2022年初中物理浮力知识点总结及练习题含答案2.docx
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1、浮力学问点及解析1、浮力的定义: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 叫浮力;2、浮力方向:总是竖直向上,施力物体: 液(气)体3、浮力产生的缘由(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力, 向上、向下的压力差 即浮力;浸在液体中的物体,总要受到液体对它各个面的压力(前后,左右两侧面受到的压力相等) ,液体对物体向上和向下的压力之差, 就是液体对浸入的物体的浮力; 即 F浮F向上F向下;压力差越大,物体所受浮力越大;当物体处于漂浮状态时,浮力等于液体对物体向上的压力,即4、物体的浮沉条件:(1) 前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力;F浮F向上 ;(2
2、) 请依据示意图完成下空;F浮F浮F浮F浮GGGG下沉悬浮上浮漂浮F浮GF 浮=G液物液 物(3) 、说明: 密度匀称的物体悬浮(或漂浮) 在某液体中,如把物体切成大小不等的两块,就大块、小块 都悬浮(或漂浮);一物体漂浮在密度为 的液体中,如露出体积为物体总体积的 1/3,就物体密度为2/3 分析:F浮= G就:液 V 排g =物Vg 物=( V 排V) 液= 悬浮与漂浮的比较相同: F浮= G2 F浮3 液不同:悬浮液 =物 ;V 排=V 物漂浮液 物;V 排V 物G判定物体浮沉(状态)有两种方法:比较 F浮与G或比较液与物 ; 物体吊在测力计上, 在空中重力为 G,浸在密度为的液体中,示
3、数为 F 就物体密度为: 物= G/ G-F冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体, 冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后 液面下降;5、阿基米德原理:(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的液体受到的重力;1. 试验:浮力大小与物体排开液体所受的重力的关系用弹簧测力计测出物体所受的重力 G1,小桶所受的重力 G2;把物体浸入液体 , 读出这时测力计的示数为 F1,(运算出物体所受的浮力 F 浮=G1-F1)并且收集物体所排开的液体; 测出小桶和物体排开的液体所受的总重力 G3,运算出物体排开液体所受的重力 G排=G3-G2;2
4、、公式表示: F浮=G排=液V 排 g 从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的 密度和物体排开液体的体积(物体浸入液体的体积)有关,而与物体的 质量、体积、重力、外形 、浸没的深度等均无关;3、适用条件: 液体(或气体)状态 浮与 G物排与 V物对实心物体物与液上浮浮G物下沉浮G物悬浮浮G物液排=V物液液 物 物 =漂浮浮G物排V物液 物 水的密度. 试验原理 F浮 GF拉称重法 步骤a 用弹簧测力计先测出小石块在空气中的重力记为 G石;b 用弹簧测力计悬吊着小石块 ,使之浸没在水杯中,并登记此时弹簧测力计的示数为 F拉; c 由F浮F拉G 可求得小石块浸没在水中受到的浮力为 F浮 G石F
5、拉;d 由F浮液gV排和Gmg物gV 物及V物 V排得石水例二 利用量筒、水、细针测出不沉于水的蜡块 物水密度. 试验原理 F浮 G漂浮法 步骤a 先往量筒中倒入适量的水,登记水的体积为V0;b 然后往量筒中放入小蜡块,待小蜡块静止后,登记水面现在所对应的刻度为 V1,即蜡块漂浮时 V排 V1V0;c 用细针将蜡块全部按入水中 ,登记现在水面刻度为V2,此时蜡块的体积为V蜡V2V0;d 利用漂浮条件 F 浮G,即水gV 排蜡gV 蜡得出蜡水B. 测液体的密度第一种方法原理 F浮GF拉和F浮液gV排.称重法器材 弹簧测力计、烧杯、适量的水、适量的待测液体和一个密度大于水和液体的物体 .过程 用上
