专题13 浮力-2022年中考物理一轮复习抓重点考典型（人教版）.学案

浮力

1、浮力的产生原因

2、阿基米德原理

3、浮力的四种计算方法

4、物体沉浮条件及应用

5、浮力的应用：轮船和潜水艇

一、浮力

   1、浮力：一切浸在液体（气体）中的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力。     

   2、浮力方向：竖直向上

   3、施力物体：液体（气体）

   4、产生原因：上下表面压力差

   5、测量：弹簧测力计（双称法）

   思考:浮力的大小可能和哪些因素有关？

     液体密度、浸入液体深度、物质体积、物质质量、物质密度、排开水体积......

二、阿基米德原理

   1、原理：浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体（或气体）所受的重力。

   2、公式：F浮 = G排 =ρ液gV排

   要点诠释：①V排 和V物 不同

             ②阿基米德原理只适用于静止的流体

             ③如果物体下表面未全部同流体接触，则F浮 ≠ G排 如：陷入海底的沉船、被水浸没的桥墩、打入湖底的桩子

  3、浮力大小计算：

①称重法，即双称法

②压力差法：F浮=F↑-F↓

③原理：F浮 = G排 =ρ液gV排

④平衡法：    悬浮状态，F浮 = G物

              漂浮，外压使浸没，F浮=G物-F压

                           下沉，F浮=G物-F支

三、物体的浮沉条件及应用

1、沉浮条件

2、应用

  （1）轮船：自身重力不变，做成空心状，增大了排开液体的体积，从而增大所受浮力，实现漂浮。

  （2）潜水艇：正常工作时，浸没在水面以下，排水体积一定，即所受浮力一定，可通过改变自身重力来实现上浮和下沉。

  （3）热气球：球内气体密度小于外界空气密度

  （4）飞艇：气囊内气体密度小于外界空气密度（气体容量大）

类型一  认识浮力

1、浮力是液体对浸入其中的物体产生的向       的力，浮力的方向总是         。

【答案】上   竖直向上

【解析】浮力的方向总是竖直向上

2、物体M悬浮在水中，水对物体M竖直向下的压力为F1、竖直向上的压力为F2。则下列选项正确的是 （     ）

A．F1大于F2                                           B．F1与F2是一对平衡力

C．F1与F2的合力方向竖直向上       D．F1与F2的合力大小等于物体M受到的重力大小

【答案】C

【解析】物体上下表面所受的压力差即为浮力。

【拓展延伸】关于浮力的说法，正确的是 （     ）

A．同一物体浸没在水中越深，受到的浮力越大。

B．同种材料制成的体积相同的实心球和空心球，全部浸没在同种液体中，受到的浮力一样大。

C．同一物体，分别浸没在水和酒精中，受到的浮力一样大。

D．体积相同的铁块和铝块，浸没在同种液体中受到的浮力不同。

【答案】B

【解析】浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，与深度无关。

类型二  影响浮力大小的因素

3、有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成，两者之间由一根线连接。正常游泳时，连接线是松驰的，气囊漂浮着，跟人如影相随。在体力不支等情况下，可将气囊压入水中，防止人下沉，在此情况下 (     )

A．人的重力减小了          

B．人所受的重力方向改变了

C．气囊排开水的体积变小了  

D．气囊受到的浮力变大了

【答案】D

【解析】人的重力大小和方向都不变，气囊全部进入水中，排开液体的体积增大，浮力增大。

〖拓展延伸〗将一块实心物体放入盛水的烧杯中，物体静止时如图所示。若将该物体分成大小不同的两块，仍然放在盛水的烧杯中，则 (  )

1. 大块沉入杯底，小块飘在水面上   

B.大块、小块都沉入杯底

C.大块、小块都飘在水面上         

D.大块、小块都悬浮在水中

【答案】D

【解析】实心物体悬浮，则物体密度与液体密度相等，分开后，密度不变，故状态不变。

4、在学习了浮力的有关知识后，甲、乙两同学对“物体的上浮或下沉与哪些因素有关”进行了探究。他们各自将一根新鲜萝卜浸没在水中，松手后，发现萝卜要上浮直至漂浮在水面上（如图1所示）。为了使漂浮的萝卜沉下去，两同学分别进行了实验：

甲同学将一根铁钉全部插入萝卜中（如图2所示），将萝卜浸没水中松手，发现萝卜沉入水底。乙同学也用同样的铁钉，但只将其一半插入萝卜中（如图3所示），将萝卜浸没水中松手，发现萝卜也沉入水底。

