第06讲 浮力基础-2023年中考物理重点核心知识点专题讲练(全国通用)(解析版).docx
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1、第06讲 浮力基础(解析)类型一:浮力及其产生原因1.浮力: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:竖直向上,施力物体是液(气)体。3.浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差就是浮力。 【例1】如图所示,把一个底面积为S的长方体浸没在密度为的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2。则此长方体所受到的浮力的方向是_;其受到的浮力的大小是_(用题中给的字母写出表达式)。【答案】 竖直向上 g(21)S【详解】1由图知,该长方体周围四个面的平均深度相同,则受到液体的压强相同,由F=pS可知,该长方体周围四个面受
2、到的压力相等,可以相互抵消;下表面比较深,所受的液体压强大于上表面所受的液体压强,且上下表面的面积相同,由公式F=pS可知,长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力,即物体上、下表面存在压力差,用下表面所受液体的压力减去上表面所受液体的压力就等于浮力,故浮力的产生原因是:上、下表面存在压力差,浮力的方向总是竖直向上的。2由液体压强公式p=g及压强公式p=FS可得,长方体上表面受到液体的压力F1p1Sg1S长方体下表面受到液体的压力F2=p2S=g2S上、下两表面受到的压力差为浮力大小F浮=F2-F1=g2S-g1S=gS(2-1)1(2020广西百色统考中考真题)下列物体中,不受浮力作
3、用的是()A在水中下沉的铁块B在水中的桥墩C浮在水面上的轮船D空中上升的气球【答案】B【详解】ACD在水中下沉的铁块和浮在水面上的轮船受到液体的浮力,空中上升的气球,受到气体的浮力,故ACD不符合题意;B桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用,故B符合题意。故选B。2(2019山东济南统考中考真题)如图所示,是一位先生巧用物理知识借助气球将帽子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关键知识是()A惯性B浮力C动能D效率【答案】B【详解】由题意可知,此过程中应用的关键知识是空气对气球和帽子有浮力作用,当空气和帽子受到的浮力大于自身重力,使帽子上升
4、到楼上。故选B。3(2019广西百色统考中考真题)下列有关压强与浮力知识的说法正确的是()A马德堡半球实验证明了液体内部具有压强B利用托里拆利实验可以测出大气压的值C浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体不受浮力作用D升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理相同【答案】B【详解】A马德堡半球实验证明了大气压的存在,选项不符合题意;B托里拆利最早精确地测出了大气压的值,选项符合题意;C不论物体漂浮在水面上,还是沉入水里,均受到浮力的作用,选项不符合题意;D飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理;热气球升空利用的是物体的浮沉条件,所以飞机机翼的升力和热气球的升
5、力产生的原理不相同,选项不符合题意4(2018广西河池中考真题)如图甲所示,水平桌面上盛满水的容器中放有一个钢珠。把木块轻轻放入容器中,木块静止时如图乙所示。以下说法正确的是()A钢珠不受浮力作用B木块受到的浮力大于钢珠受到的浮力C两图中容器对桌面的压强相等D两图中水对容器底的压强不相等【答案】C【详解】A钢珠浸没在水中,排开了一定体积的水,会受浮力作用,故A错误;B由F浮=gV排可知,浮力与液体密度和排开水的体积有关,因不知道木块和钢珠排开水的体积关系,故无法比较木块和钢珠受到的浮力关系,故B错误;C两图中容器对桌面的压力等于容器、水和物体的总重力;根据阿基米德原理分析,乙图中减少的水的重力
6、,即为木块排开水的重力,而木块漂浮,则F浮=G木,所以G木=G排,即木块的重力等于排开水的重力(即溢出水的重力);则两图中容器对桌面的压力相等,底面积相同,由p=FS可知,两图中容器对桌面的压强相等,故C正确;D已知容器中装满水,把木块轻轻放入容器中,虽然有水溢出,但水的深度不变,由p=g可知,两图中水对容器底的压强相等,故D错误;故选C。5(2022四川广安统考一模)如图所示,2021年12月9日下午15:40“天宫课堂”时隔8年再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶富光在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。如图是演示“浮力消失”实验的情景。下列说法中正确的()A乒乓球不受浮
