1、第10讲 浮力,1.(2018泰安)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如 图甲所示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与 水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度 h的关系如图乙。(g取10 N/kg,水的密度是1.0103 kg/m3)求: (1)物块受到的重力; (2)物块浸没在水中受到的浮力; (3)物块的密度。,找问题知易,答案 (1)18 N (2)8 N (3)2.25103 kg/m3,2.(2018连云港)如图所示,小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中,此时小球 所受的浮力大于小球的重力(选填“大于”“小于”或
2、“等于”)。剪断绳 子后,小球上升过程中所受的浮力变小(选填“变大”“变小”或“不变”, 下同),水对烧杯底部的压强变小。,体系构建,夯基础学易,考点一 浮力5年4考,1.小明想知道浮力大小与物体浸入水中深度之间的关系。于是他找来一个 高度为10 cm的铝圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材,按照如图所示操 作进行了探究,并把实验中得到的弹簧测力计的示数随圆柱体下表面浸入水 中的深度变化的情况绘成了如图1所示图像。,铝圆柱体的重力为2.7N,受到的最大浮力为1.2N。在图2中画出了圆柱体所受浮力随其下表面浸入水中的深度变化的图像。从图像看,圆柱体进入水中的深度在10 cm以内时物体受到的浮力与深
3、度有关,当超过这个深度浮力与深度无关,原因是当深度超过10 cm物体进入水中的体积不再变化,物体浸入水中的深度不是影响浮力大小的必然因素。,综合以上浮力与深度的关系,表述为浮力与物体浸入水中的体积或物体排开液体的体积有关更恰当。当深度在010 cm之间时圆柱体受到的浮力大小等于其下表面受到的水的压力,并且随着深度的增大而增大。当深度超过10 cm时,圆柱体下表面受到的压力继续增大,但上下表面的压力差不变。,学法提点 1.学会看图像的方法,第一步是弄清楚横纵坐标表示的物理量,物 理量不同,同样的物理过程的图像会不同。,2.注意读取图像中特殊点的信息,比如图1中图像的起点、拐点等。,考点二 阿基米
4、德原理5年3考,2.将一个重4 N的物体挂在弹簧测力计下面,然后将物体浸没在重6 N的水中, 这时弹簧测力计的示数为3 N,则物体所受的浮力是1 N。,3.如图甲所示,在一只薄塑料袋中装水过半(未满),用细线扎紧袋口,用弹簧测 力计测得其所受重力为10 N;再将这个装水的塑料袋浸入烧杯内的水中,如图 乙所示,当弹簧测力计示数为4 N时,袋内水面与烧杯中的水面相比(不计塑料 袋和细线的重) ( A ) A.比烧杯中的水面高 B.比烧杯中的水面低 C.与烧杯中的水面相平 D.高低无法判断,学法提点 1.物体排开水的重力与水的重力没有必然关系,物体排开水的重 力可以小于水的重力,也可以大于水的重力。
5、,2.阿基米德原理在应用时可以分为三种情况处理:第一:F浮=G排;第二:F浮=m排g, 对于漂浮或悬浮的物体,G物=F浮=G排,可以推导出:m物=m排,即对于漂浮或悬浮 的物体排开液体的质量等于物体的质量;第三:F浮=液gV排。,考点三 浮沉条件及应用5年5考,4.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12 N; 当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5 N。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12 N。,5.如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为甲、乙,将同一只鸡蛋先后放入 甲、乙两杯中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂
6、 浮状态,所受浮力为F乙。则下列关系正确的是 ( D ) A.F甲F乙 甲乙 B.F甲乙 D.F甲=F乙 甲乙,6.将同一鸡蛋分别浸入两杯密度不同的液体中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中 悬浮,如图所示。与乙杯比较 ( D ) A.甲杯液体密度大,鸡蛋所受浮力大 B.甲杯液体密度大,鸡蛋所受浮力小 C.甲杯液体密度小,鸡蛋所受浮力大 D.甲杯液体密度小,鸡蛋所受浮力小,学法提点 1.会根据浮沉情况判断物体与液体密度的大小。,2.会根据两种液体混合在一起静止时液体上下位置判断两种液体的密度大 小,即下面液体的密度大于上面液体的密度。,3.对于漂浮或悬浮的同一物体,优先根据二力平衡判断受到的浮力与自重
7、的 大小。,4.不同的物体浸没在同种液体中受到的浮力大小,在已知排开液体体积大小 的情况下优先根据排开液体的体积大小判断浮力大小,简称“同种液体看V 排”。,考点四 浮力的应用5年3考,7.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后密度计液面 处的刻度值就是液体的密度。水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲 和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体中,静止后的情形 如图所示,两液面相平。则下列判断正确的是 ( A ) A.甲液体的密度大于乙液体的密度 B.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大 C.甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强 D.密度计在甲液体中受
