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2024浙江省中考科学
复习课件
第18讲　浮力
浮力(八上教材P11)
1．定义：浸在液体(或气体)中的物体，受到液体(或气体)向______托的力称作浮力。
2．产生原因：浸没在液体(或气体)中的物体，其________表面受到液体(或气体)对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。
(F向上>F向下)
3．方向：如图所示，浮力的方向总是_____________。
4．施力物体：液体(或气体)。
上
上、下
竖直向上
阿基米德原理(八上教材P12)
1．内容：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的________。
2．公式：
F浮＝G排液＝ρ液gV排
重力
3．适用范围：液体、气体。
4．阿基米德原理的理解
(1)“浸在液体中的物体”包含两种状态：a.物体浸没在液体里V排＝V物；b.物体的一部分浸入在液体里V排＜V物。
(2)F浮＝G排表示受到的浮力大小等于被排开的液体所受的重力大小。
(3)由F浮＝G排＝ρ液gV排可知，浮力的大小只跟液体的密度和被排开液体的体积有关，跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度等因素无关。
物体浮沉条件(八上教材P14)
1．物体在液体中的浮沉条件(取决于F浮与G物的大小)
>
>
<
<
＝
＝
＝
＝
＞
＜
＝
＜
＝
2．沉浮条件的应用：潜水艇是通过改变___________来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的_______条件，其刻度是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是物体的_______条件。
自身重力
漂浮
悬浮
有关浮力的分析与计算
1．直接运用阿基米德原理：F浮＝G排＝__________。
2．称重法：F浮＝________，其中F′为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
注意：称重法分析浮力时需注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。
3．平衡条件法：__________，一般用于物体在液体中处于悬浮或漂浮状态的计算。
ρ液gV排
G物－F′
F浮＝G排
1．物体漂浮、悬浮类浮力相关计算
例1　小金学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤。他将一段密度为0.5×103 千克/米3，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立水中，如图所示。这段木料长为40厘米，横截面积为0.1米2，其上表面可以作为秤盘(g取10牛/千克)。问：
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里？
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少？
2．注水、排水类浮力相关计算
例2　如图所示，将密度为0.6 克/厘米3、高度为10 厘米、底面积为20 厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中，并向容器内加水。(g取10 牛/千克)
(1)当水加到2 厘米时，求圆柱体对容器底的压力大小。
(2)继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力
为0时，求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。
解：(1)以圆柱体为研究对象进行受力分析：
F支＝G物－F浮＝ρ物gV物－ρ水gV排＝(ρ物h物－ρ水h浸)gS柱＝(0.6×103千克/米3×0.1米－1.0×103千克/米3×0.02米)×10牛/千克×20×10－4米2＝0.8牛，
∵容器底对圆柱体的支持力和圆柱体对容器底的压力是一对相互作用力，
∴圆柱体对容器底的压力F压＝F支＝0.8 N。
变式　有一足够大的水池，在其水平池底中竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积为0.8 m2，高5 m，密度为0.7×103 kg/m3。(g取10 N/kg)
(1)未向池内注水时，圆木对池底的压力和压强分别为多大？
(2)向水池内缓慢注水，在水位到达1 m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大？
(3)当向水池内注水深度达到4 m时，圆木受到的浮力又为多大？
1．(2023，绍兴)2023年3月，“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务，搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化，潜水器在海面下下潜的过程中( )
A．浮力不变，压强变大
B．浮力变大，压强变大
C．浮力变大，压强不变
D．浮力不变，压强不变
A
浮力大小的判断
2．完全相同的甲、乙两个容器内都装满水。静止于水中的A、B两个实心小球体积相同、材料不同，其中A球沉底，B球漂浮，如图所示。则下列说法正确的是( )
A．两个小球的密度相同
B．两个小球所受浮力相同
C．水对两个容器底部压强相同
D．两个容器对桌面压力相同
C
3．(2022，丽水)2022年5月15日，我国自主研发的“极目一号”III型浮空艇从科考基地上升到海拔9032米，创造了大气科学观测世界纪录。
(1)上升过程中，以地面为参照物，浮空艇是_________的。
(2)该浮空艇是软式飞艇，上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变。上升过程中，该艇受到的浮力________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
运动
4．如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入相同的甲、乙两杯水中，静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力__________乙杯中橡皮泥所受的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)，_________杯中水面升高得多。
小于
乙
浮力相关实验
