资源描述
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浮力
物体浸入液体，液体对物体竖直向上的托力叫做浮力
实质：浮力由于物体上下表面所受到液体压力差而产生的
实验：影响浮力大小的因素
在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学做了以下猜想:
①浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;
②浮力的大小可能与液体的密度有关;
③浮力的大小可能与物体浸没的深度有关.
在此基础上,小明做了如图所示的一系列实验.请你选择一个猜想,选出对应的图,并通过分析弹簧测力计的示数,说明探究结论:
选择的猜想是:__________;
选择的图是_____________;
此实验在历年中考的出现频率很高
探究的结论是___________________________.
KEY：猜想③ ①③④
浸没在液体中的物体,受到的浮力大小与浸没深度无关（阿基米德定律）
阿基米德原理：
(1)、内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。在用F浮＝ρ液gV排计算或比较浮力大小时,关键是分析液体的密度ρ液和排开液体的体积V排的大小.
(2)、公式表示：F浮=G排=ρ液V排g 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
注：当物体完全浸入液体中，V排=V物
(3)、适用条件：液体（或气体）
如图所示：
体积相同的铝球、铁板、木块浸没水中的深度不同，
虽然它们本身的密度、形状、重力，在水中的深度各不
相同，但它们受到的浮力却是相同的，这就是因为浮力
的大小只是由ρ液、V排决定的。
浮力的测量和计算
浮力的计算有四种方法：①通过实验二次视重法（溢水法）②通过公式老老实实计算F浮=G排=ρ液V排g
③浮沉条件法：F浮=G 悬浮=漂浮 ④压力差法： F浮=F下 — F上
方法①：
①用弹簧测力计在空气中测出物体的重力G
②把物体浸入液体中，读出物体对弹簧测力计的力F’
③根据受力分析得：F浮= G—F’
实验题常考语言描述，注意掌握，不要扣冤枉分
此图反映物体所收到的浮力与物体下表面积到水面距离h的关系：
方法②：
F浮==ρ液V排g
ρ液（密度） cm3 /kg
V排（物体排水体积） cm3
g(常数) 10N/9.8N
下沉、上浮 是一个过程
悬浮、漂浮是一种状态
物体的浮沉条件：
F浮
前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力
F浮
F浮
G
下沉 悬浮 上浮 漂浮
F浮 < G F浮 = G F浮 > G F浮 = G
ρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物
归纳成表：
说明: 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。
重力和浮力是沿同一直线作用在同一物体上的力，故可用合力的概念来判断物体的浮沉。
本章词语解释
1.上升: 物体在液体中向液面运动的过程.
2.下沉: 物体在液体中向容器底部运动的过程.
3.漂浮: 物体独自静止地浮在液面上,有一部分体积在液面下为V排,有一部分体积在液面上为V露.
4.悬浮: 物体独自静止地悬在液体中任何位置,此时V排＝V物.
5.沉底: 物体在液体中沉到容器底,容器底对它有一个支持力.
6.浸没: 物体全部浸在液体中,此时V排＝V物.
7.浸入: 物体部分或全部浸在液体中.
8.浮体: 凡是漂浮或悬浮在液体中的物体.
受力分析：
怎样判断物体的浮沉及浮沉的应用
⒈利用F浮与G物的关系进行判断
上浮的物体受到的浮力未必大于下沉的物体，物体的浮沉与受到的浮力和物体的重力同时有关。
⒉利用ρ液和ρ物的关系进行判断
判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物
漂浮问题“五规律”：（历年中考频率较高）
规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；
规律二：同一物体在不同液体里，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，物体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。
注：浮力是一个难点，物体的浮沉条件是必考的内容，并且会结合密度进行出考，选择题、填空题、实验题、画图题、计算题都会涉及到
例1：一块冰浮于水面,如图.那么当冰熔化前后,其水面将______(选填“升高”、“降低”或“不变”)
分析： 冰熔化前:由于漂浮,F浮＝G物.则V排＝m冰g/ρ水g＝m冰/ρ水.
