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1、第十章浮力一、浮力一、浮力1.1.定定义义：浸在液体中的物体受到的：浸在液体中的物体受到的_的力。的力。2.2.方向：方向：_。向上向上竖竖直向上直向上3.3.称量法：称量法：(1)(1)用用弹弹簧簧测测力力计测计测物体所受的重力物体所受的重力G G。(2)(2)将物体将物体悬悬挂于挂于弹弹簧簧测测力力计计下下,读读出浸在液体中出浸在液体中时弹时弹簧簧测测力力计计的示数的示数F F。(3)(3)物体受到的浮力物体受到的浮力F F浮浮=_=_。G-FG-F4.4.产产生原因：浸在液体中的物体其上、下表面受到液体生原因：浸在液体中的物体其上、下表面受到液体对对它的它的压压力力不同不同,即即F F浮
2、浮=_=_。5.5.决定浮力大小的因素：物体浸在液体中的决定浮力大小的因素：物体浸在液体中的_越大越大,液体的液体的_越大越大,浮力就越大。浮力就越大。F F下下-F-F上上体体积积密度密度二、阿基米德原理二、阿基米德原理1.1.内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于浮力的大小等于_。2.2.公式：公式：_。3.3.适用性：阿基米德原理适用于液体和气体。适用性：阿基米德原理适用于液体和气体。它排它排开的液体所受到的重力开的液体所受到的重力F F浮浮=G=G排排三、物体的浮沉条件及应用三、物体的浮沉条件及应用1.1.物体的浮沉条件：物体的浮沉条件
3、：上浮上浮下沉下沉悬悬浮浮漂浮漂浮F F浮浮_G_G物物F F浮浮G物物液液_物物液液=物物液液_物物=2.2.浮力的浮力的应应用：用：(1)(1)轮轮船：采用船：采用“_”的的办办法增大可利用的浮力。法增大可利用的浮力。(2)(2)潜水艇：靠改潜水艇：靠改变变_的方法的方法实现实现上浮或下潜。上浮或下潜。(3)(3)气球和气球和飞飞艇：充的是密度艇：充的是密度_空气的气体。空气的气体。空心空心自身重力自身重力小于小于【读读练练】1.1.【画一画画一画】浮力的示意浮力的示意图图如如图图所示所示,画出苹果受到的浮力。画出苹果受到的浮力。答案：答案：2.2.【练练一一练练】阿基米德原理的阿基米德原
4、理的应应用用如如图图,人和小船人和小船总总重重为为1000N,1000N,小船受到的浮力小船受到的浮力为为1000N;1000N;则则船排开水船排开水的体的体积为积为_。0.1m0.1m3 33.3.【判一判判一判】浮力浮力综综合合完全相同的杯子盛有完全相同的杯子盛有浓浓度不同的度不同的盐盐水水,将同一只将同一只鸡鸡蛋蛋先后放入其中先后放入其中,静止后如静止后如图图,甲甲图图下沉下沉,乙乙图图悬悬浮浮,则则甲甲_乙乙;若若鸡鸡蛋排开蛋排开盐盐水的水的质质量分量分别为别为m m甲甲、m m乙乙,则则m m甲甲_m_m乙乙(两空均两空均选选填填“”););若向乙杯中加若向乙杯中加盐盐,则鸡则鸡蛋蛋
5、_。上浮上浮考点考点1 1阿基米德原理阿基米德原理1.1.公式：公式：F F浮浮=G=G排排=液液gVgV排排2.2.理解：理解：(1)(1)“浸在液体里的物体浸在液体里的物体”包含两种状包含两种状态态。物体全部浸没：物体全部浸没：V V排排=V=V物物。物体的一部分浸入：物体的一部分浸入：V V排排V液液,则下沉则下沉;若若物物=液液,则悬浮则悬浮;若若物物水水 b b,分别用分别用a a、b b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体物体,浸没在水中浸没在水中,放手稳定后放手稳定后,甲下沉甲下沉,乙漂浮乙漂浮;又根据又根据F F浮浮=VV排排g,g,、g g
6、一定一定,F,F浮浮与与V V排排成正比成正比,又因为又因为V V甲排甲排=V=V甲甲,V,V乙排乙排VV乙乙,所以所以,甲受到甲受到的浮力大。故选的浮力大。故选D D。主主题题一一浮力的大小与哪些因素有关浮力的大小与哪些因素有关【实验实验方法方法】_法。法。【实验实验关关键键】控制控制变变量量(1)(1)比比较较浮力的大小：将物体浸入液体浮力的大小：将物体浸入液体,比比较弹较弹簧簧测测力力计计的示数。的示数。(2)(2)探究浮力与液体密度的关系：探究浮力与液体密度的关系：思路：控制思路：控制_不不变变,只改只改变变_,_,如如图图甲甲,将同将同一个物体分一个物体分别别浸没在水和浸没在水和盐盐
