科学中考第3讲浮力.docx
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科学中考第3讲浮力
第三讲浮力
【知识要点】
1、浮力的定义:
一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
2、浮力方向:
竖直向上,施力物体:
液(气)体
3、浮力产生的原因(实质):
液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力。
4、物体的浮沉条件:
(1)前提条件:
物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
(2)请根据示意图完成下空。
F浮
G
下沉悬浮上浮漂浮
F浮
ρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液>ρ物
(3)、说明:
①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为(2/3)ρ
分析:
F浮=G则:
ρ液V排g=ρ物Vg
ρ物=(V排/V)·ρ液=23ρ液
③悬浮与漂浮的比较
相同:
F浮=G不同:
悬浮ρ液=ρ物;V排=V物漂浮ρ液<ρ物;V排 ④判断物体浮沉(状态)有两种方法: 比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。 ⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为: ρ物=Gρ/(G-F) ⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。 5、阿基米德原理: (1)、内容: 浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 (2)、公式表示: F浮=G排=ρ液V排g从公式中可以看出: 液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。 (3)、适用条件: 液体(或气体) 6: 漂浮问题“五规律”: (历年中考频率较高,) 规律一: 物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力; 规律二: 同一物体在不同液体里,所受浮力相同; 规律三: 同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小; 规律四: 漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几; 规律五: 将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。 7、浮力的利用: (1)、轮船: 工作原理: 要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。 排水量: 轮船满载时排开水的质量。 单位t由排水量m可计算出: 排开液体的体积V排=;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。 (2)、潜水艇: 工作原理: 潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。 (3)、气球和飞艇: 工作原理: 气球是利用空气的浮力升空的。 气球里充的是密度小于空气的气体如: 氢气、氦气或热空气。 为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。 (4)、密度计: 原理: 利用物体的漂浮条件来进行工作。 构造: 下面的铝粒能使密度计直立在液体中。 刻度: 刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大 8、浮力计算题方法总结: (1)、确定研究对象,认准要研究的物体。 (2)、分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。 (3)、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。 计算浮力方法: ①称量法: F浮= G-F(用弹簧测力计测浮力)。 ②压力差法: F浮=F向上-F向下(用浮力产生的原因求浮力) ③漂浮、悬浮时,F浮=G(二力平衡求浮力;) ④F浮=G排或F浮=ρ液V排g(阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用) ⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用) 【典型例题】 例1.重为10牛的木球浮在水面上,在图中作出木球所受到的水对它的浮力的图示. 例2.某同学探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积大小有什么样的关系,他利用弹簧测力计、烧杯、溢杯、石块、水等,按如图所示的步骤进行实验操作: (1)用弹簧测力计测出小石块所受的重力. (2)用弹簧测力计测出空烧杯所受的重力. (3)把石块浸没在盛满水的溢杯里,用空烧杯承接从杯里溢出的被排开的水,读出此时弹簧测力计的示数. (4)用弹簧测力计测出承接了水后烧杯和水受到的总重力. (1)请你帮助该同学完成下表(单位: N) (2)从这个实验,可以得出的结论是____________. 例3.一底面积为20cm2的圆柱形容器,其底部竖放一高为10cm、截面积为15cm2的圆柱体木块,然后慢慢地向容器中注入水.