八年级物理专题_浮力_教科版_知识精讲_中学教育-中考.pdf

学习必备 欢迎下载 八年级物理 浮力 教科版【本讲教育信息】一.教学内容：暑假专题浮力 1.正确理解阿基米德原理：浸在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，这就是阿基米德原理，其数学表达式是：F浮 G排液 液gV排。对阿基米德原理及其公式的理解，应注意以下几个问题：（1）浮力的大小由液体密度 液和排开液体的体积 V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。（2）阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。（3）当物体浸没在液体中时，V排 V物，当物体部分浸在液体中时，V排 V物，（V物 V排 V露）。当液体密度 液一定时，V排越大，浮力也越大。（4）阿基米德原理也适用于气体，其计算公式是：F浮 气gV排。2.如何判断物体的浮沉：判断物体浮沉的方法有两种：（1）受力比较法：浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。F浮G物，物体上浮；F浮物，物体上浮；液物，即物体的密度小于液体密度时，物体将浮在液面上。此时，V物 V排 V露。（2）根据漂浮条件 F浮 G物，得：液gV排 物gV物，液V排 物V物 学习必备 欢迎下载 同一物体在不同液体中漂浮时，物、V物不变；物体排开液体的体积 V排与液体的密度液成反比。液越大，V排反而越小。4.计算浮力的一般方法：浮力问题是密度、压强、力的平衡以及阿基米德原理，物体的浮沉条件等多方面知识的综合应用。涉及的概念多、规律多，知识的综合性强，所以在解有关浮力问题时，要注意归纳解题方法，明确解题的思路和步骤。计算浮力的方法一般归纳为以下四种：定义法：根据浮力产生的原因，浮力 F浮 F向上 F向下表面压力差，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。公式法：应用阿基米德定律的公式。值得注意的是式中的 V 是物体被液体包围的体积或浸没的体积，当物体浸没液体中时，V排 V物，当物体部分浸在液体中时，V排V物。而不是液体体积也不是物体体积，计算时要已知 液和 V排。平衡法：只要物体在液体或气体中静止或匀速直线运动，根据运动和力的关系，若只受重力或浮力作用，那么必有浮力等于重力。如物体在液体表面漂浮、在液体中悬浮或在液体中匀速直线运动等。示数差法：一个物体在空中挂在弹簧秤下弹簧秤示数为 F1，若将该物体浸没在液体中时弹簧秤的示数为 F2，则物体在液体中浸没时受的浮力为 F1 F2。运用上述方法求浮力时，要明确它们的适用范围，弄清已知条件，不可乱套公式。5.浮力综合题的一般解题步骤：浮力问题涉及到密度、压强、受力分析、力和运动的关系，容易出现综合试题。（1）明确研究对象，判断它所处的状态。当物体浸没时，V排 V物 当物体漂浮时，V排 V露 V物（2）分析研究对象的受力情况，画出力的示意图，在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。（3）根据力的平衡原理列方程，代入公式、数值进行计算，得出结果。【典型例题】例 1.弹簧秤下挂一铁块，静止时弹簧秤的示数是 4N，将铁块一半浸入水中时，弹簧秤的示数为 3.5N，这时铁块所受的浮力是 _N。解：F浮 G铁 F拉 4N 3.5N 0.5N 正确答案：浮力是 0.5 牛。考点分析：本题属于浮力问题中的一种常见题型，已知物体在空气中的重 G物和物体浸入液体中弹簧秤示数 F拉，就可以用 F浮 G铁 F拉求浮力的大小。这是同一直线上三力平衡的问题。例 2.边长为 0.2m 的正方体铁块浸没在水中，上表面距水面 0.1m，求水对它的浮力是多大？