2021安徽中考物理复习课件：第七章　浮力.pptx

1、第七章第七章 浮力浮力 第一编第一编 2021 内 容 索 引 02 03 考点必备梳理考点必备梳理 考法必研突破考法必研突破 01 安徽真题体验安徽真题体验 安徽真题体验安徽真题体验 命题点1 阿基米德原理求浮力 1.(2013 安徽,9,2分)2013年5月,象征“和平、友爱和快乐”的巨型大黄鸭在 香港与游客见面,图为大黄鸭漂浮在海上的情景。它的质量约为 600 kg,海 水的密度取 1.0103 kg/m3,它浸在水中的体积约为 m3。(g取10 N/kg) 答案 0.6 解析 漂浮时浮力等于物体的重力,由此可知,排开水的质量等于物体的质 量,根据阿基米德定律可知,它排开水的质量也是m=

2、600 kg,海水的密度取 =1.0103 kg/m3,所以它浸在水中的体积约为 V= = 600kg 1.0103 kg/m3=0.6 m 3。 2.(2019 安徽,22,9分)将底面积S=310-3 m2,高h=0.1 m的铝制圆柱体,轻轻 地放入水槽中,使它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部与水槽的底 部不密合),此时槽中水深h1=0.05 m(已知铝=2.7103 kg/m3,水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)。求: (1)水对圆柱体底部的压强p1; (2)圆柱体受到的浮力F浮; (3)圆柱体对水槽底部的压强p2。 答案 (1)500 Pa (2)1.5 N (3

3、)2.2103 Pa 解析 (1)水的深度h1=0.05 m, 则水对圆柱体底部的压强 p1=水gh1=1.0103 kg/m310 N/kg0.05 m=500 Pa; (2)由题图可知,圆柱体浸在水中的体积 V排=Sh1=310-3 m20.05 m=1.510-4 m3, 根据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力 F浮=水V排g=1.0103 kg/m31.510-4 m310 N/kg=1.5 N; (3)圆柱体的重力 G铝=m铝g=铝V铝g=铝Shg=2.7103 kg/m3310-3 m20.1 m10 N/kg=8.1 N; 圆柱体静止于水槽底部,由力的平衡条件可知圆柱体对水槽底部

4、的压力 F压=G铝-F浮=8.1 N-1.5 N=6.6 N, 则圆柱体对水槽底部的压强 p2= 压 = 6.6N 310-3m2=2.210 3 Pa。 命题点2 压力差法、平衡法求浮力 3.(2020 安徽,23,8分)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入 圆柱形平底玻璃容器里,然 后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所 处的深度h1=10 cm时,容器处于直立漂浮状态, 如图a所示。已知容器的底面积S=25 cm2, 水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。 (1)求水对容器下表面的压强; (2)求容器受到的浮力; (3)从容器中取出100 cm3的液体后,

5、当容器下表面所处的深度h2=6.8 cm时,容器 又处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度 答案 (1)1.0103 Pa (2)2.5 N (3)0.8103 kg/m3 解析 (1)水对容器底部的压强 p=gh=1103 kg/m310 N/kg0.1 m=1103 Pa; (2)水对容器下表面的压力F向上=pS=1103 Pa2510-4 m2=2.5 N 容器受到的浮力F浮=F向上=2.5 N 浮 2 = 向上 2 =p2S=680 Pa2510 -4 m2=1.7 N 取出液体的重力:G=F浮-浮 2 =2.5 N-1.7 N=0.8 N 取出液体的质量:m= = 0.8N 10

6、N/kg =0.08 kg 液体的密度:= = 0.08kg 10010-6 m3=0.810 3 kg/m3 (3)p2=gh=1103 kg/m310 N/kg0.068 m=680 Pa; 4.(2018 安徽,23,6分)重为200 N的方形玻璃槽,底面积为0.4 m2,放在水平台 面上,向槽中加水至水深0.3 m(已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg,玻璃槽 的侧壁厚度不计)。 (1)将边长为20 cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露 出水面的高度为5 cm,求该物块的密度; (2)用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2 cm并