5．(2021，金华)某校“制作浮力秤”项目研究小组，制成如图所示浮力秤。使用过程中，发现称量范围较小，有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时F浮＝G物的原理工作的；浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系？
【方案设计】
器材：悬挂式电子秤、金属块(4.0 N)、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤：①将金属块挂在电子秤下，读取电子秤示数并记录；
②将金属块浸没在盛水的烧杯中，读取电子秤示数并记录，然后取出金属块擦干；
③按照步骤②的操作，换用不同密度的溶液，多次重复实验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液/g·cm－3 － 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉/N 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮/N － 0.4 0.5 x 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
(1)表格中x的数据是________。
(2)实验过程中，除步骤①外，其余每一次测量，金属块都需要浸没，其目的是______________________________________。
(3)小组同学对实验数据进行了分析讨论，认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是：_______________
__________________。
【得出结论】……
【知识应用】(4)根据以上探究，写出一种增大浮力秤称量范围的方法___________________________。
0.6
控制金属块排开的液体的体积相同
金属块碰到
换用密度比水大的液体
烧杯底部
6．小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对应的烧杯壁作一标记线，读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)为______牛；再把金属块竖放浸入同一杯水中，当___________________时，读出弹簧测力计示数F乙(如图乙)。比较发现F乙＝F甲，小敏得出：浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时，金属块底部受到水的压
强p甲_______p乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。
1.6
水面与标记线相平
小于
物体浮沉条件的应用
7．(2021，绍兴)如图所示，已知鸡蛋的质量为55克，体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底(图甲)；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮(图乙)；继续溶解食盐，最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A．图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B．图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C．图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D．图中三种状态下浮力的大小关系是
F甲＜F乙＜F丙
B
8．(2022，湖州)两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙，用质量不计的细线连接，轻轻放入某液体中，静止后悬浮，细线处于绷紧状态，如图所示。则( )
A．甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B．甲的密度与液体的密度相等
C．如果将细线剪断，甲、乙再次静止后，
容器底部受到的压力大小不变
D．如果将细线剪断，甲、乙再次静止后，容器底部受到液体的压强不变
C
9．(2022，舟山)学习了物体的浮沉条件后，小舟做了如下实验：在两个薄气球中加满温水，扎紧后剪去多余部分，分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重，放手后两气球的运动情况是( )
A．冷水、热水中都下沉
B．冷水中下沉，热水中上升
C．冷水、热水中都上升
D．冷水中上升，热水中下沉
D
10．(2022，宁波)2022年4月28日，“巅峰使命”珠峰科考全面启动。5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”III型浮空艇从海拔4300 m的科考营地顺利升空，4点40分达到海拔9032 m，超过珠峰8848.86 m的高度，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。(g取10 N/kg)
(1)该浮空艇总质量约2625 kg，它受到重力的大小约为________N。
(2)已知海拔4300 m处的空气密度约为0.8 kg/m3。如图所示，该浮空艇在营地升空前体积达9060 m3，此时浮空艇受到的浮力大小约为___________N。
(3)“极目一号”浮空艇内部有三层：上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多)，中间隔开，下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要_________(选填“上浮”或“下降”)的时候，可以用上层的氦气排出下层的部分空气，以此改变自身重力，同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
上浮
72480
26250
有关浮力的计算
11．物块在空气中和浸没在水中时，弹簧测力计示数如图所示。下列判断正确的是(g取10牛/千克)( )
A．物块受到的浮力是1牛
B．物块的体积是2×10－4米3
C．物块的密度是3×103千克/米3
D．物块浸没在水中时，所受浮力随深度
增加而增大
B
12．(2021，丽水)如图是小科自制的简易水陆两栖车模型，整
“车”质量0.1 kg。(g取10 N/kg)
(1)接通电路后，尾部叶片转动，推动车子向前，这说明物体间力的作用是_________的；
(2)当它在水中处于漂浮状态时，受到的浮力为_____N。
相互
1
13．(2023，温州)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道：用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段，用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中；用拖船牵引至指定位置，向管段中的水箱注水使其下沉(如图)；对下沉的多个管段进行依次连接，拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时，若速度为2千米/时，拖运距离为3千米，需要________小时。