6、述器材分别测出物体在水中和待测液体中的浮力 ,就有即:液 其次种方法原理 F浮G 物漂浮法器材 量筒、水和待测液体、一个密度比水和待测液体小的物体 .过程 用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的 V排即可,即:由G物F浮水和G物F浮液可知水gV 排水液gV 排液,也即液6. 把握运算浮力大小的四种方法 .A. 称重法.利用弹簧测力计两次读数不等来运算浮力 .基本公式 F浮G F拉式中的G和F拉分别为称在空气中的物体和称在液体中的同一物体时弹簧测力计的读数适用范畴 此式适用于液体中下沉的物体 .常用于题中已知用弹簧测力计称物体重的情形 .B. 压力差法.利用浮力产生的缘由来运算浮力 .基本公
7、式 F浮F向上F向下.适用范畴 此法用于判定物体是否受到浮力或运算浸没深度已知的规章物体所受的浮力 .C. 原理法. 利用阿基米德原理来运算浮力 .基本公式 F浮G排液或F浮液gV排液.适用范畴 普遍适用.D. 平稳法.利用物体漂浮或悬浮的条件来运算浮力 .基本公式 F浮G物、F浮 N支 G物、F浮G物F拉.适用范畴 漂浮体、悬浮体、沉底、连接体等 .其中称重法、原理法、平稳法是常用的运算浮力的方法 .其它方法一般都要与原理法联合使用 ,才能顺当完成浮力问题的解答.7. 求解浮力问题的一般步骤a 明确讨论对象b 明确讨论对象所处的运动状态 .漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等 c 对讨论对象进行受
8、力分析 ,并画出受力示意图.除分析重力、浮力外 ,仍要留意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等d 列出物体处于平稳状态下的力的平稳方程 在绽开方程时,应留意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等 e 解方程求出未知量.(三)物体的浮沉条件1. 物体的浮沉条件(1) 物体上浮条件: F浮G ,对实心物体 物液 ;(2) 物体下沉条件: F浮(3) 物体悬浮条件: F浮G ,物液G ,物液 ;以上三点给我们指明判定物体的沉浮或悬浮既可从力的角度,即重力的浮力的大小关系,也可以从密度角度,即物体密度和液体密度的大小关系来判定;2. 物体上浮的终止状态是漂浮,物体
9、处于漂浮状态时,(物体部分露出液面) F浮是:物体悬浮时V排液V物 ,物体漂浮时 V排液V物 ;G ,它与悬浮的区分3. 物体浮沉条件的应用(1) 轮船的排水量:排水量就是轮船装满货物时排开水的质量;由于轮船漂浮在水面上,所以此时船受的浮力等于船排开水的重力;即F浮G排水 ;(2) 气球和飞艇的升降靠调整气囊中气体的质量来实现;(3) 潜水艇的下潜和上浮靠转变自身受到的重力来实现;(4) 密度计是测量液体密度的仪器,依据物体漂浮时,物体浸入液体体积的大小与液体密度成反比的原理制成;(四)求浮力的几种常用方法1. 阿基米德原理;当已知液体的密度和物体排开液体的体积,可依据 F浮液 gV排液求出浮
10、力;2. 压力差法;假如已知或依据题给条件能求出浸在液体中的物体上下表面所受液体的压力,要依据F浮F向上F向下p向上Sp向下S 求出浮力;3. 示重差法,就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力;即 G空 G液F浮 ;4. 从平稳力的角度建立求浮力的方程;假如物体在液体中处于漂浮或悬浮状态,就物体受重力和浮力作用,且此二力平稳, GF浮 ;假如物体受三个力而处于平稳状态; 就要分析出重力和浮力以外的第三个力的方向,当第三个力方向与重力同向时,就 GF3F浮 ,当第三个力方向与重力方向相反,就GF3F浮 ;(五)物体排开液体的体积V排液的几种表达方法1. 当物体部分浸入液体时,假如题
11、中给出露出或浸入物体体积的几分之几,例如物体露出液面 1/3,就V排液2V物 ;也就是V排液 用几分之几物体的体积来表达; 假如题中给出露出液面的详细体积值,就3V排液用V物 V露 来表达,即V排液V物 V露;2. 当物体全部浸入液体时,物体排开液体的体积等于物体体积,就V排液V物 ;假如物体是空心体可用V排液V实 V空 表达;【典型例题】例 1 有一金属块,在空气中称得重 3.8N,将它浸没在盛满水的溢水杯中时, 有 50mL 的水从溢水杯中流入量筒,求:(1)金属块的体积;(2)金属块在水中受到的浮力;(3)金属块在水中时弹簧秤的读数;(4)金属的密度是多少?分析:第一应当知道金属块的密度
