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中考、統(tǒng)考必考點:浮力

【知識回顧】

2000多年前古希臘學者阿基米德鑒定國王王冠的歷史故事早已熟悉,當阿基米德跨進浴缸洗澡時,看到浴缸的水向外溢出,想到了浸到液體中的物體,浸入的體積等于物體排開液體的體積,由此解開了王冠之謎。

阿基米德

我們知道,浸入液體中的物體都會受到液體向上的浮力,計算浮力的大小的方法:

1.根據(jù)浮力產生的原因,求豎直方向壓力的合力,用壓力差法計算浮力大小.即:F=F-F


八年級:浮力產生的原因

2.根據(jù)用彈簧測力計的稱重實驗,用稱重法計算浮力大小.即:F=G-F


八年級:[實驗]浮力的大小與方向

3.根據(jù)物體的浮沉條件,浸入液體中的物體的有的上?。挥械膽腋?,還有的下沉。

動態(tài)的結果是三種狀態(tài)的物體因受力平衡而靜止,漂浮和懸浮的物體因受二力平衡,所以,通常根據(jù)物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時,用平衡法計算浮力大小.即:F=G=m物g

八年級:物體的沉浮條件

(課堂板書隨拍僅供參考)


壓力差法、稱重法、平衡法是常用來計算浮力大小的方法,那么浮力的大小與哪些因素有關呢?需要理解阿基米德原理.

【重點學習】阿基米德原理

在許多情況下,即不能用彈簧測力計直接測量浮力,又不能通過物體的狀態(tài)計算浮力,那么,浮力的大小怎么測量?

【舉手提問】

  1. 浮力的大小與哪些因素有關?

  2. 什么是阿基米德原理?

  3. 如何應用阿基米德原理計算浮力的大???

【新課學習】

一、浮力大小的相關因素

[想想做做]

受阿基米德測皇冠體積的啟發(fā),自找器材完成一個小實驗:

將盛滿水的小桶放在小盆中,用手把空飲料罐按入水中,觀察飲料罐浸入水中的體積和排開水的多少,感受浮力的變化。

在實驗中發(fā)現(xiàn),飲料罐浸入水中的體積越多,排開水的體積就越多,同時手會感覺越吃力。

實驗表明:物體排開得水越多,浮力就越大。

由于浮力跟液體的密度有關,根據(jù)ρ=m/V得:m=ρV可以猜測浮力的大小跟排開液體的質量有關,因為G=mg,可進一步推測浮力的大小跟排開液體的重力有關。

為了驗證以上猜想是否正確,請打開視頻看看《探究浮力的大小與哪些因素有關》實驗。

[觀察與實驗]

視頻:探究浮力的大小與哪些因素有關
(選擇音量橫屏看)

[實驗反思]

實驗應換不同液體和改變物體體積至少做三次,得出的結論才具有普遍性,因時間所限本視頻只做一次,有興趣的同學可按此做法再做幾次會發(fā)現(xiàn):
影響浮力的大小的因素:
1.當液體密度一定時,物體排開液體越多,浮力就越大。
2.當物體排開液體的體積一定時,液體的密度越大,浮力就越大。
3.浮力的大小跟物體的形狀和物體在液體中的深度無關。

二、阿基米德原理

在“探究浮力的大小與哪些因素有關”實驗中.
1.浮力的大小先用“稱重法”測出。

F=G-F=0.5N-0.3N=0.2N


2.物體排開液體所受的重力通過對小桶前后兩次測量測出。

G=G桶+水-G=0.3N-0.1N=0.2N

3.實驗證明:F=G=0.2N

阿基米德原理:

浸在液體中的物體所受的浮力,大小等于它排開液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。

用公式表示:F=G
因為G=mg→m=ρV→G=ρgV,所以,

浮力公式F浮=G排=ρ液gV排

三、計算浮力大小的方法:公式法

根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排,只要知道浸入液體中的物體排開液體的重力,就可算出浮力的大?。换蛑酪后w密度和物體排開液體的體積也能算出浮力的大小.