7、力B乒乓球在水中静止时所受的重力与浮力平衡C乒乓球下表面所受的压力大于上表面所受的压力D若此时在水中放一个实心铁球,铁球会沉入水中【答案】A【详解】在太空中,物体都处于失重状态,没有受到重力的作用,乒乓球在水中静止时,它的上下表面都没有受到水的压力,所以它不受浮力的作用;若此时在水中放一个实心铁球,由于铁球处于失重状态,没有受到重力的作用,那么它不会沉入水中。故选A。6(2022湖北黄冈统考中考真题)如图所示,欢欢同学把一只苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是()A在下沉的过程中,苹果受到水的压强不变B在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小C在水面
8、漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力D在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上【答案】D【详解】A在下沉的过程中,苹果所处液体深度变大,苹果受到水的压强变大,故A错误;B在下沉的过程中,苹果排开水的体积不变,液体密度不变,由阿基米德原理可知苹果受到水的浮力不变,故B错误;C在水面漂浮时,苹果受力平衡,苹果受到的浮力等于它受到的重力,故C错误;D物体不管处于何种浮沉状态,所受浮力的方向总是竖直向上的,故D正确。故选D。7(2022新疆乌鲁木齐统考三模)将两个相同的物体放入甲、乙两个容器内中央位置,同时等量缓慢地向甲、乙容器中注水,假设物体密度小于水且注水过程中物体不会倾倒,则()A甲容器中
9、的物体先浮起B乙容器中的物体先浮起C甲、乙容器中的物体同时浮起D都有可能【答案】B【详解】两个相同的物体的重力相同,放入甲、乙两个容器内中央位置,因甲容器底面积大,故同时等量缓慢地向甲、乙容器中注水,同一时刻,乙容器中水的深度大于甲容器中水的深度。根据p=g,同一时刻,乙中物体底部受到液体产生的压强大,由压强公式有F=pS当液体产生的向上的压力(即浮力)刚好等于重力时,物体开始上浮,因两物体底面积相同,故乙容器中的物体受到的浮力先等于重力,故乙容器中的物体先浮起,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。8(2017山东滨州统考中考模拟)请你在下图中画出静止在水中的小球所受力的示意图。【答案】【
10、详解】小球在水中处于静止状态,受重力G和浮力F浮,二力是一对平衡力,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,两力的大小相等,两个力的作用点画在小球的重心。如图所示:9(2022上海浦东新统考模拟预测)根据浮力产生的原因:设想有一个浸没在液体中高为h、截面积为S的圆柱体,它的侧面受到的各个方向液体的压力相平衡;下表面受到液体向上的压力F2比上表面受到液体向下的压力F1大,如图(a)所示。因此:F浮=F2F1=p2Sp1S=液g2S液g1S=液g(21)S=液gS=液gV上述推理中,p2表示的意思是_。太空中的中国空间站处于微重力状态,物体所受的重力都可以忽略不计。在空间站中,液体内部由于液体所受重力
11、而产生的_也可以忽略不计,因此,上述浮力推导过程中,等号_(选填“成立”或“不成立”)。当宇航员王亚平在太空授课时,把一个乒乓球用塑料棒压入水杯中,如图(b)所示,当撤去塑料棒后,乒乓球将_(选填“会”或“不会”)浮出水面。【答案】 液体对圆柱体下表面向上的压强 压强 不成立 不会【详解】1由题意可知,F2表示下表面受到液体向上的压力,由F=pS可知,压力等于压强乘以横截面积,故p2表示的意思是液体对圆柱体下表面向上的压强。2液体在太空中处于“失重”状态,上下几乎没有压力,故液体内部由于液体所受重力而产生的压强也可以忽略不计。3 等号中用到了g,太空中处于“失重”状态,g几乎等于0,故等号不成
12、立。4太空中,乒乓球的重力可以忽略,乒乓球处于静止状态,不受浮力的作用,故乒乓球不会浮在水面。10(2022浙江杭州校考一模)如图为小金同学在家完成趣味小实验时的场景,将一个矿泉水瓶的瓶底剪掉,倒置后放入一个乒乓球堵在矿泉水瓶的瓶口(矿泉水瓶口小于乒乓球),向矿泉水瓶中倒入水,发现乒乓球并没有在水中浮起来。请帮小金分析其原因:_。当小金用手掌封住正在漏水的下端瓶口时,乒乓球迅速上浮,在乒乓球上浮但未浮出水面的过程中,乒乓球受力 _(填“平衡”或“不平衡”)。【答案】 乒乓球受到重力和水对它向下的压力 不平衡【详解】1当有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,乒乓球下面的水向下流,下表面受到的压力为
13、0,上表面受到的水的压力不为0,受到的合力方向向下,所以乒乓球受到重力和水对它向下的压力,所以不能上浮。2用手堵住瓶颈的出水口,水继续流下并注满瓶颈后,乒乓球浸没水中,乒乓球受到的浮力(上下表面产生了压力差)大于重力,所以乒乓球将上浮,受力不平衡。类型二:称重法侧浮力我们对在液体中的物体进行受力分析,在竖直方向上物体受到:竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F和竖直向上的浮力F浮,且物体在竖直方向上静止,因此受到的是平衡力。所以有F浮+F=G故有F浮=G-F【例2】如图所示,根据实验现象可知:物体所受到的重力为_N,物体受到的浮力为_N,物体排开水受到的重力为_N。【答案】 4 1 1【详解】1由
