2023年中考物理一轮复习课件:第十一章 浮力(共54张PPT)

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2023年中考物理一轮复习课件:第十一章 浮力(共54张PPT)

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第十一章 浮 力
1. 定义:无论是液体还是气体,对浸在其中的物体都有①__________的托力,物理学中把这个托力叫做浮力。
2.浮力产生的原因:浮力是由于液体(或气体)对物体向上和向下的
②________产生的。即F浮=F向上-F向下。
3.影响浮力大小的因素
(1)影响因素:液体的③______和物体④________________。
(2)其他因素:与物体浸没在液体中的深度⑤____关。
认识浮力
竖直向上
压力差
密度
排开液体的体积

浸没在液体中的物体,受到液体对它向下的压力为4.9 N,受到液体对它向上的压力为19.6 N,则物体所受浮力大小为______N。
14.7
1. 内容:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
2.公式:F浮=⑥____=m排g=⑦_______,其中ρ液表示⑧____________,单位为kg/m3;V排表示⑨________________________,单位为m3。
3.适用范围:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
阿基米德原理
G排
ρ液gV排
液体的密度
物体排开液体的体积
充入气体后的飞艇的体积是1 500 m3,飞艇受到空气的浮力大小为
___________N。(取ρ空气=1.3 kg/m3,g=10 N/kg)
1.95×104
1. 物体的浮沉条件
物体的浮与沉
状态 浸没 部分浸入 浸没 浸没 浸没
上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底
运动状态 向上运动 静止在液面上 静止在液体内任意位置 向下运动 静止在容器底部
条件 F浮>G物 F浮=G物 F浮=G物 F浮⑩____ G物 F浮+F支=
G物
<
状态 浸没 部分浸入 浸没 浸没 浸没
上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底
ρ液与 ρ物的关系 (实心 物体) ρ液 ____ ρ物 ρ液 ____ ρ物 ρ液 ____ρ物 ρ液<ρ物 ρ液 ____ρ物
V排与V物 的关系 V排=V物 (露出水 面前) V排 ____ V物 V排=V物 V排=V物 V排=V物



