1、专 题 七 浮 力 专 题 七 浮 力 知 识 结 构 浮 力 浮 力 定 义 : 浸 在 液 体 ( 或 气 体 ) 中 的 物 体 受 到 向 上 的 力 叫 作 浮 力 方 向 : 竖 直 向 上 施 力 物 体 : 液 体 ( 或 气 体 ) 产 生 的 原 因 : 液 体 ( 或 气 体 ) 对 浸 入 其 中 的 物 体 上 、 下 表 面 的 压 力 差 大 小 : 遵 循 阿 基 米 德 原 理 : 浮 排 液 排 物 体 的 浮 沉 条 件 及 应 用 浮 沉 条 件 当 浮 物 ( 或 液 物 ) 时 物 体 上 浮 静 止 后 漂 浮 : 浮 物 当 浮 物 ( 或 液
2、物 ) 时 物 体 悬 浮 当 浮 浮 物 液 物 排 物 液 物 排 物 处 于 动 态 ( 运 动 状 态 不 断 改 变 ) 受 非 平 衡 力 作 用 可 以 停 留 在 液 体 内 部 的 任 何 位 置 是 “ 上 浮 ” 过 程 的 最 终 状 态 是 “ 下 沉 ” 过 程 的 最 终 状 态 处 于 平 衡 状 态 受 平 衡 力 作 用注 : 表 中 研 究 对 象 均 为 实 心 物 体 年 中 考 年 模 拟 易 混 清 单 一 、 排 与 物 、 排 与 物 的 区 别 与 联 系 以 物 体 浸 在 液 体 中 为 例 排 物 体 排 开 液 体 的 体 积 物 物
3、 体 本 身 的 体 积 联 系 当 物 体 一 部 分 浸 在 液 体 中 时 排 物 当 物 体 下 沉 时 排 排 相 同 点 物 体 都 处 于 平 衡 状 态 各 自 所 受 的 浮 力 和 重 力 是 一 对 平 衡 力 方 法 一 探 究 影 响 浮 力 大 小 的 因 素 的 方 法探 究 浮 力 的 大 小 跟 哪 些 因 素 有 关 时 用 “ 控 制 变 量 ” 的 思 想 去 分 析 和 设 计 具 体 采 用 “ 称 重 法 ” 来 进 行 探 究 既 能 从 弹 簧 测 力 计 示 数 的 变 化 中 体 现 浮 力 同 时 还 能 准 确 地 测 出 浮 力 的
4、大 小 ( ) 物 体 的 形 状 用 称 重 法 测 量 同 一 块 橡 皮 泥 形 变 前 后 浸 没 在 水 中 所 受 浮 力 的 大 小 ( ) 物 体 的 体 积 用 称 重 法 测 量 两 个 密 度 相 同 体 积 不 同 的 物 体 浸 没 在 水 中 时 受 到 的 浮 力 大 小 ( ) 物 体 的 密 度 取 体 积 相 同 的 铁 块 和 铝 块 用 称 重 法 测 量 它 们 浸 没 在 水 中 所 受 浮 力 的 大 小 ( ) 物 体 的 重 ( 质 量 ) 取 重 力 不 同 的 两 个 铁 块 用 称 重 法 测 量 它 们 浸 在 水 中 的 体 积 相
5、同 时 受 到 的 浮 力 大 小 ( ) 液 体 的 密 度 用 称 重 法 测 量 同 一 铁 块 浸 没 在 水 和 酒 精 中 时 所 受 浮 力 的 大 小 ( ) 物 体 浸 在 液 体 中 的 体 积 ( 排 开 液 体 的 体 积 ) 把 铁 块 挂 于 弹 簧 测 力 计 的 挂 钩 上 改 变 铁 块 浸 在 液 体 中 的 体 积 观 察 示 数 的 变 化 ( ) 物 体 浸 没 在 液 体 中 的 深 度 把 铁 块 挂 于 弹 簧 测 力 计 的 挂 钩 上 改 变 铁 块 浸 没 在 水 中 的 深 度 观 察 示 数 的 变 化 实 验 结 论 : 浮 力 的
6、大 小 与 液 体 的 密 度 和 排 开 液 体 的 体 积 有 关 即 : 浮 力 的 大 小 与 被 物 体 排 开 液 体 的 重 力 有 关 例 ( 山 东 聊 城 分 ) “ 探 究 浮 力 的 大 小 跟 哪 些 因 素 有 关 ” 实 验 的 部 分 操 作 、 装 置 静 止 时 测 力 计 指 针 的 位 置 如 图 所 示 ( ) 图 中 测 力 计 的 示 数 为 由 、 、 所 示 实 验 可 得 出 的 结 论 是 : 在 液 体 密 度 相 同 时 物 体 所 受 浮 力 的 大 小 跟 有 关 ( ) 由 、 所 示 实 验 得 出 的 结 论 是 : ( )
