第27课时 浮力 阿基米德原理-【精品课】最新中考物理一轮复习精品课件（通用版）

这是一份第27课时 浮力 阿基米德原理-【精品课】最新中考物理一轮复习精品课件（通用版），共60页。PPT课件主要包含了浮力的测量，浮力的产生，阿基米德的启示，探究实验，阿基米德原理，比较下列物体受的浮力，F浮AF浮B等内容，欢迎下载使用。

浮力 阿基米德原理（复习课）
以上物体一定受到了竖直向上的浮力作用
气体与液体一样对浸在其中的物体，也具有竖直向上的浮力的作用。
一切浸入液体（或气体）中的物体，都要受到液体（或气体）对它向上的力，此力叫浮力。
思考：沉没在水中的物体受浮力作用吗？
如果受到浮力作用，该怎么去测量？
下沉物体的浮力测量（如测量铝块在水中的浮力）
二、把石块慢慢浸入水中，直至铝块完全浸没在水中，并观察弹簧测力计读数变化；
步骤：（如图）一、用弹簧测力计测量铝块在空气中的重力；
物体无论是漂浮、悬浮还是下沉到底都受到浮力；
浸没在液体中的物体也受到浮力作用；
F浮 = G － F拉
思考：浮力是怎么产生的呢？
浸在液体中的物体受到液体对物体向各个方向的压力。
四个侧面所受压力关系 F合=0
边长为L的立方体位于水面下h 深处
上、下两面所受压力关系 ∵p向上＞ p向下 ∴ F向上＞ F向下
F浮= F向上-F向下
浮力是液体对物体的压力的合力
物块下部压强大，上部压强小，上下形成了压力差；此压力差就是浮力，方向向上。
1.将乒乓球放入瓶内，向瓶里倒水，乒乓球不浮起。 2.将瓶下口堵住，乒乓球浮起。
你能解释以上实验现象吗？
注意：浸在液体中在物体不一定都受到浮力。（如：桥墩）
被拉直的红色细线与重垂线的方向都是平行的
浮力的方向总是竖直向上的
想一想：把水换成盐水，重复步骤二，你会发现什么现象？
猜想：影响浮力大小的因素有哪些？
可能跟……有关。
浮力的大小与哪些因素有关
①木块在水中漂浮，铁块在水中下沉。那么，是不是浮力的大小跟固体的密度有关？
②人在水中会下沉，在死海中却能漂浮于水面。那么，是不是浮力的大小跟液体的密度有关？
③人在水中越往深处走就越觉得所受的浮力大。那么，是不是浮力的大小跟人浸入水中的深度有关？或跟人浸在水中的体积有关？
注意运用控制变量的方法
1. 探究浮力大小与物体浸没的深度的关系
把弹簧测力计悬挂的铝块缓慢浸没水中，并分别停在不同的 ，观察并记录弹簧测力计的示数。
结论：浮力的大小跟物体浸没液体中的深度 关。
2. 探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
浮力的大小跟物体浸在液体的体积 关
同种液体，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。
3. 探究浮力大小与液体密度的关系
把悬挂在弹簧测力计下的物块先后浸没在 中，观察并记录弹簧测力计的示数。
浮力的大小跟液体的密度 关
在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，浮力越大。
4. 探究浮力大小与物体密度的关系
把体积相等的铝块、铁块悬挂在弹簧测力计下端，分别浸没在水中，观察并记录弹簧测力计的示数。
浮力的大小跟固体的密度 关，不同物体，在浸入同种液体的体积相同时，所受浮力相等。
物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
【例题1】如图所示，装满水的烧杯放在盘子里，再把空易拉罐按入水中，感受到浮力的同时，会看到排开的水溢到盘子中，慢慢将易拉罐压入水中，体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察，能够提出的最具探究价值的科学问题是（　　）A．浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系B．浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系C．浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系D．浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
【例题2】小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时，他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块，分别在下列四种情况下保持静止（如图所示）。请你帮助小军同学完成以下问题：（1）乙图中金属块所受浮力为______N；（2）比较甲、丙、丁三幅图可得结论：浮力的大小与_________有关；（3）设计甲、乙、丙三次的实验目的是：__________________。
是为了探究浮力大小与排开液体体积的关系
【例题3】取一个雪碧瓶，去掉其底部，把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶内注水，会发现水从瓶口流出，乒乓球不上浮，如图甲。用手指堵住瓶口，乒乓球上浮起来，如图乙、丙、乒乓球不上浮的原因是：乒乓球上表面______水对它的压强，下表面______（以上两空选填“受到”或“不受”）水对它的压强。乒乓球上浮的原因是：水对乒乓球上表面的压强______（选填“大于”“小于”或“等于”）水对乒乓球下表面的压强。
　浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（ ）　　A．物体受到的压强增大 　　B．物体上、下表面受到的压力增大　　C．物体上、下表面受到的压力差增大 　　D．物体受到的浮力不变
质量相同的铁球和铝球，分别挂在两个相同的弹簧测力计上，将两球同时浸没在水中。若挂铁球的示数变为F1，挂铝球的示数变为F2，则 （ ） A. F1＞F2 B. F1=F2 C. F1＜F2 D. 无法比较
例3　小玲将一块体积为的矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图甲、乙所示。 (1)矿石受到浮力的大小多大？ (2)若将此矿石浸没在密度为1.8×103 kg/m3的液体中，矿石受到浮力多大？弹簧测力计的示数多大？
甲 乙
【解析】由图可知：物体的重力 G =8.8 N在水中浸没时弹簧测力计示数为7.2 N则：F浮＝G－F= 8.8 N－7.2 N = 1.6 N。若 r液 = 1.8×103 kg/m3，即 r水的1.8倍， F浮′＝ 1.8 F浮＝1.8×1.6 N=2.88 N 弹簧测力计示数： F ′＝G－F浮′ =8.8 N－ 2.88 N =5.92 N
下列说法不正确的是（ ）。 A、在海中游泳的人受到海水对他 的浮力； B、在空中漂浮的氢气球受到空气对他产生的浮力； C、将石块抛入水中，石块在下沉过程中不受浮力； D、在水中上升的木块受到浮力
绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受到的浮力将（ ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．保持不变 D．变为零
关于浮力，下列说法中正确的是（ ）　　A．只有浮在液体表面上的物体才受到浮力　　B．一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上浮力　　C．只要下沉的物体就不会受到浮力　　D．浮力的方向不一定都是向上的
　　两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系。
物体浸在液体中的体积越大
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
测量数据填入记录表；用不同物体、不同液体做几次实验。
F浮 = F1-F2
（原因：避免实验偶然性，得出普遍规律）
浮力的大小等于物体排开液体的重力
1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。
2．数学表达式：F浮=G排
4．适用范围：液体和气体
3．用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= r液 gV排
浮力大小只和 ρ液、V排有关。浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
5．区分：浸没（全部浸入）、部分浸入。
关于阿基米德原理的理解
浸没时： V排=V浸=V物 F浮= ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
部分浸入时： V排= V浸﹤ V物F浮= ρ液gV排=ρ液gV浸﹤ ρ液gV物
浸没、浸入、浸在、没入
浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。（ F浮= G排= r液 gV排）
F浮＝ρ液· g · V排
6、公式中注意单位代入
说明：1.物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，受到的浮力越大。2.液体的密度一定时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。
⑴体积相同的铜、铁、铝浸没水中
F浮铝 ＝ F浮铁＝ F浮铜
⑵如图所示，A、B两个物体的体积相等，浸入水中哪个受到的浮力大？
⑶如图所示，A、B两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？ (ρ水＞ ρ酒精)
质量是1kg的实心铜球和铝球,浸没水中, 受到的浮力大. (ρ铜>ρ铝)
【例题4】某实验小组设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。（1）实验的最佳顺序是____； A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙 C．丁、甲、乙、丙（2）图乙中物体受到的浮力为_____N，物体排开水所受的重力可由_____（填实验序号）两个步骤测出；
（3）由通过实验可得到初步结论：浸没在水中的物体，受到的浮力大小等于__________________；（4）以下情况会影响结论的是_____；A．图乙中水面未到达溢水杯的溢口 B. 图乙中物体未全部浸没在水中
（6）将图乙中的水换成浓盐水（ρ盐水=1.1g/cm3），则物体受到的浮力_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是_____；A．用原来的方案和器材多次测量取平均值B．用原来的方案将水换成酒精进行实验C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
