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力学——浮力及其应用

发布时间:2013-12-10 10:28:53  

力学——浮力及其应用

考点1 浮力
1.定义: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,这个力叫浮力。 求浮力大小的演示实验如图 13-1 所示

图 13-1 竖直向上 液体(气体) 2.方向:________,施力物体:________。 3.产生的原因:液体(气体)对物体表面的压力不相等,并且向上 压力差 的压力大于向下的压力,向上、向下的________即浮力。F 浮= F 向上 - F 向下。

考点2 浮力的大小
1. 物体浸在液体中所受的浮力大小与液体的密度和物体排开液体的 有 体积________关系;与物体的质量、体积、重 无 力、形状、浸没的深度等均________关系。 2.阿基米德原理 阿基米德原理演示实验如图 13-2 所示。 图 13-2 (1)内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 排开液体受到的重力 ____________________。 F浮 ? m排g F浮 ? ? F浮 ? G排 (2)公式表示:______________________________。 液gV排 [比较] “全部浸入”和“部分浸入” 当物体全部浸入液体(或气体)时,V 排=V 物; 当物体部分浸入液体(或气体)时,V 排<V 物;
(3)适用范围:液体(气体)

考点3 物体的沉浮及应用
1.物体的浮沉条件 ? A.利用受力分析来判断: ? F浮>G物 上浮 ? F浮<G物 下沉 ? F浮=G物 漂浮或悬浮 ? 说明: ? 前提条件:物体浸在液体(气体)中只受浮力和 重力。
?

B.浸没在液体中的物体,利用密度来判断: →最终漂浮(F浮= G物 ) (1) ρ物<ρ液 上浮 (2) ρ物> ρ液 下沉 →最终沉底(F浮+N= G物 )

(3) ρ物=ρ液 悬浮 →最终悬浮(F浮= G物 ) 2.应用: 轮船、密度计、潜水艇、热气球和飞艇等。

3.计算浮力的方法: F浮 ? G ? F ? (1)称重法: F浮 ? F向上 ? F向下 ? (2)压力差法: ? (3)阿基米德原理: F浮 ? G 排
?

F浮 ? m排 g F浮 ? ? 液 gV排
?

(4)平衡法:物体漂浮、悬浮时, F浮 ? G

?
?

类型一

实验探究:影响浮力大小的因素

例1.(2011临沂)在探究“影响浮力大小的因素”时,同 学们做了如图所示的一系列实验。请你根据图中所标弹簧 测力计的示数等信息回答下列问题:

? ? ?

(1)物体全部浸入水中受到的浮力是 1.8 N; (2)根据图(a)、(c)、(d)实验可得出浮力的大小 与 液体密度 有关; (3)根据图 实验可得出浮力的大小与 (a)、(b)、(c) 排开液体体积有关。

?
?

类型二

物体沉浮条件及应用

例2.(2011年中考· 江苏盐城卷)小华用牙膏探究 物体的沉与浮.如图所示,牙膏悬浮在水中,牙 膏所受浮力 等于 (小于/等于/大于)重力.向 水中加入食盐并使其溶解,牙膏将 上浮 (上浮/ 下沉

).如果不加食盐,将牙膏内部分空气排出, 下沉 再次放入水中后,牙膏将 (上浮/下 沉).

例3.(2011年中考· 内蒙古杭锦旗卷)如图所示, 甲、乙两个小球分别放在两个装有不同液体的容 器中处于静止状态,此时容器中液体深度不同, 但液体对容器底部的压强相同,则( C ) ? A.甲球的密度大于乙球的密度 ? B.甲球的密度等于乙球的密度 ? C.甲球的密度小于乙球的密度 ? D.甲球、乙球的密度关系无法判断
?

?
?

类型三

浮力的计算

例4.(2011年中考· 青海西宁卷)如图甲所示,把 边长为0.1m的正方体木块放入水中,静止时有2/5 的体积露出水面,然后在其上表面放一块底面积为 2.0×10-3m2的小柱体,如图乙所示,静止时方木 块刚好能全部浸入水中。 ? 求: (g=10N/kg) ? (1)甲图中木块受到的浮力? ? (2)木块的密度? ? (3)小柱体放在木块上面时对木块的压强?

