2019-2020年中考物理專題復(fù)習(xí) 第十一講 浮力和浮力的計算.doc

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2019-2020年中考物理專題復(fù)習(xí) 第十一講 浮力和浮力的計算一、復(fù)習(xí)策略1、浮力（2）產(chǎn)生原因： 注：當(dāng)物體底部與容器緊密結(jié)合時，不受浮力（3）阿基米德原理（4）物體的浮沉條件注：a結(jié)合實際情況（生活實際）記憶b非實心體：取物體的平均密度2、浮力的計算思路一：不可能同時漂?。?）不可能同時浸沒（ ）只能一個漂浮，一個浸沒，水中漂浮，酒精中浸沒思路二：小球在水中靜止時，小球在酒精中靜止時：，小球在酒精中一定下沉小球在水中：小球在水中應(yīng)為漂浮（2）浮力的計算方法 適用范圍平衡法：漂?。☉腋。l件漂浮、懸浮稱重法： 下沉阿基米德原理： 普遍適用浮力產(chǎn)生原因： 普遍適用3、浮力的應(yīng)用（1）輪船（漂?。海嚎招姆ㄝ喆呐潘浚簼M載時排開水的質(zhì)量從河中駛?cè)牒Ｋ海蛔?，變?。?）密度計（漂?。?，類似于輪船）：測量液體的密度 特點：越往下端的刻度值越大（一定時，成反比）（3）潛水艇：改變自身重力實現(xiàn)浮沉特點：浸沒時，不變（如：從河中駛?cè)牒Ｖ?，變大，G也變大，充水）（4）氣球和飛艇4、利用浮力測密度利用浮力來測量密度我們也可將它們分為兩大類：固體類（基本思路： ，測出m、V，由 求出物質(zhì)的密度)常見固體類問題有三種情況：(1)：稱重法(如以石塊為例)器材：石塊和細(xì)線，彈簧測力計、水、燒杯(無刻度)面臨困難：缺少量筒，體積V不好測量。突破思路：將石塊浸沒入水中，測出，由，求出。步驟：用彈簧測力計測出石塊在空氣中的重力為G。將石塊浸沒入水中，測出它對彈簧測力計的拉力。()(2) ：“空心”漂浮法(如以牙膏皮為例)器材：牙膏皮、量筒、水面臨困難：缺少天平或彈簧測力計，質(zhì)量m或重力G無法測出。突破思路：想辦法使其做成空心狀，使其漂浮在水面上，根據(jù)，只要測出即可。步驟：將牙膏皮浸沒在水中，用排水法測出其體積為。再將牙膏皮取出做成“空心”狀，使其漂浮在水面上，測出它排開水的體積 ()。(3) ：漂浮法(如以木塊為例)器材：量筒、水、木塊、細(xì)鐵絲。面臨困難：缺少天平或彈簧測力計，質(zhì)量m或重力G無法測出。突破思路：同上述第(2)種，使其漂浮在水面上，根據(jù)，測出即可。步驟：在量筒中裝入適量的水，用細(xì)鐵絲將木塊壓入水中至其浸沒，用排水法測出。讓木塊自由漂浮在水面上，用量筒測它排開水的體積。液體類：（基本思路：不由求解，而用求）液體的密度測量涉及到浮力時，往往除測量工具外，還會給定其他輔助工具，如水和固體，我們按給定固體的性質(zhì)可將液體類問題分為兩類(以測牛奶密度為例)：(1)若給定固體為石塊等()(下沉)：稱重法。器材：彈簧測力計、牛奶、水、燒杯(不帶刻度)、石塊和細(xì)線。面臨困難：缺少量筒，體積不好測量。突破思路：當(dāng)物體浸沒入水中和待測液中時，有：水中受到浮力：。待測液體中受到的力:,步驟(大概)：用稱重法測出石塊浸沒在水中所受浮力。用稱重法測出石塊浸沒在牛奶中所受浮力。(2)若給定固體為木塊等()(漂浮)：漂浮法。器材：量筒、水、牛奶、木塊。面臨困難：缺少天平或彈簧測力計，質(zhì)量m或重力G不好測。突破思路：由于木塊放入水中或牛奶中都會漂浮，浮力都等于重力，受密度計原理啟發(fā)，將木塊當(dāng)成一支密度計來使用。步驟(大概)：將木塊放入水中，使其漂浮，測出排開水的體積。再將木塊放入牛奶中，使其漂浮，用量筒測出排開牛奶體積。