考法1,考法2,考法3,考法3應(yīng)用浮力測算物質(zhì)的密度 利用阿基米德原理和重力公式G=mg、密度公式 借助已知液體(常為水)密度可求得固體的密度;同理,利用已知固體的密度,也可求液體的密度。 例3(2014吉林長春中考)小明利用如圖所示的裝置測量蠟塊(ρ蠟ρ水)的密度,并進行了如下操作: a.如圖甲,蠟塊靜止時,彈簧測力計的示數(shù)為F1。 b.如圖乙,用細線將金屬球系在蠟塊下方,將它們浸沒在水中靜止時,彈簧測力計的示數(shù)為F2。 c.如圖丙,將蠟塊拉出水面靜止時,彈簧測力計的示數(shù)為F3。,考法1,考法2,考法3,請針對以上操作回答下列問題: (1)在b操作中將蠟塊和金屬球逐漸浸入水的過程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)逐漸變小,說明浮力的大小與 有關(guān)。 (2)該蠟塊密度的表達式為ρ蠟= (水的密度用ρ水表示)。 (3)以上操作順序會使測得的密度比實際密度 ,為使測量值更準確,甲、乙、丙的合理順序應(yīng)為 。 解析:(1)由題圖所示可知,在b操作中將蠟塊和金屬球逐漸浸入水的過程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)逐漸變小,說明浮力的大小與排開水的體積有關(guān)。,,考法1,考法2,考法3,考法1,考法2,考法3,,考法1,考法2,考法3,方法總結(jié)(1)物體浸入液體時受到的浮力等于物體的重力與彈簧測力計拉力之差,彈簧測力計示數(shù)越大,物體受到的浮力越小,彈簧測力計示數(shù)越小,物體受到的浮力越大;根據(jù)實驗可以得出物體受到的浮力與物體排開液體體積的關(guān)系。 (2)由乙、丙兩圖可求得蠟塊受到的浮力,然后利用浮力公式變形可求得蠟塊的體積,再利用密度公式即可求得蠟塊密度。 (3)測量過程不可避免地存在誤差,在能夠得到正確結(jié)論的前提下,實驗順序的調(diào)整有利于減小誤差。,探究“阿基米德原理” 1.實驗器材:彈簧測力計,細線,等體積的鐵塊、鋁塊各一個,不同體積的鐵塊或鋁塊一個,水,溢水杯,大燒杯,鹽水,燒杯。 2.實驗操作過程: (1)探究浮力與物體質(zhì)量的關(guān)系;設(shè)計的方案:選取兩個外形完全相同的鐵、鋁圓柱體,先后用彈簧測力計分別測出在空氣中、完全浸沒在水中彈簧測力計的讀數(shù),根據(jù)差量法計算出兩個圓柱體受到浮力的大小?？刂平胍后w的深度,物體體積相同,只改變物體的質(zhì)量(物體密度),根據(jù)實驗浮力與物體的質(zhì)量(物體密度)無關(guān)。 (2)探究浮力與液體的密度的關(guān)系;設(shè)計的方案:選取一個鐵圓柱體,先后用彈簧測力計分別測出在空氣中、完全浸沒在水中、完全浸沒在煤油中彈簧測力計的讀數(shù),根據(jù)差量法計算出兩次受到浮力的大小。,(3)探究浮力與排開液體體積的關(guān)系;設(shè)計的方案:選取一個鐵圓柱體,先后用彈簧測力計分別測出在空氣中、小部分浸沒在水中、大部分浸沒在水中彈簧測力計的讀數(shù),根據(jù)差量法計算出兩次受到浮力的大小。 實驗結(jié)論:物體在液體中所受浮力的大小,跟它浸在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。,例題(2015四川自貢中考)如圖1是探究影響浮力大小因素的實驗。,(1)由甲、乙兩圖可知物體在水中受到的浮力是 N。乙圖中,若將繩子剪斷,物體將 (選填“上浮”“懸浮”或“下沉”)。 (2)由乙、丙兩圖可知物體所受浮力大小跟浸沒的深度 (選填“有”或“無”)關(guān)。 (3)如果要探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān),可以選擇圖2所示的 兩個物體,將它們浸沒在 液體中,測出所受浮力的大小來進行比較。 (4)本實驗中,主要采用的方法是(如圖2) 。 解析:(1)由甲圖所示可知G=4.0 N, 由乙圖所示可知F=2.0 N, 所以F浮=G-F=4.0 N-2.0 N=2.0 N; 因為GF浮,所以將繩子剪斷,物體將會下沉。 (2)由丙圖所示實驗可知F'=2.0 N, 浮力F浮'=4.0 N-2.0 N=2.0 N, 比較(1)、(2)數(shù)據(jù)可知,浮力大小跟浸沒的深度無關(guān)。,,(3)浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān),要想探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān),應(yīng)使物體的體積相同,并使其浸沒在同種液體中。C、D的體積相同,但是由不同物質(zhì)組成的,所以重力不同,因此選擇C、D。 (4)影響浮力大小的因素很多,要探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān),應(yīng)控制液體密度與物體排開液體的體積相同而物體的重力不同,可以選用體積相同而重力(質(zhì)量)不同的物體進行實驗,如題圖2所示可知C、D,由此可知,本實驗采用了控制變量法。 答案:(1)2 下沉 (2)無 (3)C、D 同種 (4)控制變量法,,方法總結(jié)(1)根據(jù)公式F浮=G-F計算物體所受到的浮力大小。掌握物體的浮沉條件:浮力大于重力,物體將上浮;浮力等于重力,物體將懸浮;浮力小于重力,物體將下沉。 (2)根據(jù)乙、丙兩圖彈簧測力計的示數(shù),分別計算出其浮力的變化,從而得出結(jié)論。 (3)要注意控制變量法的應(yīng)用,知道浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān),要想探究物體受到的浮力與物體的重力是否有關(guān),應(yīng)使物體的體積相同,并使其浸沒在同種液體中。 (4)探究多變量因素實驗時要采用控制變量法。,