7、水中。水中。物体排开液体的体物体排开液体的体积积液体密度液体密度(3)(3)探究浮力与物体排开液体的体探究浮力与物体排开液体的体积积的关系：的关系：思路：控制思路：控制_不不变变,只改只改变变_,_,如如图图乙乙,将将一一圆圆柱体逐柱体逐渐渐浸入水中浸入水中,直至完全浸没。直至完全浸没。(4)(4)探究浮力与浸没在液体中深度的关系：探究浮力与浸没在液体中深度的关系：思路：控制思路：控制_不不变变,改改变变_,_,如将如将圆圆柱体浸没在水中的不同深度。柱体浸没在水中的不同深度。液体密度液体密度物体排开液体的体物体排开液体的体积积液体的密度和排开液体的体液体的密度和排开液体的体积积浸没在液体中浸没
8、在液体中的深度的深度【要点探究要点探究】实验实验中如何求出浮力的大小中如何求出浮力的大小?提示：提示：用弹簧测力计测出物体所受的重力用弹簧测力计测出物体所受的重力G G物物,把被测物体浸在液体中把被测物体浸在液体中,记下此时弹簧测力计的示数记下此时弹簧测力计的示数F,F,则则F F浮浮=G=G物物-F-F。浮力与物体的密度有关系浮力与物体的密度有关系吗吗?如何如何设计实验设计实验来探究来探究?提示：提示：探究浮力与物体密度的关系。探究浮力与物体密度的关系。思路：保证液体密度和物体排开液体的体积不变思路：保证液体密度和物体排开液体的体积不变,只改变物体的密度。只改变物体的密度。操作：取两个形状完
9、全相同操作：取两个形状完全相同,但材料不同的金属块但材料不同的金属块,将其中一个金属块将其中一个金属块用细线挂在弹簧测力计上测出重力用细线挂在弹簧测力计上测出重力G G1 1,然后将其全部浸没在水中再读然后将其全部浸没在水中再读出弹簧测力计的示数出弹簧测力计的示数F F1 1,则浮力为则浮力为F F浮浮1 1=G=G1 1-F-F1 1;同样测出另一金属块的同样测出另一金属块的重力重力G G2 2和全部浸没在水中时的弹簧测力计示数和全部浸没在水中时的弹簧测力计示数F F2 2,则则F F浮浮2 2=G=G2 2-F-F2 2。比较。比较F F浮浮1 1与与F F浮浮2 2是否相等是否相等,相等
10、则说明浮力与物体密度无关。相等则说明浮力与物体密度无关。【示范案例示范案例】(2015(2015自自贡贡中考中考)如如图图是探究影响浮力大小因素的是探究影响浮力大小因素的实验实验。(1)(1)由甲、乙两由甲、乙两图图可知物体在水中受到的浮力是可知物体在水中受到的浮力是_N_N。乙。乙图图中中,若若将将绳绳子剪断子剪断,物体将物体将_(_(选选填填“上浮上浮”“”“悬悬浮浮”或或“下沉下沉”)。(2)(2)由乙、丙两由乙、丙两图图可知物体所受浮力大小跟浸没的深度可知物体所受浮力大小跟浸没的深度_(_(选选填填“有有”或或“无无”)关。关。(3)(3)如果要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关如
11、果要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,可以可以选择选择如如图图所示的所示的_两个物体两个物体,将它将它们们浸没在浸没在_液体中液体中,测测出所出所受浮力的大小来受浮力的大小来进进行比行比较较。(4)(4)本本实验实验中中,主要采用的方法是主要采用的方法是_。【解析解析】本题考查探究影响浮力大小因素的实验。本题考查探究影响浮力大小因素的实验。(1)(1)甲图弹簧测力甲图弹簧测力计测量的是物体的重力计测量的是物体的重力,即即G=4N;G=4N;乙图中弹簧测力计的示数变小乙图中弹簧测力计的示数变小,是因是因为物体在水中受到浮力的作用为物体在水中受到浮力的作用,由图可知由图可知F F浮浮=G-G
12、=G-G=4N-2N=2N,=4N-2N=2N,在乙图在乙图中物体所受的浮力小于其重力中物体所受的浮力小于其重力,当剪断绳子时物体将下沉。当剪断绳子时物体将下沉。(2)(2)乙、丙乙、丙图中弹簧测力计的示数相同图中弹簧测力计的示数相同,则物体在两种情况下所受的浮力相同则物体在两种情况下所受的浮力相同,由由此可知物体所受的浮力与其浸没的深度无关。此可知物体所受的浮力与其浸没的深度无关。(3)(3)研究物体所受的浮研究物体所受的浮力与物体重力的关系时力与物体重力的关系时,应控制液体的密度相同应控制液体的密度相同,排开液体的体积相同排开液体的体积相同,改变物体自身的重力。改变物体自身的重力。(4)(