冰熔化后:由于m水＝m冰,由ρ＝m/V得 V化水＝m水/ρ水＝m冰/ρ水
因 V排水＝V化水,即冰熔化成水后,刚好填满原来被冰排开的水的体积,因此,水面保持不变.
如图甲,铁块A叠放在木块B上,然后放在水缸中当将铁块从木块上拿下,并放在水缸底部时,水面高度将( C )
A. 上升 B.下降 C.不变 D.无法确定
关于液面升降的问题 其实质是比较变化前后的V排
例2：三个质量和体积都相同的小球，分别浸在A、B、C三种不同的溶液中，静止后三球位置如图所示，三球所受浮力（）的大小关系是_________，三种液体中，________的密度最大。
分析：三球受到的浮力大小不易直接比较，可先比较它们和某一个量的大小关系。这三个小球相同，因此可以通过比较浮力和重力的关系来比较浮力的大小。
由图中三个小球的沉浮状态可知，1、2小球受到的浮力等于重力，而3小球受到的浮力小于或等于重力，因此这里注意不要通过三球浸没体积的大小比较，否则就会出现错误。然后根据阿基米德原理，，由于，因此，A的密度最大。
（此类题是密度和浮力的综合，是常见的必考题）
浮力的应用
热点考查：孔明灯（就是天灯啦）、轮船、密度计
（1)、轮船：
工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。
排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 由排水量m 可计算出：排开液体的体积V排= ；排开液体的重力G排 = m g ；轮船受到的浮力F浮= m g 轮船和货物共重G=m g 。
排水量==船自身的质量+满载时货物的质量（）；最大载货量＝排水量－m船体
(2)、潜水艇：
工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
(3)、气球和飞艇：
工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。
(4)、密度计：
原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。
刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大
F浮==G 注意：同一支密度计放入不同液体都是悬浮，所以浮力相等
经典考查：
①渔民满载而归时，从近海返航，此时船受到的浮力不变，船身下沉
②如图所示，某容器上层是食油，下层是水，投一个水果，说过恰好在
两种液体之间，则三种物质的密度大小是：ρ水>ρ果>ρ油
③在配置适当密度的盐水选种，是农村最常见的选种方法。不饱满的中子漂浮的原因是：所受到浮力小于其重力
④如图所示三个体积相同的实心球体在液体中静止，那
么__球所受到的浮力最小，___球所受到的浮力最大，与液
体密度相同的是___球，三球中密度最小的是___球。
此题囊括了所有的浮力和密度题，需要自己揣摩
注：
（1）配制适当密度的盐水可用于选种，籽粒饱满的种子密度大于或等于盐水的密度，在盐水中下沉或悬浮，籽粒不饱满的种子密度小于盐水的密度，会漂浮在盐水面上，去掉它们即可。
（2）把人血分别滴入密度大小不同但其密度值均已知的硫酸铜溶液的试管中，血滴恰能悬浮的那支试管内硫酸铜溶液的密度与待测人血的密度恰好相等。
（3）人体的平均密度约等于水的密度，而死海海水的密度较水的密度大，所以人会浮在死海水面上，且露出较大的体积，以至人仰躺在死海水面上可以读书看报。
某轮船的排水量是4.12104吨，在长江中航行受到浮力多大？船及货物多重？
若它行驶在海水中，排开海水的体积多大？（ρ海水=1.03103千克/米3 ）
解：已知：m排=4.12104吨=4.12107千克，ρ海水=1.03103千克/米3
∵轮船在水中处漂浮状态
∴F浮=G排=m排g=4.12107千克9.8牛/千克=4.12(10-0.2) 107牛
= (41.2-0.824) 107牛=4.04108牛
G=F浮=4.04108牛
当船行驶在海中时；
F浮＇=ρ海水g V＇=G=F浮=m排g
∴
答：长江中航行时，船受浮力大小为4.04108牛，船及货物共重4.04108牛，在海水中行驶时，船排开海水的体积为4104米3。
1.体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图1—5—1所示的状态，试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度A、B、C．
图1—5—1
解法1 由图来判断物体的状态：A、B漂浮，C悬浮．
由状态对物体进行受力分析：
GA＝F浮A，GB＝F浮B，GC＝F浮C．
比较A、B、C三个物体受的浮力