问当注入多少千克的水时,木块对容器底部的压力恰好为零.(ρ木=0.8×103kg/m3、g=10N/kg) 例4.如图所示,一圆柱形容器,底面积为100cm2,内装有20cm深的水.现把一质量为120g,密度为0.6×103kg/m3的木块放入水中,水未溢出杯外(计算时ρ水取1.0×103kg/m3,ρ铁取8.0×103kg/m3,g取10N/kg.)求: (1)静止后木块浸入水中的体积. (2)若把木块缓慢地刚好全部压入水中(水未溢出),此时水对容器底的压强为多大? (3)若在木块上放一铁块,使他们不沉入水底,铁块的最大质量是多少? 例5.浸没在液体中的物体受到的浮力,实质上是物体表面受到的液体压力的合力。 而在液体中,深度越大,液体压强越大,物体受到的压力越大。 那么物体浸没在液体中所受到的浮力大小与液体的深度是否有关呢? 请你设计一个实验来探究,并说明探究的方法。 【经典练习】 1.第二次世界大战时期,德国纳粹一潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅而不能浮起来,这是因为() A.有浮力,但浮力小于重力B.有浮力,且浮力等于重力 C.潜水艇底部没有水进入,不产生浮力D.机器坏了,不产生浮力 2.一艘轮船从东海驶入长江后,它所受到的浮力() A.变小B.不变C.变大D.不能确定 3.甲、乙两物体的质量之比是3∶5,密度之比是3∶10,若把它们浸没在同种液体中,则它们所受的浮力之比是() A.3∶5B.3∶10C.1∶2D.2∶1 4.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。 甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是() A.甲受到的浮力B.乙受到的浮力大 C.丙受到的浮力大D.甲、乙、丙受到的浮力一样大 5.如图所示,浸没在烧杯底部的鸡蛋所受水的浮力F1小于鸡蛋的重力,现将适量的浓盐水倒入烧杯中,鸡蛋所受的浮力为F2,则F1与F2的关系是() A.F1>F2B.F1 C.F1=F2D.无法确定 6.关于物体受到水的浮力,下面说法中正确的是() A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 B.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大。 C.物体排开水的体积越大受到的浮力越大 D.物体的密度越大受到的浮力越小 7.潜水员从水下15m的地方上浮到距水面lm的地方,则潜水员所受的浮力和压强() A.压强和浮力都将变大C.压强和浮力都将变小 B.压强减小,浮力不变D.压强不变,浮力变小 8.一个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则图(乙)中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是() 9.潜水艇充满水时,可以悬浮在海水中静止不动.此时,它在竖直方向上受到_______力和_________力的作用,这两个力的合力是_________。 10.如图所示,卷成团的牙膏皮弄成空心后,立在水中受到的重力________,排开水的体积__________,受到的浮力_______(填"变大"、"变小"或"不变"). 11.水下6米深处有一条体积为300厘米3的鱼,它受到的浮力为______牛,这条鱼若再向下游5米,则它受到的浮力将_______。 (填"变大"、"变小"或"不变") 12.一金属块在空气中称重27N,把它全部浸没在水中称弹簧秤读数为17N,则该金属块受到水对它的浮力是______N,浮力的方向是_________,物体的体积为______m3。 13.如图所示,重为3×105牛的飞艇静止在空中,飞艇受到的浮力大小为___________牛,方向竖直___________。 14.一个重5N的木块漂浮在水面上,它受到的浮力为___________N,它排开水的体积为___________m3. 15.一个质量、体积均可忽略不计的塑料袋(不漏水)装上1千克的水后再放入水中,它们受到水的浮力是_____N.(g=1ON/kg) 16.如图所示,将两块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,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填"大于"、"小于"或"等于"),________杯中水面升高得多。 17.如图所示,物体浸没在水中时,所受到的浮力为______N;如果直接将该物体投入水中,该物体将_______(填"上浮"、"悬浮"或"下沉");从图乙、丙可以看出浮力的大小与液体的_______有关. 第三讲浮力作业 1.如图所示,质量相等的A.B.C三个小球,放在同一液体中,结果A球漂浮,B球悬浮,C球下沉到容器底部,下列说法中正确的是() A.如果三个小球都是空心的,则它们的体积可能相等 B.如果三个小球的材料相同,则A.B两球一定是空心的 C.如果三个小球都是空心的,则它们所受浮力的大小关系为FA>FB>FC D.如果三个小球都是实心的,则它们密度的大小关系为ρA>ρB>ρC 2.如图所示,在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体;将三个完全相同的铜球,分别沉入容器底部,当铜球静止时,容器底部受到铜球的压力大小关系是F甲>F乙>F丙,则液体密度相比较() A.甲的最小B.乙的最小 C.丙的最小D.一样大 3.