13、4)本次实验中研究了物体所受的浮力与浸没深本次实验中研究了物体所受的浮力与浸没深度、物体重力等多个因素之间的关系度、物体重力等多个因素之间的关系,在研究的过程中我们只改变所在研究的过程中我们只改变所研究的量研究的量,其他量保持不变其他量保持不变,这种研究问题的方法叫控制变量法。这种研究问题的方法叫控制变量法。答案：答案：(1)2(1)2下沉下沉(2)(2)无无(3)C(3)C、D D同种同种(4)(4)控制变量法控制变量法主主题题二二探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系【实验实验装置装置】【实验实验关关键键】(1)(1)测测物体受到的浮力物体受到的浮力F
14、 F浮浮。用用弹弹簧簧测测力力计测计测出物体所受的重力出物体所受的重力G G物物。把被把被测测物体物体_在盛在盛满满水的溢水杯中水的溢水杯中,记记下此下此时测时测力力计计的示数的示数F F。F F浮浮=_=_。浸没浸没G G物物-F-F(2)(2)测测物体排开液体所受的重力物体排开液体所受的重力G G排排。测测出小桶的重力出小桶的重力G G桶桶。测测出小桶和物体排开的水的出小桶和物体排开的水的总总重力重力G G总总。G G排排=_=_。G G总总-G-G桶桶【要点探究要点探究】(1)(1)能否先能否先测测盛水后小桶的重力盛水后小桶的重力,再倒出水再倒出水测测出空桶的重力出空桶的重力?提示：提示
15、：不能。桶内的水不能全部倒净不能。桶内的水不能全部倒净,内壁会附有水内壁会附有水,使测出的使测出的G G桶桶偏大偏大,G,G排排偏小。偏小。(2)(2)如果溢水杯中的水没有加如果溢水杯中的水没有加满满,会造成什么影响会造成什么影响?还还能得出能得出实验结论吗实验结论吗?提示：提示：溢水杯中的水没有加满溢水杯中的水没有加满,则排出水的体积会偏小则排出水的体积会偏小,就无法得出浮就无法得出浮力与排开液体重力的关系。力与排开液体重力的关系。【示范案例示范案例】(2015(2015厦厦门门中考中考)小小鹭鹭做做“验证验证阿基米德原理阿基米德原理”实验实验的步的步骤骤如如图图所示。所示。(1)(1)小小
16、鹭处鹭处理数据理数据时时,发现实验发现实验步步骤骤有所有所遗遗漏。漏。遗遗漏的步漏的步骤为骤为_。若将若将遗遗漏的步漏的步骤标骤标注注为为d,d,则则最合理的最合理的实验实验步步骤骤依次依次为为_。(2)(2)实验实验步步骤骤a a、b b、c c、d d中中,弹弹簧簧测测力力计计的示数依次的示数依次为为F Fa a、F Fb b、F Fc c、F Fd d,若若这这些示数之些示数之间间的关系的关系满满足足(用式子表示用式子表示)_,)_,则则可可证证明明,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。大小。【解析解析
17、】本题考查验证阿基米德原理的实验探究。本题考查验证阿基米德原理的实验探究。(1)(1)由阿基米德原由阿基米德原理可知理可知,浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即即F F浮浮=G=G排排。物体受到的浮力可用称重法得出。物体受到的浮力可用称重法得出,即先测出物体的重力即先测出物体的重力G(aG(a图图),),再将物体浸没在液体中再将物体浸没在液体中,读出测力计的示数读出测力计的示数F(bF(b图图),),则则F F浮浮=G-F;=G-F;排排开液体的重力应先测出空烧杯的重力开液体的重力应先测出空烧杯的重力G G烧杯烧杯,再测出排开液体
18、和烧杯的再测出排开液体和烧杯的总重力总重力G G总总(c(c图图),G),G排排=G=G总总-G-G烧杯烧杯,故漏掉的步骤是测量空烧杯的重力。综故漏掉的步骤是测量空烧杯的重力。综上所述上所述,实验步骤依次为：实验步骤依次为：dabcdabc或或adbcadbc。(2)(2)根据根据F F浮浮=F Fa a-F-Fb b,G,G排排=F Fc c-F-Fd d,由由F F浮浮=G=G排排得：得：F Fa a-F-Fb b=F Fc c-F-Fd d。答案：答案：(1)(1)测量空烧杯的重力测量空烧杯的重力dabcdabc或或adbcadbc (2)F (2)Fa a-F-Fb b=F Fc c-
