2018年中考物理总复习课件： 浮力 26页

第八章 浮 力 复习课件 热气球 潜水器 死海 竹筏 是什么力量把它们拖起来的？ 浮力 浮力 浮沉条件及应用 定义：液体或气体对浸在其中的物体产生的竖直向上的力叫浮力 影响浮力大小的因素：液体的密度、排开液体的体积 浮沉条件 上浮： F 浮 ＞ G ， ρ 液 ＞ ρ 物 ，向上运动 阿基米德原理： F 浮 =G 排 = ρ 液 gV 排 （或 ρ 气 gV 排 ） 应用 方向：竖直向上 产生原因：浸在液体或气体里的物体受到向上或向下的压力差，即 F 浮 =F 向上 -F 向下 漂浮： F 浮 =G ， ρ 液 ＞ ρ 物 ，部分体积露出液面 悬浮： F 浮 =G ， ρ 液 = ρ 物 ，在液体内部任意位置 下沉： F 浮 ＜ G ， ρ 液 ＜ ρ 物 ，向下运动 潜水艇：靠改变自身的重力来实现浮沉 气球和飞艇：靠充气或放气改变浮力实现浮沉 轮船：漂浮条件及应用 考点一 浮力 死海： 因为死海中含盐量太大了 , 所以湖水里除了某些细菌以外，其他生物都不能生存，沿岸草木也很稀少，湖泊周围死气沉沉。大家也就把它叫做“死海” . 1. 浮力的定义：浸在液体或气体中的物体受到向上托的力，这个力叫做 浮力 . （ 1 ）浮力的方向： 竖直向上 （ 2 ）浮力产生的原因：液体或气体对物体上下表面产生的压力差就是液体或气体对物体产生的浮力，即 F 浮 =F 向上 -F 向下 . 浮力产生的原因 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 . 浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大 . 2. 决定浮力大小的因素 考点二 阿基米德原理 　　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？ 阿基米德的灵感 1. 内容：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体 ） 对它向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体（或气体）所受的重力 . 2. 公式 : F 浮 =G 排液 = ρ 液 gV 排 或 F 浮 =G 排气 = ρ 气 gV 排 3. ρ 液 或（ ρ 气 ) 表示液体（气体）的密度，其单位为 kg/m 3 ， V 排 表示排开液体或气体的体积，其单位为 m 3 . 考点三 浮沉条件及应用 为什么土豆在水中下沉，而苹果漂浮？ 1. 物体的沉浮条件 （ 1 ）物体的浮沉取决于物体所受的浮力和重力的大小。 上浮： F 浮 ＞ G 悬浮： F 浮 = G 下沉： F 浮 ＜ G 漂浮： F 浮 = G G F 浮 上浮 F 浮 G 悬浮 F 浮 下沉 G F 浮 G 漂浮 ( 2 ) 比较液体密度与物质密度 ( 物体平均密度 ) 上浮 F 浮 > G ； ρ 物 < ρ 液 漂浮 F 浮 = G ； ρ 物 < ρ 液 悬浮 F 浮 = G ； ρ 物 = ρ 液 下沉 F 浮 < G ； ρ 物 > ρ 液 浸在液体中的物体的浮和沉， 决定于所受的浮力和重力的合力的情况 。 还可以通过 改变液体和物体密度 来改变物体的浮沉状态。 （ 3 ）漂浮和悬浮的区别：物体漂浮和悬浮时，都处于二力平衡， F 浮 = G 物 ，但漂浮时 V 排 ＜ V 物 ，悬浮时 V 排 =V 物 . 2. 求浮力大小的方法 （ 1 ）弹簧测力计测量法：用弹簧测力计测得某物体重力大小为 G ；然后将该物体浸在某种液体中，弹簧测力计的示数为 F ，则物体在液体中所受浮力 F 浮 = G-F. （ 2 ）阿基米德原理法：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力 , 即 F 浮 =G 排 =m 排 g= ρ 液 gV 排 . （ 3 ）二力平衡法：当物体悬浮在液体中或漂浮在液面上时，由于物体静止不动，根据二力平衡可知物体所受的浮力与物体的重力相等，即 F 浮 = G 物 3. 浮 力的应用 轮船 （ 1 ） 工作原理： 在质量不变的情况下，将钢铁做制成 空心 的轮船，可以排开更多的水，来获得更大的浮力漂浮在水面上。 潜水艇 (2) 工作原理： 靠 改变自身重力 上浮和下潜 . 潜艇 气球和飞艇 (3) 内部充有小于空气密度的气体 工作原理： 靠空气浮力升空 重点实验解读 实验 探究影响浮力大小的因素 考查要点： 1. 弹簧测力计的示数 2. 会用称重法计算浮力： F 浮 = G-F. 3. 控制变量法的应用 (1) 探究浮力的大小与排开液体体积的关系时，控制物体浸入液体的深度，液体密度相同，改变物体的体积，体积越大，浮力越大 . (2) 探究浮力的大小与浸入液体的密度关系时，控制浸入液体的深度，体积相同，换用不同密度的液体，则液体密度越大，浮力越大 . (3) 探究浮力的大小与浸入液体深度的关系时，控制物体体积、液体密度相同，改变浸入的深度 . 4. 实验结论：物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度和物体浸没在液体中的体积有关，跟物体浸没在液体中的深度无 . 