资源简介 考点17 浮力、阿基米德原理1.了解浮力产生的原理。 2.会进行浮力的相关计算。 3.理解影响浮力大小的因素。 4.掌握阿基米德原理。一、浮力 (1)定义:浸在液体(或气体)中的物体会受到向上的力,这个力叫做浮力。 (2)浮力的施力物体是液体(或气体),方向是竖直向上。 (3)浮力产生的原因:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)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F浮=F上–F下。 注意:若物体下部没有液体则物体不受浮力作用。例如插入河底淤泥中的木桩和已粘在杯底上的铁块都不受水的浮力。浸在气体中的物体也受到气体对它竖直向上的浮力,但一般情况下不考虑气体对物体的浮力。 二、决定浮力大小的因素 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关;还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关。 注意:弹簧测力计下挂着一个物体,当物体逐渐浸入水中时,弹簧测力计的示数逐渐减小,物体受到的浮力逐渐增大。将一个空心的金属球浸没在水中并上浮,随着露出水面的体积逐渐增大时,球所受的浮力将逐渐变小,球所受的重力不变,当球浮在水面静止时,所受浮力和它的重力相等。 三、浮力的计算 1.称重法:把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数为G,再把物体浸入液体中,记下弹簧测力计的示数F,则F浮=G–F。 2.原理法(根据阿基米德原理):利用阿基米德原理,F浮=G排=m排g=ρ液gV排,普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。 3.漂浮或悬浮条件:物体漂浮或悬浮时,物体处于平衡状态:F浮=G。 注意:(1)计算浮力时,可以依据物体所处状态和题目已知条件选择适当的方法来计算; (2)将阿基米德原理与物体漂浮、悬浮条件结合在一起来计算浮力大小; (3)漂浮、悬浮的物体F浮=G排=G物,m排=m物。 四、阿基米德原理 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。 (1)实验器材:溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶。 (2)实验步骤: ①如图甲所示,用测力计测出金属块的重力; ②如图乙所示,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数。同时,用小桶收集物体排开的水; ③如图丙所示,测出小桶和物体排开的水所受的总重力; ④如图丁所示,测量出小桶所受的重力。 结论1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2.公式: 注意:在应用阿基米德原理时应注意:①“浸在”包含两种情况:一是物体有一部分浸在液体中,此时V排=V浸入计算浮力的基本方法 1.用弹簧测力计测浮力即称量法:把物体挂在弹簧测力计上,记下其在空气中弹簧测力计的示数F1=G(G是物体受到重力),再把物体浸入液体,记下弹簧测力计的示数F2,则物体在液体中受到的浮力F浮=F1-F2 2.用浮力产生的原因求浮力即压力差法:浸没在液体中的物体受到液体向上的压力为F1,向下的压力为F2,则物体受到液体对其向上的浮力F浮=F1-F2 3.用漂浮或悬浮的条件求浮力即平衡法:物体漂浮或悬浮在液体中时,均有F浮=G。G为物体自身的重力,F浮为液体对物体的浮力。 4.用阿基米德原理求浮力即公式法:F浮=G排或F浮=ρ液 V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用)。【母题1】(真题来源:景县期末)如图所示,体积相同的两圆锥体浸入水中,则两圆锥体受到的水的压力差相比 A.底面朝下的锥体受到的压力差较大 B.底面朝上的锥体受到的压力差较大 C.一样大 D.无法确定 【分析】由图可知,底面朝下和底面朝上两种浸法排开液体的体积关系,利用可判断两种情况下锥体受到水的浮力的大小;浮力大小等于液体对物体上下两个表面的压力差。 【解答】解:由图可知,底面朝下和底面朝上两种浸法排开液体的体积相同,由可知,两种情况下椎体受到水的浮力的大小相同,由浮力产生的原因可知,受到水的上下压力差的大小相同。 故选:。1.(真题来源:永年区校级期末)关于浮力,下列说法中正确的是 A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力B.只要下沉的物体就不会受到浮力C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加竖直向上的浮力D.浮力的方向不一定都是竖直向上的【分析】(1)浸没在液体(或气体)中的物体,若受到的重力大于浮力,物体下沉;若受到的重力小于浮力,物体上浮;若受到的重力等于浮力,物体悬浮;(2)浮力产生的实质:浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差就是物体受到的浮力;(3)浮力的方向一定是竖直向上的。【解答】解:、在液体中悬浮和下沉的物体也受到浮力,故错误;、下沉的物体也受到浮力,物体之所以下沉,是因为受到的重力大于浮力,故错误;、一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触),都受到液体对它施加的竖直向上的浮力,故正确;、浮力的方向一定都是竖直向上的,故错误。故选:。2.