例題1:(2019邵陽)
體積為2.0×10-3m3 的鋁塊浸沒在水中時,受到的浮力為           N.

(g取10 N/kg)

[分析]
注意關鍵詞:浸沒,即V=V

解:V=2.0×10-3m3,因為鋁塊浸沒在水中,V=V=2.0×10-3m3
根據(jù)阿基米德原理:

FgV=1x103kg/m3x10 N/kgx2.0×10-3m3=20N.


例題2:(2017江西20題)(7分)
如圖所示,將邊長為5cm的實心正方體木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中,木塊靜止時,從杯中溢出水的質量為0.1 kg(g取10 N/kg).求:

(1)木塊受到的浮力;

(2)木塊的密度;

(3)木塊下表面受到水的壓強.

[分析]

注意關鍵詞:裝滿水,溢出水的質量

看狀態(tài):漂浮,靜止,二力平衡

解:(1)根據(jù)阿基米德原理可得:

F=G=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N

(2)由于木塊漂浮,根據(jù)物體的浮沉條件可得木塊的重力

G=F=1N
木塊的質量:
m=G/g=1N/10N/kg=0.1kg
木塊的體積:
V=(0.05m)3=1.25×10-4m3
故木塊的密度:
ρ木=m/V
=0.1kg/1.25×10-4m3 =0.8×103kg/m3
(3)由于F= F向上-F向下=1N,且木塊漂浮在水面上,F(xiàn)向下=0N
所以木塊下表面受到的壓力F向上=F=1N
故木塊下表面受到的壓強
p=F向上/ S =1N/(0.05m)2=400 Pa

【中考真題訓練】

1.(2019德州)(6分)

在探究“浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中(如圖所示),小明先用彈簧測力計測出金屬塊的重力,然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度,步驟如圖B、C、D、E、F所示(液體均未溢出),并將其示數(shù)記錄在表中:

(1)分析比較實驗步驟A和           ,可得出:浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關;
分析比較A、B、C、D可知:浮力大小與物體                       有關;

分析實驗步驟A、E、F可知:浮力的大小還與                      有關.
(2)分析實驗數(shù)據(jù)可知,F(xiàn)中液體密度      (選填“大于”“小于”或“等于”)水的密度.
(3)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是         N,金屬塊密度為                kg/m3.(水的密度p=1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)

2.(2018泰州49題)

某實驗小組在探究“影響浮力大小的因素”時,做了如圖所示的實驗.觀察圖片并分析比較圖中有關數(shù)據(jù)可知:

(1)當物體逐漸浸入水中,物體底面所受壓強將逐漸            ;

(2)當物體浸沒在水中時,受到的浮力為     N;

(3)比較乙、丙兩圖,可以得出              越大,物體受到的浮力越大;

  (4)比較          兩圖可知,物體所受浮力大小與液體密度有關.

3.(2019蘭州)
如圖甲所示,某科技小組的同學用彈簧測力計懸掛一實心圓柱形金屬塊,使其緩慢勻速下降,并將其浸入平靜的游泳池水中,彈簧測力計的示數(shù)F與金屬塊下底面下降高度h的變化關系如圖乙所示,忽略金屬塊浸入水中時池水液面高度的變化,g取10N/kg,則下列說法中正確的是 (     )

A.金屬塊所受重力大小為26 N

B.金屬塊的密度為2.3×103kg/m3

C.金屬塊完全浸沒在水中時所受浮力的大小為26 N

D.金屬塊恰好完全浸沒時,金屬塊下底面所受水的壓強為5×103Pa


4.(2019天津)

小明在學習“阿基米德原理”時,做了如圖所示的實驗.由圖可知物體A所受浮力為         N;由阿基米德原理可知,丙圖中彈簧測力計的示數(shù)應為       N.