7、由 图 中 提 供 的 数 据 可 以 求 出 盐 水 的 密 度 为 / 解 析 ( ) 物 体 在 液 体 中 受 到 浮 力 的 大 小 为 浮 拉 观 察 图 、 、 可 知 在 液 体 密 度 相 同 时 物 体 受 到 的 浮 力 随 它 浸 在 液 体 中 的 体 积 变 大 而 变 大 ( ) 比 较 物 体 在 水 和 盐 水 中 测 力 计 示 数 的 大 小 可 知 物 体 浸 在 液 体 中 的 体 积 相 等 时 在 密 度 较 大 的 盐 水 中 受 到 的 浮 力 较 大 ( ) 分 别 计 算 物 体 浸 没 在 水 和 盐 水 中 受 到 浮 力 的 大 小
8、: 浮 水 浮 盐 . . 由 浮 液 排 可 得 排 浮 液 两 者 均 为 浸 没 所 以 排 水 排 盐 即 : 浮 水 水 浮 盐 盐 水 . 盐 盐 . 水 . / 答 案 ( ) . 它 浸 在 液 体 中 的 体 积 ( 或 排 开 液 体 的 体 积 ) ( ) 在 物 体 浸 在 液 体 中 的 体 积 ( 或 排 开 液 体 的 体 积 ) 相 等 时 浮 力 的 大 小 跟 液 体 的 密 度 有 关 ( ) . 变 式 训 练 在 讨 论 “ 浮 力 跟 哪 些 因 素 有 关 ” 的 问 题 时 通 过 如 下 的 实 验 我 们 可 以 总 结 归 纳 出 浮 力
9、到 底 与 什 么 因 素 有 关 ( ) 从 、 两 图 可 以 看 出 浮 力 大 小 与 有 关 但 通 过 图 、 可 以 判 断 这 个 观 点 是 的 ( ) 其 实 我 们 可 以 这 样 理 解 、 两 种 情 况 中 是 物 体 浸 入 越 深 越 大 则 浮 力 越 大 ( ) 由 、 两 图 可 以 看 出 浮 力 大 小 与 有 关 ( ) 有 人 也 猜 想 浮 力 大 小 与 物 体 的 体 积 有 关 在 选 择 了 两 个 体 积 不 同 的 石 块 并 测 得 它 们 的 重 力 后 你 的 操 作 是 : ( ) 由 上 面 的 实 验 我 们 初 步 得
10、出 : 浮 力 大 小 与 有 关 而 与 无 关 专 题 七 浮 力 答 案 ( ) 物 体 浸 入 水 中 的 深 度 ( 浸 入 水 中 的 体 积 、 排 开 水 的 体 积 ) 错 误 ( 正 确 ) ( ) 排 开 水 的 体 积 ( ) 液 体 的 密 度 ( ) 分 别 将 两 石 块 大 致 相 同 的 体 积 浸 入 水 中 读 出 测 力 计 的 示 数 算 出 浮 力 进 行 比 较 ( 合 理 答 案 均 可 ) ( ) 物 体 排 开 液 体 的 体 积 和 液 体 的 密 度 物 体 浸 入 液 体 的 深 度 、 物 体 本 身 的 体 积 解 析 ( ) 、
11、两 图 由 于 排 开 水 的 体 积 不 同 使 测 力 计 的 示 数 不 同 所 受 浮 力 小 于 所 以 浮 力 的 大 小 与 排 有 关 ( ) 对 于 、 两 图 可 以 看 出 物 体 浸 入 越 深 排 开 水 的 体 积 越 大 物 体 所 受 浮 力 越 大 ( ) 由 、 两 图 可 以 看 出 由 于 液 体 密 度 改 变 导 致 物 体 所 受 浮 力 发 生 改 变 所 以 浮 力 的 大 小 与 液 体 的 密 度 有 关 ( ) 要 研 究 浮 力 大 小 是 否 与 物 体 的 体 积 有 关 就 要 改 变 物 体 的 体 积 保 持 排 和 液 体