物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大 . （十堰中考） 在探究影响浮力大小因素的实验中，同学们提出了如下猜想： 猜想 1 ：浮力大小与物体排开液体的体积有关； 猜想 2 ：浮力大小与液体的密度有关； 猜想 3 ：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关 . （ 1 ）实验中物体浸没在水中时受到的浮力为 N . （ 2 ）分析实验 B 、 C 可知猜想 1 是正确的，可以得到在同种液体中物体排开液体的体积越大，受到的浮力 ，比较实验 可知，浮力大小还与液体的密度有关 . （ 3 ）图中 F 3 = N ，液体的密度 ρ 液 = kg/m 3 . （ ρ 水 =1.0×10 3 kg/m 3 ） （ 4 ）实验所用的科学研究方法是 . 【 答案 】 （ 1 ） 3 （ 2 ）越大 A 、 D 、 E （ 3 ） 7 1.2×10 3 （ 4 ）控制变量法 【 解析 】 （ 1 ）由 A 可知，物体的重力 G=10N ；由 C 可知，物体浸没在水中时，物体受到的拉力为 F=7N ；则物体浸没在水中受到的浮力： F 浮 =G-F=10N-7N=3N ；（ 2 ）观察图 B 、 C 可知，物体排开液体的体积不同，由测力计的示数可知，所受浮力不同，且排开液体的体积越大，所受浮力越大；要探究浮力的大小与所浸液体的密度有关，应使物体排开液体的体积相同，液体的密度不同；观察可知， D 、 E 两图中，物体排开液体的体积相同，而液体的密度不同，故要探究浮力的大小与所浸液体的密度有关，应选择实验 A 、 D 、 E ；（ 3 ）浮力大小与物体浸没的深度无关，观察图 C 、 D 可知，物体浸没在同种液体中的深度不同，浮力相同，所以 F 3 =F 2 =7N ；由 A 、 C 知，浸没在水中时的浮力 F 浮 =10N-7N=3N ；由 A 、 E 知，浸没在液体中时的浮力 F 浮 ′=10N-6.4N=3.6N ；由 F 浮 =ρ 水 gV 排 得：物体的体积 V=V 排 =F 浮 /ρ 水 g=3N/10 3 kg/m 3 ･ 10N/kg=3×10 -4 m 3 ，液体的密度 ρ 液 =F 浮 ′/gV 排 =3.6N/10N/kg×3×10 −4 m 3 =1.2×10 3 kg/m 3 ；（ 4 ）该实验探究浮力大小与多个因素的关系，用到了控制变量法． 真题体验 1. （ 20 17 年黄石） 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，最合理的操作步骤应该是 （　　） A ．甲、乙、丙、丁 B ．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、甲、乙、丙 【 解析 】 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、用弹簧测力计吊着物体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． 【 答案 】 D 真题体验 真题体验 2 . （ 201 7 年台州 ） 用图中实验装置验证阿基米德原理，当物块浸入溢水杯时，水会流入空桶中，下列说法正确的是 （　　） A．实验前溢水杯未装满水，对实验结果没有影响 B．物块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压强越大 C．物块浸入水中越深，左侧弹簧测力计的示数越大 D．通过计算可知实验所用物块的密度为2×10 3 千克/米 3 真题体验 【 解析 】 物体放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积．所以应该在溢水杯中倒满水，故 A 错误；物块浸没水中后，随着深度的增加，排开水的体积不变，液体的深度不变，故水对容器底部的压强不变，故 B 错误；左侧实验中，在物块完全浸没水中前，随着物块浸入水中深度的增加，排开水的体积增大，溢出去的水增多，故弹簧测力计的示数变大；物块完全浸没水中，排开水的体积不变，弹簧测力计的示数不再变化，故 C 错误；由测力计的示数可知，物体的重力 G =2N ，物体的质量 m = G/g =2N/10N/kg =0.2kg ；物体浸没水中后的浮力 F 浮 = G - G ′=2N-1N=1N ，由阿基米德原理 F 浮 = ρ 水 gV 排 可得，物体的体积 V = V 排 = F 浮 / ρ 水 g =1N /1.0×10 3 kg/m 3 ×10N/kg =1×10 -4 m 3 ，物体的密度 ρ = m/V =0.2kg /1×10 −4 m 3 =2×10 3 m 3 , 故 D 正确． 【 答案 】 D 真题体验 3 . （ 201 7 年苏州） 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”立即上浮．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 【 解析 】 挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，将压强传递给水，水被压入小瓶中，将瓶体中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉．松开手，小瓶内水面上的空气体积增大，压强减小，浮沉子里面被压缩的空气把水压出来，此时浮沉子的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮；当浮力等于重力，就会悬浮在水中；潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同，都是靠改变自身重力来实现沉浮的． 【 答案 】 B 真题体验