(真题来源:石家庄期末)2021年12月9日下午 “天宫课堂”时隔8年再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富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。下列说法中正确的是 A.乒乓球不受浮力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【分析】太空中属于失重状态;浮力产生的原因是浸入水中的物体受到液体对物体上下表面的压力差。【解答】解:在太空中,物体都处于失重状态,乒乓球在水中静止时,没有受到水的压力,所以不会受到浮力,即乒乓球没有受到力;在水中放一个实心铁球,由于铁球处于失重状态,铁球不会沉入水底,故正确,错误。故选:。3.(真题来源:承德县期末)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头 A.受到水的压力,没有受到水的浮力B.受到水的压力,也受到水的浮力C.没有受到水的压力,但受到水的浮力D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力(适用于气体和液体),浮力的方向总是竖直向上的。【母题2】(真题来源:石家庄期末)水平桌面上有甲、乙两个相同的圆柱形薄壁溢水杯,且分别装满水和酒精。将小球分别放入溢水杯中,小球静止时从甲溢水杯中溢出水,从乙溢水杯中溢出酒精,如图所示。已知溢水杯的底面积为,,,取。下列说法中正确的是 A.小球 的质量为 B.小球 的体积为 C.小球 静止在水中时,水对甲溢水杯底的压强增加 D.小球 静止在酒精中时,乙溢水杯对桌面的压力增加 【分析】、已知溢出水和酒精的质量,根据密度公式计算小球排开水和酒精的体积,根据阿基米德原理计算小球在水和酒精中受到的浮力,比较确定小球在水和酒精中的浮沉情况;根据小球的浮沉情况得出小球的质量和体积; 、由于甲溢水杯中的水原来是装满的,小球静止在水中时,甲溢水杯中的水深度不变,根据分析水对甲溢水杯底的压强变化情况; 、小球在酒精中沉入酒精底部,此时乙溢水杯对水平桌面增加的压力大小等于小球的重力减去溢出酒精的重力,由此可求出乙溢水杯对桌面增加的压力大小。 【解答】解:、小球排开水的体积为:,小球在水中受到的浮力为:, 小球排开酒精的体积为:,小球在酒精中受到的浮力为:, 综上可知,小球两次受到的浮力大小之比为:, 排开液体的体积之比为:, 所以小球静止时,在水中漂浮,在酒精中沉底, 小球漂浮时,受到的浮力等于小球的重力,即:,则有:,故错误; 小球浸没在酒精中,排开酒精的体积等于小球的体积,所以小球的体积为:,故错误; 、由于甲溢水杯中的水原来是装满的,小球静止在水中时,甲溢水杯中的水深度不变,根据可知,水对甲溢水杯底的压强不变,故错误; 、小球在酒精中静止时沉底,乙溢水杯对桌面的压力变化量为:△,故正确。 故选:。1.(真题来源:永年区校级期末)体积相同的铅球、铜块和木块浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是 A.铅球受到的浮力最大 B.木块受到的浮力最大C.铜块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大【分析】根据阿基米德原理的推导公式可知,浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关。【解答】解:由图可知,铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,因物体浸没时排开液体的体积相等,所以,体积相同的铅球、铜块和木块排开液体的体积相等,由可知,它们受到的浮力一样大。故选:。2.(真题来源:长安区校级月考)把一金属块浸没在盛满水的杯中时,从杯中溢出的水,若将该金属块浸没在盛满酒精的杯中时,从杯中溢出酒精的质量是 A. B. C. D.【分析】金属块在水中受到的浮力等于它排开的水的重力,根据浮力公式可求金属块的体积;浸入酒精后,金属块的体积不变,根据公式可求在酒精中受到的浮力,也就是排开酒精的重力,进一步求出溢出酒精的质量。【解答】解:金属块在水中受到的浮力,由可得,金属块的体积:,,溢出酒精的重力,溢出酒精的质量。故选:。3.(真题来源:沧州期末)下列关于浮力的说法中正确的是 A.浮力的大小等于物体排开液体的质量B.浮力的方向是垂直于物体的下表面C.浮力的施力物体是气体或液体D.排开液体的体积越大,浮力也越大【分析】(1)浸在液体或气体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于该物体排开液体或气体受到的重力;(2)浮力与液体或气体的密度和排开液体或气体的体积有关。【解答】解:、浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于该物体排开液体受到的重力,故错误;、浮力的方向是竖直向上的,故错误;、浸在液体或气体中的物体受到竖直向上的浮力,则浮力的施力物体是气体或液体,故正确;、浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,因此,排开液体的体积越大,浮力并不一定就越大,故错误。故选:。4.(真题来源:永年区校级月考)小鹭两手分别拿着一个小乒乓球和一个大石块浸没在水中。同时松手,发现小乒乓球上浮,大石块下沉,两者所受浮力较大的物体是 A.小乒乓球 B.大石块 C.一样大 D.无法确定【分析】大石块的体积大于小乒乓球的体积,浸没时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理比较两者所受浮力的关系。【解答】解:根据题意可知,大石块的体积大于小乒乓球的体积;浸没在水中时,大石块排开水的体积大于小乒乓球的体积,由可知,大石块受到的浮力大于小乒乓球受到的浮力。故选:。 展开更多...... 收起↑ 资源预览