第18课时-浮力分析.ppt

第二篇　物质科学(一)第18课时　浮力考点考点1 1　知道浮力的概念　　知道浮力的概念　a a(1)浮力浸在液体(或气体)中的物体，受到液体(或气体)_____________________称做浮力2)方向：_____________3)产生原因：物体上下表面受到的液体的_________，浮力是液体给物体的压力的合力考点考点2 2　描述阿基米德原理　　描述阿基米德原理　a a(1)内容：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它_____________________ 向上托起的力竖直向上压力差排开的液体所受的重力(2)公式：F浮＝G排＝_________________由公式可知浮力的大小决定于液体的密度和排开液体的体积浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开的水重有什么关系？ρ液 V排 g考点考点3 3　直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单　直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单的计算　的计算　b b有关浮力的分析与计算(1)阿基米德原理：F浮＝G排＝_____________2)称重法：F浮＝____________，其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数注意：称重法分析浮力时需注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。

3)平衡条件法：_____________，一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态考点考点4 4　认识物体浮沉条件　认识物体浮沉条件　a1．物体在液体中的浮沉条件ρ液 V排 gG物－FF浮＝G排上浮下沉漂浮悬浮沉底 F浮＞GF浮＜GF浮＝GF浮＝GF浮＋N＝G实心体ρ液＞ρ物ρ液＜ρ物ρ液＞ρ物V排＜V物ρ液＝ρ物V排＝V物ρ液＜ρ物处于动态(运动状态不断改变)，受力不平衡是“上浮”过程的最终状态可以停留在液体的任何深度处 是“下沉”过程的最终状态处于静态，受平衡力作用2.浮沉条件的应用：潜水艇是通过改变____________来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的_______条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是_______条件热气球、氢气球、飞艇都是通过改变自身重力来实现上浮的自身的重力漂浮悬浮1. (2014•温州)将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中，如图所示，鸡蛋沉入水底，鸡蛋重为G，然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解，在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中，鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是()B2.(2015·衢州)篆刻社团的小柯，对篆刻印章的石头的密度进行测量，相关过程及数据如图，则石头的密度为____g/cm3，再将它浸没在烧杯中的水里，石头受到的浮力为____N。

2.50.23．(2015·台州)小柯在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝，制成一支自制密度计，用它来测量液体密度，测量过程中杯内液体总量没有变化当密度计在杯中漂浮时，液面高度在A处(如图甲)此时，密度计受到的浮,力____(填“＜”、“＝”或“＞”)重力使用中，小柯发现细铁丝很容易滑落，于是他改变这段细铁丝的形状，并把铁丝置于玻璃管内，再次测量同一杯液体密度(如图乙)，杯中液面将_______(填“上升”、“下降”或“仍在A处”)＝仍在A处4.(2015·宁波)课前，小科和小思对物体浸没前受到的浮力大小与浸入水中的深度是否有关，有不同的猜想，于是用相同的长方体重物，分别以甲图和乙图的方式进行实验，并获得如下数据：实验者实验序号物体重G（N）浸入水中深度h(cm)弹簧秤读数F/(N)浮力大小F浮/(N)小科14.82.0 4.2 24.0 3.6 36.0 3.0 小思14.83.0 3.6 24.0 3.2 35.0 2.8 (1)分析小科测得的数据可以得出：浸没前，物体受到的浮力大小随浸入水中的深度增大而_______，小思的数据也说明了这一点2)综合分析两个人的数据却发现，第(1)小题的结论是不正确的，其中两次实验数据可以证明这一点_________________________。

填实验序号),课后，小科和小思才知道，物体受到的浮力大小随排开水的体积增大而增大第4题图增大 2和4(或2和5、3和6)高频点高频点1 1　阿基米德原理应用　阿基米德原理应用★例1　(2015·济南)将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中，放手后发现：实心球沉入水底，而乒乓球浮出水面如图所示，比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小则()A.实心球受到的浮力大B.乒乓球受到的浮力大C.它们受到的浮力一样大D.不能确定A【解析】浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，从图中可以看出，实心球和乒乓球没入同种液体之中，实心球排开液体的体积远大于乒乓球排开水的体积，所以实心球和乒乓球没入水中时，实心球受到的浮力大 ★1．跳水运动员入水的过程中，他所受浮力F随深度h变化的关系如图所示，其中正确的是() A【解析】运动员入水的过程中，排开水的体积V排先增大后不变，所以受到的浮力先增大后不变 高频点高频点2 2　漂浮　漂浮★例2　(2014•孝感)如图所示，玻璃水槽中装有一定深度的水，一正方体木块漂浮在水面上，在水槽口下方设有固定的水平金属网现缓慢向水槽中注水，使水槽内水面上升，直到水面与水槽口相平。