7、保持静止,求此时力F的大小。 答案 (1)750 kg/m3 (2)12 N (2)因为物体边长为20 cm,此时露出水面的高度为2 cm,所以V排=(0.2 m)2 (0.2-0.02)m=7.210-3 m3,V物=(0.2 m)3=810-3 m3代入F浮=水gV排和G物 =物gV物,可得F浮=72 N,G物=60 N。此时物体受力平衡,所以有F+G物=F浮, 解得F=F浮-G物=12 N。 解析 (1)因为物体漂浮,所以F浮=G物即水gV排=物gV物,又因为物体边长 为 20 cm,露出水面的高度为 5 cm,所以 排 物 = 20-5 20 = 3 4,与上式联立解得 物= 3水 4

8、 =750 kg/m3。 5.(2017 安徽,22,6分)如图甲所示,一长方体木块质量为0.12 kg,高为4.0 cm, 将木块平稳地放在水面上,静止时木块露出水面的高度为2.0 cm,如图乙所 示,利用金属块和细线,使木块浸没水中且保持静止状态。已知水的密度 水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (1)木块的密度木; (2)细线对木块的拉力F。 答案 (1)0.5103 kg/m3 (2)1.2 N 解析 (1)由物体浮沉条件以及阿基米德原理,物体漂浮,受到的重力等于浮 力,即G=F浮,则V木=2V排,得木=0.5水=0.5103 kg/m3。 (2)物体在水中处于静止

9、状态,竖直向上的浮力与竖直向下的拉力和物块重 力相等,即F浮=G+F,因F浮=水V木g=2F浮=2G,则F=F浮-G=G=1.2 N。 考点必备梳理考点必备梳理 K 考点清单考点清单 考点1 浮力 (10年2考) 比较项 要点 定义 浸在液体或气体中的物体受到液体或气体向上的力,就是浮力 方向 竖直向上 弹簧测 力计测 量浮力 F浮=G-F示 浮力产生 的原因 浸没在液体中的物体受到液体对其上、下两个表面的压力 差,就是 浮力产生的原因。即F浮=F向上-F向下 注意:打入地下的桥墩不受到水的浮力,水中的桥墩上的螺母受到浮力。 考点2 阿基米德原理 (10年5考) 比较项 要点 说明 内容 浸在

10、液体中的物体受到向上 的浮力,浮力的大小等于它 排开的液体所受的重力 (1)“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是 浸没;二是物体的一部分浸入液体里,另一部 分露在液面以上。(2)G排是指被物体排开液 体受到的重力,还可推导出F浮=G排=m排g= 液gV排,m排指物体排开的液体的质量。(3)V排 指物体排开液体的体积,当浸没时V排=V物; 当物体只有一部分浸入液体里时,则 V排=V浸 G F浮 物 液 物 液”“”或“=”)。 7 998 竖直向上 = 3.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠的质量为490 g,浸没在水中 称时,王冠重4.5 N,则这顶王冠在水中所受的浮力为 N;排开水

11、的 质量是 kg。(g取10 N/kg) 4.(RJ八下P56动手动脑学物理第4题)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示 数是7.5 N。当把零件浸没在密度为0.8103 kg/m3的油中时,测力计的示 数是6.6 N,金属零件的体积为 cm3。(g取10 N/kg) 0.4 0.04 112.5 考法必研突破考法必研突破 K 考法突破考法突破 考法1浮力的相关计算 例例1(2020 四川甘孜州)如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他 用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其 缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,g取10 N/k

12、g,则圆柱体的重力为 N,圆柱体受到的最大浮力是 N。 答案 2.0 0.4 解析 由图乙可知,当上升高度在20 cm以上,圆柱体脱离水面,弹簧测力计 示数F示1=2.0 N,此时圆柱体处于空气中,圆柱体的重力G=F示1=2.0 N;由图 乙可知,圆柱体上升高度在010 cm时,圆柱体浸没水中,此时弹簧测力计示 数F示2=1.6 N,此时圆柱体受到的浮力最大,其大小为F浮最大=G-F示2= 2.0 N-1.6 N=0.4 N。 方法归纳 计算浮力常用的方法 (1)称量法:F浮=G-F;(2)求压力差法:F浮=F向上-F向下;(3)二力平衡法:物体悬 浮或漂浮时,F浮=G;(4)阿基米德原理法:

