中考复习 浮力.docx
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中考复习浮力
平凉十中九年级物理中考复习教学设计
备课组长审阅
教研组长审签
学校审查
第一周:
蔡勇
参与教师刘刚刘玮马恒彬
授课教师刘刚刘玮马恒彬
授课时间
授课班级
第十讲专题复习:
浮力(3课时)
【考点聚焦】
1.知道浮力产生的原因
2.知道阿基米德原理
3.理解物体的浮沉条件
4.知道轮船、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理
【呈现形式】
本部分的考点主要以填空题、选择、计算和实验题型出现,其中阿基米德原理和物体的漂浮条件应用可以用实验题型出现。
在计算题中,阿基米德原理、浮力产生的原因、物体的浮沉条件和物体的漂浮条件常常紧密联系,增加了解题的难度,主要考查综合分析和解决问题的能力。
【知识结构】
一、浮力的基本概念
1.浮力产生的原因;浸入液体中的物体,受到液体的压强和压力,由于物体上、下表
面在液体中的深度不同,因此物体上、下表面所受液体的压强不同,下表面受到液体向上的压强大于上表面受到液体向下的压强,从而使物体下表面受到向上的压力大于上表面受到向下的压力,向上和向下的压力差就是物体在液体中受到的浮力。
2.物体的浮沉条件:
浸入液体里的物体同时受到重力和浮力两个作用力的作用,所以物体的浮沉取决于两个力的大小关系:
(1)当F浮>G时,上浮,最终结果漂浮。
(2)当F浮<G时,下沉,最终结果沉底。
(3)当F浮=G时,悬浮,即物体可以停留在任何深度。
3.阿基米德原理:
浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于排开的液体受到的重力。
用公式表示为:
F浮=G排=ρ液gV排
4.浮力的应用
应用浮力的关键是调节重力与浮力的关系,若保持浮力不变而减小自身重力,或保持重力不变而增大排水体积。
(1)轮船:
是采用空心的方法来增大排开水的体积从而增大可以利用的浮力,使其漂浮在水面上,其大小用排水量表示。
(2)潜水艇:
是靠改变水舱中水的多少,即靠改变重力来实现上浮或下潜的。
(3)气球和飞艇是通过充气、放气调整气囊的体积来改变浮力,实现上升和下降的。
(4)密度计是测量液体密度的仪器,是利用物体漂浮在液面的条件F浮=G物来工作的,密度计的刻度是“上小下大”。
【对应训练】
命题点1阿基米德原理的理解及应用
1.(2014甘南州9题2分)形状不同的铜块、铁块、铝块和铅块,浸没在水中的不同深处,如果受到的浮力相等,则可以判定()
A.它们的质量相等B.它们的体积相等
C.它们的温度相同D.它们所受的重力相等
拓展猜押
2.一艘轮船从长江驶入东海,船受到的浮力()
A.变大B.变小
C.不变D.条件不足,无法判断
3.如图所示,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,用外力F缓慢将A压入其中,h表示木块的下表面到液面的距离,下列关于木块所受浮力F浮和h的关系图像正确的是()
命题点2物体浮沉条件的应用及判断
4.(2012甘南州14题2分)将一小石块和一小木块放入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.石块沉入水中,所受浮力小于自身的重力
C.木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力
D.木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重力
5.(2014庆阳10题3分)把同一个小球分别放入甲、乙两只盛有不同液体的杯子里,静止时小球位置如图所示,则小球所受的浮力F甲和F乙的关系正确的是()
A.F甲=F乙 B.F甲
第5题图第6题图
6.(2013甘南州10题2分)2012年11月28日,中国第一艘自己的航母首次成功完成了舰载机起降试验,为航母今后形成战斗力奠定了良好基础.如图所示是舰载机飞离航母的一瞬间,则有( )
A.航母将上浮,所受浮力减小B.航母将下沉,所受浮力增大
C.航母将下沉,所受浮力减小D.航母始终漂浮,所受浮力不变
拓展猜押
7.潜水艇能潜入水下航行,进行侦察和袭击,是一种很重要的舰艇.潜水艇漂浮在水面时,其所受浮力与重力的大小关系为F浮______G(选填“>”、“<”或“=”);当潜水艇水舱充水时,潜水艇将________.(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”).
命题点3浮力的计算
8.(2015甘南州6题2分)一金属块吊在弹簧秤下端,在空气中弹簧秤读数是27.5N,现将金属块浸入水中后,弹簧秤读数是21.5N,则金属块受到的浮力是( )
A.6N B.27.5N C.21.5N D.49N
9.(2016天水6题3分)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(g取10N/kg)( )
第9题图
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
10.(2013天水17题2分)把重5N,密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中,当物体静止时,物体处于________状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉在水底”),物体在此时受到的浮力是________N.