5.(2019福建)(5分)

如圖,“驗證阿基米德原理”的實驗步驟如下:

①用彈簧測力計測出物體所受的重力G(圖甲);
②將物體浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接從溢水杯里被物體排開的水,讀出這時測力計的示數(shù)F(圖乙):
③測出接水后小桶與水所受的總重力G(圖丙);
④將小桶中的水倒出,測出小桶所受的重力G(圖?。?;
⑤分別計算出物體受到的浮力和排開的水所受的重力,并比較它們的大小是否相同.

回答下列問題:

(1)物體浸沒在水中,受到水的浮力F=           ,被排開的水所受的重力G=          .(用上述測得量的符號表示)

(2)指出本實驗產生誤差的原因(寫出兩點):

(a)                       ;(b)                      .

(3)物體沒有完全浸沒在水中,            (選填“能”或“不能”)用實驗驗證阿基米德原理.

6.(2019濟寧)(6分)

小明用同一物體進行了以下實驗.實驗中保持物體處于靜止狀態(tài),彈簧測力計的示數(shù)如圖所示.請根據(jù)圖中信息,求:(g取10 N/kg)


(1)物體的質量;

(2)物體在水中受到的浮力;

(3)某液體的密度.

7.(2019河池)(6分)

“在王冠之謎和阿基米德原理”的故事中,若王冠的質量為0.48kg,浸沒在水中時,排開水的體積為4x10-5m3.求:

(1)王冠的密度是多少kg/m3?

(2)王冠浸沒時受到水的浮力是多少N?



參考答案:

1.(1)  D、E   浸在液體中的體積     液體的密度

  (2)小于

    (3)1.0       2.7×103

2.  (1)增大 (2)1 
(3)排開液體的體積     (4)丙、丁

3.  B

4.  1  1.5   
 
5.  (1)  G-F   G1-G2 
   (2)(a)測力計的精度不夠或測量時測力計未保持靜止 
        (b)小桶中的水未倒凈或排開的水未全部流入小桶 
(3)能 
6. (1) 0.54kg   (2)  2N  
   (3)  0.8×103kg/m3

7.解:(1)浸沒在水中時,王冠的體積:V=V排=4x10-5m3

王冠的密度:ρ=m/V=0.48 kg/4x10-5m3 =12×103kg/m3

(2)王冠浸沒時受到水的浮力:

FgV=1.0×103kg/m3×10 N/kgx4x10-5m3=0.4 N

【全部課程鏈接】
(哪里不會點哪里)

第六章:力和運動

八年級:初步認識力的概念

八年級:力的作用效果和圖示

八年級:彈力和測力計

八年級:重力和它的大小

八年級:重力的三要素

八年級:[實驗]二力平衡的條件

八年級:靜摩擦力

八年級:滑動摩擦力

八年級:牛頓第一定律

八年級:慣性

第七章:壓強

八年級:壓力及作用效果

八年級:壓強

八年級:【實驗探究】液體壓強規(guī)律

八年級:液體壓強的大小

八年級:連通器

八年級:大氣壓強

八年級:流體壓強


第八章:浮力

八年級:浮力產生的原因

八年級:[實驗]浮力的大小與方向

八年級:稱重法測物質密度

八年級:物體的沉浮條件

八年級:阿基米德原理

八年級:平衡法測物質密度

八年級:浮力的利用(漂浮)

八年級:浮力的利用(懸?。?/a>

第九章:簡單機械  

八年級:杠桿及力臂的畫法

八年級:[實驗]杠桿平衡的條件

八年級:杠桿的應用

八年級:定滑輪和動滑輪

八年級:滑輪組

功、功率、機械效率

八年級:功

八年級:功率

八年級:功的原理

八年級:機械效率

八年級:【實驗】測量滑輪組的機械效率

第十章:機械能及其轉化

八年級:動能

八年級:重力勢能

八年級:彈性勢能

《機械能轉化》你玩過這些玩具嗎?

中考、統(tǒng)考必考點

中考、統(tǒng)考必考點:二力平衡

中考、統(tǒng)考必考點:摩擦力

中考、統(tǒng)考必考點:液體壓強

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