2020年中考物理一轮复习专题11浮力课件

2020年中考物理一轮复习专题11浮力课件

2020 年中考物理 一轮复习讲练测 专题 10 压 强 1 复习目标 了解： 浮力产生的原理。 会： 进行浮力的相关计算。 理解： 影响浮力大小的因素；用排水量法计算沉浮问题。 掌握： 阿基米德原理；浮力相关计算；影响浮力大小因素的实验探究。 认识： 浮力在生活中的应用。 2 一、浮力概念 1.浮力：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它 竖直向上 的力叫浮力。 2.浮力方向：竖直向上，施力物体是 液 （气）体。 3.浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力 大于 向下的压力，向上、向下的压力差就是浮力。 4.影响浮力大小的因素：通过实验探究发现（控制变量法）：浮力的大小跟物体浸在液体中的 体积 和液体的 密度 有关。物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，浮力就越大。 2 二、阿基米德原理 1. 阿基米德原理：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 。 2. 公式表示： ； 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。 3. 适用条件：液体（或气体）。 2 三、物体沉浮的条件 1.前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 2. 沉浮条件： 当 F 浮 > G 时，物体上浮； ρ 液 > ρ 物 。 当 F 浮 = G 时 ，物体悬浮； ρ 液 = ρ 物 。 当 F 浮 = G 时，物体下沉； ρ 液 < ρ 物 。 当 F 浮 = G （物体未完全浸没液体）时，物体漂浮； ρ 液 > ρ 物 。 3. 说明： （1） 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）。 2 三、物体沉浮的条件 （2）物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的 1/3 ，则物体密度为 2/3 ρ。 (3) 悬浮与漂浮的比较：相同点： F 浮 = G ； 不同点：悬浮时， ρ 液 = ρ 物 ， V 排 = V 物 ；漂浮时， ρ 液 > ρ 物 ， V 排 < V 物 。 （4）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 。 （5）物体吊在测力计上，在空中重力为G，浸在密度为ρ的液体中，示数为F，则物体密度为： （6）冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。 2 三、物体沉浮的条件 4.漂浮问题“五规律”： 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漂浮，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，外力等于液体对物体增大的浮力。 2 三、物体沉浮的条件 ★浮力的利用 1. 轮船 （1）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。单位是t，由排水量m 可计算出：排开液体的体积； 排开液体的重力 G 排 =m 排 g ；轮船受到的浮力 F 浮 = m 排 g ，轮船和货物共重 G 总 = m 排 g 。 2 三、物体沉浮的条件 ★浮力的利用 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：下面的金属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（上小下大）。 3 考点一：浮力概念 1. （2019·湖州） 放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力，木块开始上浮，如图所示，最后漂浮，且有五分之二体积露出水面。下列叙述中，错误的是（ ）。 A.在露出水面之前，木块所受浮力不变； B.在露出水面之前，木块所受浮力大于木块的重力； C.木块在浸没和漂浮两种情况下，水对烧杯底的压强相等； D.木块的密度为 0.6 克/厘米 3 C 3 考点一：浮力概念 【点睛】（1）根据公式F 浮 =ρ 水 gV 排 可分析木块上浮过程中，露出水面前受到的浮力变化； （2）根据p=ρ 水 gh，通过分析排开水的体积的变化得出水的深度的变化，进而得出压强的大小变化； （3）木块漂浮，浮力等于重力，利用密度公式和阿基米德原理列出等式即可木块的密度。 