人教版中考物理一轮大单元复习第十单元浮力【综合复习讲义】(原卷版+解析)

这是一份人教版中考物理一轮大单元复习第十单元浮力【综合复习讲义】(原卷版+解析)，共78页。试卷主要包含了【单元内容】，【单元课标要求】，【单元学习目标】，【单元导图】，【单元学习任务】，【单元备考】，【单元训练】等内容，欢迎下载使用。
一、【单元内容】
第十章《浮力》在初中物理教学中重点内容。本章是在学习密度、力、二力平衡和液体内部压强的基础上展开的，是前面力学知识的综合，因此对综合分析能力和推理能力的要求比较高。
二、【单元课标要求】
1.通过生活实例和实验探究，感受浮力，认识浮力的存在。
2.通过观察和分析生活中与浮力有关的实例，形成对物理的兴趣，养成关注周围世界的好奇心，意识到物理与生活的密切联系。
3.经历探究浮力的大小与哪些因素有关的过程，领会和使用控制变量法。
4.经历探究阿基米德原理的实验过程。会用阿基米德原理分析、计算简单问题。
5.通过观察实验，改变浮力或重力来控制物体的浮与沉，领会物体的浮沉条件与浮力和重力有关。
三、【单元学习目标】
1.理解：浮力的概念；影响浮力大小的因素；漂浮、悬浮和下沉的条件；
2.会：测量（计算）浮力；利用阿基米德原理解答有关问题；进行物体沉浮的计算；解释生活中应用浮力的现象；
3.掌握：阿基米德原理；
4.了解：什么是浮力和浮力产生原因；生活中常见的浮力现象；什么是漂浮、悬浮和下沉。
四、【单元导图】
一、浮力
二、阿基米德原理
三、物体沉浮的条件及应用
五、【单元学习任务】
★知识点一：浮力
一、浮力
1.浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的力，这个力叫做浮力。
注意：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸没）”两种情况，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力的作用。
2.浮力的方向：竖直向上。
无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（静止的液体）如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。

3.浮力的施力物体与施力物体
（1）浮力的施力物体：液体（或气体）。
（2）浮力的受力物体：浸在液体（或气体）中的物体。
4.浮力的测量-称重法
（1）称重法测浮力的原理
将物体浸在液体中静止时，对物体进行受力分析，如图所示，弹簧测力计拉力为F´，物体重力为G，则F浮=G-F´。因此，只要测出物体的重力G和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F´，即可由F浮=G-F´求出物体在液体中时所受浮力的大小。

（2）称重法测浮力的步骤
①用弹簧测力计测出物体的重力G；
②将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中，读出弹簧测力计的示数F´；
③物体在液体中所受浮力F浮=G-F´。
注意：步骤①②若颠倒，会因物体沾带液体而产生误差。
5.浮力产生的原因
我们以浸在液体中的长方体为研究对象探究浮力产生的原因。浸没在液体中的长方体的六个面分别受到液体对其的压力，如表所示。
【总结归纳】浮力是因液体（或气体）对物体上、下表面压力不同产生的。
★注意：不是所有浸在液体中的物体都受到浮力作用
若浸在液体中的柱状物体下表面和容器底部紧密接触（接触面间没有液体浸润），则液体对物体向上的压力F向上为零，物体将不受浮力作用。如图所示，和容器底紧密接触的蜡块、浸入河底的桥墩，都不受浮力作用。
二、决定浮力大小的因素
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关？
【猜想与假设】（1）游泳池里越往深水区走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关；
（2）鸡蛋在纯水中会下沉，但在浓盐水中却能漂浮，由此猜想：浮力大小可能与液体的密度有关；
（3）木头在水中漂浮，但铁块在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。
【进行实验】
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关（与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关）。在液体密度相同时，浸入液体的体积越大，物体受到的浮力越大；在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
★实验中应注意的问题
（1）在探究过程中，应注意沿竖直方向拉弹簧测力计，并且物体不能与容器底部或侧壁相接触；
（2）应等弹簧测力计示数稳定后再读数；
（3）实验时烧杯内的液体体积要适中，应以能浸没物体又不溢出为准；
（4）探究过程中，把物体浸入液体时要缓慢，以免溅出液体。
★知识点二：阿基米德原理
一、浮力大小跟物体排开液体所受重力的关系
【提出问题】物体所受的浮力的大小与物体排开液体所受重力存在怎样的定量关系？
【猜想与假设】浮力的大小可能等于物体排开的液体所受的重力。
【制定计划与设计实验】（1）使用弹簧测力计利用称重法得出石块所受的浮力；
（2）收集实验中石块排开的水，测出被排开的水所受的重力，比较浮力和杯排开的水的重力的大小；
（3）换用不同质量的小石块，重复上面的实验，寻找规律。
【实验器材】弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶、水等。
【进行实验】
第一步：测出小石块的重力；
第二步：测出空桶的重力；
第三步：将溢水杯装满水（液面与溢水口平齐），把小石块缓慢（不要晃动，以免排开水量偏多）放入杯中，读出此时弹簧测力计的示数，并用小桶收集溢出的水；
第四步：测出小桶和排开水的总重力，比较浮力和排开水的重力的关系；
第五步：换用不同质量的小石块，重复上述步骤（多次实验，使结论更具普遍性），记录实验数据。
【记录数据】
【实验结论】浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。
二、阿基米德原理
1.内容：浸在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到的重力。
2.公式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。