12、大于水的密度,所以金属块浸没在盛满水的溢水杯中溢出水的体积等于金属块体积,即 V金50mL50cm3 ;依据阿基米德原理 F水 gV排水 gV金,可解得浮力;浮再依据示重差法 G空G液G金F浮 ,可解得金属块在水中时弹簧秤的读数, 即G液G空 F浮 ;金属块的密度应依据 金解:gV金解得;(1) 金属块的体积等于溢出水的体积 V金50mL50cm3;(2) F浮水gV金1.01039.85010 60.49N ;(3) G水金(4) (4)G金F浮G金3.8N3.80.49N7.83.31N103 kg/ m3gV金9.85010 6333例 2 如图 1 所示,物体漂浮在圆柱形容器的水面上,
13、 B 物体上放着一个物体 A 时,B 排开水的体积为 V1 ;如将 A 取下放入水中静止后,A 、B 两物体排开水的总体积为 V,且VV2dm ,310 kg / m ,g10N/ kg,求容器底对物体 A 的支持力的多少?212AA B分析:A、B 分开之前漂浮在水面上,就有图 1GAGB水gV1 ,将 A 取下投入水中静止后,物体 B仍漂浮在水面上,就有 GB水 gV排 ,而 A 沉入容器底部受三个力作用,即重力、支持力、浮力;就有GAN水 gVA ,以上三个方程相减得: N水 gV1V排VA 水gV1V2可求出 N;解:原情形 A 、B 叠放在一起时,漂浮在水面上,就有: GAGB水 g
14、V1 A、B 分开后 B 仍漂浮, A 沉入水底,就有: GB水 gV排 GAN水 gVA 得: N水gV1V排VA ,而V排 VAV2 N水gV1V排VA 水 gV1V2 1.010310210 320N22例 3 如图 2 所示,一圆柱形容器底面积为 410m ,重为 10N,把它放在水平桌面上;容器内放置一33边长为 0.1m ,密度为 0.610 kg / m 的立方体木块,求:(1)桌面受的压强;(2)向容器内渐渐注水,恰好使木块对容器底的压力为零,此时木块下底面受到的压强多大?容器内水深多少?( g10 N/ kg ;)图 2G容G木分析:注水前,桌面受到的压强,应等于桌面受到的压
15、力除以容器的底面积;即p;当S容渐渐向容器中注水, 恰使木块对容器底压力为零时, 说明木块此时只受二个力: 重力和浮力;物体处于漂浮状态; GF浮木 gV木 ;而浮力又等于木块底部所受水的压力F下F下 ,进而依据 p木S木F浮可求出S木木块底部受到的压强,然后再依据 p木解:水 gh 求出此时水的深度;(1) G木木 gV木0.6103100.1 36NFG容 G木106pS容S容410 2400Pa ;(2) 当G木F浮时,木块对容器底压力为 0,此时 F浮F下 F上,即: F下F浮6N ,所以F向上pS木60.12600Pa hp6000.06m水g1031033例 4 高为 20cm 的
16、柱形容器内盛有 10cm 深的水,如图 3 所示;现将一密度为1.510 kg / m ,高为 15cm的柱形物块竖直放入水中,已知容器底面积为物块底面积的 3 倍,就物块静止在水中时(与容器底不密合) 物块对容器底的压强与水对容器底的压强之比是多少?图 3分析:将物块投入水中后, 水面要上升 h ,此时 hS物h S容S物 ,即h2S物hS物 ;进而求出hh5cm 20.05m ,由于物块对容器底有压强,可分析出物块受三个力作用;即G物F支F浮 ,由于物块对容器底的压力和容器底对物块的支持力是相互作用力, 它们等值反向,所以求出支持力即也就知道了压力,然后依据 p物F支G物F浮S物S物求出物
17、块对容器底的压强;而水对容器底的压强,就可依据p水水 gh 求出,最终再求出两个压强之比;解:设木块投入水中后,水面上升h ,水深为 hhS物h S容S物 hS物h2S物hh10225cm物块对容器底的压强为FG物 F浮物p332S物S物物 gS物h物水 gh S物hS物物 gh物750 Pa水对容器底的压强水 gh1.5101015 101.010100.15p水水ghhp物7501p水150021.0103100.151500Pa例 5 一边长为a 的正方体悬浮在密度为的液体中,如上表面到液面的距离为 h ,就正方体上、下表面受到的压力多大?物体受到的浮力是多大?解析:欲知正方体上下表面受
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