中考物理二轮复习力学专题3——浮力

这是一份中考物理二轮复习力学专题3——浮力，共11页。试卷主要包含了浮力，阿基米德原理，压强等内容，欢迎下载使用。
一、浮力
1.定义：浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它①________的力．
2.产生原因：浸没在液体(气体)中的物体，其上、下表面受到液体(气体)对它的压力③________．F浮＝F下表面－F上表面(当物体下表面没有在液体中时，物体将不受浮力．如桥墩、拦河坝等)
例1. 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1.8 N，下表面受到的压力为3 N，则该物体受到的浮力大小为________N；如将物体再下沉5 cm，则它受到的浮力大小为________N.
5.特殊情况
①漂浮：上表面不受水的压力 ②沉底：下表面受到水的压力
③物体镶嵌在底部：下表面无液体，不受水的压力，上表面受到水向下的压力（物体底部与容器紧密贴合）
④物体堵在容器底部：下表面无液体，无浮力
例2 一正方体铁块，在水下某深度时，上表面受到15N的压力，下表面受到20N的压力，则此时铁块受到的浮力是 N；当铁块下沉到某位置时，上表面受到的压力增大为20N时，下表面受到的压力是 N。
变式2 将一直塑料可乐瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内，从上面倒入水，观察到有少量水乒乓球与瓶颈缝隙中流出，如图甲所示，但乒乓球并不上浮，这说明了 。若用手堵住瓶口，如图乙所示，可观察到乒乓球浮起，这说明了 。
二、阿基米德原理
1.内容：浸在液体中的物体受到液体⑧________的浮力，浮力的大小⑨________它排开的液体所受的重力．
2.公式：F浮＝G排＝⑩____________
3.变形式：求密度ρ液＝ ，求体积V排＝ .
4.适用范围：阿基米德原理不仅适用于⑪________，也适用于⑫________．
例3. 在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的质量为490 g，用弹簧测力计测量浸没在水中的王冠的重力时，测力计的示数为4.5 N，则这顶王冠受到的浮力为________N；它排开的水的质量为________g．(g取10 N/kg)
方法指导
例3 重为10 N的金属块悬挂在弹簧测力计上．当它浸没在水中时，弹簧测力计的示数为8 N，如图所示，此时金属块受到的浮力为______N．若金属块有一半体积露出水面，弹簧测力计的示数为______N.
例4 某潜水艇总质量为2.7×106 kg，体积为3×103 m3，当它漂浮在海面上时，受到的浮力是_______N；至少需要向舱内吸入重为________N的海水才能使潜水艇恰好潜入水中；当它全部潜入海水中时，受到的浮力是________N．(海水密度按1.0×103 kg/m3计算，g取10 N/kg)
知识精讲
重难点突破
实验1 探究浮力的大小跟哪些因素有关
例 在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明进行实验时提出如下猜想：猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关；
猜想2：浮力的大小可能与排开液体的体积有关；
猜想3：浮力的大小可能与物体浸没的深度有关；
猜想4：浮力的大小可能与物体的重力有关.
为了验证上述猜想，小明做了如图甲所示的实验.
(1)使用弹簧测力计时，手应该拿住弹簧测力计的________(选填“拉环”或“刻度盘”)．图①中弹簧测力计对铜块的拉力与铜块受到的重力是一对____(选填“相互作用”或“平衡”)力.
(2)图③中铜块受到的浮力为________N，方向为________________.
(3)为了验证猜想1，可选用__________三图进行分析，初步得出的结论是 ．为了使这一结论更具有普遍性，需要多次实验，接下来的操作是_______________________________.
(4)为了验证猜想4，实验中铜块和铝块的体积应________，通过比较图______________四次实验得出的结论是________________________.
(5)铜块的位置从③→④的过程中，铜块受到的浮力________(选填 “变大”“变小”或“不变”)，由此可得出的结论是浮力的大小与____________________有关.
(6)铜块的位置从④→⑤的过程中，铜块受到的浮力________(选填 “变大”“变小”或“不变”)，可以验证猜想________是错误的.
(7)在⑤的基础上继续将铜块下降，发现弹簧测力计示数由不变最终变为0，此时铜块所受的浮力为________N.
(8))下列能正确反映水面刚好接触铜块下表面开始到图⑤位置时，弹簧测力计的示数F与铜块下表面到水面距离h关系的图像是________.