由于浮力都等于木塊重力，二、典例剖析例1、(四川省中考試題)彈簧測力計下吊著重為14.7N的正方體金屬塊，當(dāng)它們完全浸沒在水中時，如圖所示，彈簧測力計的示數(shù)為9.8N，則金屬塊排開水的重力為_N；若金屬塊上表面所受水的壓力為19.6N，則金屬塊下表面所受水的壓力為_N解析：浮力是指浸在液體(或氣體)中的物體受到的向上的托力故物重一定的物體浸在液體(或氣體)中，彈簧測力計減小的示數(shù)就是物體所受浮力，即F浮=GF由阿基米德原理可知，浮力的大小應(yīng)等于物體排開液體的重力，即F浮=G液因此，本題中的金屬塊排開水的重力G水=F浮=GF=14.7N9.8N=4.9N根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，即浮力是由物體所受液體向上與向下的壓力差產(chǎn)生的，得出F浮=F向上F向下，故本題中的金屬塊下表面所受水向上的壓力F向上=F浮F向下=4.9N19.6N=24.5N答案：4.924.5例2、(上海市中考試題)用手把體積為5104m3的球浸沒在水中，球受到的浮力為_N若該球重為6N，則浮力與重力的合力大小為_N，放手后這個球?qū)(填“上浮”、“懸浮”或“下沉”)解析：由阿基米德原理F浮=液V排g可計算出球浸沒在水中所受的浮力F浮=水V排g=1.0103kg/m35104m39.8N/kg=4.9N；物體所受浮力是豎直向上的，所受重力是豎直向下的，則這兩個力的合力大小F合=GF浮=6N4.9N=1.1N；根據(jù)浮沉條件可知：物體在液體中是浮是沉，決定于物體浸沒時所受的浮力F浮與重力G的大小關(guān)系，若F浮G，物體上浮，最終漂??；若F浮=G，物體會懸?。蝗鬎浮G，物體會下沉到容器底部而靜止本題中小球所受浮力與重力的關(guān)系是F浮G，故球會下沉答案：4.91.1下沉例3、(天津市中考試題)裝有金屬球的小容器A漂浮在盛有水的圓形大容器B的水面上，所受的浮力為F1，如圖所示，若把金屬球從A中拿出投入B的水中沉到底部時，小容器A所受的浮力大小為F2，底部對金屬球的支持力大小為N，那么（）A金屬球所受重力大小為F1F2B小容器所受重力的大小為F2C小容器所受浮力減小了ND大容器底部受水的壓力減小了N解析：這是一道分析性極強的題目要根據(jù)物體所處的狀態(tài)分析它的受力情況，還需要根據(jù)阿基米德原理、物體浮沉條件分析物體所受浮的變化量及容器底部所受壓力的變化量，裝有金屬球的小容器A漂浮時所受浮力為F1，則有F1=GAG球當(dāng)金屬球投入容器B后，小容器A漂浮時所受浮力大小為F2，則有GA=F2綜合、式，則有G球=F1F2，故選項AB正確；小容器A在金屬球拿出前后所受的浮力減小量為F浮=F1F2=G球，當(dāng)金屬球沉入大容器底靜止時，它的受力平衡，即NF球浮=G球，故NG球，選項C錯誤；金屬球在容器A中時，F(xiàn)1=GAG球=水V排g，得出，金屬球投入容器B后，金屬球和容器A所受的總浮力F2=GA水V球g，得出，由于V排V排，所以大容器中水面會下降，水面下降的高度，大容器底部所受水的壓力減小量F=PS容=水ghS容=G球水V球g=G球F球浮又因為球靜止在容器底部時G球F球浮=N，所以存在等式F=N故選項D正確答案：ABD例4、(山西省中考試題)體積為1.0103m3的正方體木塊，投入如圖所示的裝有水的容器中，靜止后露出水面的高度為5102m，容器的底面積為0.04m2(g=10N/kg)求：(1)木塊受到的浮力；(2)木塊的重力；(3)投入木塊后，容器底增加的壓強(4)若將此木塊投入某液體中，露出液面高度為4cm，則這種液體的密度是多少？解析：本題主要考查阿基米德原理和漂浮條件，解題關(guān)鍵是要會根據(jù)物體的漂浮狀態(tài)列出等式，再代入阿基米德原理公式進(jìn)行相關(guān)的計算，解：(1)體積為1.0103m3的木塊的邊長為： 當(dāng)木塊漂浮在水面靜止，它排開水的體積為： V排=S木h浸=l2(lh露)=(0.1m)2(0.1m5102m)=0.5103m3 由阿基米德原理可知，此時木塊受到的浮力 