∵ VA排＜VB排＜VC排，液相同．
根据F浮＝液gV排，可知：
F浮A＜F浮B＜F浮C，
∵ GA＜GB＜GC．
比较物体密度＝＝
A＜B＜C
2.将一个蜡块（蜡＝0.9103kg/m3）分别放入酒精、水和盐水中静止后，试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小．（盐水＞水＞蜡＞酒精）
解 蜡块放入不同液体中，先判断蜡块处于静止时的状态．
∵ 盐水＞水＞蜡＞酒精
∴ 蜡块在酒精中下沉，最后沉底；在水和盐水中最后处于漂浮状态．
设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2和F3，蜡块重力为G．
对蜡块进行受力分析：F1＜G，F2＝G，F3＝G．同一物体，重力G不变，所以F1＜F2＝F3
根据阿基米德原理：V排＝
酒精中：V排酒精＝V物
水中：V排水＝
盐水中：V排排水＝
酒精 水 盐水
（a） （b） （c）
图1—5—2
∵ F2＝F3，水＜盐水
∴ V排水＞V排盐水
而V排酒精＞V排水＞V排盐水
把状态用图1—5—2大致表示出来．
答案 蜡块在酒精中受的浮力最小，排液体积最大；在水和盐水中受的浮力相等，排水体积大于排开盐水体积．
3. 重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N．
【分析】 当题目未说明铜球静止时处于什么状态，可以用下面两种方法判定物体的状态．解法1 求出铜球的密度：球＝＝（g取10N/kg）球＝＝0.9kg/dm3＝0.9kg/dm3103kg/m3
这是一个空心铜球，且球＜水，所以球静止后，将漂浮于水面，得F浮＝G＝4.5N．
4.如图1—5—3中，重为5N的木块A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为3N，若绳子突然断了，木块A在没有露出水面之前，所受合力的大小和方向是 （ ）
A．5 N，竖直向下 B．3N，竖直向上
C．2N，竖直向上 D．8N，竖直向下
图1—5—3
【分析】 绳子未断时，A物体受3个力：重力GA，拉力F，浮力F浮．3个力关系为：GA＋F＝F浮，求得F浮＝5N＋3N＝8N．绳子剪断后，物体只受重力和浮力，且浮力大于重力，物体上浮，浮力大小仍等于8N．合力F合＝F浮—G＝8N—5N＝3N
合力方向：与浮力方向相同，竖直向上．答案 B
5.以下是浮力知识的应用，说法正确的是 （ ）
A．一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大
B．一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大
C．密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同
D．密度计在不同液体中漂浮，浸入液体体积越大，所测得的液体密度越大
【分析】 轮船在河里和海里航行，都处于漂浮状态，F浮＝G．
因为轮船重力不变，所以船在河里和海里所受浮力相同．A选项正确．又因为海水＞河水， 所以V排海水＜V排河水，在河水中没入的深一些．
密度计的原理如图1—5—4，将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中，由于密度计均处于漂浮状态，所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力．可见，密度计没人液体越多，所测得的液体密度越小．
甲 乙
图1—5—4
F甲浮＝F乙浮＝G
根据阿基米德原理：
甲gV排甲＝乙gV排乙
∵ V排甲＞V排乙
∴ 甲＜乙 答案 A
6.如图1—5—5，展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”．曹冲运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的体重．请你写出他运用的与浮力相关的两条知识．（1）_______________________；（2）_______________________．
图1—5—5
【分析】 当大象在船上时，船处于漂浮状态，F浮′＝G船＋G象，曹冲在船上画出标记，实际上记录了当时船排开水的体积为V排．
用这条船装上石头，船仍处于漂浮状态，F浮′＝G船＋G石，且装石头至刚才画出的标记处，表明此时船排开水的体积V排′＝V排．根据阿基米德原理，两次浮力相等．两次浮力相等．便可以推出：G象＝G石．
答案 （1）漂浮条件 （2）阿基米德原理
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