请回答下列问题：

（1）从物体受力的角度看，他们在萝卜中插入铁钉是为了改变         的大小

（2）结合两位同学的实验目的、过程及现象，可以得出的结论是       

（3）虽然两同学的实验结果基本一致，但老师认为甲同学的方法更科学。你认为老师这样评价的主要理由是          

【答案】（1）重力（2）物体浸没时，重力大于浮力会下沉，重力小于浮力会上浮（3）乙同学在改变重力的同时，改变了萝卜受到的浮力，不符合控制变量法。

【解析】（1）萝卜加铁钉，重力增大（2）未加铁钉前，萝卜漂浮，加了铁钉后，重力增大，萝卜下沉（3）乙同学在改变重力的同时，改变了萝卜受到的浮力，不符合控制变量法。

类型三   阿基米德原理

5、小军同学在探究“浮力的大小等于什么”时，用弹簧秤、塑料块、烧杯、小桶等进行实验操作测量，如图a、b、c是其中的三个步骤示意图，还差一个步骤图d，才能完成探究任务，则d是测量          的。设四个图中弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3、F4。由四个图中____两个图的弹簧秤的读数可以求出塑料块受到的浮力；被排开液体的重力为________；如果关系式________成立，就可以得到著名的阿基米德原理。

【答案】空小桶的重力       a b     F3-F4         F1-F2 = F3-F4  

【解析】阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体排开液体所受的重力。A图测量小塑料块的重力，b图是小塑料快浸没后弹簧秤的示数，c图测量小桶和排开水的重力，d图应该测量空小桶的重力。

类型四  物体沉浮条件的应用

6、同一个正方体先后放入a、b、c三种液体中，静止时如图所示，下列判断正确的是（     ）

A．物体受到的浮力Fa＞Fb＝Fc                              

B．物体上下表面所受的压力差不等

C．物体下表面受到液体的压强pa＞pb＝pc

D．液体的密度ρa＞ρb＞ρc

【答案】C

【解析】同一个正方体在三种液体中状态分别为悬浮、漂浮和漂浮，浮力等于重力，故三个浮力都相等，故A错；根据浮力产生的原因可知，浮力等于物体上下表面产生的压力差，故B错； 根据公式F浮 = G排 =ρ液gV排 可知，V排a＞V排b＞V排c，则ρc＞ρb＞ρa，故D错；F浮a = Fa向上- Fa向下，F浮b = Fb向上，F浮c = Fc向上，F浮a = F浮b = F浮c ，则Fa向上 ＞ Fb向上 = Fc向上，故C正确。

〖拓展延伸〗在三个相同的烧杯中装入质量相等的甲、乙、丙三种不同的液体，将一支装有适量铁沙的平底试管先后放入这三个烧杯中，静止时如图所示。下列说法正确的是(    )

A.试管在甲液体中受到的浮力最大

B.甲液体的密度最大

C.丙液体对烧杯底部的压强最小

D.试管在三种液体中排开液体的重力一样大

【答案】D

【解析】三支平底试管相同，都漂浮，即浮力等于重力，三者浮力相等，A错；根据公式F浮 = G排 =ρ液gV排 可知，V排甲最大，故甲液体密度最小，B错；三种液体质量相等，对容器底部的压力相等，，容器底面积相等，故三种液体对烧杯底部的压强相等，C错；浮力等于排开液体所受的重力，试管在三种液体中排开液体的重力一样大，D 正确；

7、将重为4N，体积为6×10-4m3的物体投入一装有适量水的溢水杯中，溢出水300g。若不计水的阻力，当物体静止时，下列判断正确的是（    ）

     A．物体上浮，F浮= 6 N      B．物体悬浮，F浮= 4 N
    C．物体漂浮，F浮= 4 N        D．物体沉在水底，F浮= 6N

【答案】C

【解析】物体重力4N，根据G=mg可知，质量为0.4kg，体积为6×10-4m3，根据公式ρ=m/v,物体密度小于水的密度，故物体最终会漂浮，浮力等于自身重力。故选C。

【拓展延伸】把一个苹果放入浓盐水中，苹果处于漂浮状态。如果把水面以上的部分切去，则余下的部分（    ）
    A.沉入水底    B.仍然漂浮   C.刚好悬浮    D.无法判断

【答案】B

【解析】漂浮的苹果密度与水相等，切除上部分后密度不变，仍漂浮。

8、、如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。图乙是绳子拉力 F 随时间变化的图象，结合图象中的信息，下列判断错误的是 （     ）