<
<
状态 浸没 部分浸入 浸没 浸没 浸没
上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底
示意图
2. 浮沉条件的应用
(1)密度计
a.作用:测量液体密度的工具。
b.原理:物体漂浮时所受的浮力 ______重力。
(2)盐水选种:把种子放入浓度适宜的盐水中,干瘪、虫蛀的种子会上浮,饱满的种子会下沉。
(3)潜水艇:浸没在水中时受到的浮力不变,是靠改变 ____________来实现浮沉的。
(4)热气球:通过改变气球内气体的密度来实现升降。
等于
自身重力
1.我国第二艘055型万吨驱逐舰“拉萨号”,该舰满载时排水量为1.2万吨。当“拉萨号”满载航行时,受到水的浮力是__________N。舰上的直升机飞离甲板后,排开水的体积______(选填“变大”“不变”或“变小”)。(g取10 N/kg)
1.2×108
变小
2.如图,小明自制了一个潜艇模型,为了让悬浮在水中的潜艇模型上浮,小明应该________(选填“向右拉”或“向左推”)注射器的活塞;在潜艇模型露出水面前,潜艇模型所受浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
向左推
不变
常考命题点
1.实验原理:用称重法计算浮力F浮=__________。
2.实验方法:控制变量法。
3. 浮力的方向和大小判断:浮力的方向竖直向上;
弹簧测力计的示数变小,说明浮力变大。
探究浮力的大小与哪些因素有关
G-F示
4. 实验图像与分析
图甲:弹簧测力计的示数与物体浸入液体中的深度的关系。
图乙:浮力的大小与物体浸入液体中的深度的关系。
5. 物体在液体中所受浮力的大小与物体的重力无关。
6. 实验时选用不同的液体并进行多次实验是为了得到普遍的规律。
【实验结论】
7.浮力的大小与物体排开液体的体积、液体的密度有关,物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大;浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验,用弹簧测力计提着一个实心圆柱体A,图甲中a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10 N/kg )
(1)通过a、c两次实验可知,圆柱体A浸没在水中所受浮力大小是_____ N。
(2)(控制变量法)通过______两次实验,可以探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系。
(3)小丽又想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,她找来薄铜片、烧杯和水进行实验,
实验步骤如下。
步骤一:将铜片放入盛水的烧杯中,铜片下沉至杯底。
步骤二:将铜片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
小丽得出物体受到的浮力与其形状有关的结论。小丽得出错误结论的原因是__________________________________________。
0.5
c、d
实验过程中未控制铜片排开水的体积相同
(4)在利用某种液体进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图乙所示弹簧测力计读数与圆柱体A下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为__________kg/m3。
0.8×103
(5)图丙中能正确反映浮力F和圆柱体A浸入水中体积V关系的图像是___(圆柱体A未全部浸入)。
A
常考命题点
1.实验器材:弹簧测力计、溢水杯、小桶、物体、水、细绳等。
2.物体的选取要求:重力不能超过弹簧测力计的______、密度大于水且不吸水。
探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系
量程
3.正确使用溢水杯:溢水杯中的液体应达到溢水口,以保证物体排开的液体全部流入小桶。
4.更换大小不同的物体做实验:使实验结论具有________。
5.计算浮力和物体排开液体的重力,并比较大小。
普遍性
6.误差分析
(1)先将物体浸没在水中测拉力,再测物体的重力,物体沾水所测重力
______,则所测浮力______。
(2)先测小桶和物体排开液体的重力,再测小桶的重力,所测小桶沾水重力______,所测排开液体重力偏小,浮力______。
偏大
偏大
偏大
偏小
【实验结论】
8.浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。
某实验小组按照如图1所示的步骤,探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为_____N。
1.6
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小______它排开液体所受的重力;若溢水杯的水没有装满,则会导致本实验测量的F浮______G排。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)另一个实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸没在水中,其他步骤正确,则______(选填“仍能”或“不能”)得出与(2)相同的结论。
等于
大于
仍能
(4)若实验中发现F浮≠G排,造成这种结果的原因不可能是____(填序号)。
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
B
(5)某小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验,装置如图2所示。
①向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐变小,B的示数逐渐变大,且A、B示数的变化量______(选填“相等”或“不相等”);
②小组同学更换物体或者液体多次实验,目的是______________________________________。
相等
避免偶然性,使结论具有
普遍性
(6)小红从课外资料中了解到,庄子曾提出:如果水积得不够多,那么承载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与液体的多少有关。小红对庄子的说法产生疑问,于是做了以下实验。小红从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材,探究浮力大小是否和水的多少有关。小红先用弹簧测力计测出木块的重力(如图3A所示)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图3B所示)。然后她________________________________________________(填操作),发现木块仍然漂浮。经分析可知,木块两次受到的浮力都为_____N。从而得出木块漂浮时所受浮力大小与水的多少无关。
向烧杯内再加入一些水(或从烧杯内倒出一些水)
2.5
(同一物体放入同一液体中)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧测力计挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示。在铝块浸入水(未浸没)的过程中,溢水杯所受水的压力将______;铝块所受的浮力将______。(均选填“变大” “变小”或“不变”)
对浮力大小的判断
不变
变大
(不同物体放入同一液体中)(多选)如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是( )
A.容器底部受到水的压强关系:p甲B.小球受到的浮力关系:FAC.容器对桌面的压力关系:F甲=F乙D.小球的质量关系:mA=mBBC
(同一物体放入不同液体中)(多选)两个完全相同的烧杯中分别装有水和浓盐水,水的密度比浓盐水的密度小,将两个鸡蛋A和B分别轻放入水和浓盐水中,鸡蛋A下沉直至静止在烧杯底部,鸡蛋B悬浮在浓盐水中,如图所示,下列判断正确的是( )
A.鸡蛋A刚放入水中是加速下沉的
B.往浓盐水中加入水稀释后,鸡蛋B仍悬浮
C.如果鸡蛋A和B的体积相同、质量不同,则鸡蛋B排开液体的重力较大
D.如果鸡蛋A和B的质量相同、体积不同,则无法比较它们在各自液体中受到的浮力大小
AC