13、F浮=G排=m排g=液gV排。 对应练对应练1(2020 贵州黔南州)如图,重为5 N,体积为0.210-3 m3的物体用细 线系在弹簧测力计的挂钩上,将它 浸没在水中,物体受到的浮力是 N,静止时弹簧测力计的示数是 N(g取10 N/kg)。 答案 2 3 解析 物体浸没在水中,则物体排开水的体积V排=V,根据阿基米德原理可知, 物体受到的浮力为:F浮=水gV排=1103 kg/m310 N/kg0.210-3 m3 =2 N,由称重法测浮力可知F浮=G-F,则浸没在水中静止时弹簧测力计的示 数:F=G-F浮=5 N-2 N=3 N。 考法2阿基米德原理的理解和应用 例例2(2020 贵州黔

14、西南州)如图甲所示,有一 体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别 固定在容器底部和正方体形状的物体上。 已知物体的边长为10 cm,弹簧没有发生形 变时的长度为10 cm,弹簧受到拉力作用后, 伸长的长度L与拉力F的关系如图乙所示。 向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24 cm。(g取10 N/kg)求: (1)物体受到水的浮力。 (2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放 水前后水对容器底部压强的变化量。 答案 (1)10 N (2)800 Pa 解析 (1)物块刚好完全浸没在水中,则有:V排=V物=(0.1 m)3=110-3 m3,物 体所受

15、的浮力:F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg110-3 m3=10 N; (2)由图甲可知,当物体上表面与液面齐平时,物体上表面距容器底的距离 为h=24 cm,弹簧伸长的长度:L=24 cm-10 cm-10 cm=4 cm, 由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4 N, 木块的重力:G物=F浮-F拉=10 N-4 N=6 N, 当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,L弹簧=10 cm, 此时物体受的浮力:F浮=G物=6 N, 由 F浮=水gV排可得,物体排开水的体积: V排= 浮 水 = 6N 1.0103 kg/m310N/kg =610-4 m3, 物体浸入水中的深

16、度: h浸= 排 = 610-4 m3 0.1m0.1m =0.06 m; 此时水的深度:h=L弹簧+h浸=0.1 m+0.06 m=0.16 m; 放水前后水对容器底部压强的变化量: p=p-p=水g(h-h)=1.0103 kg/m310 N/kg(0.24 m-0.16 m)=800 Pa。 方法归纳 正确理解阿基米德原理 1.(1)“浸入液体中的物体”包括两种情况。 物体浸没:V排=V物。 物体部分浸入液体:V排物时物体漂浮,液=物时物体悬浮,所以甲杯中的液体密度大于乙杯中 的液体密度,故A错误,B正确;因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的 重力相等,因此A液体中物体受的浮力等于B

17、液体中物体受的浮力,故C、D 错误。 方法指导掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、 悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。 对应练对应练3(2020 江西) 如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在 甲、乙两种液体中,由此可判断甲 乙;若A物 块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙。(均选填“”“ 解析 由于A、B两物体两次静止时处于漂浮或悬浮状态,所以受到的浮力 都等于物体受到的重力,即F浮=G;由图知,物体A、B排开液体的体积: V乙排V甲排,由F浮=液gV排可知甲乙,甲乙中A物块在两种液体中都完全浸 没,排开液体的体积相同,根据F浮=液V排知,