8、到的浮力小于在乙液体中受到的浮力,8.蛟龙号载人潜水器是一艘由中国自行设计、自主集成研制的载人潜水器, 多次完成了下潜任务。如图所示,蛟龙号载人潜水器在水面下匀速下潜,下列 有关它的说法正确的是 ( C ) A.所受到的浮力不断增加 B.所受到的浮力总大于重力 C.所受到的海水的压强不断增加 D.所受到的海水的压强保持不变,学法提点 1.对于漂浮的物体如:密度计、船等,优先确定所受浮力等于自身 重力,在此基础上展开其他思考。,2.对于潜水器如:潜水艇、蛟龙号等,潜行、下潜或上浮微露出水面前,排开水 的体积等于自身体积,无法改变,要实现水平潜行(即悬浮)、下潜或上浮全靠 改变自重来改变重力与所受
9、浮力的大小关系。,解教材图易,类型一 浮力综合,研真题优易,例1(2018山西,19,3分)小亮同学利用气球和圆柱形水杯做了一个小实验。在气球内灌入一定量的水封口制成水球(如图甲)。先将水球放入冷水中,水球漂浮(如图乙)。把杯中冷水换成热水,再次把水球放入热水中,发现水球沉在杯底(如图丙)。下列分析正确的是( B ) A.水球在冷水中所受浮力小于热水中所受浮力 B.水球在冷水中排开的水的重力等于水球的重力 C.冷水的密度小于热水的密度 D.在冷水和热水的同一深度处压强相等,命题亮点 1.借助PISA测试理念在真实情景中考查浮力知识;2.试题情景引 导落实“活动建议”,在完成“活动建议”过程中帮
10、助学生积累学习初中物 理所必需的感性认识;3.在真实情景中考查分析问题的学科素养。 解题思路 1.仔细审题;2.根据浮沉情况可以判断出物体所受浮力与自身重 力的大小关系,可以判断出物体自身密度与浸没液体的密度大小关系;3.液体 内部压强大小与液体密度、深度有关。,1.北方人有吃饺子的习惯,刚包好的饺子放入水中会下沉,而过一会儿饺子会 浮起来。关于此现象的说法正确的是 ( C ) A.刚下锅的饺子排开水的体积大于浮出水面的饺子排开水的体积 B.刚下锅时水的密度小于饺子浮出水面时水的密度 C.饺子浮出水面时排开水的重力大于刚下锅时排开水的重力 D.饺子刚下锅时受到水的压强小于浮出水面时受到的压强,
11、例2(2018山西适应性测试)如图所示,将两块完全相同的橡皮泥做成实心球 形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,球沉底,碗漂浮,它们受到的浮力 分别为F甲、F乙,杯底受到水的压强分别为p甲、p乙,则 ( B )A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲p乙 D.F甲F乙,p甲p乙,易错原因 橡皮泥在甲、乙两杯水中受到的浮力大小的判断问题很简单,橡 皮泥在甲、乙两杯中的V排不好判断。有不少同学觉得橡皮泥在甲杯中浸没 排开水的体积比在乙杯中漂浮时排开水的体积大,而不是根据受到的浮力大 小反推排开水的体积大小。由于对甲、乙两杯中排开水的体积判断有误或 不会判断,其引起的液面高度的变化也出现连带判断错误。
12、,例3如图是我军新型潜艇正准备出海进行远航巡逻。潜艇工作时是悬浮在水 中的,工作时从浅水区进入深水区,它受到的浮力不变;当它从海水密度小的 海域进入海水密度大的海域,它所受的浮力变大(前两空均选填“变大”“变 小”或“不变”),此时高压水舱要吸进(选填“吸进”或“排出”)海水。,易错原因 潜艇工作时是悬浮在水中的,悬浮物体受到的浮力等于自身重 力。而潜水艇的体积不变,会误认为潜水艇潜行时所受浮力始终不变,忽视从 海水密度小的海域进入海水密度大的海域时海水密度变化引起的浮力变 化。,命题点,试真题练易,1.(2017山西,19,3分)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子 投入水中会
13、下沉。对此现象,下列说法正确的是 ( D ) A.西瓜的密度比李子的密度大 B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力 C.李子下沉过程中所受水的压强不变 D.李子浸没后,下沉过程所受浮力大小不变,2.(2016山西,19,3分)海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有 力保障,潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国 号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程。下列对此潜艇分析正确的 是 ( C ) A.上浮过程中所受浮力逐渐变大 B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等 C.漂浮时排开的海水所受的重力最小 D.漂浮时潜艇底部所受海水压强最大,3.(2015山西,19,3分)在三个相同的烧
14、杯中装入质量相等的甲、乙、丙三种 不同的液体,把一支装有适量铁沙的平底试管先后放入这三个烧杯中,静止时 如图所示。下列说法正确的是 ( D ) A.试管在甲液体中受到的浮力最大 B.甲液体的密度最大 C.丙液体对烧杯底部的压强最小 D.试管在三种液体中排开液体的重力一样大,必做实验类,活动课行易,实验一 探究浮力的大小与哪些因素有关,【命题点】,3.实验评价。,2.应用控制变量思想分析浮力大小与哪些因素有关。,1.测量浮力的方法。,例1(2018青岛)如图,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些 因素有关的实验。(1)图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力大(选填“大”或“小”