(9)由实验可知，当铜块浸没在水中时受到的浮力大小为________N，铜块的体积为________m3，铜块的密度为________kg/m3，盐水的密度为________kg/m3
(10)小明又想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，于是他找来薄铜片、烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铜片放入盛水的烧杯中，铜片下沉至杯底；
步骤二：将铜片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中，它漂浮在水面上.
①通过分析可知，第一次铜片受到的浮力________第二次铜片受到的浮力；
②小明根据实验现象得出结论：物体受到的浮力与其形状有关．小明得出错误结论的原因是：他只关注了铜片形状的改变，忽视了_________________对浮力大小的影响.
变式1 为了探究浮力大小是否与物体的形状有关，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，该结论________(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是______________________________.
变式2 小明在探究浮力大小与液体密度的关系时，将同一物块，分别浸入水和盐水中，做了如图所示的实验，通过比较F1和F2的大小，得出“液体密度越大物块所受浮力越小”的结论，产生错误的原因是_____
___________________________________________.
(11)小明在实验中又找来酒精，他将测力计下的铜块先后浸没在盐水、水和酒精中，发现弹簧测力计示数在________中最小，图乙中能反映铜块在酒精中所受的浮力F浮与V排关系的图线是________.
同组的小花在进行“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验时，使用如图丙所示的装置进行实验．此装置中弹簧测力计固定不动，通过调节烧杯的高度进行探究，相比于小明的实验装置，此装置的优点是______________________________________________________________________.
实验2 探究浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系
1. 实验演示图：

2. 实验结论：①__________________________________________________．
3. 实验误差分析：
(1)先将物体放入水中测拉力，再测物体的重力，如图甲所示(物体表面沾水使所测重力偏大，从而使所测浮力偏②________)
(2)先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力，如图乙所示(所测桶因为沾水使测得重力偏大，从而使所测排开液体的重力偏③________)
4. 实验操作要点：
(1)溢水杯中的液体要达到溢水口(目的：④______________________)；
(2)应进行多次实验(目的：⑤____________；操作：由浸没改为浸入，更换不同液体、不同物体进行实验等
例 小华同学做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验，设计的实验步骤如图所示.
(1)根据实验小华猜想当图中的四个测量值满足等式________(填序号)时，即可验证阿基米德原理.
A. F2－F3＝F1－F4 B. F1－F2＝F3－F4 C. F3－F1＝F2－F4
(2)物块排开的水所受的重力可由________两图测出.
(3)请根据图示将表格所缺数据补充完整：
分析实验数据，可得出实验结论：________________________
____________________________________.
(5)做完上述实验得出结论后小华准备结束实验，同组的小丽认为实验结论不具有普遍性，接下来的实验操作应该是_______________________________.
(6)为了减小误差，实验的最佳顺序是__________________.
(7)以下情况会影响结论的是________(填字母序号)，实验中还可能影响实验结果的操作有____________________________________(写出一条即可).
A. 图甲中水面未到达溢水杯的溢水口 B. 图乙中物块未全部浸没在水中
(8)另一实验小组在图乙的操作中，只将物块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则________(选填“能”或“不能”)得到与(4)相同的结论.
(9)若小华利用图示中的步骤和密度小于水的木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”，实验过程中________步骤不需要弹簧测力计(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”).
(10)在实验过程中，将物块浸入溢水杯的过程中，物块受到的浮力______，溢水杯杯底受到水的压强________ (选填“不变”“变大”或“变小”).
(11)若小桶的底面积为20 cm2，请在如图戊所示的坐标系中画出小桶底部受到压力F与桶中水的高度h变化关系图，当桶中液面不再变化时，桶底部受到水的压强为________Pa，实验所选取的物块密度为________kg/m3.

(12)在验证阿基米德原理实验中，同学小明使用如图己所示装置，物块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐________．从物块开始浸入直至浸没一定深度且不接触杯底的过程中台秤的示数变化情况是________.