此题考查浮力的大小计算、物体浮沉条件的应用，关键是浮力公式和液体压强公式的应用，题目难度适中，适合学生训练，属于中档题。 3 考点一：浮力概念 【解析】A、木块上浮过程中，露出水面前，水密度一定，排开水的体积不变，根据公式F 浮 =ρ 水 gV 排 可知，木块所受浮力不变；故A正确； B、在露出水面之前，木块处于上浮过程中，根据浮沉条件可知：木块所受浮力大于木块的重力；故B正确； C、因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积，所以，木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度，则根据p=ρ 水 gh可知，木块浸没时水对烧杯底的压强较大；故C错误； D、木块最后漂浮，且有五分之二体积露出水面，则根据漂浮条件可得：F 浮 =G 木 ； 结合阿基米德原理和重力公式可得：ρ 水 gV 排 =ρ 木 gV 木 ， 所以，ρ 木 = (V 排 /V 木 ) ρ 水 = (1-2/5 V 木 )/ V 木 ×1.0g/cm 3 =0.6g/cm 3 ；故D正确。故选C。 3 考点一：浮力概念 2. （2019·邵阳） 潜入海底观光是人们现代旅游休闲方式之一。某潜水爱好者从水下2m深继续下潜的过程中，他受到的浮力和海水对他的压强变化的情况分别是（不考虑海水的密度变化）（ ）。 A．浮力逐渐变大，压强不变；B．浮力逐渐变大，压强逐渐变大； C．浮力不变，压强逐渐变大；D．浮力逐渐变小，压强逐渐变大 C 3 考点一：浮力概念 【点睛】某潜水爱好者在水面下不断下潜的过程中，排开海水的体积不变、所处深度变大，但海水的密度不变，利用阿基米德原理的推导公式F 浮 ＝ρ 液 V 排 g和液体压强公式p＝ρ 液 gh分析判断。 【解析】他在水面下不断下潜的过程中，海水的密度ρ海水不变， 由于排开海水的体积不变，根据F 浮 ＝ρ 海水 V 排 g可知，他受到的浮力不变，故ABD错误； 由于所处的深度逐渐变大，根据p＝ρ 海水 gh可知，他受到的海水的压强逐渐变大，故C正确；故选C。 3 考点一：浮力概念 3. （2017·六盘水） 如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10 -3 m 2 的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5.0×10 -5 m 3 的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4.0×10 -5 m 3 ；求： （1）物块受到的浮力；（2）物块的质量 。 0.4N 0.04kg 3 考点一：浮力概念 【点睛】利用浮力公式和物体所受浮力等于排开液体的重量即可解。 【解析】（1）物体受到的浮力： （2）因为物体漂浮，故： 答：略。 3 考点二：阿基米德原理 1. （2019·菏泽） 人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟，煮熟后的饺子会漂起来的原因是（ ）。 C A．饺子的重力减小了 B．饺子的重力和浮力都增大了 C．饺子的重力不变，浮力增大 D．饺子的重力和浮力都减小了 3 考点二：阿基米德原理 【点睛】一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力，物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关，又与排开液体的密度有关； 物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关，它是由物体所受重力与浮力的合力决定。当合力向上则物体上浮；当合力向下，则物体下沉；当合力为0，则物体处于漂浮或悬浮状态。 【解析】饺子在水中煮的时候，质量不变，则重力不变，因为饺子受热膨胀，体积增大，根据f浮=ρgv排知，浮力增大，当浮力大于重力时便会浮上来。故ABD错误，C正确。故选C。 3 考点二：阿基米德原理 2. （2017·益阳） 如图所示，将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态，它的上表面受到的压力为1.8N，下表面受到的压力为3N，则该物体受到的浮力大小为 N；如将物体再下沉5cm，则它受到的浮力大小为 N。 1.2 1.2 3 考点二：阿基米德原理 【点睛】浮力是因为物体上下表面受到液体的压力不同而产生的，上表面压力向下，下表面受到的压力向上。物体在液体受到的浮力等于其排开液体的重量。 【解析】所以，此物体受到的浮力为：3N-1.8N=1.2N；物体下沉，不影响它所说的的浮力。 故此题答案是：1.2、1.2。 3 考点二：阿基米德原理 3. （2019·河北） 小明用如图所示的装置探究“影响浮力大小的因素”，（已知ρ 水 ＝1.0×10 3 kg/m 3 ，取g＝10N/kg）（1）小明利用图1甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象（如图2中①所示）。