【例题6】某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时，做了如图所示的实验。观察图片并分析比较图中有关数据可知：（1）当物体浸没在浓盐水中时，受到的浮力为______N；（2）比较b、c两图，可以得出 ____________越大，物体受到的浮力越大；
（3）由图b中数据可求出物体浸入水中的体积为___________；
1.2×103kg/m3
浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。 A. 物体的体积和液体的密度 B. 物体的密度和物体浸入液体的深度 C. 物体浸入液体的体积和液体的密度 D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素
A．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大 B．铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C．铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D．因素太多，无法判断
【解析】根据 F浮=ρ水g V排 ，∵浸没，V 相同，∴ V排相同， ∴ F浮相同。
提示：浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。
如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则( )
1．阿基米德原理的探究实验2．阿基米德原理的数学表达式3．阿基米德原理的公式讨论4．利用阿基米德原理的分析与计算
（一）浮力1．定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它向上的力，这个力叫做______。2．产生原因：浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力________ ，这就是浮力产生的原因。特别提醒：（1）浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F向上＝0，故不受浮力作用。（2）浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体对物体各个表面的压力__________ 同时考虑。3．浮力方向：____________。4. 浮力大小：（1）根据产生的原因： F浮＝________________ （2）称重法测浮力：先在空气中用弹簧测力计测出物体重力G，再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F拉，则物体所受的浮力为F浮＝__________ 。
（二） 探究影响浮力大小的因素1.控制变量法的应用： 将物体挂在测力计下，浸入同种液体中，改变浸没部分体积，目的是研究浮力与______________ ____的关系； 将物体挂在测力计下，分别浸没在不同种液体中，目的是研究浮力与____________ 的关系； 将物体挂在测力计下，分别浸没在同种液体的不同深度，目的是研究浮力与_________________的关系；2.结论： 影响浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的________有关，跟液体的______ 有关。浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，浮力就越______ 。
（三）探究阿基米德原理1.由_________两图可测出物体所受浮力大小，由 两图可测出物体排开液体的重力；2.物体受到的浮力为F＝ ，排开水所受的重力G＝ （用图中的字母表示）。3.实验结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小 它排开的液体所受的重力。
（四）阿基米德原理1.内容：浸在液体中的物体受到 的浮力，浮力的大小 它排开的液体所受的重力。2.表达式：F浮= = m排g =_____________。 其中，F浮单位 ；m排表示 ，单位 ；ρ液表示液体的密度，单位___________；V排表示______________________，单位 ______。3.理解： （1）适用范围：适用于物体受到液体或气体的浮力 （2）由公式可知：液体对物体的浮力与____________和 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）应用：求浮力，公式为： ；求液体密度，公式为： ；求物体排开液体的体积，公式为：______________。 （4）当物体浸没在液体里，此时V排_______V物；当物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面上，此时V排______V物。
【例1】 （2017•黄石）在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差，最合理操作步骤应该是（　　)A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、甲、乙、丙