则在注水过程中，木块下底面受到水的压力变化情况是 (　)A．先增大，后减小B．先增大，后不变C．先不变，后增大D．一直增大C【解析】木块在水中是处于漂浮状态，即随着向容器中倒水，在木块没有接触金属网之前，木块所处的位置变高，但所浸入液体中的深度是不变的，即h不变，据公式p＝ρgh可知，木块底部所受的液体的压强不变，而后再由公式F＝pS可知，木块底部所受的压力不变；当木块接触到金属网后，由于金属网的束缚，使得木块不能继续上升，即随着倒水，木块浸入水中的深度不断增加，据公式p＝ρgh可知，木块底部所受的液体的压强变大，而后再由公式F＝pS可知，木块底部所受的压力变大★2．(2014•益阳)为了延长水果的存放时间，果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间若将同一个苹果先后放入甲乙两个容器的保鲜液中静止后苹果的浮沉情况如图所示，则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较正确的是()A．甲中的大B．乙中的大C．一样大D．条件不够，不能比较【解析】甲图中，苹果漂浮在保鲜液中，所以ρ甲＞ρ苹果，乙图中，苹果悬浮在保鲜液中，所以ρ乙＝ρ苹果，所以ρ甲＞ρ乙A高频点高频点3 3　浮力的简单计算　浮力的简单计算★例3　(2014•泰安)有一个实心球形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的示数为12N；当把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为5N。

把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时，物体受到的浮力是()A．5N　 B．7N C．14N　　 D．12N【解析】把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为5N，浮力F浮＝G－F＝12N－5N＝7N；根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排可知，物体全部浸没水中时浮力F′浮＝2F浮＝2×7N＝14N；浮力F浮大于物体的重力G，故物体上浮，直至漂浮，物体此时受到的浮力：F″浮＝G＝12ND★3. (2015·重庆)弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图(甲)；图(乙)是弹簧测力计示数F拉与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法中正确的是()A．物体的体积是500cm3B.物体受到的最大浮力是5NC.物体的密度是2.25×103kg/m3D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9NC【解析】由乙图可知，物体重9N，全部浸入水中时受到的浮力是9N－5N＝4N，刚刚浸没时上表面受到水的压力为0，所以下表面受到水的压力等于浮力4N，则B、D错；物体浸没时A错；物体的密度：C对高频点高频点4 4　物体沉浮条件的应用　物体沉浮条件的应用★例4　(2015·滨州)测量液体密度的仪器叫密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲)。

图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由图中现象可以判断()A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大C.乙烧杯中液体的密度较大D.丙烧杯中液体的密度较大D【解析】由于两个密度计在两种液体中都处于漂浮状态，浮力等于重力，而密度计本身的重力是一定的，所以在两种液体中所受的浮力是相等的，故A、B都错；当浮力相等时，排开液体的体积越小，液体的密度就越大，由图示可知，排开丙液体的体积小，所以丙液体的密度大，故C错，D正确，应选D★4．某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法错误的是() A．潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的B．向内推注射器活塞，水会被压入试管中，可实现潜艇下沉C．向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮D．潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定B【解析】A.当潜艇模型浸没在水中时，排开水的体积不变，所受浮力不变，因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的，故A正确，但不符合题意；B.现在潜艇模型处于悬浮，向内推注射器活塞，水会被压出试管，模型的自重减小，模型上浮，故B错，符合题意；C.向外拉注射器活塞，试管内水增加，试管内水量适当时，潜艇可悬浮，故C正确，但不符合题意；D.为了保持试管稳定，潜艇模型的试管上绕些铁丝，故D正确，但不符合题意。

【提醒】了解整个过程中物体所受浮力变化的情况是解答本题的关键例5)　(2015·绍兴、义乌)将一密度比水小的木块，系好绳子后放入甲图容器中，并把绳子的另一端固定在容器底部的中央，然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响)容器中水与木块位置变化如乙图请你在丙图中画出木块从加水开始到被完全浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图，并说出各段变化的理由温馨提示：t1时间时木块恰好离开杯底，t2时绳子刚好拉直，t3时木块刚好完全浸没)【答案】作图如图，因为F浮＝ρ液V排g，ρ液、g不变，V排越大，F浮越大,从0－t1加水过程中，木块没有离开杯底，木块排开水的体积越大，浮力增大,从t1－t2加水过程中，木块离开杯底处于漂浮状态，排开水的体积不变，浮力不变,从t2－t3加水过程中，绳子拉直，木块排开水的体积又不断变大，浮力再次变大,从t3－t4加水过程中，木块完全浸没，排开水的体积不再发生变化，浮力也不再发生变化 ★例6　(2014•成都)阅读了教材“自制密度计”的课外小实验后，小叶和小王决定进行一下尝试 　　 (1)两人选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体A来制作密度计小王测得A的质量为12g。