(13)小华为了直观验证阿基米德原理，设计的实验装置如图庚所示，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上．在粗铁丝框上端吊一个金属块，下端放一小杯．溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触．平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块逐渐浸入水中(如图庚→辛)，在此过程中，弹簧测力计示数：F甲________F乙(选填“大于”“等于”或“小于”)，说明_____________________
_____________________.
课后作业
下列物体中，不受浮力作用的是( )
A在水中下沉的铁块 B. 在水中的桥墩
C. 浮在水面上的轮船 D. 空中上升的气球
2. 2020年5月27日，我国8名登山队员成功登峰测极！成功登顶离不开准确的天气预报．如图所示，是气象探测保障服务团队，在珠峰大本营准备释放甲、乙两个探空气球采集气象信息，甲的体积小于乙的体积．在探空气球释放前后的过程中，下列分析正确的是( )
A. 释放前甲受到的浮力一定等于它自身的重力
B. 释放前甲受到的浮力一定大于乙受到的浮力
C. 释放后探空气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力
D. 释放后探空气球上浮过程中受到的浮力一定小于自身重力
3. 已知铜的密度大于铝的密度，水的密度大于煤油的密度，关于物体所受浮力大小的比较，以下说法正确的是 ( )
A. 同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，它们受到的浮力一样大
B. 同样重的铝块和铜块都浸没在煤油中，铝块受到的浮力大
C. 同样重的铝块和铜块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，铜块受到的浮力大
D. 以上说法都不正确
4 浸没在水中的物体，受到水对它向上、向下的压力分别为18 N、6 N，则其受到浮力的大小为________N．当增大物体在水中的深度时，水对物体向上的压力将________，物体受到向上和向下的压力差________(后两空均选填“变大”“不变”或“变小”)．
5 我国某国产航母满载时的排水量为65 000 t，则其满载时受到的浮力为______________N；当其上的一架舰载机飞离该航母后，若航母排开海水的体积减小了7 m3，则该舰载机的质量是________t．(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
6.我国最新研发的63A式轻型水陆两栖坦克的质量为24 t，它在陆地上行驶时与水平地面接触的总面积为8 m2，对地面的压强为________Pa；坦克的前部和后部各装有一个浮控箱，当坦克在水面上浮渡时，它受到的浮力是________N，排开水的体积为________m3.(ρ水＝1×103 kg/m3，g＝10 N/kg)
7.如图甲，底面积为80 cm2的圆筒形容器内装有适量的水，放在水平桌面上；底面积为 60 cm2、高为12 cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下．小王要探究圆柱形物体A逐渐浸入圆筒形容器内的水中时(水没有溢出容器)弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面距水面的距离h的关系．(不计细线重，g取10 N/kg)
(1)除图甲中的器材外，还需要的测量工具是________．
(2)小王从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下h和F，并将测量的结果填写在下面的表格中：
①依据表中数据，在图乙的方格纸中画出F和h关系的图像．
②分析表中数据、观察图像，可以得出结论：在物体A没有浸没之前，当h增大时，弹簧测力计的示数F______；在物体A浸没后，当h增大时，弹簧测力计的示数F________．(均选填“增大”“减小”或“不变”)
③从表格中可知：在做次序3的实验时，物体A受到的浮力为________N.
(3)物体A在容器内浸没后与未放入物体A前比较，水对容器底产生的压强增加了________Pa.
8. 如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰)，它是052B型导弹驱逐舰．其满载时的排水量约为7×103 t．当驱逐舰以72 km/h的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍．(g取10 N/kg，海水密度近似取1.0×103 kg/m3)求：
(1)在水面下3 m深处，船体受到的海水的压强是多少？
(2)驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？
(3)驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？
(4)驱逐舰满载时以72 km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？
命题点2 物体的浮沉条件和受力分析
一、物体的沉浮条件及判断
eq \a\vs4\al(浮力的应用)
1.轮船：同一条轮船空载时在不同的水中(如：江水、海水)所受的浮力________.轮船的大小通常用排水量 表示，即轮船装满货物时排开水的________.
