2022年九级物理总复习教程3.pdf

九年级物理总复习教程（七）一、主要内容 : 初中物理总复习: 第一册第十二章浮力二、学习指导1、 浮力(1)定义：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）向上托起的力叫浮力。(2)方向：无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的。(3)产生原因：假设有一个正方体完全浸没在水里，如图1 所示则正方体的前后、左右、上下六个表面都要受到水的压强和压力，由于左右两个侧面和前后两侧面对应部分在水中的深度相同，由液体压强公式p gh 可知，受到水的压强大小相等；由公式Fps 可知。作用在左右、前后侧面上的压力也大小相等，且方向相反，彼此平衡。但是上下两表面由于在水中的深度不同，受到水的图 1 压强也不等，上表面的深度小，压强小；下表面的深度大，压强大；所以下表面受到的向上的压力F 大于上表面受到的向下的压力F，水对物体向上的和向下的压力差就是水对物体的浮力，即F浮F F. 如果物体浸在其他液体中，所受浮力也是由于该液体对物体向上和向下的压力差产生的. (4) 浸在液体中的物体，无论是全部浸没在液体里，还是只有一部分浸入液体里；无论是正在上浮还是正在下沉，无论是静止在容器底部还是漂浮在液面，都要受到液体对物体的浮力作用 . 只有如图 2 所示的情况中 , 该长方体的下表面与容器底面紧密贴合 ,不受到液体向上的压力, 只受到液体向下的压力作用时, 才不受到液体的浮力作用, 这是一种特殊情况. (5). 漂浮在液面的物体, 其上表面不受到液体向下的压力. 因此 , 它受到的浮力就等于液体对物体向上的压力. 图 2 2. 用弹簧秤测浮力有一铁块要测量出它在水中所受的浮力,可把铁块用细线系好挂在弹簧秤上, 记下此时弹簧秤的示数G，然后把铁块浸入水中，则弹簧秤的示数减少，再记下此时弹簧秤的示数G，那么弹簧秤减少的示数，即两次弹簧秤的示数差， 就等于铁块浸入在水中时所受浮力的大小，即： F浮GG. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 3. 用阿基米德原理计算浮力 (1).阿基米德原理的内容：浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力. (2).阿基米德原理的数学表达式：F浮G排液gv排式中 G排即为被液体排开的液体的重，单位是牛；液是物体所浸入的液体的密度，其单位必须用千克 / 米3； v排表示被物体排开的液体的体积，单位必须用米3，g9.8 牛/ 千克（或取 10 牛/ 千克） . (3).由阿基米德原理可知，浮力F浮的大小只跟液体的密度液、物体排开液体的体积v排有关， 跟物体本身的形状、构成物体的材料的密度无关，此外和物体在液体中的情况，如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等，都无关 . (4).阿基米德原理也适用于气体，这就是： 浸没在气体里的物体受到的浮力大小，等于它排开的气体所受到的重力. 即：F浮G排气气gv排 4.物体漂浮在液面的条件如图 3 所示，物体漂浮在液面，则其竖直方向上受到两个力的作用：竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮, 由于物体静止在液面，因此它所受的重力G和浮力 F浮应是一对平衡力，它们的大小相等. 所以，物体漂浮在液面的条件是： F浮G物. 因为 F浮液gv排，G物物gv物. 图 3 可得关系式：液gv排物gv物. 5. 物体在液体中的浮沉条件如图 4 所示，浸没在液体中的物体，在竖直方向上受到两个力的作用：竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。物体在液体中究竟是上浮、下沉还是悬浮，由物体所受的重力 G 和浮力 F浮的大小关系来决定. 当 F浮与 G不平衡时，物体的运动状态就要发生变化：当F浮G时, 物体上浮 , 直到 F浮与 G大小相等时静止在液面,即图 4 漂浮时为止 ; 当 F浮G时, 物体下沉 , 直到静止在容器底部时为止. 当 F浮G时, 物体所受的浮力和重力是一对平衡力, 物体可悬浮在液体中的任意位置, 保持静止或匀速直线运动状态. 6. 利用物体和液体的密度关系判断物体的浮沉：由阿基米德原理可得：F浮液gv排FG浮浮FG精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 物体的重力大小为：G物物gv物. 当物体浸没在液体中，v排v物. 液gv排物gv物. 整理后可得：液物同样方法可推得：当液物时，则物体上浮；当液物时，则物体下沉. 7. 浮力的作用(1)轮船 : 轮船是采用“空心”法而浮在水面的，它所受到的浮力等于船的总重. 轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量，即：排水量船自身的质量满载时货物的质量 . (2)潜水艇：靠改变自身的重而实现上浮、下沉或停留在水中. (3)飞球和飞艇：利用空气的浮力升入高空. (4)密度计：是利用物体漂浮在液面的条件工作的，即F浮G物. 密度计上标的刻度是被测液体的密度与水的密度之比，且大的刻度值在下面，小的刻度值在上面 . 