当它漂浮在不同液面上时，所受到的浮力为________Ng＝10N/kg)0.12(2)小叶查阅了相关资料，在得知该材料的密度后，作出了如图甲所示的ρ－V图像，据图像可以找到关于A的一些信息两人发现A的质量可以在ρ－V图中用阴影部分面积表示出来，请你在图中用斜线画出这一阴影部分3)小王想用理论推导的方法，在A上标注出各种密度值他选择首先标注水的密度，在测量出A的长度为20cm后，作出了图乙所示的示意图经过计算，他确定出水面位置在距A上表面h＝________cm处，并作了标记ρ水＝1.0×103kg/m3)【答案】见解析中图8(4)为了保证实验结果，两人将A放入足够多的水中，发现它不容易竖直漂浮小叶在A的下端密绕了适量的金属丝(金属丝体积忽略不计)，制成了“密度计”B小王提醒他，如果这样，B的刻度应该与A不同为了重新标注，他们应该测量的一个物理量是_______________________5)按照上述方法，两人在B上标注出了水、酒精、汽油等液体对应的刻度值，一个简易的密度计就制成了解析】(1)由物体的浮沉条件可知浮力等于重力：F浮＝G＝mg＝12×10－3kg×10N/kg＝0.12N；B的质量(或重力)(2)由图像可知物体A的密度ρA＝0.6g/cm3，由在图像甲中涂黑如图：(3)设物体A的底面积为S，浸入水中的深度为h′，则排开水的体积为V排＝Sh′，物体的体积V物＝SH，物体A漂浮，则有GA＝F浮，由阿基米德原理得F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSh′，又由G＝mg， 得，G＝ρ物gV物＝ρ物gSH，所以ρ水gSh′＝ρ物gSH，即：水面位置距A上表面h＝20cm－12cm＝8cm；(4)“密度计”B的重力增大，根据漂浮条件和阿基米德原理可知，G＝F浮＝ρ液gV排，物体重力增大，放入液体中后排开液体的体积较以前增大，会下沉一些，测量值比液体真实值偏小，所以要重新测量B的质量(或重力)，重新标注密度值。

(友情提示：本栏目建议午休时间完成)★1. (2015·常德)“094型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇，当它从深海中上浮而未露出水面的过程中，它受到的海水的()　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.压强减小，浮力不变 B.压强减小，浮力增大C.压强减小，浮力减小 D.压强增大，浮力不变A【解析】液体的压强随深度的增加而增大，浮力的大小等于所排开的液体所受的重力；从深海中上浮时，深度变小，所以压强会变小，而未露出水面时，所排开的水的多少不变，所以所受的浮力不变，应选A2．(2014•雅安)如图所示，同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯处于漂浮状态，所受浮力为F甲，在乙杯处于悬浮状态，所受浮力为F乙以下判断正确的是()A．F甲＜F乙B．F甲＞F乙C．向甲杯中加入盐，鸡蛋所受浮力会增大D．向乙杯中加入水，鸡蛋所受浮力会减小D第2题图3．(2014•河南)a、b两种物质的质量和体积关系图像如图所示，分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体，浸没在水中放手稳定后()A．甲漂浮，甲受浮力大　　 B．乙漂浮，乙受浮力大C．甲漂浮，乙受浮力大　　 D．乙漂浮，甲受浮力大D第3题图★4 (2015·内江)密度为0.8×103kg/m3的实心木块，轻放于足够深的水中，木块静止后，浸入水中的体积与木块体积之比为()A．4∶5 B．4∶1 C．1∶4 D．1∶1【解析】因为木块的密度为0.8×103kg/m3小于水的密度，所以轻放入足够深的水中，木块静止后将漂浮在水中，此时物体所受浮力大小等于木块重力大小，即F浮＝G，又因为F浮＝ρ水gV排；G＝ρ木gV木；所以ρ水gV排＝ρ木gV木；可得V排∶V木＝ρ木∶ρ水＝0.8×103kg/m3∶1.0×103kg/m3＝4∶5；答案选A。

