2023年中考物理（人教版）一轮复习课件：第11课时　浮力　阿基米德原理 (含答案)

这是一份2023年中考物理（人教版）一轮复习课件：第11课时　浮力　阿基米德原理 (含答案)，共51页。PPT课件主要包含了液体或气体，竖直向上，压力差，F向上-F向下，G-F示，排开的液体，ρ液V排g，G-F，物体排开液体的体积，液体密度等内容，欢迎下载使用。

【点拨】(1)物体部分浸入液体中时,上表面受到向下的压力为0,F浮=F向上,若浸没在液体中的物体底部与容器紧密相连,则液体对物体向上的压力为0,物体将不受浮力,只受向下的压力。(2)浮力大小与深度的关系:物体浸没前,所受浮力大小随深度的增加而增大(排开液体体积增大);物体浸没后,所受浮力大小将不变,与物体所处深度无关。
【点拨】(1)受力分析典型实例:(如图11-2所示) (2)计算浮力的四种方法:①浮力本质法:F浮=F向上-F向下。②阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液V排g。③称重法:F浮=G-F。④平衡法:F浮=G(只适用于悬浮或漂浮状态)。
基础配练1：将重为20 N的物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小了5 N,则物体受到的浮力为　　N;若它在水中静止不动,上表面受到水的压力为14.7 N,则下表面受到水的压力为　　　　N,方向　　　　　　;当它在水中所处的深度增加时,它上、下表面受到水的压力差将　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。 
基础配练2：木桩打入河底,在木桩接触水面并逐渐浸入水中的过程中,木桩受到的浮力逐渐　　　　;在木桩全部浸入水中后不断下降的过程中,木桩受到的浮力　　　;(前两空均选填“变大”“不变”或“变小”)当木桩打入河底后它受到的浮力为　　。 
基础配练3：将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,小球静止时的情况如图11-1所示,则三个小球中所受浮力最小的是(　　)A.甲　　　　B.乙C.丙D.无法确定
基础配练4：重为5 N、体积为0.2×10-3 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) [解析] 物体浸没在水中时排开水的体积等于物体的体积,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.2×10-3 m3=2 N。由称重法测浮力可知F浮=G-F,则物体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。
例1 [2022·雅安]如图11-3所示,在乒乓球从水中上浮到水面上的过程中,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底的压强为pA,在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是(　　)A.FA=FB　pA=pBB.FAFB　pA>pBD.FA>FB　pA=pB
[解析]由图可知,乒乓球在A位置时处于浸没状态,则有V排A=V球,在B位置时处于漂浮状态,则有V排BV排B,由F浮=ρgV排可知,在A、B两位置时所受的浮力FA>FB,由于从水中上浮至漂浮在水面上后,乒乓球排开水的体积减小,水面下降,则乒乓球在A、B两位置时水面的高度hA>hB,根据p=ρgh可得,pA>pB,故选C。
例2 一个重为0.6 N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中,如图11-4所示,鸡蛋在甲液体中悬浮,在乙液体中漂浮,则鸡蛋在甲液体中受到的浮力为　　　　N,在乙液体中受到的浮力为　　　　N,甲液体的密度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体的密度。 
例3 如图11-5所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体。先把小球放入A杯中,小球静止时如图甲所示,溢出0.9 N的液体,则此时小球受到的浮力为　　　　N;再把同一小球放入B 杯中,小球静止时如图乙所示,溢出0.8 N的液体,则此时小球受到的浮力为　　　　N;A杯中液体的密度　　　　B 杯中液体的密度,A杯中液体对杯底的压强　 　　　B杯中液体对杯底的压强,A杯对桌面的压强　　　　B 杯对桌面的压强。(后三空均选填“小于”“等于”或“大于”) 
例4 如图11-6所示,一个棱长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5 N,下表面受到液体的压力F2为13 N。下列说法错误的是(g取10 N/kg)(　　)A.正方体受到的浮力为8 NB.液体的密度为0.8×103 kg/m3C.正方体上表面到液面的距离h=5 cmD.液体对正方体下表面的压强为1.3×103 Pa
例6 雅安市雨城区的“大兴二桥”在施工时,要向江中沉放大量的施工构件。如图11-7甲所示,假设一正方体构件被钢绳吊着从江面匀速进入江水中,在浸入江水的过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示。下列判断正确的是(g取10 N/kg,江水的密度为1.0×103 kg/m3)(　　)A.构件的棱长为4 mB.构件的密度为3×103 kg/m3C.浮力F1随h变化的图线是图乙中的图线①D.当构件的下表面距江面4 m深时,构件上表面受到江水的压强为4×104 Pa
例7 如图11-8所示,不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为150 cm2。现将一棱长为0.1 m、质地均匀的正方体物块放在容器底部,当缓慢持续地向容器中注入400 cm3的水时,物块对容器底部的压力恰好为零。求:(1)物块在水中受到的浮力。(2)物块的密度。
例7 如图11-8所示,不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为150 cm2。现将一棱长为0.1 m、质地均匀的正方体物块放在容器底部,当缓慢持续地向容器中注入400 cm3的水时,物块对容器底部的压力恰好为零。求:(2)物块的密度。
例8 如图11-9甲所示,弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降,然后使圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3)(1)圆柱体所受的重力。(2)当圆柱体刚好浸没时,下表面受到的水的压强。(3)圆柱体的密度。
解:(1)由图乙可知,圆柱体没有浸入水中时弹簧测力计的示数即为圆柱体所受的重力,即圆柱体所受的重力G=F=6 N。
例8 如图11-9甲所示,弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降,然后使圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3)(2)当圆柱体刚好浸没时,下表面受到的水的压强。
解 :(2)由图乙可知,当圆柱体刚好浸没时,下表面所处的深度h=7 cm-4 cm=3 cm,则圆柱体刚好浸没时,下表面受到的水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m=300 Pa。
例8 如图11-9甲所示,弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降,然后使圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3)(3)圆柱体的密度。
【实验器材】弹簧测力计、小石块、细线、烧杯、水、酒精。【设计和进行实验】如图11-10所示。1.测量浮力的原理:称重法,即F浮=　　　　。 
2.实验方法:控制变量法。①分析图A、B、C可知,浮力大小与　　　　　　　　　　有关,并得出结论:在　　　　　不变的情况下,　　　　　　　　　　越大,物体所受浮力越大; ②分析图A、C、E可知,浮力大小与　　　　 有关,并得出结论:在____　　　　　　 不变的情况下,　　 　越大,物体所受浮力越大; 
③分析图A、C、D可知,浮力大小与物体浸没后所处深度　　　　(选填“有关”或“无关”)。实验注意事项:验证浮力的大小与所处深度的关系时,必须控制　　　　　　　　　　和　　　　　相同。 
【实验结论】3.物体在液体中所受浮力的大小,跟它排开　　　　　　　有关,跟　　　　　　　有关。物体排开　　　　　　越大,　　　　　　　越大,物体所受的浮力就越大。 4.浮力大小与物体浸入液体中的深度　　　　(选填“有关”或“无关”)。 
5.对F-h图像(如图11-11甲所示)、F浮-h图像(如图乙所示)的分析:随着物体逐渐浸入液体中,弹簧测力计示数不断减小,浮力不断变大;物体完全浸没后,所处深度不断增加,弹簧测力计示数不变,浮力不变。
【交流与反思】6.正确理解F-h图像,通过图像可求出物体所受的重力、浮力,物体的密度、高度等。7.实验中换用不同液体并进行多次实验的目的:_____________　　 　　。 8.探究浮力的大小与物重的关系:选用体积相同,重力不同的物体,控制它们浸没在　　　　液体中。 
例1 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,实验情景如图11-12所示。(g取10 N/kg)(1)通过a、c两次实验,可知圆柱体浸没在水中所受的浮力大小是　　　　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。 
[解析](1)通过a、c两次实验,可知圆柱体浸没在水中时所受浮力的大小F浮=G-F拉=Fa-Fc=2 N-1.5 N=0.5 N。
(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)在只换用某种液体进行实验探究的过程中,根据记录的实验数据,得到了如图11-13所示的弹簧测力计示数与圆柱体下表面浸入液体深度的关系图像,则该液体的密度为__________ kg/m3。 
【实验器材】弹簧测力计、溢水杯、小桶、物体。☆实验主要器材的作用:1.弹簧测力计:①测量浮力的大小,即F浮=G-F示;②测量排开水的重力,即G排=G桶+排-G桶。2.溢水杯:溢水杯中应该　　　　,保证物体排开的水全部流入小桶中。 
【设计和进行实验】如图11-14所示。3.测出物块所受的重力大小为F1。4.用弹簧测力计测出小桶所受的重力大小为F2。
5.将物块浸没在装满水的溢水杯中时读出弹簧测力计示数F3,同时用小桶盛接溢出的水。6.用弹簧测力计测出小桶和排开的水所受的总重力大小为F4。7.用称重法计算浮力F浮=　　　 。 8.测量物体排开水所受的重力G排=　　 　。 
9.比较F浮与G排的关系:F浮　 (选填“>”“<”或“=”)G排。 10.换用不同液体、不同物体等进行多次测量的目的:_______　　　　　　　。 
【实验结论】11.浸在液体中的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于它　　　　　　　　　　　。 【交流与反思】12.实验误差分析:(1)先测小桶和排开液体所受的总重力,再测小桶所受的重力:小桶内沾水使测得小桶所受的重力偏大,测得排开液体所受的重力偏　　。 (2)溢水杯中没有装满水,则测得排开液体所受的重力偏　　。 
例2 在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小芳设计的实验步骤如图11-15所示,按照A、B、C、D的顺序进行测量。小华认为,为了减小实验误差,可以进一步优化实验步骤,将A、B、C、D重新排序。(1)你认为小华的测量顺序应该是　　　　,由此实验可得出的结论是______________________________　　　　　　 　 。 
物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力
例2 在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小芳设计的实验步骤如图11-15所示,按照A、B、C、D的顺序进行测量。小华认为,为了减小实验误差,可以进一步优化实验步骤,将A、B、C、D重新排序。(2)若实验中物体没有完全浸没在水中,则　　　(选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。 
例2 在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小芳设计的实验步骤如图11-15所示,按照A、B、C、D的顺序进行测量。小华认为,为了减小实验误差,可以进一步优化实验步骤,将A、B、C、D重新排序。(3)图B中,物体从刚接触水面到浸没在水中,水对溢水杯底的压强_______　　,物体所受的浮力　 　　　。(均选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”) 
实验拓展(4)小明受阿基米德鉴别皇冠真伪方法的启发,设计了一种测固体密度的方法:①如图11-16甲所示,他将两个已调零的弹簧测力计悬挂在铁架台下,将一溢水杯和一空烧杯用细线分别拴在弹簧测力计下,向溢水杯中加入一定量的水,使溢出的水流入空烧杯中。②当水不再流出时,读出两弹簧测力计的示数分别为G1=0.94 N和G2=0.4 N。③如图乙所示,他将一小金属块用细线拴住并慢慢放入溢水杯中,此时溢出的水全部流入烧杯中,当水不再流出时,读出两弹簧测力计的示数分别为G3=1.1 N和G4=0.5 N。