（g 取 10N/kg）分析与解：浮力的产生原因是液体对物体向上和向下的压力之差：即 F浮 G向上 F向下，物液排气排浮浮浮正确理解阿基米德原理浸在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这就是阿基米德原理其数学表达式是对阿基米德原理及其公式的理解应注意以下几个问题浮力的大小由液体密度 中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用当物体浸没在液体中时当物体部分浸在液体中时当液体密度一定时越大浮力也越大阿基米德原理也适用于气体其计算公式是如何断物体 浮密度比较法浸没在液体中的物体只要比较物体的密度物体的浮沉物体上浮物体下沉物体悬浮对于质量分布不均匀的物体如空心球求出物体的平均密度也可以用比较密度的方法来断物体的浮沉正确理解漂浮条件漂浮问题是浮力问题学习必备 欢迎下载 其中 F向上是液体对物体下表面的向上的压力，它等于液体对物体下表面向上的压强 p向上与正方体底面积 S 的乘积，即：F向上 p向上S。F向下是液体对物体上表面的向下的压力，它等于液体对物体上表面向下的压强 p向下与正方体上表面面积的乘积，即 F向下 p向下S。本题已知正方体边长为 0.2m，则它上、下表面的面积 S 0.2m 0.2m 0.04m2。由 p gh 可知：p向上 水gh下表面 其中下表面深度：h下表面 0.1m 0.2m 0.3m p向下 水gh上表面 其中上表面深度 h上表面 0.1m 将以上数据代入 F浮 G向上 F向下即可求出浮力。解：F浮 F向上 F向下 p向上S p向下S(p向上 p向下)S 水gS(h下表面 h上表面)1.0 103kg/m3 10N/kg(0.2m)2(0.1m 0.2m 0.1m)80N 正确答案：水对正方体的浮力是 80 牛。例 3.将体积相同的木球 A，塑料球 B，铜球 C 都浸没在水中，如图所示，则（）A.A 球受的浮力最大 B.B 球受的浮力最大 C.C 球受的浮力最小 D.三个球所受的浮力大小相同 分析与解：根据阿基米德原理的表达式 F浮 液gV排可知，浮力 F浮的大小只与液体密度 液和物体排开液体的体积 V排有关。根据题意：A、B、C 三个球的体积相同，它们都浸没在水中，即 液、V排都相同。答案：正确的选项是 D。例 4.将体积是 50cm3的物体浸没在水中，它受到的浮力多大？若此物体有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（煤油 0.8 103kg/m3，g 取 10N/kg）分析与解：（1）物体浸没水中时，V排 V物 50 106m3 F浮 水gV排 1.0 103kg/m3 10N/kg 50 106m3 0.5N（2）物体一半浸在煤油中：V排 21V物 25 106m3 F浮 煤油gV排 0.8 103kg/m3 10N/kg 25 106m3 0.2N 答：物体浸没水中时，受到的浮力是 0.5 牛；当物体一半浸入煤油中时，受到的浮力是0.2 牛。例 5.把质量是 200g 的塑料块放入水中，静止时塑料块有一半露出水面。（g 取 10N/kg）求：（1）塑料块在水中受到的浮力？（2）塑料块的体积和密度？解：（1）塑料块是漂浮在水面上 由漂浮条件可知塑料块所受的浮力 F浮 G塑料 m塑料g 200 103kg 10N/kg 2N 物液排气排浮浮浮正确理解阿基米德原理浸在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这就是阿基米德原理其数学表达式是对阿基米德原理及其公式的理解应注意以下几个问题浮力的大小由液体密度 中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用当物体浸没在液体中时当物体部分浸在液体中时当液体密度一定时越大浮力也越大阿基米德原理也适用于气体其计算公式是如何断物体 浮密度比较法浸没在液体中的物体只要比较物体的密度物体的浮沉物体上浮物体下沉物体悬浮对于质量分布不均匀的物体如空心球求出物体的平均密度也可以用比较密度的方法来断物体的浮沉正确理解漂浮条件漂浮问题是浮力问题学习必备 欢迎下载（2）因为塑料块有一半浸入水中，即 V排21V塑料 所以 F浮 水gV排 2N 1.0 103kg/m3 10N/kg 21V塑料 V塑料 4 104m3 400cm3 塑料3400200cmgVm塑料塑料 0.5g/cm3 例 6.重 10N，体积为 0.8dm3的物体浸没在水中，如果它只受浮力和重力两个力的作用，问：此物体是上浮、下沉还是悬浮？（g 取 10N/kg）分析与解：因为物体浸没在水中，V排 V物 0.8 103m3 所以 F浮 水gV排 1.0 103kg/m3 10N/kg 0.8 103m3 8N 因为 8N10N，即 F浮G物 所以物体在水中将下沉。