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1、力学专题浮力一概念引导一、浮力的定义：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。二、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体三、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 即浮力。四、物体的浮沉条件：1、前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。GF浮GF浮2、请根据示意图完成下空。F浮GF浮G 下沉 悬浮 上浮 漂浮 F浮 G F浮 = G 液物 液 物3、说明： 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。F浮G一物体漂浮在密度为的液体中，若露出体积为物体总体积的
2、1/3，则物体密度为 2 3分析：F浮 = G 则：液V排g =物Vg 物=（ V排V）液= 2 3液 悬浮与漂浮的比较相同： F浮 = G 不同：悬浮液 =物 ；V排=V物漂浮液 物；V排V物判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮 与G或比较液与物 。 物体吊在测力计上，在空中重力为G,浸在密度为的液体中，示数为F则物体密度为：物= G/ (G-F)冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。五、阿基米德原理：1、内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。2、公式表示：F浮 = G
3、排 =液V排g 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。3、适用条件：液体（或气体）练习：请用实验验证“浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开水的重力有什么关系”。答：用测力计测出石块在空气中的重力G和空桶的重力G1 ;在溢水杯中倒满水，把石块浸没在溢水杯中，读出测力计示数F ;用测力计测出桶和溢出水的总重G2 ;浮力F浮=G-F ,G排=G2-G1 比较F浮和G排 。请用实验验证：浸没在水中的石块，它受到的浮力跟它在水中浸没的深度无关。答：用细线系石块挂在弹簧测力计挂钩上，把石块浸没在水中的几个不同深度，观察
4、发现测力计示数看是否相同，如果相同，即验证了浸没在水中的的石块受到的浮力跟它在水中浸没的深度无关。如图所示是广为人知的故事“曹冲称象”曹冲利用图中的方法，巧妙地测出了大象的体重，请你写出他运用的与浮力有关的两条知识（1）漂浮条件，即物体在漂浮时F浮 = G（2）阿基米德原理；另外，他所用的科学研究方法是等效替代法和化整为零法。（把本身较大的质量转换为可以测量的小质量）。六：漂浮问题“五规律”：（历年中考频率较高，）规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同；规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小；规律四：漂浮物体浸入液
5、体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。七、浮力的利用：1、轮船：工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。m液排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 。由排水量m 可计算出：排开液体的体积V排= ；排开液体的重力G排 = m g ；轮船受到的浮力F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。2、潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。3、气球和飞艇：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢
6、气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。4、密度计：原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大八、浮力计算题方法总结：1、确定研究对象，认准要研究的物体。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的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。3、选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。计算浮力方法:读数差法：F浮=GF(用弹簧测力计测浮力)。压力差法：F浮= F向上 F向下（用浮力产生的原因求浮力）漂浮、悬浮时，F浮=G (二力平衡求浮力；)F浮=G排 或F浮=液V排g （阿基