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是 。请在图2中画出F浮随h变化的关系图象，分析图象可知，浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成 。 先变大后不变 正比 3 考点二：阿基米德原理 （2）将合金块分别浸没在水和某液体中（如图1乙、丙所示），比较图1甲、乙、丙可知： 。 （3）合金块的密度为ρ合金＝ g/cm 3 。 （4）若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时，空心部分的体积是 cm 3 。 浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关 4 400 3 考点二：阿基米德原理 【点睛】（1）根据图象分析弹簧测力计的示数随着深度的变化关系，进而得出浮力的变化情况；利用F 浮 +F＝G和图线①画出F浮随h变化的关系图象；（2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，从而得出结论；（3）利用G＝mg求出合金块的质量，再结合称重法和阿基米德原理求出合金块的体积，最后利用密度公式求出合金块的密度；（4）根据称重法和阿基米德原理求出液体的密度，然后根据悬浮和阿基米德原理求出合金球的体积，用合金球的体积减去合金块的体积即为空心部分的体积。 3 考点二：阿基米德原理 【解析】（1）由弹簧测力计的示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象可以知道：弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小后不变的，而测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力。所以此实验过程中浮力先变大后不变。 由图象可知，合金块完全浸没在水中时所受的浮力：F 浮 ＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；则F 浮 随h的变化的关系图象，如下图所示： 3 考点二：阿基米德原理 由图象可知，当h≤6cm时，浸在水中的物体所受浮力的大小与浸入水中的深度成正比，而排开水的体积与浸入水中的深度成正比，所以浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。 （2）分析比较甲、乙、丙可知，合金块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即受到的浮力不同，说明浮力大小跟液体的密度有关。 （3）由图甲可知，合金块的重力G＝4N， 合金块的质量： 由图乙可知，合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′＝3N， 则合金块完全浸没在水中时所受的浮力： F 浮 ＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N； 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等， 3 考点二：阿基米德原理 由F 浮 ＝ρ 水 gV 排 可得，合金块的体积： 则合金块的密度： （4）①由图丁可知，金属块浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F″＝3.2N， 则合金块完全浸没在某液体中时所受的浮力： F 浮 ′＝G﹣F″＝4N﹣3.2N＝0.8N， 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等， 3 考点二：阿基米德原理 所以，由F 浮 ＝ρgV 排 可得： ②合金球悬浮在某液体中时所受的浮力：F 浮 ″＝G＝4N， 由 F 浮 ＝ ρ 水 gV 排 可得，合金球的体积： 3 考点二：阿基米德原理 则空心部分的体积：V 空 ＝V 球 ﹣V＝5×10 ﹣4 m 3 ﹣1×10 ﹣4 m 3 ＝4×10 ﹣4 m 3 ＝400cm 3 。 故答案为：（1）先变大后不变；如上图所示；正比；（2）浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关；（3）4；（4）400。 3 考点三：物体沉浮的条件 1. （2019·达州） 如图所示，甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器中分别盛有两种不同的液体A、B，液体对两个容器底的压强相等。