在弹簧测力计下挂一实心物体,弹簧测力计的示数是F,如果把物体浸没在水中央,物体静止时弹簧测力计的示数为F/5,则该物体的密度是( ) A.1.0×103kg/m3B.0.8×103kg/m3 C.1.5×103kg/m3D.1.25×103kg/m3 4.如图所示,将两只同样盛满水的溢水杯放在天平的两盘时天平平衡。 将一木块放在右盘的溢水杯中木块漂浮在水面上,并将溢出的水取走,此时天平() A.右边上移B.保持平衡 C.右边下移D.无法确定 5.用一个量筒、水、一根细针做实验来测木块的某些物理量,下列说法中正确的是() A.只能测木块的体积 B.只能测木块所受的浮力 C.只能测木块的体积,质量和密度 D.木块的体积,所受的浮力,质量和密度都能测量 6.把一木块浸没在水中,排开的水所受重力为12N,木块受到的浮力 ( ) A.大于12N B.小于12N C.等于12N D.等于10N 7.一个重1N的物体,挂在弹簧测力计上,当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是0.87N,这个物体受到的浮力是N。 8.质量为200g的小球,轻轻放入盛满水的容器中,溢出160g的水,小球受的浮力的大小为N。 (g=10N/kg) 9.将重为4N的物体A浸没在水中,如图1甲所示,弹簧测力计示数是______________N,物体A受到的浮力是______________N。 比较图4甲、乙可知,物体浸没在水中不同深度,受到浮力F浮甲______________F浮乙,比较两种情况下物体A的上表面受到水的压强p甲______________p乙(均选填“>”、“<”或“=”)。 10.小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况,如图6所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力 图6 计相应的示数F,实验数据如下表: 次数 1 2 3 4 5 6 7 H(cm) 0 2 4 6 8 10 12 Ag(N) 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.25 4.25 (1)分析表中实验数据,可以得出物体重N, (2)第4次实验时,物体受到的浮力N; (3)你还能得到什么规律,写出一条: 11.将你一只手的食指浸入水中,请设计一个实验测出食指受到的浮力。 (1)写出你所需要的实验器材: (2)简述实验主要步骤,并要求写出所要测量或记录的物理量(用字母表示)。 (3)F浮的表达式是(用字母表示). 12.为了探究浮力的大小等于什么? 在弹簧下端挂一个塑料筒,筒下面吊一个金属块,记下弹簧伸长后到达的位置O,如图10甲所示,取一个溢水杯,杯内的水装到溢水管口。 把金属块全部没入水中,水被排到溢水口旁的小杯中,金属块受到浮力,弹簧的伸长量变小,如图10乙所示,然后把小杯中的水全部倒入弹簧下的小筒中,弹簧又伸长到原来的位置O,如图10丙所示,请你用简练的语言说出,从这个实验能得到什么结论? 第三讲小测 1.将质量相等的实心铁块、铝块和木块放入水中,静止时,比较它们受到的浮力(ρ铁=7.8g/cm3、ρ铝=2.7g/cm3、ρ木=0.4g/cm3)() A.铁块受到的浮力最小B.铝块受到的浮力最小 C.木块受到的浮力最小D.铁块和铝块受到的浮力一样大 2.如图所示,是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。 此过程中应用的关键知识是() A.气球受到重力 B.帽子质量大于气球质量 C.帽子密度大于气球密度 D.空气对物体有浮力作用 3.悬浮在水中的潜水艇排出水舱中的一部分水后,受到的浮力大于自身受到的重力,潜水艇将() A.下沉B.上浮C.悬浮在水中D.先下降后上升 4.打捞江底的沉船,下面采取的措施,不合理的是() A.使沉船与水底淤泥尽量分离 B.使用费力的机械把沉船拉起来 C.清除船体中的泥沙,使船变轻 D.将浮筒与船绑在一起,再排出浮筒内的水 5.将一实心物体先后投入足量的水和酒精中,物体静止时,所受浮力分别为6N和5N,判定物体在水、酒精中的浮沉状态可能是(ρ酒=0.8×103kg/m3)() A.在水中漂浮,在酒精中漂浮B.在水中漂浮,在酒精中沉底 C.在水中悬浮,在酒精中漂浮D.在水中沉底,在酒精中沉底 6.质量相等的木块和蜡块,漂浮在同一盆水中,它们所受浮力的大小关系是() A.木块受浮力大B.木块和蜡块受浮力相等 C.蜡块受浮力大D.条件不足,无法比较 7..体积为50厘米3,质量为48克的生橡胶块放入足够深的水中静止后,水对它的浮力是_________牛。 (g=10牛/千克) 8.将同一小石块分别浸没在水和某种液体中,弹簧测力计的示数如图所示,则小石块的密度是________kg/m3,,这种液体的密度是__________kg/m3.(g取10N/kg) 9.轮船进港卸下货物后,吃水深度减少0.5m,如果轮船在水平方向上的平均截面积约为5400m2,那么,卸下货物的质量大约是_________. 10.一艘轮船满载时的排水量是7500t,轮船受到的浮力是 N;满载时轮船排开水的体积是 m3。 在水面下3m深处,水对船体的压强是 Pa(轮船的排水量是指轮船排开水的质量) 11.将一个密度为0.9×103kg/m3的实心小球,先后放入水和酒精当中,则小球排开水的体积与排开酒精的体积之比为________;小球在水和酒精中所受浮力之比是______(ρ酒=0.8×l03kg/m3) 12.一个空心铜球质量为89g,它能漂浮在水中,且有1/3个球露在水面上,已知铜的密度为8.9×103kg/m3,则此铜球的体积为________cm3,,其空心部分的体积为_______cm3.
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