15、),说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。 (2)图丁中金属块受到的浮力大小等于0.3 N。 (3)比较图丙、丁可知,浮力的大小与液体的密度有关。 解题思路 测量浮力的方法:在空气中称量物重为F1,把物体浸入液体中读出 测力计读数为F2,所受浮力为:F浮=F1-F2。分析数据和实验现象时注意哪些因 素是相同的,哪些因素是不同的,根据控制变量思想得出实验结论。,1.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明用弹簧测力计、圆 柱体、四个装有适量水和盐水的同样的烧杯,对浸在液体中的圆柱体所受的 浮力进行了探究,实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数如图所示。下列 说法中正确的是 ( ) A.圆
16、柱体浸没在水中受到的浮力为0.6 N B.比较图甲、丙、戊说明圆柱体受到的浮力 与浸没在液体中的深度有关 C.比较图甲、乙、戊说明圆柱体受到的浮力与液体的种类有关 D.比较图甲、乙、丙说明圆柱体受到的浮力与浸在液体中的体积有关,D,实验二 探究浮力与物体排开的液体所受的重力的关系(非20个必做实验),【命题点】,4.操作过程中的注意事项,3.根据实验目的分析数据的方法,2.测量排开的液体所受重力的方法,1.测量浮力的方法,例2(2018青岛)如图,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验:(1)木块受到的浮力F浮=1.2 N。 (2)木块排开的水所受的重力G排水=1.2 N。 (3)比较数据可
17、知:浮在水上的木块受到的浮力大小等于(选填“大于”“等于”或“小于”)它排开的水所受的重力。,解题思路 测出木块受到的浮力,可以借助二力平衡判断。测出木块排出水 的重力。比较木块受到的浮力和木块排开水的重力的大小。,2.(2018嘉兴)某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小 与排开液体多少的关系”,设计了如下实验步骤和数据记录表格: 在量筒中加入水,读出量筒内水面位置的刻度。 把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上,测出铁块的重力。 把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里,再次读出弹簧测力计 的示数。 读出量筒内水面位置升高后的刻度。 计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水
18、受到的重力。,实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是 铁块的重力/N。补充完整后,完成实验。分析数据得出结论: 浸在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。 实验后,该组同学进行了反思: (1)量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出水和铁块的总体积或水的体 积,从而不能得出实验结论。,(2)通过以上实验得出结论不可靠,理由是ABC。(把你认为正确的选项都选出来) A.没有进行多次重复实验 B.没有换用其他液体进行实验 C.没有进行物体部分浸入水中时的实验,设计实验类,实验三 设计实验(一),例32017年6月23日,“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达
19、7062.68 m海底,创 造了深潜水的世界纪录。有人说,潜水器难以下潜到深海是由于海水的深度 越深,其产生的浮力就越大,越到深处潜水器受到的浮力大于自重从而越难以 下潜。海水的深度越深浮力就越大的说法,当然是不正确。试设计实验证明 这一点。 (1)需要的器材:弹簧测力计、一块小石头、细线、装有适量水的大烧杯。 (2)操作步骤:用细线拴住小石块挂在弹簧测力计的挂钩上,用测力计吊着石 块浸没在烧杯的水中,改变石块在水中的深度,注意不要让石块露出水面。注 意观察当改变石块在水中的深度时测力计示数是否变化(开放性试题)。,实验四 设计实验(二),例4把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐按入水中,
20、在手感受到浮力 的同时,会看到排开的水溢到盘子里。越往下按饮料罐,手上感觉到的浮力越 大,溢出的水也越多。请思考:(1)对饮料罐产生浮力的是哪部分水呢?留在烧杯里的水(选填“留在烧杯里 的水”或“溢到盘子里的水”)。,(2)水产生的浮力是否会大于水自身的重力呢? 请设计实验探究这个问题。 测量这些物理量要用到的测量工具有:溢水杯、饮料罐、可以收集溢水的 烧杯、量筒。 操作步骤:把溢水杯装满水,待溢水口不再流水把空烧杯放在溢水口下,手 持饮料罐慢慢压入溢水杯,一直压到底部。用量筒测量溢到烧杯里水的体积 为V1,再测量留在溢水杯里水的体积为V2,比较V1、V2的大小。 得出的结论是:若V1 V2,则说明水产生的浮力会大于水自身的重力。,