A. 该金属块的重力为54 N

B. 浸没在水中时金属块受到的浮力大小是20 N

C. 5～9 s时物体受到的浮力不断变小

D. 若在第6 s末剪断细绳，金属块会上浮到水面上

【答案】D

【解析】当金属块完全露出液面时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的CD段，由图可知，该金属块重力为G=54 N，故A不符合题意；当金属块未露出液面时，即为图中的AB段，从图可知，此时绳子的拉力为34 N，则金属块浸没时受到的浮力为F 浮=54 N－34 N=20 N，故B不符合题意；由图可知，绳子的拉力在5 s至9 s时间段内逐渐的变大，由于F 浮=G－F 拉，金属块的重力不变，而拉力逐渐变大，可知浮力逐渐变小，故C不符合题意；由图可知，在第6 s末时，物体所受的浮力F 浮=G－F 拉，如果此时剪断细绳，即物体不再受到拉力的作用，则G>F 浮，金属块将下沉到水底，故D符合题意。

1、如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”，某次执行任务时它的质量为 38 t，当它停在水面上时，排开水的体积是        m3，受到的浮力为           N。（g取10 N/kg，ρ 水=1.0×103  kg/m3）

【答案】38      3.8×105

【解析】当飞机停在水面时，受到的浮力等于飞机的重力，排开水的重力等于飞机的重力，排开水的质量等于飞机的质量，m 排=38 t，由ρ=m/v可求出排开水的体积为38 m3；由阿基米德原理，可求浮力F 浮= G 排=m 排 g=38×103 kg×10 N/kg=3.8×105 N。

2、2020年1月30日12时15分，“雪龙2”号极地科考破冰船自南纬62度30分由东向西穿越零度经线，从东半球首次来到西半球。“雪龙2”号极地科考破冰船在进行科考任务时，若科考船从甲水域驶入乙水域会上浮一些，这是因为 （     ） 

A. 乙水域的密度比甲水域的密度大                        B. 科考船重力变小了

C. 科考船排开的海水体积变大了                            D. 科考船受到的浮力增大了

【答案】A

【解析】科考船由甲水域驶入乙水域的过程中，所受重力没有变化，因始终处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件，科考船所受的浮力大小不变，轮船上浮一些，说明科考船排开水的体积变小，根据阿基米德原理知，甲水域的密度比乙水域的密度小。故选A。

3、在北方，有冬至吃饺子的习惯。饺子是深受人们喜欢的一种传统食物。在煮饺子的过程中 （忽略饺子的吸水性和水的密度变化），包含了许多的物理知识，下列说法中正确的是 （   ）

A. 刚入锅的饺子下沉，饺子受到的浮力等于自身的重力

B. 煮一段时间后，饺子排开水的质量变小

C. 煮熟的饺子在上升时，水对它的压强变大

D. 煮熟的饺子漂在水面时，受到的浮力等于自身的重力

【答案】D

【解析】刚入锅的饺子在下沉，受到的重力大于浮力，故A错误；饺子煮一段时间后，由于热胀冷缩，饺子的体积变大，浸没在水中的饺子排开水的质量变大，故B错误；煮熟的饺子在上升过程中，到水面的深度逐渐变小，根据 p=pgh可知，水对它的压强变小，故C错误；煮熟的饺子漂在水面时，受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，故D正确。

4、小强同学将一枚新鲜的鸡蛋先浸入盛有盐水的玻璃杯中，发现鸡蛋沉在杯底 （如图甲所示）。为了让鸡蛋浮起来，他向杯中继续加入食盐，加到一定程度时，鸡蛋悬浮于水中 （如图乙所示），下列说法正确的是 （     ） 

A. 在乙图的基础上继续加入食盐，鸡蛋会浮出水面

B. 鸡蛋在悬浮时受到的浮力大于重力

C. 甲图中盐水的密度大于乙图中盐水的密度

D. 甲图中鸡蛋受到的浮力大于乙图中受到的浮力

【答案】A

【解析】向杯中加食盐，盐水的密度逐渐增大，当盐水的密度大于鸡蛋的密度时，鸡蛋会上浮，最终浮出水面，故A正确；鸡蛋在悬浮时，浮力等于重力，故B错误； 甲图中鸡蛋沉底，鸡蛋密度大于盐水的密度，乙图中鸡蛋悬浮，鸡蛋密度等于盐水密度，因而甲图中盐水的密度小于乙图中盐水的密度，故C错误；沉底时，浮力小于鸡蛋的重力，悬浮时，浮力等于鸡蛋的重力，重力不

变，沉底时所受浮力小，故D错误。