14、题图示可知,物体的重力:G=4N。2物体在水中时测力计的示数:F=3N,物体受到的浮力F浮=G-F=4N-3N=1N3根据阿基米德原理原理可知G排= F浮=1N11(2022广西河池统考中考真题)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是()A石块在水中受到的浮力方向竖直向下B石块在水中受到的浮力大小为1.0NC石块浸没在水中时,排开水的体积为1.210-4m3D丙图中盐水的密度为1.1103kg/m3【答案】B【详解】A石块浸没在水中后,弹簧测力计对石块的拉力变小了,说明石块受到竖直向上的浮力,故A错误;B由图甲可知,物体的重力G=2N,由
15、图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F拉=1N,则石块在水中受到的浮力为F浮=G-F拉=2N-1N=1N故B正确;C石块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为V排=F浮水g=1N1103kg/m310N/kg=110-4m3故C错误;D物体的重力G=2N,由图丙可知,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数F拉=0.8N,则石块在盐水中受到的浮力为F浮=G-F拉=2N-0.8N=1.2N根据阿基米德原理可知,盐水的密度为盐水=F浮gV排=1.2N10N/kg110-4m3=1.2103kg/m3故D错误。故选B。12(2022湖南株洲统考中考真题)在“测量浮力大小”的实验中,由图甲
16、可知金属块受到的重力是_N,现将金属块完全浸没到水中,弹簧测力计的示数变为如图乙所示,则金属块受到水的浮力是_N。【答案】 1.4 0.4【详解】1由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数F1.4N,此时金属块处于空气中,由二力平衡条件可得,金属块受到的重力GF1.4N2由图乙可知,金属块浸没时弹簧测力计的示数F1.0N,即金属块受到的拉力为1.0N,则金属块受到水的浮力F浮G-F1.4N-1.0N0.4N13(2022湖北荆州统考中考真题)一个边长为10cm的实心正方体(不吸水)重15N,将其悬挂在弹簧测力计上并完全浸没在水中静止时,烧杯内水的深度为25cm,如图所示。烧杯内的水对杯
17、底的压强为_Pa,弹簧测力计的示数为_N。(水=1.0103kg/m3,g=10N/kg)【答案】 2500 5【详解】1由题意可知,烧杯内水的深度h=25cm=0.25m所以烧杯内水对杯底的压强为p=g=1.0103kg/m310N/kg0.25m=2500Pa2因为正方体的边长为10cm,所以该正方体的体积为V=(10cm)3=1000cm3=1.010-3m3因为正方体浸没在水中,所以正方体排开水的体积为V排=V=1.010-3m3所以正方体浸没在水中时,受到的浮力为F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg1.010-3m3=10N由称重法可知,弹簧测力计的示数为F=G-F浮=
18、15N-10N=5N14(2022广西百色统考中考真题)用弹簧测力计悬挂重为5.4N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为_N,物体的体积为_m3。(水=1.0103kg/m3)【答案】 2 210-4【详解】1由题意可得,物体静止,即处于平衡状态,物体在竖直方向上受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和拉力,这三个力的合力为0,所以可得F浮=GF拉=5.4N-3.4N=2N2由图可知,物体处于浸没状态,即V物=V排,所以根据公式F浮=液gV排可得,物体的体积为V物=V排=F浮水g=2N1.0103kg/m310N/kg=210-4m315(2022江苏淮安统考中
19、考真题)如图所示,用量程 0 5N 的弹簧测力计,测量未知液体的密度。根据图中读数可知,物块浸没水中受到的浮力是_N, 未知液体的密度为_g/cm3。将图中弹簧测力计刻度用密度值标注,制成弹簧密度计,物块浸没待测液体中,可直接读得待测密度值,则此密度计的测量范围是_。(水 1 103kg/m3)【答案】 2N 1.2103kg/m3 0g/cm3液未知55Fg/cm3(F为物体浸没在水中时弹簧测力计的示数)【详解】1从图中可知物体受到重力为4N,物体完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数为2N,根据称重法可得,物体完全浸没在水中受到的浮力为F浮=4N-2N=2N再根据阿基米德原理可得物体体积为V=
20、F浮水g=2N1.0103kg/m310N/kg=210-4m32根据称重法可知在未知液体中物体受到的浮力为F浮=4N-1.6N=2.4N再根据阿基米德原理可得F浮=2.4N=未知gV=未知10N/kg210-4m3由此可得未知=1.2103kg/m33用细线将物体系好,挂在弹簧测力计上可测得重力为G,再分别放到水中和待测液体中,示数分别是F和F,由此可得出在水中和待测液体中物体受到的浮力分别是F浮水=G-F=水gV排水F浮未知=G-F=液未知gV排未知所以V排水=GF水g=V排未知=GF液未知g所以液未知=(GF)水GF由于水=1g/cm3,故未知液体的密度可写成液未知=(GF)GFg/cm
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