三、典型例题例完全浸没在水中的乒乓球，放手后从运动到静止的过程中，其浮力大小变化情况是（） A浮力不断变大，但小于重力B浮力不变，但浮力大于重力C浮力先大于重力，后小于重力D浮力先不变，后变小，且始终大于重力直至静止时，浮力才等于重力分析乒乓球完全浸没在水中时，浮力大于重力 因浮力大小与物体在液内深度无关因此乒乓球在水中运动时所受浮力不变，直到当球露出水面时，浮力开始变小 当浮力等于重力时；球静止在水面上，呈漂浮状态答案此题应选 D 例 2 如图所示，一边长为15 厘米的正方体木块漂浮在水面上，其上表面距离水面5 厘米， g10 牛/ 千克，求（1）木块上、下表面受到液体的压力差（2）木块所受到的浮力大小及方向精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 分析解答该题时，要综合应用液体的压强、压力及浮力产生原因的知识。漂浮在水面的物体，其上表在水面以上，不受水对它的向下压强和压力，即：向下0，F向下0 根据液体的压强公式 p gh 可求出浮体的下表面所受液体的压强，再由公式FPS ，可求出下表面所受液体向上的压力. 解因为木块是漂浮，所以上、下表面所受液体的压力差：FF向上 F向下F向上PS ghs 1.0 103千克 /米310 牛/ 千克 (155) 10 2米 15 15104米222.5 牛木块所受到浮力就等于木块所受水的压力差 F浮F22.5 牛答: 木块上、下表面所受液体的压力差是22.5 牛；木块所受浮力也等于22.5 牛，方向竖直向上 . 例 3如图所示，在盛水容器中，有4 个体积完全相同的物体：A是一浮于水面的正方体木块；B是用线吊着浸没在水中的长方体铁块；C是悬浮在水中的空心钢球；D是圆台形石蜡块，它沉于容器底面并与容器底无缝隙紧密结合，试比较分析A、B、C、D所受浮力的情况分析虽然A、B、C 、D四个物体，它们的形状不同，组成的物体种类不同，有的是实心的、有的是空心的，浸入水中的深度也不同，但这些不同条件跟浮力的大小均无关，所以无需加以考虑 浮力的大小只跟液体的密度与排开液体的体积有关因为它们是浸在同一精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 种液体中， 所以浮力的大小由而定， 但D物体与容器底紧密结合，故浮力为零由此可知，此题A、B、C、D四个物体所受浮力大小可以用下式来表示，即。例 4 弹簧秤下挂一物体，在空气中弹簧秤的示数是392 牛，浸没在水中时，弹簧秤的示数是 342 牛，求：（1）该物体的体积是多少？（2）构成该物体的材料密度是多少？分析由题意可知，该题应该用公式法求出该物体的体积和密度先由物体在空气中和在水中的弹簧秤示数差求出其所受的浮力大小；再将阿基米德原理的公式 F浮液gv排变形为 v排gF液浮，可求出物体浸没时的v排，也就等于物体的体积，这是最为关键的一步，最后由密度公式vm，即可求出组成该物体的材料密度. 解物体浸没在水中时所受的浮力：F浮 GG392 牛 342 牛 50 牛物体排开水的体积：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - - V排gF水浮千克牛米千克牛/10/100.150335 103米3物体的体积 : V V排5103米3物体的密度 : vmgG?v13310510392米千克牛牛7.84 103千克 / 米3答 (1)物体的体积是510-3米3 (2)构成该物体的材料密度是7.84 103千克 / 米3例 5 体积相等的甲、乙两物体，其密度分别是0.8 103千克 /米3和 1.2103千克 /米3, 同时投入水中， 静止后所受浮力之比为_；如果甲、 乙两物体的质量相等，则在水中静止后所受浮力之比为_. 分析： 该题应首先分析判断密度不同的甲、乙两物体在水中静止所处的不同状态，然后根据不同的状态下的不同特点，运用合适的公式求解. 甲的密度甲 0.8 103千克 / 米3, 小于水的密度， 故甲投入水中后上浮直到静止后漂浮在水面，由浮体性质可知，甲所受的浮力与甲的重力相等, 即 F甲 G甲.乙的密度乙1.2 103千克 / 米3, 大于水的密度，故乙投入水中后下沉直至静止在容器底部，运用阿基米德原理可求出其所受的浮力：F乙水gv排甲所受浮力： F甲G甲甲gV甲乙所受浮力： F乙水gV排水gV乙而甲、乙的体积相等：V甲V乙，甲、乙所受浮力之比为：54/100 .1/108.0gVgVFF3333米千克米千克水甲乙水甲甲乙甲如果甲、乙两物体不是体积相等而是质量相等，则根据同样的分析方法可解得：甲所受浮力： F甲G甲m甲g 乙所受浮力： F乙水gV排水g乙乙m而甲、乙质量相等，即m甲m乙，所以甲、乙所受浮力之比：56/100.1/102 .1mggmFF3333米千克米千克水乙水乙水甲乙甲即：应填 4:5 ; 6:5. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 例 6 如图，现有一正方体的物体悬浮于密度为的液体中，其边长为L，上表面距液面的深度为h，那么下表面距液面的深度即为请根据浮力产生的原因推导阿基米德原理分析由于对称关系，物块受到来自前后左右的压力应为平衡力，但上下表面所受的压力不同，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 据精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 则精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 例 7 如图所示，一个质量为1.58 千克的实心铁块，（铁7.9 103千克 / 米3）用一根细线与一木块相连结，实心木块的密度为0.5 103千克/ 米3，体积为 5 分米3，若不断向容器中倒水，当木块露出水面的体积多大时，铁块对容器底无压力？