1.5
(2)图中，当往水箱中注水的质量为6×104千克时，管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3，则注水前管段与水箱的总质量为多少千克？(海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关？__________________________
_____________________。
海水的密度、海底深度、
隔墙面积等有关
14．(2022，杭州)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1 cm)，制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示，质量为1440 g。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强。
(2)合金板的密度。
(3)将盒子开口朝上，缓慢放入水中，当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深)，盒子稳定后在水中的浮沉情况为________(选填“漂浮”或“沉底”)，通过计算说明理由。
(3)沉底；盒子受到的最大浮力F浮＝ρ水gV浮＝
1.0×103 kg/m3×10 N/kg×720×10－6 m3＝7.2 N，
G盒＝m盒g＝1.44 kg×10 N/kg＝14.4 N，F浮盒子在水中沉底。
15．(2023，杭州)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示，氦气球内充满氦气，下端连接吊篮，在吊篮底端有一根缆绳，通过缆绳来控制氦气球的升降。氮气球的体积为6000 m3
(不计球壁的厚度)，ρ氦气＝0.18 kg/m3，ρ空气＝1.29 kg/m3，g取10 N/kg。
(1)氦气球内氦气的质量是多少？
(2)氦气球在缆绳控制下，匀速竖直上升150 m，
用时300 s，则氦气球上升的速度是多少？
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为4×104 N，现有总质量为1740 kg的乘客，乘坐氦气球匀速竖直升空，缆绳处于竖直状态，此时缆绳对吊篮的拉力为多大？(不计吊篮及乘客在空气中的浮力，不计空气阻力)
(3)F浮＝ρ空气gV＝1.29 kg/m3×10 N/kg×6000 m3＝7.74×104 N，G总＝G球＋G人＝G球＋m人g＝4×104 N＋1740 kg×10 N/kg＝5.74×104 N，F拉＝F浮－G总＝7.74×104 N－5.74×104 N＝2×104 N。
答：此时缆绳对吊篮的拉力为2×104 N。
探究影响浮力大小的相关因素
一、提出问题
浮力的大小跟哪些因素有关？
二、建立猜想
浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度、物体排开液体的体积、液体的密度有关。
三、实验设计与实施
实验1：探究浮力大小与物体浸在液体中的体积是否有关
改变：物体浸在液体中的体积
控制：物体浸没的深度、液体的密度相同
操作：
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F1，即G物＝F1。
(2)将同一物体一部分浸入水中，物体不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为F2。
(3)增大物体浸入在水中的体积，物体不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为F3。
实验2：探究浮力大小与液体的密度是否有关
改变：液体的密度
控制：物体浸入的深度、物体浸入的体积相同
操作：
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F1，即___________。
(2)__________________________________，静止时记录弹簧测力计的示数为F2′。
(3)____________________________________________________，静止时记录弹簧测力计的示数为F3′。
G物＝F1
将同一物体恰好浸没在液体1(水)中
将同一物体恰好浸没在与液体1深度相同的液体2(盐水)中
四、分析数据与交流
实验1：若F1－F2_____F1－F3，则浮力大小与物体浸在液体中的体积有关。
实验2：若F1－F2′____F1－F3′，则浮力大小与液体的密度有关。
五、得出结论
1．浸入在液体中的物体，其所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体的密度有关。
2．液体密度一定时，排开液体的体积________，物体受到的浮力越大。
3．排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力_________。
≠
≠
越大
越大
【例】　 在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：
①与物体浸入液体中的深度有关；
②与物体排开液体的体积有关；
③与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象：___________________________________。
(2)进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为______N。
(3)分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”)；分析__________________三次实验，可知浮力大小与物体排开液体的体积有关；分析a、d、e三次实验，可知在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力_______(选填“越大”或“越小”)。
向清水中加盐能使鸡蛋上浮
1.4
无关
a、b、c或a、b、d
越大
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素，从实验数据还可求出物体P的密度为__________________kg/m3。(已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
2.4×103

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