原理：
考点：如从长江进入大海
例1. 如图所示，小磊和同学们用橡皮泥进行造“船”比赛，小磊用20 cm3的橡皮泥做成的小船最大排水体积为100 cm3，橡皮泥密度为1.5×103 kg/m3，“小船”的质量是________g，小船能装载的物体最大质量是________g(g取10 N/kg)．

潜水艇：
原理：通过改变自身的________来实现浮沉．
考点：①浸没后，F浮不变；
②如何实现上浮和下沉？
例2. 如图所示是学校物理兴趣小组制作的演示潜艇原理的模型，通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮，若烧瓶始终潜在水面以下，且下沉时不能碰水槽底，当从烧瓶中吸气使其下沉时，烧瓶受到的浮力将( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断
3 鱼鳔
原理：改变鱼鳔的收缩和膨胀
考点：收缩
膨胀
4.气球和飞艇：靠充入密度________空气密度的气体(如热空气、氢气及氦气等)而升空．
原理：通过热胀冷缩等改变 实现浮沉
考点： ，袋内气体膨胀，气体密度减小，气球 。
例3. 如图所示是体育、娱乐用的热气球，内部充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气，球内气体密度________球外气体的密度，这时热气球自身重力________浮力，从而升空(均选填“大于”“小于”或“等于”)．

5.密度计．
原理： 状态（F浮 G物）
考点：①F浮不变
②密度计越高，ρ液越大；
③能测最小密度：ρ液=
例4. 小明自制了一支密度计，将其分别放入盛有液体密度为ρ甲和ρ乙的甲、乙两个容器中，静止时如图所示，从观察到的现象可以判断ρ甲________ρ乙；若该密度计排开液体的质量分别为m甲、m乙，则m甲 ________m乙(均选填“＜”“＝”或“＞”)．
变式1如图所示，使得装有水的小瓶子漂浮在大塑料瓶中水面上，用手挤压大塑料瓶后，小瓶子下沉，松手后小瓶子又上浮，从而制成了“浮沉子”，以下说法中正确的是（ ）
A．小瓶子瓶口必须密封
B．大瓶子瓶口必须敞口
C．挤压时大瓶子液面上方空气压强增大，将小瓶子压入水中
D．松手时小瓶子中的部分水从小瓶口流出，小瓶子自重小于浮力而上浮
6 盐水选种
饱满种子密度大于盐水而下沉
题型总结
1. 判断最终浮力大小
例5 在“探究怎样使物体上浮或下沉”的实验中，小成用手将重1.35N，体积为1.5×104m3的橙子放入水中，当它浸没时，受到的浮力大小为多少N？松手后苹果受到的浮力为？
解：方法一：比较重力与浮力
方法二：比较密度
2. 同一物体放入两种液体中，算ρ物。
例6 将一物体轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有95g水溢出；将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，静止后有80g酒精溢出，则物体在水中的状态是 （选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”），物块的密度是多少 kg/m3（已知ρ酒精=0.8×103kg/m3，g取10N/kg）
3 比较大小
（1）同液不同物，V物相同
①比较排开液体的体积：
②比较浮力：
③比较排开液体重力；
④比较物体密度：
⑤比较物体质量：
⑥比较物体底部所受压强
（2）同物不同液，液面等高
①比较液体密度
②比较浮力
③比较排开液体重力
④比较液体对容器底部的压强
⑤比较容器对桌面的压强
例7. 将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中．若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表．则两球静止在水中时的情形可能是( )
例8. 如图所示，把体积为300 cm3、密度为0.8×103 kg/m3的木块浸没在烧杯内的水中后放手，已知烧杯的底面积为40 cm2，木块先上浮，最终漂浮于水面(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)．木块用“·”表示．
(1)请画出木块上浮过程中未露出水面前的受力分析图，该过程中木块受到的浮力________(选填“增大”“减小”或“不变”)；
(2)请画出木块最终漂浮静止时的受力分析图；木块漂浮时受到的浮力是________N，木块排开水的体积为________m3；
(3)木块从浸没到漂浮时，烧杯内的液面高度________(选填“增高”或“降低”)；变化量为________cm；
(4)与木块漂浮时相比，木块浸没时水对容器底部的压力________(选填“变大”“变小”或“不变”)．水对容器底部的压力变化量为________N.
课后作业
1.2020年10月，“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10 058 m，创造了中国载人深潜的新纪录．“奋斗者”号在水下下潜的过程中，受到的压强和浮力变化情况正确的是( )
A.压强变小，浮力不变 B. 压强不变，浮力变小
C. 压强变大，浮力不变 D. 压强不变，浮力变大
2. 下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，同一艘轮船从长江驶入大海，浮力变大
B．图乙中，热气球中充入的是密度比空气大的气体
C．图丙中，可以说明物体浸没在液体中越深，所受的浮力越大
D．图丁中，同一密度计在两种液体中所受浮力Fa=Fb，两种液体的密度ρa