2020年浙江中考科学总复习课件：讲义 第三篇 第7课时　浮力 34页

第 7 课时　浮力 第三篇 物质科学（物理部分） 竖直向上 排开液体的重力 F 浮 ＝ G 排 ＝ m 排 g ＝ ρ 液 V 排 g 漂浮 F 浮 ＝ G ρ 物 ＜ ρ 液 V 排 ＜ V 物 上浮 F 浮 ＞ G ρ 物 ＜ ρ 液 V 排 ＝ V 物 最终漂浮 悬浮 F 浮 ＝ G ρ 物 ＝ ρ 液 V 排 ＝ V 物 下沉 F 浮 ＜ G ρ 物 ＞ ρ 液 V 排 ＝ V 物 最终沉底 沉底 F 浮 ＜ G ρ 物 ＞ ρ 液 V 排 ＝ V 物 图 7 － 1 2 ． 漂浮问题 “ 五规律 ” ： 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它的重力。 规律二：同一物体在不同液体里漂浮，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，其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。 图 7 － 2 (4) 平衡法： ①如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，物体只受重力和浮力作用且二力平 衡，则 F 浮 ＝ G 物 ，如图甲所示。 ②如果物体用一绳子向下拉住浮于水中，则 F 浮 ＝ G 物 ＋ F 拉 ，如图乙所示。 ③当物体沉底时，则 F 浮 ＝ G 物 － F 支持 ，如图丙所示。 图 7 － 3 类型一　探究浮力大小的影响因素 典例 1 [2019 · 绍兴 ] 小敏对 “ 物体在水中浸没前受到的浮力是否与 浸入深度有关 ” 进行了研究。 (1) 将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的 烧杯壁作一标记线，读出弹簧测力计的示数 F 甲 ( 如图甲 ) __ ___ _ N ； 再把金属块竖放浸入同一杯水中，当 ____________ _________ 时， 读出弹簧测力计示数 F 乙 ( 如图乙 ) 。比较发现 F 乙 ＝ F 甲 ，小敏得出： 浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。 (2) 图中两种状态时，金属块底部受到水的压强 p 甲 _________ p 乙 ( 选填“大于”“等于”或“小于” ) 。 图 7 － 4 1.6 水面与标记线相平 小于 【 解析 】 浮力的大小与物体所处的深度无关。在没有完全浸没前，因随着浸入液体中的深度增加，排开液体的体积增大，物体所受的浮力增大。探究物体所受浮力与物体所处深度是否有关，应控制液体密度和排开液体的体积相同；同种液体中，深度越大，压强越大。 跟踪训练 1 [2019 · 杭州校级模拟 ] 为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上，测力计示数为 G 。然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。 (1) 金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明 浮力大小逐渐 ______ 。据此，小明认为金属块受到的浮 力随浸入水中的深度增大而增大；而小华则认为浮力随 浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列 说法正确的是 _________ 。 A ．只有小明的观点合理 B ．只有小华的观点合理 C ．两人的观点都不合理 D ．两人的观点都合理 图 7 － 5 变大 D (2) 接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为 F ，据此可得出 _________ 的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力 F 浮 ＝ _________ 。 (3) 为了深入研究，他们测出量筒中水的体积 V 排 ，水的密度用 ρ 水 表示，其重力 G 排 ＝ _________ ，通过比较数据发现 F 浮 ＝ G 排 ，换用不同的物体和液体重复上述实 验，都能得出 F 浮 ＝ G 排 ，说明决定浮力大小的根本因素是 G 排 。 (4) 从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是 __________ 。 小明 G － F ρ 水 V 排 g 一直不变 ①用弹簧测力计测出物体所受的重力 G ( 图甲 ) ； ②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数 F ( 图乙 ) ； ③测出接水后小桶与水所受的总重力 G 1 ( 图丙 ) ； ④将小桶中的水倒出，测岀小桶所受的重力 G 2 ( 图丁 ) ； ⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。 回答下列问题： (1) 物体浸没在水中，受到水的浮力 F 浮 ＝ _________ ，被排开的水所受的重力 G 排 ＝ _________ 。 ( 用上述测得的物理量符号表示 ) (2) 指出本实验产生误差的原因 ( 写出两点 ) ： (a) _____________________________________________ ； (b) _______ _________ ____ ______ ____ _____________ __ 。 (3) 物体没有完全浸没在水中， _________ ( 选填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” ) 用实验验证阿基米德原理。 G － F G 1 － G 2 测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等 小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等 能 跟踪训练 2 [2019 · 杭州富阳区月考 ] 如图所示，装满水的溢水杯放在水平桌面上，将一块质量为 m 、体积为 V 的物块甲轻轻放入溢水杯中，溢出的水全部用空的小烧杯接住；物块甲静止时排开水的体积为 V 排 。则下列说法中，正确的是 ( 　　 ) A ．物块甲受到的浮力一定等于 mg B ．物块甲受到的浮力一定等于 ρ 水 gV C ．小烧杯中水的重力一定等于 mg D ．小烧杯中水的重力一定等于 ρ 水 gV 排 D 图 7 － 7 类型三　浮沉条件的应用 典例 3 [2019 · 湖州 ] 放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力，木块开始上浮，如图所示，最后漂浮，且有五分之二体积露出水面。下列叙述中，错误的是 ( 　　 ) A ．在露出水面之前，木块所受浮力不变 B ．在露出水面之前，木块所受浮力大于木块的重力 C ．