(不同物体放入不同液体中)如图所示,在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中,放入小球后两个容器中的液体深度相同,且A、C两球排开液体体积相同,B球在甲液体中悬浮,在乙液体中下沉,则下列说法错误的是
(  )
A.甲液体比乙液体对容器底的压强大
B.三个小球中密度最小的是C球
C.如果把A、C两球对调,A球在乙液体中可能下沉
D.A、C两球所受的浮力相等
D
状态 分析过程 静止 在不 同液 体中 的物体 同一 物体 ①浮力:根据浮沉状态判断;
②液体密度:根据浮力大小判断
质量 相同 的不 同物 体 ①浮力:重力相同,根据浮沉状态判断(漂浮、悬浮时F浮=G物,沉底时F浮②物体密度:根据体积大小判断;
③液体密度:根据浮沉状态判断(漂浮时ρ液>ρ物,悬浮时ρ液=ρ物,沉底时ρ液<ρ物)
(阿基米德原理法、称重法)如图甲所示,小明用弹簧测力计吊着一个重为3.6 N的实心圆柱体,将它竖直逐渐浸入水中,记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮,并画出如图乙所示的F浮-h图像。回答下列问题:
浮力的相关计算
(1)随着深度h的增大,弹簧测力计的示数______________。
(2)实心圆柱体下降的过程中,它的下表面受到水的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)圆柱体浸没后,弹簧测力计示数为_____N。
(4)圆柱体的体积为___________m3,实心圆柱体的密度为________kg/m3。(g取10 N/kg)
先变小后不变
变大
2.4
1.2×10-4
3×103
(平衡法、压力差法)如图所示,将一个长方体物块浸没在装有足够深水的容器中,恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8 N,下表面受到的压力为 3 N,则该物块受到的浮力大小为_____N;如果将物块再下移5 cm,则它受到的浮力将_____(选填“变大”“变小”或“不变”);该物块的重力为_____N。
1.2
不变
1.2
方法 阿基米德原理法 称重法
图示及公式 F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液
F浮=G物-F
方法 平衡法 压力差法
图示及公式 F浮=G物
F浮=F向上-F向下
1.(2022 遵义23题3分)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关核潜艇说法正确的是(  )
A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力大于自身重力
D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
对阿基米德原理的理解和应用
D
2.(2021 贵阳18题3分)如图所示,将生鸡蛋浸没在装有适量白醋的烧杯中,反应产生的气泡会附着在蛋壳表面,随着表面气泡的增加,鸡蛋慢慢上浮。请分析说明附着大量气泡的鸡蛋上浮的原因。(不考虑白醋密度和鸡蛋质量的变化)
物体的浮沉条件
答:气泡不断附着在蛋壳表面,整体(鸡蛋)V排增大,ρ液不变,由F浮=
ρ液gV排可知,F浮增大,G蛋不变,当F浮>G蛋时,鸡蛋上浮。[或气泡不断附着在蛋壳表面,整体(鸡蛋)V总增大,整体(鸡蛋)m不变,整体(鸡蛋)平均密度ρ减小,ρ液不变,当ρ<ρ液时,鸡蛋上浮。]
3. (2020 贵阳24题2分)如图所示,一空瓷碗漂浮在足够深的盛水容器中,现用筷子将空瓷碗缓慢地竖直压入水中并沉入容器底静止。请在图中的坐标上画出从开始压空瓷碗直至空瓷碗底接触容器底这一过程中,水对容器底的压强p随碗底位置s(碗底距离液面的高度)变化关系的大致图像。(下压过程碗口始终向上,不考虑筷子浸入水中的体积)
压强浮力综合
如答图所示。
4.(2021 遵义36题9分)一艘质量为2 000 t的货轮沉没在主航道60 m深的水底,相关部门派出满载排水量为4 000 t的打捞船进行打捞。经过现场勘探后得知沉船排开水的体积为1 500 m3,决定采用浮筒打捞法(利用充满水的钢制浮筒靠自重下沉,在水下充气将筒内水排出,借助浮力将沉船浮出水面)进行打捞。若打捞时所用钢制浮筒体积为200 m3,浮筒充气排水后的质量为30 t。求:(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)60 m深的水底受到水的压强;
解:60 m 深的水底受到水的压强
p=ρ水 g h=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×60 m=6×105 Pa;
4.(2021 遵义36题9分)一艘质量为2 000 t的货轮沉没在主航道60 m深的水底,相关部门派出满载排水量为4 000 t的打捞船进行打捞。经过现场勘探后得知沉船排开水的体积为1 500 m3,决定采用浮筒打捞法(利用充满水的钢制浮筒靠自重下沉,在水下充气将筒内水排出,借助浮力将沉船浮出水面)进行打捞。若打捞时所用钢制浮筒体积为200 m3,浮筒充气排水后的质量为30 t。求:(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(2)打捞船满载时受到的浮力;
解:根据阿基米德原理可得,打捞船在满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=4 000×103 kg×10 N/kg=4×107 N;
4.(2021 遵义36题9分)一艘质量为2 000 t的货轮沉没在主航道60 m深的水底,相关部门派出满载排水量为4 000 t的打捞船进行打捞。经过现场勘探后得知沉船排开水的体积为1 500 m3,决定采用浮筒打捞法(利用充满水的钢制浮筒靠自重下沉,在水下充气将筒内水排出,借助浮力将沉船浮出水面)进行打捞。若打捞时所用钢制浮筒体积为200 m3,浮筒充气排水后的质量为30 t。求:(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(3)要成功打捞沉船,至少需要多少个浮筒。
解:设需n个浮筒,则船和n个浮筒受到的浮力F浮=ρ水g(V船+nV筒),
船和n个浮筒受到的重力G总=(m船+nm筒)g,
成功打捞为上浮状态,则F浮>G总,
即ρ水g(V船+nV筒)>(m船+nm筒)g,
类型1 探究浮力的大小与哪些因素有关
5.(2022 毕节36题6分)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小丽将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中,实验过程和对应的实验数据如图甲、乙、丙、丁、戊所示。
浮力相关实验
(1)由图甲、丙可知,物体浸没在水中时,受到的浮力为___N。
(2)分析图甲、乙、丙可知,物体所受浮力大小与__________(选填“排开液体”或“物体”)的体积有关。
(3)分析图____________可知,物体所受浮力与它浸没在水中的深度无关。
1
排开液体
丙、丁、戊
类型2 浮力创新实验
6.(2019 贵阳27题9分)小明运用浮力的相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力秤”,其构造如图所示,在水平支架的左端固定刻度盘,支架横梁两端各固定一个滑轮,将一根无弹性的细线跨过两个滑轮,细线的一端悬挂秤盘,另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒(浮筒自重不计),在线的适当位置固定一根大头针作为秤的指针;把浮筒浸入装有适量水的水槽中。称量时,把待测物体放入秤盘后,指针下降浮筒上升。静止后,待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘的位置反映出来。
请你回答下列问题。(不计细线、秤盘、指针的质量以及线与滑轮间的摩擦)
(1)为了制作量程为1 kg的浮力秤,向秤盘添加1 kg的砝码,逐渐向空浮筒内加入细沙,当浮筒的____(选填“上”或“下”)表面刚好与水面齐平并保持静止状态时,在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。
【解析】(1)为了制作量程为1 kg的浮力秤,向秤盘添加砝码的最大质量为1 kg,此时细线对浮筒的拉力最大,向浮筒内加入细沙,则浮筒浸在水中的深度最小,可为0,故当浮筒的下表面刚好与水面齐平并保持静止时,在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线;