7、米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）九如何正确认识液体压强公式静止液体内部压强的特点是： 液体内部向各个方向都有压强；压强随深度的增加而增大；在同一深度，液体向各个方向的压强都相等；液体的压强还跟液体的密度有关。 液体内部的压强之所以有以上特点，是因为液体受到重力且具有流动性。 正是由于液体受到重力作用，因此在液体内部就存在着由于本身重力而引起的压强。推理和实验都可得出，液体内部的压强公式为。 公式的物理意义：是液体的压强公式，由公式可知，液体内部的压强只与液体的密度、液体深度有关，而与所取的面积、液体的体积、液体的总重无关。公式的适用
8、范围：这个公式只适用于计算静止液体的压强，不适用于计算固体的压强，尽管有时固体产生压强恰好也等于，例如：将一密度均匀，高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强：但这只是一种特殊情况，不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用来计算。但对液体来说无论液体的形状如何，都可以用计算液体内某一深度的压强。 公式和的区别和联系是压强的定义式，也是压强的计算公式，无论对固体、液体、还是气体都是适用的。而是通过公式结合液体的具体特点推导出来的，只适合于计算液体的压强。由于液体具有流动性；则液体内部的压强表现出另一特点：液体不但对容器底部有压强而且对容器侧壁也有压强，侧壁某一点受到的压强与同深度的液体的压强
9、是相等的，同样是用可以计算出该处受到的压强。10 浮力与升力辨析:浮力与升力都是了的一种，但是二者是不同的。（1） 浮力：产生原因:物体上下表面受到的压力不同，是由物体上下表面所处深度不同造成的不受浮力的情况：物体浸没在液体或气体中，若下表面与容器底密和，则物体就不受到浮力的作用研究对象所处的运动状态：相对而言，所研究的物体不受浮力，多指处于静止的物体。（2）升力：产生原因：飞机机翼上下表面受到的压力不同，是由机翼上下表面空气流速不同造成的不受浮力的情况：飞机处于静止状态研究对象所处的运动状态：分析飞机受到的升力是分析飞机运动时的升力二经典例题例1：海洋研究人员进行水下探测，当他穿上潜水服浸没
10、入水中后，受到的浮力大小跟他下潜的深度有没有关系？最好采用原理不同的方法检验你的方案。要求：请用三种方法；写出实验所需器材并简述实验步骤。解：方法一：平衡力。器材：弹簧、测力计、石块、烧杯、水、细线。步骤：用弹簧、测力计测出石块重G，读出石块浸没在水中不同深度时弹簧测力计的示数F，则石块的浮力。方法二：阿基米德原理。器材：溢水杯、弹簧测力计、量筒、小桶、石块、烧杯、水、细线。步骤：将石块浸没在盛满水的溢水杯中，用弹簧测力计称出石块在不同深度处排入小桶中的水重，则石块受到的浮力。用量筒测出石块浸没在水中不同深度处排开水的体积，则石块的浮力。方法三：物体间力的作用是相互的。器材：天平、石块、水、烧
11、杯、细线。步骤：用天平称出装有适量水的烧杯的质量，将石块浸没在水中不同深度处（石块不接触底和侧壁），测出此时烧杯的总质量，石块对杯内水的压力。例2：小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝，使得木杆放在液体中可以竖直漂浮，从而制成一支密度计。将它放入水中，液面到木杆下端的距离为16.5cm；再把它放到盐水中，液面到木杆下端的距离为14.5cm。如果所用铅丝的体积极小，可以忽略，小明测得到的盐水密度是多少？精析：本题看起来条件很少，似乎很难下手，但你一旦注意题目中的两种情况皆为漂浮，立即抓最简单的力平衡式，再具体分析各力，问题即可迎刃而解。解：设密度计的横截面积为，密度计在水中的浮力：。密度计在盐水
12、中的浮力：，即：，。例3（广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是_m3（已知铜的密度为8.9103kg/m3）已知：G43N，浸没水中F33.2N求：V空解可在求得浮力的基础上，得到整个球的体积，进一步求出实心部分体积，最后得到结果F浮GF43N33.2N9.8NV排1103m3浸没：VV排1103m3球中所含铜的体积V铜0.49103m3V空VV铜1103m30.49103m30.51103m3答案0.51103m3例4体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图所示的状态，试比较三个物体受的
13、重力GA、GB、GC和密度A、B、C精析不同物体的重力可借助浮力的知识来比较解法1由图来判断物体的状态：A、B漂浮，C悬浮由状态对物体进行受力分析：GAF浮A，GBF浮B，GCF浮C比较A、B、C三个物体受的浮力VA排VB排VC排，液相同根据F浮液gV排，可知：F浮AF浮BF浮C，GAGBGC比较物体密度ABC解法2由物体的浮沉条件可知：A、B漂浮A水，B水，C水，A、B漂浮于水面：F浮AGA水gVA排AgV F浮BGB水GvB排BGv由图：VB排V排 BA 比较密度：CBA比较出密度后，由GmgVg，就可比较出物体重力：GCGBGA上述分析看出：由物体的状态，作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键例5（长沙市中考试题）已知质量相等的两个实心小球A和B，它们的密度之比AB12，现将A、B放入盛有足够多水的容器中，当A、B两球静止时，水对A、B两球的浮力之比FAFB85，则A_kg/m3，B_kg/m3（水1103kg/m3）精析由于A、B两物体在水中的状态没有给出，所以，可以采取计算的方法或排除法分析得到物体所处的状态【分析】（1）设A、B两球的密度均大于水的密度，则A、B在水中浸没且沉底由已知条件求出A、B体积之比，mAmBA、B浸没：V排V物 题目给出浮力比，而现在得与已知矛盾说明假设（1）不成立（2）设两球均漂浮：因为mAmB