木块在浸没和漂浮两种情况下，水对烧杯底的压强相等 D ．木块的密度为 0.6g/cm 3 C 图 7 － 8 跟踪训练 3 [2019 · 丽水校级模拟 ] 小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个 “ 浮沉 子 ” ( 如图 ) 。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封。用力挤压矿泉水瓶侧面时 “ 浮沉子 ” 下沉，松手后 “ 浮沉子 ” 即上浮。下列说法错误的是 ( 　　 ) A ．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力 B ．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中 C ．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出 D ．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同 B 图 7 － 9 类型四　浮力大小变化的模型 典例 4 [2019 · 诸暨模拟 ] 某中学物理兴趣小组的同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入足够深的水中，在金属块接触容器底之前，分别记下金属块下表面所处不同深度 h 和弹簧测力计相应的示数 F 。实验数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 h (cm) 0 2 4 6 8 10 12 F (N) 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.25 4.25 6.75 1.5 B 跟踪训练 4 [2019 · 温州三县模拟 ] 半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面 ( 如图甲 ) ；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下 ( 如图乙 ) ；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载 ( 如图丙 ) 。以下图像能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是 ( 　　 ) A 图 7 － 10 类型五　浮力的计算 典例 5 [2019 · 宁波 ] 如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为 8N 、边长为 10cm 的立方体物块 M ， M 与容器底部不密合。以 5mL/s 的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度 h 随时间 t 的变化关系如图乙所示。请解答下列问题： ( g 取 10N/kg) (1) 当 t ＝ 140s 时，物块 M 在水中处于 _________ ( 选填“沉底”“悬浮”或“漂浮” ) 状态。 图 7 － 11 漂浮 (2) 当 t ＝ 140s 时，水对容器底部的压力大小是多少？ (3) 图乙中 a 的值是多少？ (4) 在 0 ～ 40s 和 40 ～ 140s 两个阶段，浮力对物体做功分别是多少？ 跟踪训练 5 [2019 · 温州六校二模 ] 某科学兴趣小组用弹簧测力计、细线和金属块制作一架简易的密度计。已知金属块体积为 100cm 3 ，当它浸没在不同液体时金属块受到的浮力不同，弹簧测力计的示数不同。如图，左边表示测力计示数，右边表示相应液体密度示数。当它未放入液体时，测力计的示数为 3N ，密度计的标记数值为 0 。 图 7 － 12 (1) 该密度计的刻度值自上而下变 _________ 。 (2) 将物体浸没在某种液体时，左边测力计示数为 2N ，则对应右边的密度值应为多少，并写出分析计算过程。 ( g 取 10N/kg) (3) 为了增大该密度计的量程，请提出一条改进建议： __________________________________________ 。 小 选用密度更大的金属块 ( 其他正确答案也可 ) 1 ． [2019 · 淮安 ] 长江上一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后。该艘轮船 ( 　　 ) A ．会浮起一些，所受浮力变小 B ．会浮起一些，所受浮力变大 C ．会下沉一些，所受浮力变大 D ．会始终漂浮，所受浮力不变 A 2 ．将质量为 100g 的物体投入盛有 100mL 酒精的量筒中 ( 已知 ρ 酒精 ＝ 0.8×10 3 kg/m 3 ) ，物体静止后，酒精液面上升到 200mL 刻度线处，则该物体在 量筒中的情况是 ( 　　 ) A ．物体沉在量筒底部 B ．物体漂浮在酒精液面上 C ．物体悬浮在酒精中 D ．条件不足，无法确定 A 3 ． [2019· 福建 ] 如图，气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为 G 总 ，则气球受到的浮力 F 浮 _____ G 总 ( 选填“ >”“<” 或“＝” ) ；若水温升高，石块将 _________ ( 选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮” ) 。 < 上浮 图 7 － 13 4 ． [2019 · 台州 ] 如图是探究浮力大小影响因素的实验。 图 7 － 14 (1) 丁图中圆柱体所受浮力为 _________N 。 (2) 换用饱和食盐水或酒精重复上述实验， 可以探究浮力大小跟 _________________ 的关系。 (3) 要探究浮力大小和排开液体的重力的 关系，还应进行的实验操作是 ________________________________________________________________ 。 【 解析 】 (1) 由图甲可知，圆柱体所受重力为 6N ，由图丙可知，圆柱体所受浮力为 6N － 1N ＝ 5N ，丁图中圆柱体排开水的体积与丙图中相同，则其所受浮力不变，仍为 5N 。 5 液体密度 ( 或液体种类 ) 先用测力计测出空桶的重，再测出圆柱体浸入水中时桶和排开水的总重 5 ． [2019 · 广东 ] 置于水平桌面上的容器底部放有一个边长为 10cm ，密度为 0.9×10 3 kg/m 3 的正方体物块，如图甲所示，此时物块对容器底的压强为 _________ Pa ，当逐渐向容器内倒入某种液体 ( 物块与容器底未紧密接触，液体未溢出 ) ，记录物块所受浮力 F 浮 与容器内液体的深度 h 关系如图乙所示，则液体密度为 _________ kg/m 3 ；当 h ＝ 10cm 时，物块处于 _________ ( 选填 “ 漂浮 ”“ 悬浮 ” 或 “ 沉底 ” ) 状态。 ( g ＝ 10N/kg) 900 1.0×10 3 漂浮 图 7 － 15