F浮=水V排g=1.0103kg/m30.5103m310N/kg=5N(2)由于木塊漂浮，所以木塊所受的浮力與重力相等G=F浮=5N(3)投入木塊后，水面上升的高度h為：則容器底增加的壓強P為：P=水gh=1.0103kg/m310N/kg1.25102m=125Pa(4)當(dāng)木塊投入某種液本后，排開液體的體積V排=Sh浸=l2(lh露)=(0.1m)2(0.1m0.04m)=0.6l03m3由漂浮條件可知：此時木塊受到的浮力F浮也等于木塊的重力即F浮=G=5N又F浮=5N=液V排g答案：（1）5N（2）5N（3）125Pa（4）0.83103kg/m3例5、(黃岡市)小晨同學(xué)注意到新聞經(jīng)常說國際原油價格漲至多少美元一桶，又說我國進(jìn)口每噸原油提高多少元他不知道原油的單位“桶”和質(zhì)量常用單位“噸”之間有什么關(guān)系他設(shè)法獲得原油樣品若干，將密度為0.6103kg/m3、體積為100 cm3的木塊放入原油中木塊漂浮在油面上有的體積露出油面求：(1)木塊受到的浮力(2)若每桶油的體積為，1t原油等于多少桶?解析：本題應(yīng)注意漂浮條件的運用，即F浮=G物，然后結(jié)合阿基米德原理即可求解解：(1)木塊質(zhì)量：m=V=0.6103kg/m3100106m3=0.06 kg 木塊重力；G=mg=0.06 kg10 N/kg=0.6 N 漂浮時：F浮=G=0.6 N(2)根據(jù)阿基米德原理F浮=油gV排，V排=V木 例6、(山西省太原市)老師在課堂上做了下述演示實驗：在天平左盤放上溢水杯，往杯中注水恰至溢水管口處，使天平平衡然后往杯里放一木塊，天平左端下降，同時木塊排開的水從管口流入空量筒中等排開的水流完后，天平又恢復(fù)平衡，如圖所示同學(xué)們對此發(fā)表了以下觀點：木塊在水中受到浮力、重力和水的壓力；木塊的重量等于它排入量筒中水的重量；木塊受到的浮力等于量筒中水的重量；天平重新平衡時，左盤中物體的總質(zhì)量等于右盤中砝碼的總質(zhì)量其中正確的是（）ABCD解析：本題綜合考查學(xué)生對阿基米德原理的理解和對天平的使用由阿基米德原理可知，木塊排開液體的重力等于它受到的浮力，又因為木塊在水中是漂浮的，所以木塊排開水的重力也等于木塊的重力，故說法正確而中說木塊在水中受到水的浮力和重力，還受到水的壓力，是沒有清楚浮力產(chǎn)生的實質(zhì)：浸在液體里的物體上下表面所受的壓力差即為浮力正確的說法應(yīng)當(dāng)是：左盤中物體的總質(zhì)量等于右盤中砝碼的總質(zhì)量與游碼所對質(zhì)量之和(因為游碼不是在橫梁的最左端)答案：C例7、(湖北省黃岡市)在五一文藝晚會上，陳思同學(xué)演示了如圖的實驗，排在一條線上的三個碗，中間碗內(nèi)放一個乒乓球，當(dāng)用小管向球斜上方吹氣，乒乓球?qū)ⅲǎ〢仍靜止B運動到左碗C運動到右碗D無法確定解析：在流體中，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大，當(dāng)在乒乓球的上方吹氣時，球的上方的氣流大，壓強小，下方的氣流小，壓強大，所以這個壓強差會將乒乓球壓(或托)起來，且越往右，氣流越大，壓強越小，所以乒乓球被壓起來交被推向壓強小的右邊，即運動到右碗中，故C項正確答案：C例8、(長春市)如圖所示實驗，A、B為兩個質(zhì)量相同、形狀不同的實心鐵塊，選用圖a與b，可以研究物體所受浮力大小與_的關(guān)系；為了研究物體所受浮力大小與其浸沒在液體中深度的關(guān)系，則應(yīng)選用圖c與圖_；選用圖c與圖_能研究浮力大小與物體形狀的關(guān)系解析：由阿基米德原理F浮=G排=液gV排可知：浸在液體里的物體受到的浮力F浮跟液體的密度液和排開液體的體積V排有關(guān)，與物體的形狀、物體浸沒的深度無關(guān)由圖a與圖b對比，可以研究物體所受浮力大小與排開的液體的體積V排的關(guān)系；由圖b和圖c可以研究物體所受浮力大小與物體浸沒在液體中深度的關(guān)系；由圖c與圖d可以研究物體所受浮力大小與物體形狀的關(guān)系答案：排開液體的體積bd