11.(2016甘南州21题2分)体积为200cm3的木块浸没水中时,木块受到的浮力是________N,木块排开水的重力是________N.(g取10N/kg)
12.(2014天水17题2分)有一艘观光船满载时排开水的体积是2.4m3,该船的排水量是________kg.若船的自重为1×104N,为保证安全,该观光船最多承载的人数大约是______人.(每个人的质量均取50kg,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
13.(2014甘南州23题2分)一块实心金属,把它浸没在盛满酒精的溢水槽中时,从槽中溢出12g酒精.金属的体积为________cm3,若把它浸没在盛满水的溢水槽中,将会从水槽中溢出________g的水.(ρ酒精=0.8g/cm3)
第14题图
14.(2014兰州20题2分)如图所示,将一重为18N,体积为2×10-3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是________N,此时弹簧测力计的示数是_______N(g=10N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3).
15.(2015兰州34题6分)某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力是多大?
(2)液体的密度是多少?
(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?
16.(2016兰州35题6分)如图所示,正方体A的边长为10cm,在它的上面放一个重为2N的物体B,此时正方体A恰好没入水中,已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)正方体A受到浮力的大小;
(2)正方体A的密度.
命题点4压强、浮力综合题
17.(2015兰州5题3分)液体沸腾时,液体内部会产生大量气泡,在液体中不断上升、变大.对于气泡所受压强和浮力的变化情况(气泡未露出液面时),以下说法中正确的是( )
A.压强变小,浮力变小
B.压强不变,浮力不变
C.压强变大,浮力不变
D.压强变小,浮力变大
18.(2013省卷9题2分)如图所示是我国首台自主设计、自主集成研制
第18题图
的作业型深海载人潜水器“蛟龙号”,是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器.2012年6月27日,中国载人深载器“蛟龙号”7000米级海试最大下潜深度达7062米,再创中国载人深潜记录.在试潜时,“蛟龙号”先下潜到一定深度,调试后再匀速下潜.以下关于蛟龙号匀速下潜时的说法正确的是( )
A.蛟龙号匀速下潜时浮力逐渐变小
B.蛟龙号匀速下潜时外壳受到水的压力逐渐变大
C.蛟龙号匀速下潜时动能逐渐减小
D.蛟龙号匀速下潜时海水对舷窗的压强保持不变
第19题图
19.(2015省卷17题3分)如图所示是世界上最大的豪华游轮之一“海洋魅力”号,长361米、宽66米,排水量达22.5万吨,满载时吃水深度达30米,可以搭载6320名游客,则满载时船底受到的海水压强约为________帕(ρ海水=1000千克/立方米),船受到的浮力约为__________牛(g=10牛/千克).当客人下船后,船受到的浮力将________(选填“变大”、“不变”或“变小”).
20.(2015甘南州25题3分)将重为2N的木块放入烧杯中,木块浮在液面上静止时木块所受浮力的大小为________N,放入木块后,烧杯底部所受水的压强________,烧杯底部对桌面的压强________.(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
21.(2014天水34题4分)小雨同学将一块质量为54g的铝块放入盛有水的容器中,如图所示,此时水的深度为18cm.(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,g=10N/kg),求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)铝块对容器底部的压力.
第21
22.(2015庆阳27题4分)将质量为3kg的木块,放入盛有水的水槽内,如图所示,待木块静止时,其下表面距水面0.06m(g=10N/kg).求:
(1)木块下表面受到水的压强是多少?
(2)木块受到的浮力是多少?
第22题图
23.(2016省卷21题6分)刘家峡水电站是位于我省黄河上的“高原明珠”,水库大坝处有各式游船,游客可乘船直达水库西南端的炳灵寺石窟参观游览.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)当水库水位为140m时,水对坝底的压强是多大?
(2)水库中有一艘自重为3.0×105N的游船,该游船搭载总质量为1800kg的30名游客后,船排开水的体积为多少m3?
第23题图
24.(2013省卷18题7分)如图所示2012年9月正式交付中国人民解放军海军的“辽宁”号航空母舰,简称“辽宁舰”,是中国人民解放军海军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰.飞行甲板长300米,舰宽70.5米,航母吃水深度10.5米,标准排水量57000吨,满载排水量67500吨.根据以上数据,求:
(1)满载时该舰所受浮力为多少牛?
(2)舰底所受海水的压强多大?
(3)若飞机领航员2分钟之内沿飞行甲板从舰头走到舰尾,速度至少为多大?
(取ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
第24题图
25.(2015天水24题6分)如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N,底面积100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂有重为27N的金属块,现将金属块浸没在水中,容器内水面由20cm上升到30cm.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)金属块未放入水中时(如图甲),容器底部受到的水的压强;
(2)金属块浸没在水中静止后弹簧测力计的示数;
(3)金属块浸没在水中后(未与底部接触,如图乙),容器对桌面的压强.