例 7.画出物体 A 的受力分析示意图。（A 都在水中）分析与解：图（甲）中物体 A 受到竖直方向上三个力的作用，其中重力 G 竖直向下，拉力 F 和浮力 F浮两个力都是竖直向上，如图所示。乙图中物体 A 受竖直向上的浮力 F浮，竖直向下的重力 G 和绳的拉力 F，如图所示。丙图中物体 A 受到的竖直向上的浮力 F浮，竖直向下的重力 G 和 B 对 A 竖直向下的压力 FB如图所示。例 8.一木块在水中静止时，有 13.5cm3的体积露出水面，若将体积为 5cm 的金属块放在木块上，木块刚好全部浸在水中，求：金属块密度？解析：这是两个不同状态下的浮力问题，分析步骤是：物液排气排浮浮浮正确理解阿基米德原理浸在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这就是阿基米德原理其数学表达式是对阿基米德原理及其公式的理解应注意以下几个问题浮力的大小由液体密度 中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用当物体浸没在液体中时当物体部分浸在液体中时当液体密度一定时越大浮力也越大阿基米德原理也适用于气体其计算公式是如何断物体 浮密度比较法浸没在液体中的物体只要比较物体的密度物体的浮沉物体上浮物体下沉物体悬浮对于质量分布不均匀的物体如空心球求出物体的平均密度也可以用比较密度的方法来断物体的浮沉正确理解漂浮条件漂浮问题是浮力问题学习必备 欢迎下载（1）确定木块为研究对象，第一个状态是木块漂浮在水面，第二个状态是木块浸没水中，金属块与木块作为整体漂浮在水面。（2）分析木块受力，画出力的示意图。（3）根据力的平衡原理列方程求解：甲图中：F浮 G木(1)乙图中：F浮 G木 G金(2)(2)式(1)式得：F浮 F浮 G金 代入公式后得：水gV木 水g（V木 V露）金gV金 水V露 金V金 金 V露水/V金 13.5 1.0 103kg/5m3 2.7 103kg/m3 答案：金属块的密度是 2.7 103kg/m3。解法二：木块增大的浮力等于金属块重，即 F浮 G金，代入公式：水gV排 金gV金 其中 V排 13.5cm3，（它等于没有放上金属块时木块露出水面的体积。）代入数据后：1.0g/cm3 13.5cm3 金 5cm3 金 2.7g/cm3 2.7 103kg/m3【模拟试题】（答题时间：30 分钟）一.填空题 1.将一物体挂在弹簧秤下，示数是 1.96N，若把它浸没水中时，弹簧秤示数是 1.47N，则物体的体积是 _m3，物体的密度是 _kg/m3。2.质量相等的木块和冰块漂浮在水中（木 0.6 103kg/m3，冰 0.9 103/m3，）则木块受到的浮力 _冰块受到的浮力，木块排开水的体积 _冰块排开水的体积。（填“大于”“等于”或“小于”）3.某物体浸没水中时，弹簧秤的示数是它在空气中称时的 4/5，则物体的密度是_kg/m3。4.在弹簧秤下挂一个密度为 3 103kg/m3的物体，当物体浸没水中时，弹簧秤示数是 98N，当物体浸没在另一种液体中时，弹簧秤示数是 58.8N，求这种液体的密度是 _kg/m3。5.将铁块浸在水银中，当它静止时排开水银的体积是它总体积的 _?（铁 7.9 103kg/m3，水银 13.6 103/m3）6.弹簧秤下挂一物体，静止时弹簧秤的示数是 10N，将物体逐渐浸入水中，弹簧秤的示数将 _，若物体浸入水中一半时，弹簧秤的示数为 6N，这时物体受到的浮力是_N。7.重 10N 的物体漂浮在水中时，所受的浮力是 _N，用竖直向下的力 F 将物体全部压入水中，当物体静止不动时，所受的浮力是 14N，求压力 F _N。8.边长 0.2m 的正方体物块，它的体积是 _m3，物块每个正方形表面积是物液排气排浮浮浮正确理解阿基米德原理浸在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这就是阿基米德原理其数学表达式是对阿基米德原理及其公式的理解应注意以下几个问题浮力的大小由液体密度 中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用当物体浸没在液体中时当物体部分浸在液体中时当液体密度一定时越大浮力也越大阿基米德原理也适用于气体其计算公式是如何断物体 浮密度比较法浸没在液体中的物体只要比较物体的密度物体的浮沉物体上浮物体下沉物体悬浮对于质量分布不均匀的物体如空心球求出物体的平均密度也可以用比较密度的方法来断物体的浮沉正确理解漂浮条件漂浮问题是浮力问题学习必备 欢迎下载 _m2，将物块浸没在水中如图，它上表面受到水向下的压力为 20N，则上表面受水的压强是 _Pa，上表面在水中的深度是 _m，下表面受到水的压强是_Pa，下 表 面 受 到 水 向 上 的 压 力 是 _N。