分析木块与铁块用细线连结成了一个整体，当整体在竖直方向所受的总的重力与总的浮力相等，即G总F总时，铁块不受容器底的支持力，即铁块对容器底无压力，由此求出木块的 V排，即可求出木块露出水面的体积. 解铁块对容器底无压力时，则G总F总即： G木G铁F木F铁精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 木gV木m铁g水gV排水g铁铁m代入数据整理后可得：0.5 103千克 / 米35103米31.58 千克 1.0 103千克 / 米3V排1.0 103千克 /米333/109. 758. 1米千克千克解得： V排 3.88 10 3米3木块露出水面体积：V V木V排 510 3米33.88 10 3米31.12 10 3米31.12 分米3答：当木块露出水面体积是1.12 分米3时铁块对容器底无压力. 例 8 如图所示体积不同，重力不同的A、B两个物体浸没在水中用绳系住A物，拉力为F时A物体静止用力F压B物体时，B物体也静止，若将A 、B两物固定在一起放入水中，它们将（） A上浮 B下沉C悬浮 D无法判定精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 分析：A物体静止，有B物体静止，有。将A、B二物系在一起，重力不变，仍为两物系在一起放入水中，全浸时浮力为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 分析与的关系，将A、B二物平衡时的关系式相加，得精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 可知，两物恰好悬浮在水中答案： C 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 巩固练习一、填空题1要把浮在水面上的皮球慢慢地压入水底，在皮球未没入水中前，施加的压力是逐渐_的，完全浸入水中后，所施加的压力将_. 2质量为 250 克的物体静止在水中，有一半体积露出水面，这个物体的体积是_米3，它的密度是 _千克 / 米3. 3体积是 400 厘米3的塑料盒漂浮在水面上，其中有41的体积浸在水中，那么盒受到的浮力是 _牛. 4把质量是 790 克的铁块， 用线挂在弹簧秤上， 并放入水银中， 弹簧秤的读数是_牛. 5重是 9.8牛的木块浮在水面，它的密度是0.5 103千克 / 米3，木块受到的浮力是_牛，要把木块全部浸入水中，需加_方向的力 _牛. 6轮船的排水量就是轮船_排开水的质量，某轮船的排量是7 106千克，船自重为 2.45 107牛，则这艘轮船最多只能装载_吨的货物 . 二、选择题7 如图所示，容器中盛的是水，由此可以断定A铜球一定是空心的B木球一定是空心的C铁球一定是实心的D铜球和铁球都一定是空心的8体积相同的实心铜球和木球，放在水中达到静止状态时，其所受的浮力是A铜球大于木球B木球大于铜球C大小相等D无法比较9质量相同的铜、 铁、铝三个金属球， 投入水银达到静止状态后受到的浮力分别为F1、F2、F3，这三个力的大小关系是A.F1F2F3 B. F1F2F3 C. F1F2 F3 D.无法确定10 一个木块漂浮在水面上，露出水面的部分占总体积的52， 现将木块分成相等的两块，将其中一块投入水中，那么，这一小块露出水面的部分占它体积的A. 102 B. 103 C.52 D.54水铜铁精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 11将重为 G牛的圆柱形木桩的尖端全部钉入河底，另一端露出水面，露出部分的体积为 V米3，河水淹没木桩时，下列说法中正确的是A木桩所受浮力的大小等于G牛B木桩所受浮力的大小增加了水gV 牛C木桩不受水的浮力D木桩所受浮力的大小等于它排开的水重12重力相同的实心铁块和铝块分别挂在两只弹簧秤的下端，然后把铁块、铝块都浸没在煤油里，则A挂 铁块的弹簧秤读数大些B挂 铝块的弹簧秤读数大些C两 只弹簧秤的读数一样大D无 法确定两只弹簧秤的读数大小三、计算题13一只氢气球体积为4.5 分米3，球壳的质量为4克，问需用多大的力才可拉住它？（空气密度是1.29 千克 / 米3，氢气密度0.09 千克 / 米3）14一个重 29.4 牛的木块漂浮在水面上，问木块浸入水中的体积是多少？若再加19.6牛的力竖直向下按木块，木块刚好被按没水中，则木块的密度为多大？参考答案一、填空题1变大、不变25104、0.5 10330.98 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 4059.8 、竖直向下、 9.8 6满载时、 4500 二、选择题7A 8. A 9. B 10. C 11. C 12. A 三、计算题13F浮气gV0.0569 牛 Gmg 0.0392 牛 G氢氢gV0.004 牛 F F浮G G氢0.0137 牛14V排gGgF水水浮3103米3 F浮G F49 牛 V木 V排gF水浮510 3米3木V1gGVm0.6 103千克 / 米3精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - - -