中考物理浮力及其应用.pptx

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1、考点1浮力 定义定义一切浸入液体一切浸入液体(气体气体)的物体都受到液体的物体都受到液体(气体气体)对它对它_的的托力叫浮力托力叫浮力产生原因产生原因液液(气气)体对物体上、下表面的压力不相等，并且向上的压力体对物体上、下表面的压力不相等，并且向上的压力_向下的压力，向下的压力，_即为浮力即为浮力公式公式F F浮浮_方向方向_施力物体施力物体_竖直向上 大于 压力差 竖直向上 液(气)体 第1页/共46页测量测量用弹簧测力计测出物体的用弹簧测力计测出物体的_，将物体浸在液体中记下，将物体浸在液体中记下_，则物体受到的浮力，则物体受到的浮力F F浮浮_浮力浮力与深与深度的度的关系关系当物体没有完

2、全浸没前，浮力的大小随着深度的增加而当物体没有完全浸没前，浮力的大小随着深度的增加而_；当物体完全；当物体完全浸没后，浮力的大小与深度浸没后，浮力的大小与深度_，浮力，浮力_画出浮力大小随深度变化的图像画出浮力大小随深度变化的图像重力G 增大 无关 无关 第2页/共46页点拨点拨 浸入液体中的物体不一定受到液体对它的浮力，例如浸入液体中的物体不一定受到液体对它的浮力，例如深入泥底的柱状桥墩或水里打的木桩等。深入泥底的柱状桥墩或水里打的木桩等。第3页/共46页考点2浮力的大小1探究：浮力的大小等于什么 操作操作过程过程所测量所测量物体重力物体重力G G、物体完全浸没后测力计示数、物体完全浸没后测

3、力计示数F F、小桶重力、小桶重力G G0 0、排开水、排开水和小桶总重力和小桶总重力G G1 1第4页/共46页北京专用北京专用分析归纳分析归纳物体受到的浮力物体受到的浮力F F浮浮_；排开液体重力；排开液体重力G G排排_，对，对比二者大小得出实验结论比二者大小得出实验结论注意注意事项事项溢水杯中水要溢水杯中水要_，若水面低于溢水口，则测出的，若水面低于溢水口，则测出的G G排排将将_ _ F F浮浮，得不到正确结论，得不到正确结论实验实验 结论结论浸入液体中物体受到的浮力等于浸入液体中物体受到的浮力等于_。这。这就是著名的阿基米德原理就是著名的阿基米德原理GF G1G0 装满 小于 它排

4、开的液体所受的重力 第5页/共46页2.阿基米德原理内容内容浸在液体中的物体所受的浮力大小等于浸在液体中的物体所受的浮力大小等于_表达式表达式F F浮浮_液液V V排排g g适用适用范围范围适用于物体受到液体适用于物体受到液体(气体气体)对物体的浮力对物体的浮力说明说明液体对物体的浮力与液体的液体对物体的浮力与液体的_、物体、物体_有关，有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关注意“全部浸入”和“部分浸入”当物体全部浸入液体(气体)时，V排V物；当物体部分浸入液体(气体)时，V排V物。它排开的液体所受的重力 G排密度 排开液

5、体的体积 第6页/共46页考点3物体的浮沉条件 1物体浸在液体物体浸在液体(气体气体)中，且只受浮力和重力时，物体的浮沉中，且只受浮力和重力时，物体的浮沉存在的几种状态存在的几种状态上浮上浮下沉下沉悬浮悬浮漂浮漂浮沉底沉底F F浮浮_G GF F浮浮_G GF F浮浮_G GF F浮浮_G GF F浮浮N NG G液液_物物液液_物物液液_物物液液_物物液液_物物 第7页/共46页处于动态处于动态(运动状态运动状态不断改变不断改变)，受非平衡，受非平衡力作用力作用可以停留在液体可以停留在液体的任何深度处的任何深度处是是“上浮上浮”过过程的最终状态程的最终状态是是“下沉下沉”过过程的最终状态程的

6、最终状态处于静态，受平衡力的作用处于静态，受平衡力的作用第8页/共46页2 2物体浮沉条件的应用应用应用原理和特点原理和特点木船木船物体的密度小于液体的密度，可以漂浮在液体的表面上，做成物体的密度小于液体的密度，可以漂浮在液体的表面上，做成_的以增大可以利用的浮力的以增大可以利用的浮力轮船轮船物体的密度大于液体的密度，做成物体的密度大于液体的密度，做成_的可以漂浮在液体的表面上，的可以漂浮在液体的表面上，也增大了可以利用的浮力也增大了可以利用的浮力轮船的大小用排水量表示，排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排轮船的大小用排水量表示，排水量是指轮船按照设计要求满载货物时排开液体的开液体的_空心

7、空心 质量 第9页/共46页潜水潜水艇艇通过水箱吸水和排水的方式改变自身通过水箱吸水和排水的方式改变自身_来实现上浮和下沉来实现上浮和下沉(浸没时浸没时浮力不变浮力不变)气球气球飞艇飞艇靠充入密度靠充入密度_空气密度的气体空气密度的气体(热空气、氢气、氦气等热空气、氢气、氦气等)来工作来工作密度密度计计根据根据_时的受力平衡及阿基米德原理制成用来测定液体密度的仪时的受力平衡及阿基米德原理制成用来测定液体密度的仪器器密度计示数越靠下，示数越密度计示数越靠下，示数越_(_(选填选填“大大”或或“小小”)重力 重力 漂浮 大 第10页/共46页考点4浮力的计算常用的计算浮力的方法方法方法表达式表达式

8、称量法称量法F F浮浮G GF F(用弹簧测力计测浮力用弹簧测力计测浮力)压力差法压力差法F F浮浮F F向上向上F F向下向下(用浮力产生的原因求浮力用浮力产生的原因求浮力)二力二力平衡法平衡法F F浮浮G G(处于漂浮或悬浮状态时用二力平衡分析求浮力处于漂浮或悬浮状态时用二力平衡分析求浮力)阿基米德阿基米德原理法原理法F F浮浮G G排排或或F F浮浮液液V V排排g g(知道物体排开液体的质量或体积时常知道物体排开液体的质量或体积时常用阿基米德原理求浮力用阿基米德原理求浮力)第11页/共46页 点拨点拨 解浮力问题的步骤：解浮力问题的步骤：(1)(1)确定研究对象；确定研究对象；(2)(

9、2)分析物体受力情况，画出受力示意图，判断物体在液体中所处分析物体受力情况，画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态的状态(看是否静止或做匀速直线运动看是否静止或做匀速直线运动)；(3)(3)选择合适的方法列出等式选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件一般考虑平衡条件)。第12页/共46页1 1悬浮与漂浮悬浮悬浮漂浮漂浮相同点相同点F F浮浮G G不同点不同点液液物物液液物物V V排排V V物物V V排排 V V物物第13页/共46页2.升力与浮力不同点不同点相同点相同点升力升力物体上、下表面由于流速不同而形成的压力差物体上、下表面由于流速不同而形成的压力差方向都是竖直向方向都是竖直向上的

10、上的浮力浮力物体上、下表面由于所处深度不同而形成的压力物体上、下表面由于所处深度不同而形成的压力差，即物体排开液体差，即物体排开液体(或气体或气体)的重力的重力第14页/共46页类型一浮力 CD 第15页/共46页北京专用北京专用解析解析 液体对浸在其中物体向上和向下的压力的合力，就液体对浸在其中物体向上和向下的压力的合力，就是液体对物体的浮力，浮力方向竖直向上。故是液体对物体的浮力，浮力方向竖直向上。故A、B错，错，C对；对；因为物体因为物体M悬浮在水中，必有悬浮在水中，必有F浮浮G物物，故，故D对。对。第16页/共46页类型二阿基米德原理 例例 2 2 实验桌上有满足实验需要的如下器材：实

11、验桌上有满足实验需要的如下器材：天平、砝码、体积不同的铝块、细线、大烧杯、量筒、水。请你利用上天平、砝码、体积不同的铝块、细线、大烧杯、量筒、水。请你利用上述器材设计一个实验证明：浸在水中的物体所受的浮力大小跟物体排开述器材设计一个实验证明：浸在水中的物体所受的浮力大小跟物体排开水的体积成正比。请你写出实验步骤，画出实验数据记录表。水的体积成正比。请你写出实验步骤，画出实验数据记录表。本题利用分析评估方式将本题利用分析评估方式将“天平法天平法”测浮力与阿基米测浮力与阿基米德原理知识巧妙结合，命题既要求同学们能发现问题，又要求同学们能德原理知识巧妙结合，命题既要求同学们能发现问题，又要求同学们能

12、解决问题，对相应知识的应用能力进行了深度考查，但考查形式又简单解决问题，对相应知识的应用能力进行了深度考查，但考查形式又简单明了，是中考命题的一个方向。明了，是中考命题的一个方向。“天平法天平法”是测量浮力的方法之一，在是测量浮力的方法之一，在北京市中考中曾经进行过考查。北京市中考中曾经进行过考查。第17页/共46页实验步骤：实验步骤：(1)在量筒中注入适量的水，读出此时水的体积在量筒中注入适量的水，读出此时水的体积V0；用细线把一个；用细线把一个铝块拴好，使其浸没在量筒内的水中，此时量筒中水面对应的刻度值用铝块拴好，使其浸没在量筒内的水中，此时量筒中水面对应的刻度值用V表示；将表示；将V0、

13、V的数据记在实验数据记录表中。的数据记在实验数据记录表中。(2)在烧杯中注入适量的水，用调节好的天平测出烧杯和水的总质量在烧杯中注入适量的水，用调节好的天平测出烧杯和水的总质量m0的数据，并记在实验数据记录表中；将步骤的数据，并记在实验数据记录表中；将步骤(1)中用细线拴好的铝块中用细线拴好的铝块悬挂并浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，铝块不接触烧杯，在天平右悬挂并浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，铝块不接触烧杯，在天平右盘添加适量的砝码，移动游码，天平再次平衡时，天平右盘中砝码的总盘添加适量的砝码，移动游码，天平再次平衡时，天平右盘中砝码的总质量与游码所对刻度值之和用质量与游码所对刻度值之和用m

14、表示，将表示，将m的数据记在实验数据记录表的数据记在实验数据记录表中。中。第18页/共46页(3)换用体积不同的铝块，仿照步骤换用体积不同的铝块，仿照步骤(1)、(2)再做再做5次实验，依次读出次实验，依次读出它们浸没在量筒的水中时，水面对应的刻度值它们浸没在量筒的水中时，水面对应的刻度值V的数据；分别测出相应的数据；分别测出相应的每个铝块悬挂并浸没在烧杯的水中时的每个铝块悬挂并浸没在烧杯的水中时m的数据；分别将每次的的数据；分别将每次的V、m的数据记在实验数据记录表中。的数据记在实验数据记录表中。(4)根据根据V排排VV0，F浮浮mgm0g分别计算出分别计算出6次的次的V排和排和F浮浮的数的

15、数据，并分别记在实验数据记录表中。据，并分别记在实验数据记录表中。实验数据记录表实验数据记录表第19页/共46页V0/m3V/m3V排排/m3m0/kgm/kgF浮浮/N第20页/共46页解析解析 解决探究实验题的思路重点是：一看探究目的找物理解决探究实验题的思路重点是：一看探究目的找物理量，如本题中的量，如本题中的“浮力浮力”和和“排开水的体积排开水的体积”，二看器材找测量，二看器材找测量工具，如本题中的工具，如本题中的“天平天平”和和“量筒量筒”，三将要测量的物理量和，三将要测量的物理量和所给的实验器材建立起联系寻找测量方法，如本题中的所给的实验器材建立起联系寻找测量方法，如本题中的“浮力

16、浮力”和和“天平天平”建立联系，想办法用天平测量浮力，建立联系，想办法用天平测量浮力，“排开水的体积排开水的体积”和和“量筒量筒”建立联系，用量筒测量排开水的体积。建立联系，用量筒测量排开水的体积。第21页/共46页类型三物体浮沉条件及其应用 A 例例 3 甲甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体液体，放置于水平桌面上放置于水平桌面上，如图如图 81 所示所示。甲甲、乙两容器的底面积分乙两容器的底面积分别为别为 S1和和 S2，且且 2S13S2。甲容器中液体的密度为甲容器中液体的密度为1，液体对容器底液体对容器底产生的压强为产生的压强为 p1。乙容器中液体的密度

17、为乙容器中液体的密度为2，液体对容器底产生的压液体对容器底产生的压强为强为 p2，且且 p22p1。将将 A球浸在甲容器的液体中球浸在甲容器的液体中，B球浸在乙容器的液球浸在乙容器的液体中体中，两容器中均无液体溢出两容器中均无液体溢出。液体静止后液体静止后，甲甲、乙两容器底受到液体乙两容器底受到液体的压力相等的压力相等，A、B 两球所受浮力分别为两球所受浮力分别为F1和和 F2。则下列判断正确的是则下列判断正确的是()第22页/共46页第23页/共46页解析解析 此类问题因为涉及两种液体以及两个物体的多个物理此类问题因为涉及两种液体以及两个物体的多个物理量，往往使学生混淆以至混乱，不知从何下手

18、，建议审题时以列表量，往往使学生混淆以至混乱，不知从何下手，建议审题时以列表法明晰条件理顺思路：法明晰条件理顺思路：容器容器甲甲乙乙关系关系液体深度液体深度hh底面积底面积S1S22S13S2液体密度液体密度12液体对容器底压强液体对容器底压强p1p2p22p1物体及状态物体及状态A浸入浸入B浸入浸入容器底受液体压力容器底受液体压力F压压F压压浮力浮力F1F2第24页/共46页p22p1 221，12C错错。F压压F压压，p1S1F1p2S2F2，将将 2S13S2、p22p1代入可解得代入可解得 F1F2。第25页/共46页类型四浮力与简单机械的综合例例 4 将高为将高为 10 cm 的圆柱

19、体甲放在水平地的圆柱体甲放在水平地面上，细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央，另一端竖直拉着杠杆面上，细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央，另一端竖直拉着杠杆的的 A端。当把质量为端。当把质量为 800 g 的圆柱体乙悬挂在杠杆的的圆柱体乙悬挂在杠杆的 B端并处于圆柱端并处于圆柱形容器形容器 M中时，杠杆在水平位置平衡，如图中时，杠杆在水平位置平衡，如图82 所示，此时圆柱体甲所示，此时圆柱体甲对水平地面的压强为对水平地面的压强为 3200 Pa。把质量为。把质量为 900 g 的水注入容器的水注入容器 M中，中，水未溢出，水静止后，水对容器水未溢出，水静止后，水对容器 M底面的压强为底面的压强为

20、 2500 Pa，圆柱体甲，圆柱体甲对水平地面的压强为对水平地面的压强为 5000 Pa。已知。已知 AO OB2 3，容器，容器 M的底面积的底面积为为60 cm2，不计杠杆的质量，不计杠杆的质量，g取取10 N/kg，则圆柱体甲的密度为，则圆柱体甲的密度为 _ kg/m3。第26页/共46页第27页/共46页 解析解析 此类问题即使是填空题，也是按照力学综合题的思路来解决此类问题即使是填空题，也是按照力学综合题的思路来解决问题的。问题的。首先利用拆分法进行受力分析：首先利用拆分法进行受力分析：杠杆在水平位置平衡时，物体甲、乙的受力分析如图所示。杠杆在水平位置平衡时，物体甲、乙的受力分析如图

21、所示。水注入容器水注入容器M M中静止后，物体甲、乙的受力分析如图所示。中静止后，物体甲、乙的受力分析如图所示。第28页/共46页北京专用北京专用然后根据受力分析图列平衡方程，然后根据受力分析图列平衡方程，未注入水时杠杆在水平位置平衡时的平衡方程：未注入水时杠杆在水平位置平衡时的平衡方程：FA1F支支1G甲甲，F A1 OA F B1 OB，FB1m乙乙gG乙乙。水注入容器水注入容器 M中静止后平衡方程：中静止后平衡方程：FA2F支支2G甲甲，F A2 OA F B2 OB，F浮浮FB2m乙乙gG乙乙，根据题意分析还有根据题意分析还有 F浮浮p水水SMm水水g，代入已知量，代入已知量，7 个方

22、程联立个方程联立可求解。可求解。第29页/共46页北京专用北京专用利用浮力巧测密度利用浮力巧测密度第30页/共46页考点1双提法测量固体(固体水)的密度 第31页/共46页考点2三提法测量液体的密度 第32页/共46页考点3浮沉法测量固体的密度 第33页/共46页考点4利用天平测量密度 第34页/共46页类型一双提法测量固体(固体水)的密度 例例 1 1 小玲将一块矿石挂在弹簧测力计下，小玲将一块矿石挂在弹簧测力计下，然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图然后又将此矿石浸没在水中，测力计两次示数分别如图 甲、甲、乙所示。乙所示。第35页/共46页1.6 第36页/共46页北京专用北京

23、专用解析解析(1)用弹簧测力计在空气中称待测矿石重用弹簧测力计在空气中称待测矿石重G8.8 N,将此矿石浸没在水里用弹簧测力计称为将此矿石浸没在水里用弹簧测力计称为F7.2 N，所以矿石，所以矿石受到浮力的大小可用弹簧测力计两次示数之差来计算：受到浮力的大小可用弹簧测力计两次示数之差来计算：F8.8 N7.2 N 1.6 N；(2)根据阿基米德原理利用浮力和水的密度可求排开液体根据阿基米德原理利用浮力和水的密度可求排开液体的体积即为矿石体积；的体积即为矿石体积；(3)根据矿石重力和矿石体积可求矿石密度。根据矿石重力和矿石体积可求矿石密度。第37页/共46页类型二三提法测量液体的密度 用弹簧测力

24、计测出小石块受到的重力G G 用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B B 中受到的拉力F F 第38页/共46页解析解析 典型的三提法测量液体密度典型的三提法测量液体密度，实验步骤应为实验步骤应为：用弹簧测力计测出小石块在空气中重用弹簧测力计测出小石块在空气中重 G ；用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力 F；用弹簧测力计测出小石块浸没在液体用弹簧测力计测出小石块浸没在液体 B 中受到的拉力中受到的拉力 F；则待测液体密度为则待测液体密度为 液液GFGF水水 第39页/共46页类型三浮沉法测量固体的密度3 3 小华家里有一个金属球，不知道是用何种小华

25、家里有一个金属球，不知道是用何种金属制成的，因此她决定用学过的物理知识测出金属球的密度。由于金属制成的，因此她决定用学过的物理知识测出金属球的密度。由于身边没有测量质量的工具，因此她找来了圆柱形容器、刻度尺和一个身边没有测量质量的工具，因此她找来了圆柱形容器、刻度尺和一个塑料小碗。把圆柱形容器放在水平桌面上并在其中装入适量的水，让塑料小碗。把圆柱形容器放在水平桌面上并在其中装入适量的水，让塑料小碗漂浮在水面上，此时容器内的水深为塑料小碗漂浮在水面上，此时容器内的水深为18 cm18 cm。当把金属球放。当把金属球放入容器内的水中时，容器内的水深为入容器内的水中时，容器内的水深为19.5 cm1

26、9.5 cm，如图，如图 甲所示。甲所示。现将金属球取出后放入塑料小碗中静止时，如图乙所示。乙图中的水现将金属球取出后放入塑料小碗中静止时，如图乙所示。乙图中的水面比甲图中的水面高面比甲图中的水面高 3 cm3 cm。已知：。已知：容器的内部底面积为容器的内部底面积为 400 cm400 cm2 2。则则金属球的密度是金属球的密度是 _kg/m_kg/m3 3。第40页/共46页 巧用浮沉法，没有量筒时用刻度尺也能测量固体密巧用浮沉法，没有量筒时用刻度尺也能测量固体密度。度。第41页/共46页解析解析 典型的浮沉法测量固体密度问题典型的浮沉法测量固体密度问题，因为需要利用塑料因为需要利用塑料小

27、碗使金属球漂浮小碗使金属球漂浮，所以测量初始液体体积时将塑料小碗放入水所以测量初始液体体积时将塑料小碗放入水中后再测量中后再测量。(1)塑料小碗漂浮在水面上时水体积为塑料小碗漂浮在水面上时水体积为 V1 h1S18 cm S；(2)金属球放入塑料小碗中静止时金属球放入塑料小碗中静止时，水面到达的刻度为水面到达的刻度为 V2(19.5 cm 3 cm)S；(3)金属球浸没在水里水面到达的刻度为金属球浸没在水里水面到达的刻度为 V319.5 cm S；则待测固体密度为则待测固体密度为：V2V1V3V1 水水，代入数据代入数据，得出结果得出结果。第42页/共46页北京专用北京专用类型四利用天平测量密度 用细线把小石块拴好，使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，小石块不接触烧杯第43页/共46页第44页/共46页解析解析 典型的利用天平测量固体密度实验题，典型的利用天平测量固体密度实验题，(1)用天平称出小石块的质量用天平称出小石块的质量 m1；(2)用天平称出烧杯和水的总质量用天平称出烧杯和水的总质量 m2；(3)用细线吊小石块使其浸没在天平上烧杯内的水中，不接触用细线吊小石块使其浸没在天平上烧杯内的水中，不接触烧杯，总示数为烧杯，总示数为 m3；则待测固体密度为则待测固体密度为 m1水水m3m2。第45页/共46页感谢您的观看。第46页/共46页