19、F-Fd d【备选备选例例题题】1.(20141.(2014南宁中考南宁中考)某某实验实验小小组组在探究浮力的大小与液在探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体体的密度和物体排开液体的体积积是否有关的是否有关的实验实验中中,记录记录的数据如下的数据如下表所示。表所示。实验实验次数次数液体的密度液体的密度/g/gcmcm-3-3排开液体的排开液体的体体积积V/cmV/cm3 3物体的物体的重力重力G/NG/N弹弹簧簧测测力力计计的示数的示数F/NF/N浮力浮力F F浮浮/N/N1 10.80.850500.700.700.300.300.400.402 21.01.050500.700.70
20、0.200.200.500.503 31.21.250500.700.700.100.100.600.604 41.01.060600.840.840.240.240.600.605 51.01.070700.980.980.700.70(1)(1)在第在第5 5次次实验实验中中,弹弹簧簧测测力力计计的示数如的示数如图图所示所示,则则表格中表格中处处的数据的数据应为应为_。(2)(2)分析分析对对比第比第1 1、2 2和和3 3三次三次实验实验数据数据,得出得出结论结论一：一：当物体排开液体的体当物体排开液体的体积积相同相同时时,液体密度越大液体密度越大,物体物体所受的浮力就越所受的浮力就越_
21、。(3)(3)分析分析对对比第比第_三次的三次的实验实验数据数据,得出得出结论结论二：当液体密二：当液体密度相同度相同时时,物体排开液体的体物体排开液体的体积积越大越大,物体所受的浮力就越大。物体所受的浮力就越大。(4)(4)综综合合结论结论一和一和结论结论二二,得出探究得出探究结论结论：_越大越大,物体受到的浮物体受到的浮力就越大。力就越大。(5)(5)小明小明联联想到想到质质量等于密度与体量等于密度与体积积的乘的乘积积,由此推想：物体排开液体由此推想：物体排开液体的的_越大越大,所受的浮力就越大。所受的浮力就越大。(6)(6)小燕又小燕又联联想到物体的想到物体的_与与_成正比成正比,深入分
22、析深入分析处处理数理数据后据后,可以得出可以得出进进一步的一步的结论结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。于它排开的液体所受的重力。【解析解析】本题考查实验探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液本题考查实验探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积是否有关。体的体积是否有关。(1)(1)由题图可读得弹簧测力计的示数是由题图可读得弹簧测力计的示数是0.28N0.28N。(2)(2)由题表中的数据知由题表中的数据知,第第1 1、2 2和和3 3三次实验排开液体的体积不变三次实验排开液体的体积不变,液液体的密度改变体的密度改变,物体受到
23、的浮力随液体密度的增大而增大。物体受到的浮力随液体密度的增大而增大。(3)(3)液体液体密度相同时的实验次数是第密度相同时的实验次数是第2 2、4 4和和5,5,排开液体的体积不同排开液体的体积不同,通过分析通过分析第第2 2、4 4和和5 5的数据可得：当液体密度相同时的数据可得：当液体密度相同时,物体排开液体的体积越物体排开液体的体积越大大,物体所受的浮力就越大。物体所受的浮力就越大。(4)(4)综合结论一和结论二综合结论一和结论二,可得出：液体可得出：液体的密度越大的密度越大,排开液体的体积越大排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。物体受到的浮力越大。(5)(5)由由m=m=V V得得