物 块 受 到 水 的 浮 力 是_N。二.判断题（1）物体在水中受浮力，在酒精中不受浮力（）（2）物体在空气中也受浮力作用（）（3）石块在水中下沉，它不受浮力（）（4）体积大的石块和体积小的木块同时放入水中，石块所受的浮力比木块所受 浮力大（）（5）同一铁块，分别浸没在水和煤油中，它们受到的浮力一样大（）（6）一个铁块，浸入水中一半比全部浸入水中时受到的浮力小（）三.计算题 1.一铁块质量为 158g，求：（1）铁块的体积多大？（铁 7.9g/cm3）（2）当铁块全部浸入水中时，所受水的浮力多大？（g 取 10N/kg）2.一个木块的体积是 150cm3，放入煤油中漂浮，静止时有 3/5 体积浸在煤油中。（g 取 10N/kg，煤油的密度是 0.8 103kg/m3）求：（1）木块漂浮时受到的浮力？（2）木块的重力？（3）木块的密度？（4）木块全部浸入煤油中受多大浮力？（5）至少用多大压力可使木块全部浸入煤油中？物液排气排浮浮浮正确理解阿基米德原理浸在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这就是阿基米德原理其数学表达式是对阿基米德原理及其公式的理解应注意以下几个问题浮力的大小由液体密度 中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用当物体浸没在液体中时当物体部分浸在液体中时当液体密度一定时越大浮力也越大阿基米德原理也适用于气体其计算公式是如何断物体 浮密度比较法浸没在液体中的物体只要比较物体的密度物体的浮沉物体上浮物体下沉物体悬浮对于质量分布不均匀的物体如空心球求出物体的平均密度也可以用比较密度的方法来断物体的浮沉正确理解漂浮条件漂浮问题是浮力问题学习必备 欢迎下载【试题答案】一.填空题 1.0.5 10-4，4 103 2.等于 等于 3.5 103 4.1.8 103 5.79:136 6.变小，4 7.10，4 8.8 103，4 102，500，5 102，2500，100，80 二.（1）（2）（3）（4）（5）（6）三.计算题 1.解：（1）V铁铁铁m3/9.7158cm gg 20cm3（2）铁块全部浸入水中：V排 V铁 20 106m3 F浮 水gV排 1 103kg/m3 10N/kg 20 106m3 0.2N 2.解：（1）V排53V木 150 106m353 F浮 煤油gV排 0.8 103kg/m3 10N/kg 150 106m353 0.72N（2）因为物体是漂浮，所以 G木 F浮 0.72N（3）木木木木木Vg GVm/0 72 10150 106 3./N N kgm 0.48 103kg/m3（4）木块全部浸入煤油中（V排 V木 150 106m3）F浮 煤油gV排 0.8 103kg/m3 10N/kg 150 106m3 1.2N（5）在压力 F 作用下，木块全部浸入煤油中时，F G木 F浮 F F浮 G木 煤油gV排 G木 全部浸入 V排 V木 150 10-6m3 由（2）知，G木 0.72N F 0.8 103kg/m3 10N/kg 150 10-6 0.72 1.2 0.72 0.48N 物液排气排浮浮浮正确理解阿基米德原理浸在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这就是阿基米德原理其数学表达式是对阿基米德原理及其公式的理解应注意以下几个问题浮力的大小由液体密度 中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用当物体浸没在液体中时当物体部分浸在液体中时当液体密度一定时越大浮力也越大阿基米德原理也适用于气体其计算公式是如何断物体 浮密度比较法浸没在液体中的物体只要比较物体的密度物体的浮沉物体上浮物体下沉物体悬浮对于质量分布不均匀的物体如空心球求出物体的平均密度也可以用比较密度的方法来断物体的浮沉正确理解漂浮条件漂浮问题是浮力问题