★注意：阿基米德原理也适用于气体，此时F浮=ρ气gV排。
【总结归纳】计算浮力大小的四种方法

★知识点三：物体沉浮的条件及应用
一、物体沉浮的条件
1.液体中常见的三种浮沉现象
（1）物体上浮，最终漂浮在液面上；
（2）物体悬浮，可以静止在液体中的任何位置；
（3）物体下沉，最终沉入底部。
2.物体的沉浮条件
（1）物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的大小关系
（2）密度与物体的沉浮
当物体浸没在液体中时，物体受到的浮力F=ρ液gV排，物体受到的重力G物=mg=ρ物gV物，比较F浮与G物的大小可得：
①当，浸没时，F浮>G物，物体上浮直到漂浮在液面上；
②当，浸没时，F浮G物时，物体在液体中向上运动—上浮。随着物体不断上升，物体将有一部分露出液面，物体所受的浮力液随着减小，一直减小到F浮=G物时，物体就不再上浮并处于漂浮状态。由此可知，物体上浮是由不平衡状态演变为平衡状态的过程。
（2）当F浮G物，物体上浮至漂浮；
F浮=G物，物体不上浮也不下沉；
F浮p′乙=p′丙
考点十二：利用物体沉浮条件判断物体的沉浮状态
▲方法点拨：
等效密度：判断物体在液体中上浮还是下沉，主要考虑物体的密度和物体浸入的液体的密度的关系。当物体是空心的或者是几个物体组合体时，需要计算出空心物体或组合体的“等效密度”，然后用“等效密度”去和液体的密度进行比较。
【典例十二】如图所示是a、b两种物质的质量与体积关系图，用b物质制成实心长方体，并将其放入水中，则物体在水中最终（ ）。
A．漂浮 B．悬浮 C．沉底 D．无法判断
考点十三：潜水艇的工作原理
▲方法点拨：
浸没在水中的潜水艇，无论下沉还是上浮，根据公式F浮=ρ液gV排可知，因为V物不变，其受到的浮力大小是一定的。要实现上浮，需排水减轻自身的重力，使F浮>G；要实现下沉，需冲水增加自身的重力，使F浮ρ物
ρ液=ρ物
ρ液ρ丙>ρ乙
由于三球的体积相同，根据m=ρV可知，质量大小关系是m甲>m丙>m乙，故A错误；
B．甲、乙、丙三个球的体积相同，由图知甲、丙排开水的体积相等且大于乙球排开水的体积，根据阿基米德原理可知，甲、丙球受到的浮力相等，且大于乙球受到的浮力。三个球受到的浮力大小关系，故B错误；
C．因为三个相同烧杯中都装满水，放入球后烧杯中液面高度不变，根据p=ρgh可知烧杯底部受到水的压强相等，即p甲=p乙=p丙，故C错误；
D．由于烧杯底部对水平桌面的压力等于容器的重力、水的重力与球的重力之和，则放入物体后对桌面的压力为F= G容器+G容器内水+G球=G容器+G水-G排+G球
根据阿基米德原理有G排=F浮
据此可得F′甲=G容器+G水+G甲-G排甲=G容器+G水+G甲-F甲
F′乙=G容器+G水+G乙-G排乙= G容器+G水+G乙-F乙
F′丙=G容器+G水+G丙-G排丙= G容器+G水+G丙-F丙
由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，则有
G甲＞F甲
G乙=F乙
G丙=F丙
所以有F′甲＞F′乙=F′丙
由于容器的底面积相同，根据可得，烧杯底部对桌面的压强的关系是p′甲＞p′乙=p′丙
故D正确。故选D。
考点十二：利用物体沉浮条件判断物体的沉浮状态
▲方法点拨：
等效密度：判断物体在液体中上浮还是下沉，主要考虑物体的密度和物体浸入的液体的密度的关系。当物体是空心的或者是几个物体组合体时，需要计算出空心物体或组合体的“等效密度”，然后用“等效密度”去和液体的密度进行比较。
【典例十二】如图所示是a、b两种物质的质量与体积关系图，用b物质制成实心长方体，并将其放入水中，则物体在水中最终（ ）。
A．漂浮 B．悬浮 C．沉底 D．无法判断
【答案】A。
【解析】由图可知b物质的密度
水的密度是1g/cm3，因为ρb＜ρ水
所以将b物质制成的长方体放入水中，则物体在水中最终漂浮，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
考点十三：潜水艇的工作原理
▲方法点拨：
浸没在水中的潜水艇，无论下沉还是上浮，根据公式F浮=ρ液gV排可知，因为V物不变，其受到的浮力大小是一定的。要实现上浮，需排水减轻自身的重力，使F浮>G；要实现下沉，需冲水增加自身的重力，使F浮ρ物
ρ液=ρ物
ρ液