第25题图
命题点5 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
26.(2016兰州31题5分)如图所示,为了验证“阿基米德原理”,某同学做了如下实验:
第26题图
(1)如图甲,在弹簧的下端挂一个小桶,小桶的下面吊一个石块,记下弹簧伸长后下端到达的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为T1,小桶与石块的总重记为G,则T1________G(选填“>”、“=”或“<”);
(2)如图乙,在溢水杯中盛满水,当石块浸没在水中时,排出的水便流入到旁边的小杯中,将排出水的重力记为G排;
(3)如图丙,把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶内,弹簧的下端又会到达原来的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为T2,则T2________T1(选填“>”、“=”或“<”);
(4)通过对图丙中小桶和石块的受力分析,请推导石块受到的浮力F浮与排出水的重力G排之间的关系________________________________.(要求写出推导过程)
1.B 【解析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知:
浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关.因为四个物体都浸在水中并且所受浮力相等,则可知四个物体排开水的体积相等,又因为四个物体都是浸没的,所以V物=V排,则四个物体的体积相等.故选B.
2.C 【解析】轮船从长江驶入东海,始终处于漂浮状态,浮力等于重力,轮船重力没有改变,所以轮船受到的浮力不变.故选C.
3.C 【解析】根据阿基米德原理,物体受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gSh,所以在物体浸没前浮力与深度成正比,浸没后浮力不变.故选C.
4.B 【解析】石块和木块都浸入水中,故都受到浮力作用,A错误;石块沉入水中,是因为所受浮力小于自身的重力,B正确;木块受到的浮力与石块所受的浮力无法比较,C错误;木块浮在水面上,所受浮力等于自身的重力,D错误.故选B.
5.A 【解析】由于小球放在甲液体中处于悬浮状态,所以此时小球所受浮力等于小球重力,即:
F甲=G球①;
小球放在乙液体中处于漂浮状态,所以此时小球所受浮力等于小球重力,即:
F乙=G球②;
由①②可知,F甲=F乙.故选A.
6.A 【解析】航母始终漂浮在海面上,浮力始终等于重力,舰载机飞走后,重力减小,故航母所受浮力减小,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得V排=
,排开的液体密度不变,所受浮力减小时,排开液体的体积减小,航母将上浮.故选A.
7.= 下沉 【解析】当潜水艇漂浮在水面上时,其所受的浮力等于自身的重力;当潜水艇充水时,其重力增大,而浮力不变,浮力小于重力,故潜水艇将下沉.
8.A 【解析】在空气中弹簧测力计的示数为27.5N→金属块的重力G=27.5N;金属块浸入水中,弹簧测力计的示数为21.5N→弹簧秤的示数减小了→减小量即为金属块所受浮力→浮力为F浮=G-F=27.5N-21.5N=6N,A正确.故选A.
9.C 【解析】由图乙可知,物体重9N,全部浸入水中时受到的浮力是F浮=9N-5N=4N,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0N,所以下表面受到水的压力等于浮力,F下压=F浮=4N,则B、D选项错误;物体浸没时V物=V排=
=
=4×10-4m3=400cm3,A选项错误;物体的密度:
ρ=
=
=
=2.25×103kg/m3,C选项正确.故选C.
10.漂浮 5 【解析】由于物体密度小于水的密度,故物体在水中静止时,处于漂浮状态,则F浮=G=5N.
11.2 2 【解析】根据阿基米德原理,它受到的浮力是F浮=G排液=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N.
12.2.4×103 28 【解析】观光船满载时的排水量为2.4m3,该船的排水量m排=ρ水V排=1.0×103kg/m3×2.4m3=2.4×103kg;船受到的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2.4m3×10N/kg=2.4×104N,人的总重力G人=F浮-G船=2.4×104N-1×104N=1.4×104N,人的总质量m总=
=
=1.4×103kg,人数n=
=
=28.
13.15 15 【解析】金属块浸没在酒精中时,溢出酒精m酒=12g,则V金=V酒=
=
=15cm3.若金属块浸没在水中,则V水=V金=15cm3,m水=ρ水V水=1g/cm3×15cm3=15g.
14.16 2 【解析】浸没在酒精中的蜡块所受的浮力F浮=ρ液V排液g=ρ液V蜡块g=0.8×103kg/m3×2×10-3m3×10N/kg=16N,弹簧测力计的示数F=G-F浮=18N-16N=2N.