(2)取下砝码,当浮筒受到的____力和____力是一对平衡力时,浮筒能直立地浮在水面静止,此刻指针所指的位置应标定为零刻度线,再均匀地标定其余刻度线。
【解析】(2)取下砝码,细线对浮筒的拉力为0,当浮筒受到的压力和浮力是一对平衡力时,浮筒能直立地浮在水面上静止,此刻度线所指的位置应标定为零刻度线,再均匀地标定其余刻度线;


(3)若将质量为m(m<1 kg)的待测物体放在秤盘上,当浮筒静止时其下表面距水面的距离为h。若细沙的质量为M,浮筒的横截面积为S,水的密度为ρ水,请写出待测物体质量的表达式m=_____________。
【解析】(3)若将质量为m(m<1 kg)的待测物体放在秤盘上,重力为G=mg,对细线的拉力为T=mg,即细线对浮筒的拉力;若细沙的质量是M,当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h,浮筒的横截面积是S,水的密度为ρ水,根据阿基米德原理得,浮筒受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh,浮筒处于静止状态,根据力的平衡条件得F浮+T=Mg,即ρ水gSh+mg=Mg,则待测物体质量的表达式m=M-ρ水Sh;
M-ρ水Sh
(4)若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一圆柱形浮筒,细沙的质量和细线的长度等不变,则重新标定的刻度线与原刻度线相比发生的变化是______________(选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降”),请你分析带来这一变化的原因:______________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________。
零刻度线上升
当浮筒受到的压力和浮力是一对平衡力时,指针就指在零刻度线处,根据题意,要使浮力不变,即V排不变,根据V=Sh知,当浮筒横截面积变小时,h变大,则零刻度线会上升
【解析】(4)当浮筒受到的压力和浮力是一对平衡力时,指针指在零刻度线处,根据题意,要使浮力不变,即V排不变,根据V=Sh得,当浮筒横截面积变小时,h变大,则零刻度线会上升。

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