现将两个质量相等的物体分别放入两个容器中，静止时个漂浮、一个悬浮（液体均无溢出，则液体密度ρ A 、ρ B 和液体对容器底部的压强p 甲 、p 乙 的大小关系正确的是（ ）。 A．ρ A ＜ρ B p 甲 ＜p 乙 B．ρ A ＞ρ B p 甲 ＞p 乙 C．ρ A ＞ρ B p 甲 ＜p 乙 D．ρ A ＜ρ B p 甲 ＞p 乙 C 3 考点三：物体沉浮的条件 【解析】（1）由图知：h A ＜h B ，已知两种液体对容器底的压强相等，则根据p＝ρgh可知，ρ A ＞ρ B ；故AD错误； （2）因为原来两容器中液体产生的压强相等，均匀柱形容器，则F A ＝G A ＝pS A ；F B ＝G B ＝pS B ； 又因为S A ＞S B ，可得G A ＞G B ， 由将两个质量相等的物体分别放入两个容器中，静止时一个漂浮，另一个悬浮（液体均无溢出），由于两物体重力相等都为G， 所以， p 甲 ＜ p 乙 ；故B错误，C正确。故选C。 3 考点三：物体沉浮的条件 2. （2019·常德市中考最后一模） 如图，物体漂浮在液面上，是由于（　）。 A. 物体受到的重力小于浮力；B. 物体的密度大于液体的密度； C. 浮力和重力的合力为零； D. 物体排开液体的体积大 C 3 考点三：物体沉浮的条件 【点睛】由物体的浮沉条件可知物体所受浮力与重力的关系，漂浮时，浮力等于重力；根据物体的浮沉条件可知物体密度与液体密度之间的关系。本题考查了学生对物体的漂浮条件的了解与掌握，能得出物体和液体的密度关系、确定物体在液体中漂浮是本题的关键。 【解析】当物体漂浮在液面上时，说明物体排开液体的体积小于物体体积，物体的密度小于液体的密度，并且物体受到浮力和重力作用，二力大小相等，方向相反，因此浮力和重力的合力为零。故选：C。 3 考点三：物体沉浮的条件 3. （2019·菏泽市中考模拟） 如图所示，将苹果和梨子放入水中后，苹果漂浮，梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1，梨子的质量、体积及受到的浮力为m 2 、V 2 和F 2 ，现有以下判断，正确的是（　）。 C （1）若m 1 ＞ m 2 ，则 F 1 一定小于 F 2 ； （2）若m 1 ＝ m 2 ，则 F 1 一定大于 F 2 ； （3）若V 1 ＝ V 2 ，则 F 1 一定小于 F 2 ； （4）若V 1 ＞ V 2 ，则 F 1 一定大于 F 2 。 A．（1）（3）；B．（1）（4）；C．（2）（3）；D．（2）（4） 3 考点三：物体沉浮的条件 【点睛】（1）知道木块与冰块的质量关系，由G＝mg可知重力关系，由于都漂浮在水面上，根据漂浮条件确定受到的浮力关系。（2）根据物体所处状态判断出排开液体的体积关系，利用阿基米德原理即可判断浮力大小。本题考查物体浮沉条件和阿基米德原理的应用，本题关键是知道物体都是浸在水中。 3 考点三：物体沉浮的条件 【解析】由于苹果漂浮，梨子沉底，则根据浮沉条件可知： F 1 ＝ G 1 ＝ m 1 g，F 2 ＜ G 2 ＝ m 2 g， （1）若m 1 ＞ m 2 ，则 F 1 ＞ F 2 ； （2）若m 1 ＝ m 2 ，则 F 1 ＞ F 2 ； 由于苹果漂浮，梨子沉底，则： V 排 1 ＜ V 1 ， V 排 2 ＝ V 2 ， 由于都是浸在水中，根据 F 浮 ＝ ρ 水 gV 排 可知：（3）若V 1 ＝ V 2 ，则 F 1 ＜ F 2 ； （4）若V 1 ＞ V 2 ，则 V 排 1 与 V 排 2 的大小不能比较，所以， F 1 不一定大于 F 2 。 由此分析可知（2）（3）正确。故选C。 4 考点一：浮力 1 . (2019·武威) 2018年4月20日，我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜（如图所示）。潜水器在水面下匀速下潜过程中（假定海水的密度不变），受到的浮力______（选填“变大”、“不变”或“变小”），潜水器下表面受到的压强______（选填“变大”、“不变”或“变小”） 。 不变 变大 4 考点一：浮力 2 . （2019·河南） 渔民出海捕捞，常常满舱而归。在平静的海面上，一艘空船受到的浮力是F 1 ，装满鱼后受到的浮力是F 2 ，则F 1 ______F 2 （选填“>”、“<”或“=”）。渔船编队在某个海域捕捞时，渔民用特定频率的电台通信是利用________传递信息。 < 电磁波 4 考点一：浮力 3. （2019·泸州） 庆祝中国人民解放军海军成立 70 周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图中 093 改进型攻击核潜艇于 2019 年 4 月 27 日公开亮相，进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为 2.8×10 4 kW ，完全下潜到海面下后的排水量为 6.8×10 3 t （取海水密度 ρ=1×10 3 kg/m 3 、 g=10N/kg ）。