15.解:
(1)木块受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力,因木块静止,所以处于平衡状态.木块受到的浮力是:
F浮=F拉+G=2N+1.2N=3.2N.(2分)
(2)因为木块浸没,排开液体的体积是木块的体积,根据阿基米德原理可得液体的密度:
ρ液=
=
=
=1.6×103kg/m3.(2分)
(3)木块浸没时浮力大于重力,所以木块剪断绳子后木块会先上浮,最后漂浮,这时它受到的浮力是F浮=G=1.2N.(2分)
16.解:
(1)根据浮力公式F浮=ρ液gV排物体处于浸没状态排开水的体积为自身体积,代入数据得
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×103×10-6m3=10N(2分)
(2)A和B整体处于漂浮状态,根据受力分析可得
F浮=GA+GB
带入数据可得GA=F浮-GB=10N-2N=8N(2分)
根据G=mg可得mA=
=
=0.8kg
根据公式ρ=
=
=0.8×103kg/m3(2分)
17.D 【解析】气泡上升时,液体的密度ρ液不变,深度h不断减小,体积V排变大,根据p=ρ液gh知气泡所受压强减小,根据F浮=ρ液gV排知气泡所受浮力增大.故选D.
18.B 【解析】“蛟龙号”先下潜到一定深度,调试后再匀速下潜的过程中,排开水的体积不再变化,根据公式F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不再变化,A选项错误;“蛟龙号”下潜过程中,所处深度不断增大,由p液=ρ液gh可知,“蛟龙号”受到海水的压强是增大的,D选项错误;再由p=
可知,“蛟龙号”所受海水的压力变大,B选项正确;“蛟龙号”匀速下潜的过程中,速度不变,质量也不变,故其动能不变,C选项错误.故选B.
19.3×105 2.25×109 变小 【解析】第一空:
求满载时船底受到的海水压强.由“满载时吃水深度达30米”得p海水=ρ海水gh=1000kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa;第二空:
求满载时船底受到的浮力.由“排水量达22.5万吨”得m排=2.25×105t=2.25×108kg,则F浮=G排=m排g=2.25×108kg×10N/kg=2.25×109N;第三空:
浮力变化判断.船在海面上漂浮,则F浮=G船,“客人下船”,船受到的重力将变小,则船受到的浮力也变小.
20.2 变大 变大 【解析】木块浮在液面上静止时受到的浮力F浮=G=2N;放入木块后,烧杯中的水面上升,根据p=ρgh可知烧杯底部受到的压强变大;根据p=
可知烧杯底部对桌面的压强变大.
21.解:
(1)水对容器底部的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa(1分)
(2)受力分析如图:
第21题解图
其中G为铝块重力,F浮为铝块受到的浮力,F为铝块受到容器底部的支持力,它等于铝块对容器底部的压力.
铝块的重力G=mg=0.054kg×10N/kg=0.54N(1分)
铝块的体积V=
=
=2×10-5m3
铝块受到的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10-5m3×10N/kg=0.2N(1分)
铝块对容器底部的压力F=G-F浮=0.54N-0.2N=0.34N(1分)
22.解:
(1)木块下表面受到水的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa(2分)
(2)木块的重力为:
G=mg=3kg×10N/kg=30N(1分)
因为木块漂浮在水中静止,所以受到的浮力与重力相等,即F浮=G=30N(1分)
23.解:
(1)水对坝底的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×140m=1.4×106Pa(2分)
(2)船和游客的总重量为:
G=G游客+G船=1800kg×10N/kg+3.0×105N=3.18×105N(1分)
由于船在水中处于漂浮状态,所受的浮力和总重量是一对平衡力,所以F浮=G=3.18×105N(1分)
由阿基米德原理可知,船排开水的体积为:
V排=
=
=31.8m3(2分)
24.解:
(1)F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N(3分)
(2)p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa(2分)
(3)v=
=
=2.5m/s(2分)
25.解:
(1)金属块未放入水中时容器底部受到的水的压强:
p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa(1分)
(2)金属块的体积为V金=V排=Sh排=S(h2-h1)=0.01m2×(0.3m-0.2m)=0.001m3(1分)
金属块受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N(1分)
根据力的平衡关系可知,弹簧测力计的示数为
F=G-F浮=27N-10N=17N(1分)
(3)容器中的水重为G水=m水g=ρ水gV=ρ水gSh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.2m=20N
容器对桌面的压力为F=G0+G水+G排=6N+20N+10N=36N(1分)
容器对水平桌面的压强为p2=
=
=3600Pa(1分)
26.
(1)=(1分) (3)=(2分) (4)因为T1=G,T2+F浮=G+G排,T1=T2,所以得:
F浮=G排(2分)
【解析】由力的平衡可得:
甲图,T1=G;丙图,T2+F浮=G+G排;又由题意得,T1=T2,所以得:
F浮=G排.
【课后反思】
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