12、密 度 不 变 计 算 出 浮 力 进 行 比 较 ( ) 综 上 所 述 浮 力 的 大 小 与 液 体 的 密 度 和 排 开 液 体 的 体 积 有 关 与 在 液 体 中 的 深 度 和 物 体 的 体 积 无 关 方 法 二 计 算 浮 力 的 四 种 方 法浮 力 的 计 算 是 浮 力 学 习 中 的 一 个 难 点 其 计 算 方 法 可 概 括 为 下 面 四 种 : . 称 重 法 : 由 于 浮 力 的 方 向 竖 直 向 上 与 重 力 的 方 向 刚 好 相 反 所 以 可 以 先 把 物 体 挂 在 弹 簧 测 力 计 下 测 得 物 体 在 空 气 中 的 重 力
13、 再 把 物 体 浸 没 在 液 体 中 记 下 弹 簧 测 力 计 的 示 数 拉 则 物 体 此 时 在 这 种 液 体 中 所 受 的 浮 力 浮 拉 此 法 适 用 于 求 解 在 液 体 中 下 沉 的 物 体 所 受 到 的 浮 力 . 压 力 差 法 : 根 据 浮 力 产 生 的 原 因 物 体 浸 在 液 体 中 受 到 的 浮 力 等 于 物 体 受 到 的 液 体 向 上 和 向 下 的 压 力 差 即 浮 向 上 向 下 ( 向 上 表 示 物 体 下 表 面 受 到 的 液 体 向 上 的 压 力 向 下 表 示 物 体 上 表 面 受 到 的 液 体 向 下 的 压
14、 力 ) 此 方 法 多 用 于 求 解 形 状 规 则 的 物 体 受 到 的 浮 力 . 原 理 法 : 根 据 阿 基 米 德 原 理 浸 入 液 体 中 的 物 体 受 到 向 上 的 浮 力 浮 力 的 大 小 等 于 物 体 排 开 的 液 体 受 到 的 重 力 ( 表 达 式 为 : 浮 排 液 排 ) 此 方 法 适 用 于 所 有 浮 力 的 计 算 . 平 衡 法 : 物 体 处 于 漂 浮 或 悬 浮 状 态 时 物 体 受 到 的 浮 力 与 重 力 是 一 对 平 衡 力 因 此 只 要 知 道 物 体 的 重 力 就 可 以 得 到 浮 力 的 大 小 即 浮 物
15、 物 物 ( 推 导 可 得 : 液 排 物 物 ) 例 ( 湖 南 益 阳 分 ) 如 图 所 示 将 一 长 方 体 物 体 浸 没 在 装 有 足 够 深 水 的 容 器 中 恰 好 处 于 悬 浮 状 态 它 的 上 表 面 受 到 的 压 力 为 . 下 表 面 受 到 的 压 力 为 则 该 物 体 受 到 的 浮 力 大 小 为 如 将 物 体 再 下 沉 则 它 受 到 的 浮 力 大 小 为 解 析 由 浮 力 产 生 的 原 因 可 知 该 物 体 受 到 的 浮 力 : 浮 下 上 . . 物 体 再 下 沉 排 开 水 的 体 积 不 变 由 浮 液 排 可 知 受 到
16、 的 浮 力 仍 为 . 不 变 答 案 . . 变 式 训 练 ( 山 东 菏 泽 分 ) 新 、 旧 两 只 鸡 蛋 放 入 水 中 的 状 态 如 图 所 示 两 只 鸡 蛋 的 体 积 分 别 是 、 质 量 分 别 是 、 两 只 鸡 蛋 受 到 的 浮 力 分 别 为 : ( 已 知 水 的 密 度 为 ) 答 案 解 析 鸡 蛋 处 于 漂 浮 状 态 所 以 所 受 浮 力 等 于 自 身 的 重 力 则 鸡 蛋 受 到 的 浮 力 鸡 蛋 下 沉 到 容 器 底 部 所 以 所 受 浮 力 小 于 或 等 于 自 身 的 重 力 则 鸡 蛋 受 到 的 浮 力 方 法 三 利
17、 用 浮 力 巧 测 密 度 的 方 法等 效 替 代 法 在 物 理 量 的 测 量 中 经 常 用 到 对 一 些 不 便 直 接 测 量 的 量 可 利 用 其 与 其 他 可 直 接 测 量 的 物 理 量 间 的 关 系 通 过 测 量 其 他 物 理 量 来 间 接 测 量 该 物 理 量 如 : 漂 浮 在 水 面 上 的 物 体 其 受 到 的 重 力 等 于 浮 力 即 物 体 的 质 量 等 于 它 排 开 的 水 的 质 量 因 而 只 要 测 出 它 排 开 的 水 的 体 积 便 可 由 公 式 求 出 排 开 的 水 的 质 量 从 而 得 到 物 体 的 质 量