问： 4 考点一：浮力 （ 1 ）该潜艇悬浮时，其上一面积为 0.05m 2 的整流罩距海面深度为 200m ，此时整流罩受到海水的压力为多少？ （ 2 ）若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为 80% ，该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时，受到的水平推力为 1.6×10 6 N ，此时潜艇的巡航速度为多少？ （ 3 ）该潜艇浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为 1.5×10 3 m 3 ，此时潜艇的总重量是多少？ 1×10 5 N （ 2 ） 14m/s （ 3 ） 5.3×10 7 N 4 考点二：阿基米德原理 1 . （2019·贵港） 如图所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F 1 、F 2 、F 3 、F 4 分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题： 4 考点二：阿基米德原理 （1）图甲中，弹簧测力计的示数F 1 =________N。 （2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。 （3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与 有关；分析图中________两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。 （4）实验中釆用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为 法 。 4.8 2 物体排开液体的体积 丙和丁 控制变量 4 考点二：阿基米德原理 B 2. （2019·贵港） 三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中，这三种液体的密度分别为 ρ 甲 、 ρ 乙 、 ρ 丙 。当冰块熔化后，甲液体液面高度不变，乙液体液面高度升高，丙液体液面高度降低。下列关系正确的是（ ）。 A ． ρ 甲 ＜ ρ 乙 ＜ ρ 丙 B ． ρ 丙 ＜ ρ 甲 ＜ ρ 乙 C ． ρ 丙 ＜ ρ 乙 ＜ ρ 甲 D ． ρ 乙 ＜ ρ 丙 ＜ ρ 甲 4 考点二：阿基米德原理 等于 3. （2019·贵港市覃塘区中考一模） 如图，放在水平桌面上的甲、乙两个完全相同的圆柱形容器，容器中装有不同种类的液体，将A、B两个完全相同的长方体物块分别放入甲、乙两个容器的液体中，静止时两个容器中的液面恰好相平。则物体受到的浮力F A 　 　 F B ；液体对容器底的压强p 甲 　 　 p 乙 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。 小于 4 考点三：物体沉浮条件 < 1. （2019·福建） 如图，气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为 G 总 ，则气球受到的浮力 F 浮 ________G 总 （选填“>”“<”或“=”）；若水温升高，石块将 （选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”）。 上浮 4 考点三：物体沉浮条件 小 2 ． （2019·苏州） 2019 年 4 月 23 日，中国人民海军成立 70 周年阅兵仪式在黄海举行。 （ 1 ）两并排行驶的舰艇编队间距较远（如图所示），这是因为若靠得过近，彼此间海水流速会很大，导致压强很 ______ ，压力差会使舰艇发生碰撞； （ 2 ）在仪式上，我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅，它是通过减小所受 ______ （选填“重力”或“浮力”）实现上浮的； （ 3 ） 901 综合补给舰也一起亮相，该舰的满载排水量约为 40000t ，它满载时所受的浮力约为 _____ N 。（ g=10N/kg ） 重力 4×10 8 4 考点三：物体沉浮条件 4 考点三：物体沉浮条件 0.5N 3. （ 2019· 孝感市中考最后一模） 水平桌面上放一盛满水的烧杯，水深 12cm 。将一个质量为 55g 的鸡蛋，轻轻放入烧杯后沉入底部，排出 50g 的水，然后向烧杯中加盐并搅拌，直到鸡蛋悬浮为止，已知 g=10N/kg ， ρ 水 =1.0×10 3 kg/m 3 。求： （1）水对烧杯底的压强； （2）鸡蛋在水中受到的浮力； （3）当鸡蛋悬浮时，盐水的密度。 1.2×10 3 Pa 1.1×10 3 kg/m 3