18、F甲F乙。 S 实验突破实验突破 实验点1 探究浮力的大小跟哪些因素有关 考查方向 控制变量法的应用;分析以及测量浮力的方法。 项目 要 点 实验方法 控制变量法 实验装置 项目 要 点 实验 过程 用弹簧测力计测出小石柱在空气中的重力G; 将小石柱浸没在水中某一深度,读出弹簧测力计示数F1; 将小石柱浸没在盐水中某一深度,再次读出弹簧测力计示数F2; 根据 ,如果 ,则说明 物体受到的浮力大小与液体密度无关;如果 ,则说明物体受到的 浮力大小与液体密度有关;(或如果F1=F2,则说明物体受到的浮力大小与液 体密度无关;如果F1F2,则说明物体受到的浮力大小与液体密度有关) 实验 结论 浮力的

19、大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,当液体的密度相同时, 排开液体的体积越大,浮力越大;当排开液体的体积相同时,液体的密度越 大,浮力越大 F浮 1 = F浮 2 F浮 1 F浮 2 F浮 1 浮 1 = 1,浮 2 = 2 = F浮 2 注意事项 在同种液体中可以一次让物体部分浸入,一次浸没来改变排开 液体的体积;在研究和密度的关系的时候,一定让物体浸没在液体中。 例例1(2020 四川乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有 关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实 验情境。(g取10 N/kg) (1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中

20、所受浮力大小是 N; (2)通过 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系; (3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系; (4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测 力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图象,则该液体的密度为 kg/m3。 答案 (1)0.5 (2)c、d (3)液体密度 (4)0.8103 解析 (1)由a、c两次实验中测力计示数可知,物体浸没在水中所受的浮力 为F浮水=G-Fc=2 N-1.5 N=0.5 N; (2)研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法, 需要控制排开液体的密度和体积相同,所以应

21、该对比c、d; (3)由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实 验可以探究浮力大小与液体密度的关系; (4)实验步骤c中,物体受到的浮力为F浮c=G-Fc=2 N-1.5 N=0.5 N; 实验步骤e中,物体受到的浮力为:F浮e=G-Fe=2 N-1.6 N=0.4 N; 因物体均浸没,所以V排水=V排液; 根据阿基米德原理可知 浮 c 水 = 浮 e 液; 所以该液体的密度为 液= 浮 e 浮 c 水=0.4N 0.5N1.010 3 kg/m3=0.8103 kg/m3。 拓展练(5)在上述实验的基础上,请你添加合适的物体设计实验,探究浮力 大小与物体质量是否有关

22、。请写出你的实验思 路: 。 答案 (5)取两块体积相同的铁块和铝块,测出它们各自的重力,然后可知其 质量,分别用测力计吊着浸没到水中,读出测力计示数,根据测力计的示数 算出浮力,通过比较得出结论 实验点2 探究浮力的大小等于什么 考查方向 实验的设计和操作步骤的分析、实验评估、多次实验的目的等。 项目 要 点 实验 装置 项目 要 点 实验 过程 用弹簧测力计测量空小桶受到的重力(G); 用弹簧测力计测出石块在空气中受到的重力(G); 用弹簧测力计测量石块浸没在盛满水的溢水杯中时受到的“托力”(F); 求出石块浸没在水中受到的浮力(F浮=G-F); 用小桶收集石块浸没在溢水杯中时溢出的水,用

23、弹簧测力计测出被石 块排开的水和小桶的总重力(G); 求出被排开的水受到的重力(G排=G-G) 实验 结论 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液体的重力 注意事项 溢水杯一定要装满水。用细线把石块拴牢。石块浸没在溢水杯中,不 要使石块触及杯底或杯壁。接水的小桶要干净,不要有水。 例例2(2019 福建)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下: 用弹簧测力计测出物体所受的重力 G(图甲); 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); 测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙); 将小桶中的水倒出,测出

24、小桶所受的重力G2(图丁); 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= 。(用上述测得量的符号表示)。 (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。 答案 (1)G-F G1-G2 (2)a.测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等 b.小桶中的水未倒净, 排开的水未全部流入小桶等 (3)能 解析 (1)根据称重法测浮力:物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=G-F;被排开 的水所受的重力G排=G1-G2; (2)实验产生误差的原因: a.测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等; b.小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等。 (3)物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,能用实验验证阿基米德原理。