?

解:(1)甲图中木块漂浮在水中,木块受到的浮力
3 ? 6N 5 (2)甲图中木块漂浮在水中,F浮=G木=6N,木块的质量 G木 6N m木 ? ? ? 0.6k g g 10 N / kg m 木块的密度 ? 木 ? 木 ? 0.6 k g3 ? 0.6 ? 10 3 k g / m 3 V木 (0.1m) F浮 ? ? 水 gV排 ? 1.0 ? 10 3 kg / m 3 ? 10 N / kg ? (0.1m) 3 ?

?

? ?

(3)图乙中小柱体和木块整体漂浮在水中,

? F浮 ? G柱 ? G木

?水 gV木 ? G柱 ? G木

G柱 ? ?水 gV木 - G木
? 1.0 ?10 3 kg / m3 ?10 N / kg ? 0.1m)3 ? 6 N ( ? 4N
?

F G柱 4N 小柱体对木块的压强 P ? ? ? ? 2 ?10 3 Pa s s 2 ?10 ?3 m 2

课堂练习
1.(2011年中考· 山东日照卷)将质量为0.5kg 的 物体,轻轻放入盛满清水的溢水杯中,溢出0.2kg 的水,则此物体受到的浮力是(g取10N/kg) ( C) ? A.5 N B.0.5 N ? C.2 N D.0.2 N ? 2.(2011年中考· 福建福州卷)小竹将质量为120g 的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时, C ) 溢水杯中溢出了100cm3的水,则物体( (g取10N/kg) ? A.漂浮在水面上 B.悬浮在水中 ? C.沉在溢水杯底部 D.受到1.2N的浮力
?

?

? ?

? ? ? ?

3.(2011年中考· 内蒙古呼和浩特卷)把一个实心小蜡块轻 轻放入盛满酒精的溢水杯中,溢出酒精的质量是3.2g,若 把该蜡块再轻轻放入盛满水的溢水杯中,则溢出水的质量 是(已知)( C ) A.2.3g B.3.2g C.3.6g D.4.0g 4.(2011年中考· 河南卷)如图所示,将—个由某种材料制 成的空心球放人甲液体中,小球漂浮在液面上;若把它放 人乙液体中,小球沉入杯底。则下列判断正确的是( B )
A.该材料的密度一定小于甲液体的密度 B.该材料的密度一定大于乙液体的密度 C.球在甲液体中受的浮力小于它在乙液

体中受的浮力 D.球在甲液体中受的浮力等于它在乙液体中受的浮力

?

5.(2011年中考· 湖南长沙卷)将一物块轻轻放入 盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中 溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止 后有72g酒精从大烧杯中溢出。已知ρ酒精 =0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密 度是( D ) ? A.悬浮 1.0×103kg/m3 ? B.漂浮 0.92×103kg/m3 ? C.下沉 1.2×103kg/m3 ? D.漂浮 0.90×103kg/m3
?

6.(2011年· 黑龙江龙东地区)我国第一艘航空母 舰即将下水,它满载时的排水量约为6万吨,它 满载时整个船的质量约是 6×107 kg。它受到的 6×108 N。(g=10N/kg) 浮力约为 ? 7.(2011年中考· 江苏扬州卷)如图所示,将重为 2N的木块放入烧杯中,静止时木块所受浮力的大 小为 2 N,浮力的方向 竖直向上 .木块排开水 的体积为 2×10-4 m3;放入木块后,烧杯底部所 受水的压强 变大 (变大/变小/不变) (g=10N/Kg)
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?

8.(2011年中考· 安徽省卷)如图所示,烧杯内盛 有某种液体,把一体积为1×10-4m3的铝块用细线 系在弹簧测力计下浸没在液体中,静止时弹簧测力 计的示数为1.5N,已知铝的密度为2.7×l03kg/m3。 则铝块在液体中受到的浮力等于 1.2 N,液体 的密度为 1.2×103 kg/m3。


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