18、利 用 浮 力 巧 测 密 度 可 分 为 两 大 类 : . 固 体 类 : 测 铁 球 的 密 度 器 材 : 弹 簧 测 力 计 、 水 、 烧 杯 、 细 线 、 铁 球 步 骤 : ( ) 用 弹 簧 测 力 计 测 出 铁 球 的 重 力 为 ( ) 把 铁 球 浸 没 在 水 中 读 出 弹 簧 测 力 计 的 示 数 为 则 铁 球 的 密 度 : 铁 水 . 液 体 类 : 测 盐 水 的 密 度 器 材 : 弹 簧 测 力 计 、 水 、 盐 水 、 两 个 烧 杯 、 细 线 、 铁 球 步 骤 : ( ) 用 弹 簧 测 力 计 测 出 铁 球 的 重 力 为 ( )
19、把 铁 球 浸 没 在 水 中 读 出 弹 簧 测 力 计 的 示 数 为 ( ) 把 铁 球 浸 没 在 盐 水 中 读 出 弹 簧 测 力 计 的 示 数 为 则 盐 水 的 密 度 : 盐 水 水 例 ( 湖 南 郴 州 分 ) 弹 簧 测 力 计 下 挂 着 一 重 为 的 实 心 小 球 小 球 浸 没 在 水 中 并 静 止 时 弹 簧 测 力 计 示 数 为 则 此 时 小 球 受 到 的 浮 力 是 其 密 度 是 / ( / ) 解 析 小 球 浸 没 时 受 到 的 浮 力 : 浮 因 物 体 浸 没 时 排 开 水 的 体 积 和 自 身 的 体 积 相 等 所 以 由
20、浮 液 排 可 得 小 球 的 体 积 : 排 浮 水 则 小 球 的 密 度 : 年 中 考 年 模 拟 浮 水 浮 水 . / . / 答 案 . 变 式 训 练 ( 黑 龙 江 大 庆 分 ) 如 图 甲 所 示 一 个 立 方 体 悬 挂 在 弹 簧 测 力 计 下 处 于 静 止 状 态 时 弹 簧 测 力 计 示 数 为 如 图 乙 所 示 将 此 立 方 体 一 半 浸 入 某 种 液 体 中 静 止 时 测 力 计 示 数 为 . 则 此 立 方 体 受 到 的 浮 力 为 若 某 时 刻 剪 断 乙 图 中 悬 吊 立 方 体 的 细 线 则 立 方 体 受 到 的 浮 力
21、变 化 情 况 是 立 方 体 的 下 表 面 压 强 将 ( 选 填 “ 一 直 不 变 ” 、 “ 先 变 大 后 不 变 ” 或 “ 先 变 小 后 不 变 ” ) 若 已 知 该 立 方 体 的 体 积 为 则 这 种 液 体 的 密 度 为 / ( / ) 答 案 . 先 变 大 后 不 变 先 变 大 后 不 变 . 解 析 由 题 意 可 知 立 方 体 的 重 力 示 当 立 方 体 一 半 浸 入 某 种 液 体 中 静 止 时 此 时 立 方 体 受 到 的 浮 力 浮 示 . . 当 立 方 体 全 部 浸 入 该 液 体 中 静 止 时 排 开 液 体 的 体 积 变
22、为 原 来 的 倍 由 浮 液 排 可 知 浸 没 时 立 方 体 受 到 的 浮 力 浮 浮 . 因 为 浮 所 以 若 剪 断 乙 图 中 悬 吊 立 方 体 的 细 线 立 方 体 将 下 沉 直 至 沉 到 容 器 底 在 这 一 过 程 中 液 体 的 密 度 不 变 由 于 排 开 液 体 的 体 积 先 变 大 后 不 变 所 以 由 浮 液 排 可 知 立 方 体 受 到 的 浮 力 先 变 大 后 不 变 立 方 体 的 下 表 面 所 处 的 深 度 先 变 大 沉 底 后 不 变 由 液 可 知 立 方 体 的 下 表 面 受 到 液 体 的 压 强 先 变 大 后 不 变 立 方 体 的 体 积 由 ( ) 可 知 当 立 方 体 一 半 浸 入 某 种 液 体 中 静 止 时 受 到 的 浮 力 浮 . 此 时 排 . . 由 浮 液 排 可 得 该 液 体 的 密 度 : 液 浮 排 . . / . /