【点拨】实验中要测出排开水的重力和所受浮力的关系，并需先测空桶的重力，然后测水和桶的总重力；根据F浮=G﹣F计算出石头完全浸没时受到的浮力，与排开水的重力比较得出浮力大小与排开液体重力大小相等的结论。为方便操作和减小测量误差，合理的实验顺序是：丁、测出空桶所受的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方；甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力；乙、将物体挂在弹簧测力计上，浸没在装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数；丙、测出桶和排开水所受的总重力。
【例】（2020•青岛）如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一个实心铁块，示数为F1；将铁块缓慢浸没水中（未接触溢水杯），溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是（　　）A．水对溢水杯底部的压强p甲＜p乙B．溢水杯对桌面的压力F甲＜F乙C．铁块受到的浮力F浮＝F2﹣F1 D．小烧杯中水的重力G＝F1﹣F2
【点拨】A、甲乙液面相平，且液体均为水，根据p＝ρgh可知，水对溢水杯底部的压强相等，故A错误。B、铁块浸没在水中后，水面高度不变，水对杯底的压强不变，根据F＝pS可知，水对杯底的压力不变，溢水杯的重力不变；因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和，所以溢水杯对桌面的压力不变，即F甲＝F乙，故B错误。C、F1为铁块浸没水中前的拉力（等于铁块的重力），F2为铁块浸没水中后的拉力，根据称重法测浮力可知，铁块受到的浮力F浮＝F1﹣F2，故C错误。D、根据阿基米德原理可知，铁块所受浮力等于排开水的重力，所以小烧杯中水的重力（排开水的重力）G＝F浮＝F1﹣F2，故D正确。
【例2】中国核潜艇在捍卫中国领海过程中发挥了巨大作用。为了执行任务，当它从长江潜入到东海时，假设潜入深度不变，则所受浮力_________，潜艇机身所受液体压强___________（选填变大、变小、不变）。
【点拨】潜艇从长江某基地进入东海，水下的深度不变，V排不变，因为液体密度变大，由F浮=ρ液gV排可知，潜艇受浮力变大；又由p=ρ液gh可知，它受到的液体压强也变大。
【方法归纳】解题时要注意条件的变化：海水的密度大于淡水密度，潜艇从长江潜入到东海时，水的密度变大；根据阿基米德原理判断出浮力变大，根据压强公式判断压强变化。
【例3】三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与三个体积相同的实心球相连，向容器内倒入某种液体，待液体和球都稳定后，观察到如图所示的情况，乙球下方弹簧长度等于原长，这三个球受到浮力的大小关系是　　 （选填字母）。A．F甲＜F乙＜F丙    B．F甲＞F乙＞F丙    C．F甲=F乙=F丙   D．无法确定其中　　 （选填“甲”、“乙”、“丙”）球的密度与液体密度相同。
【点拨】（1）三个实心球体积相同，由于三个球浸没在同种液体中，则排开液体的体积相同，根据F浮=ρ液gV排可知，它们受到的浮力：F甲=F乙=F丙；故选C；（2）根据题意可知，乙球下方弹簧长度等于原长，则弹簧对乙球没有作用力，浮力与球的重力平衡，说明乙球处于悬浮状态，所以乙球的密度与液体密度相同。
【方法归纳】 （1）三物体的体积相同，且浸没在同种液体中，根据阿基米德原理得出三物体受到的浮力大小关系； （2）根据球的受力情况分析出球受到的重力与浮力的关系，根据物体的浮沉条件判断球的密度与液体密度之间的关系。
【例4】在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，小丽提出如下猜想： 猜想一：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关； 猜想二：浮力的大小跟液体的密度有关； 猜想三：浮力的大小跟物体的密度有关。 (1)小丽用重为3.2 N的物体A做了如图1所示的实验，该实验验证了猜想______是正确的，可得出：在同种液体中，物体排开液体的体积越大，受到的浮力_______。实验中，物体A浸没时受到的浮力为______N，方向__________________。 (2)为验证猜想三，小丽选用了与物体A密度不同的物体B进行实验。她将物体B逐渐浸入水中，容器中的水面上升至图示O位置时，发现棉线松弛，弹簧测力计示数变为0，如图2所示，取出物体B后，小丽又将物体A缓慢浸入水中，她在水面上升到___________(填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时，读取弹簧测力计的示数，这样做是为了控制____________________相同，以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关。
(3)图3中能正确反映物体A浸入水中所受浮力与物体A浸入水中深度h的图象是_______(物体未触底)，由图可知物体A的密度是______________kg/m3。
【点拔】浸在液体中的物体，所受浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关，应采用控制变量法进行探究。浸没前，随着A浸入水中的深度越深，排开液体的体积越大，浮力越大；浸没后，浮力的大小与浸没深度无关，故图象①正确，再根据阿基米德原理求出物体的体积，最后利用重力公式求出物体的密度。
【方法归纳】解题时要注意控制变量法的应用，以及浮力大小的影响因素。