24、,排开液体的体积越大排开液体的体积越大,排开液体的质量越大排开液体的质量越大,物体受到的浮力越大。物体受到的浮力越大。(6)(6)因物体受到的重力与物体的质量成正比因物体受到的重力与物体的质量成正比,浸在液体中的物体所受浮浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。力的大小等于它排开的液体所受的重力。答案：答案：(1)0.28(1)0.28(2)(2)大大(3)2(3)2、4 4和和5 5(4)(4)液体的密度和排开液体的液体的密度和排开液体的体积体积(5)(5)质量质量(6)(6)重力质量重力质量2.(20142.(2014聊城中考聊城中考)下列是下列是“探究浮力的大小跟哪些因
25、素有关探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验实验的的部分操作部分操作,装置静止装置静止时测时测力力计计指指针针的位置如的位置如图图所示。所示。(1)(1)乙乙图图中中测测力力计计的示数的示数为为_N_N。由甲、乙、丙所示。由甲、乙、丙所示实验实验可得可得出的出的结论结论是在液体密度相同是在液体密度相同时时,物体所受浮力的大小跟物体所受浮力的大小跟_有关。有关。(2)(2)由丙、丁所示由丙、丁所示实验实验得出的得出的结论结论是是_。(3)(3)由由图图中提供的数据中提供的数据,可以求出可以求出盐盐水的密度水的密度为为_kg/m_kg/m3 3。【解析解析】此题考查的是探究浮力大小的影响因素。此题考查
26、的是探究浮力大小的影响因素。(1)(1)由图乙所示测由图乙所示测力计可知力计可知,其分度值为其分度值为0.2N,0.2N,示数为示数为3.6N;3.6N;由图甲、乙、丙所示实验可由图甲、乙、丙所示实验可知知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力物体受到的浮力不同不同,由此可知由此可知,在液体密度相同的情况下在液体密度相同的情况下,物体受到的浮力与物体排物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。开液体的体积有关。(2)(2)由图丙、丁所示实验可知由图丙、丁所示实验可知,物体排开液体的体物体排开液体的体积相同而液体密度不同积相同而液体密
27、度不同,物体受到的浮力不同物体受到的浮力不同,由此可知由此可知,在物体排开在物体排开液体体积相同的情况下液体体积相同的情况下,物体受到的浮力与液体密度有关。物体受到的浮力与液体密度有关。(3)(3)由图由图甲、丙所示甲、丙所示实验可知实验可知,物体浸没在水中受到的浮力：物体浸没在水中受到的浮力：F F浮浮=5N-3N=2N,=5N-3N=2N,由图甲、丁所示实验可知由图甲、丁所示实验可知,物体浸没在盐水中受到的浮力物体浸没在盐水中受到的浮力F F浮浮=5N-=5N-2.8N=2.2N,2.8N=2.2N,设物体体积为设物体体积为V,V,由浮力公式由浮力公式F F浮浮=液液gVgV排排得得F F
28、浮浮=水水gVgV,F F浮浮=盐水盐水gV,gV,盐水盐水=水水=1.1=1.110103 3kg/mkg/m3 3。答案：答案：(1)3.6(1)3.6物体排开液体的体积物体排开液体的体积(2)(2)物体排开液体体积相等时物体排开液体体积相等时,浮力大小与液体密度有关浮力大小与液体密度有关(3)1.1(3)1.110103 3【拓展探究拓展探究】探究完成后探究完成后,李明想：浮力与物体的形状有关系李明想：浮力与物体的形状有关系吗吗?他找他找来一来一块块橡皮泥橡皮泥继续继续探究探究,请请你帮他你帮他设计实验设计实验步步骤骤。【解析解析】(1)(1)用橡皮泥制作一个物体用橡皮泥制作一个物体,用弹簧测力计吊着浸没水中用弹簧测力计吊着浸没水中,记记下弹簧测力计的示数下弹簧测力计的示数F F1 1。(2)(2)改变橡皮泥的形状改变橡皮泥的形状,它的体积是不变的。再用弹簧测力计吊着浸没它的体积是不变的。再用弹簧测力计吊着浸没水中水中,记下弹簧测力计的示数记下弹簧测力计的示数F F2 2。(3)(3)如果如果F F1 1=F=F2 2,说明无关。如果不相等说明无关。如果不相等,说明有关。说明有关。答案：答案：见解析见解析【方法平台方法平台】解答此解答此类问题类问题的思路的思路