A5.(2015·大连)甲、乙物体的密度相同，甲的体积是乙的2倍，将它们叠放在水槽里的水中，水面恰好与甲的上表面相平，如图所示，现将乙物体取下，当甲物体静止时，甲物体将()A.沉在水槽的底部B.悬浮在原位置C.漂浮，水下部分高度与甲的高度之比为1∶2D.漂浮，露出水面部分的体积与甲的体积之比为1∶3D第5题图★6．(2013•自贡)小张看到鸡蛋浮在盐水面上，如图所示，他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉在此过程中鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是图中的() D第6题图【解析】鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力不变，等于鸡蛋的重力，随着盐水密度减小，鸡蛋浸没后，排开水的体积不变，根据公式F浮＝ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐减小，但不会减小到0，故A错误；而B答案是浮力开始不变，再逐渐增大，故B错误；鸡蛋所受浮力从漂浮到刚在盐水中悬浮的过程中，浮力是不变的，故C错误★7．(2013•重庆)如图所示，三个相同的容器内水面高度相同，甲容器内只有水，乙容器内有木块漂浮在水面上，丙容器中悬浮着一个小球，则下列四种说法正确的是() A．三个容器对水平桌面的压力相等B．三个容器中，丙容器对水平桌面的压力最大C．如果向乙容器中加入盐水，木块受到的浮力变大D．如果向丙容器中加入酒精，小球受到的浮力不变A第7题图【解析】甲容器内只有水，则容器对水平桌面的压力等于容器和水的重力。

∵木块漂浮在乙容器中，小球悬浮在丙容器中，∴物体受到的浮力等于物体的重力，∵F浮＝ρ水V排g，∴物体受到的重力等于排开的水重，∵三容器水面等高，∴三个容器对水平桌面的压力相等；故A正确★8．(2015·福州)小华在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中，做了如图所示的实验：(1)比较甲和乙可知，物体受到的浮力F浮＝_________用图中的物理量符号表示)(2)分析乙和丙可知，弹簧测力计测得拉力大小关系是：F1____F2(填“>”、“＝”或“<”)3)通过乙和丁的探究，不能得到浮力大小与液体密度的关系，其原因是_________________不同G—F1＜排开液体的体积第8题图【解析】(1)由于物体浸没在水中静止时，受到的重力、浮力和拉力三个力平衡，所以，物体受到的浮力F浮＝G—F1；(2)由阿基米德原理F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排可知，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大所以，由F＝G—F浮可知，F1< F2；(3)要探究浮力与密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同，而乙和丁两组实验中物体排开液体的体积不相同★9.(2015·广东)如图所示为一种自制简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，用它来测量液体密度时，该密度计在被测液体中_______(填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”)。

将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中，可以判断：ρ1____ρ2若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2，则m1____m2后两空填“<”、“＝”或“>”)第9题图漂浮＜＝【解析】测量液体密度的仪器叫密度计将其插入被测液体中，待漂浮时直接读取液面处的刻度值观察图可知密度计漂浮在液体中，因为密度计在两种液体中都是漂浮的，所以受到的浮力等于重力因为是同一密度计，重力不变，所以密度计在两种液体中受到的浮力是相等的，根据阿基米德原理F浮＝G排＝m排g可知，密度计两次排开液体的质量是相等的观察两图可发现，密度计在密度为ρ1的液体中浸入深度大，即排开液体的体积大，由F浮＝ρgV排可知，在F浮、g不变时，V排越大，ρ越小10.(2015·菏泽)边长为10cm的正方体木块放入水中，有的体积浸没在水中，在木块上面放一重物，木块浸入水中的深度增加2cmg取10N/kg，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3),求：(1)此重物所受的重力；(2)在此过程中重物对木块所做的功；(3)有人根据上述问题得到启示，制作了一个称量物体重量的“秤”，如图所示，容器缸内盛有水，把活塞置于缸中，在轻活塞的底部放一物块P，活塞的顶部放上托盘，在活塞的表面上刻上相应的刻度。

第10题图①活塞底部固定的物体P，它的作用是能让活塞竖直立在水中，重物P的密度特点是______________________②怎么确定秤的零刻度线_______________________________________________________③如果要增大秤的测量范围，请给制作者提出你的两个建议：A.____________________________________；B._____________________________________________答案】(1)2N　(2)0.04JP的密度大于水的密度托盘上不放物体时，水面所在的高度处为零刻度线增大活塞的横截面积，增大活塞的长度用密度比水大的液体代替水(换用密度比水大的液体)。