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阿基米德原理 【知识梳理+思维导图+典例引路+拓展提升】中考物理 核心考点高分突破精讲精练

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阿基米德原理■知识点一:阿基米德原理1. 阿基米德原理: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:;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)微点拨】阿基米德原理的五点透析(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上2)G排指被物体排开的液体所受的重力,F浮= G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力3)V排是表示被物体排开的液体的体积,当物体全部浸没在液体里时,V排=V物;当物体只有一部分浸入液体里时,则V排

实验原理】(1)浸在液体中的物体都会受到向上的浮力;(2)浮力大小遵循阿基米德原理实验步骤】一、实验装置如图 甲 乙 丙 丁 戊 二、用弹簧测力计测量圆柱体受到的重力,如图甲所示,数据计入实验表格三、用弹簧测力计挂着物体A慢慢部分(一半)浸入水中,如图乙所示,此时弹簧测力计读数计入表格四、用弹簧测力计挂着物体A,使其全部浸入水中(A在水中上半部),如图丙所示,此时弹簧测力计读数计入表格五、用弹簧测力计挂着物体A,使其全部浸入水中(A在水中下半部),如图丁所示,此时弹簧测力计读数计入表格六、用弹簧测力计挂着物体A,使其全部浸入盐水中,如图戊所示,此时弹簧测力计读数计入表格七、实验表格(参考数据,图中所示)实验步骤浸入液体内体积弹簧测力计读数/N1082V73V64V65V5.6八、整理器材实验结论】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.考查内容考查方向解答思路浮力大小与浸入液体内部体积关系物体浸入液体内部体积不变,浮力不变(步骤3、4);浸入液体的体积增大,浮力增大(步骤2、3)浮力大小与浸入液体内部深度关系物体全部浸入液体内部,浮力与深度无关(步骤3、4)浮力大小与液体密度的关系体积不变时,液体密度越大,浮力越大(步骤4、5)浮力大小和物体形状的关系浸入液体内体积不变,浮力不变,和物体形状无关浮力的计算F浮=G-F弹(G是重力,F弹是弹簧测力计读数)探究方法控制变量法物体所受浮力大小规律等于物体排开液体所受到的重力【知识拓展】阿基米德原理应用1.阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。

这就是著名的阿基米德原理即F浮=G排=ρ液gV排V排表示物体排开液体的体积)2.浮力与压强(深度)的关系:物体受到浮力的大小与液体的深度有关?当船运载货物时,它的载重量越大,吃水就越深;载重量越小,吃水就越浅而载重量大需要的浮力也会大,载重量小,需要的浮力也小因此看来,浮力的大小与船只在水中的深度成正比,又正为水的压强也与它的深度成正比所以,我们仔细研究会发现,船只产生的最大压强与它同深度的水压是一样的,载重量大的船吃水深就是因为它压强大的缘故为什么我们做实验时,弹簧称的读数并不会随物体在液中位置的深浅而变化呢?其实,弹簧称称量的物体在液中受到的浮力时,只要物体完全浸入液体中的体积不变,无论物体在液体中的深度怎样,物体受到液体对物体的压力差也不变,弹簧称的读数才不会随物体在液中位置的深浅而变化3.阿基米德原理的应用浮力的计算大都应用到阿基米德原理,所以阿基米德原理在本章也是也是最重要知识点和考点阿基米德原理的应用主要有以下几个方面:(1)计算物体所受浮力的大小例一:有一个物体,质量为,体积为求物体放在水中静止时所受到的浮力大小解析】物体的重力,要求物体所受水的浮力,需要判明物体在水中处于何种状态,因此可先求出物体完全浸没在水中受到的浮力,再与物体的重力比较来确定物体的沉浮状态。

物体完全浸入水中所受浮力:;因,故物体上浮,静止后漂浮在水面物体受到的浮力:2)判断物体是空心还是实心的例二:一个铝块重,如果把它挂在弹簧测力计上,铝块全部没入水中时,弹簧测力计的读数是,则这个铝块实心还是空心的?(铝块的密度是)【解析】假设铝块是实心的,则体积,实心铝块在水中受到的浮力:;铝块实际在水中受到的浮力为:;因,故铝块是空心的3)计算物质的密度例三:为了测量一石块和某液体的密度,将石块挂在弹簧测力计下,示数为,将石块浸没在水中,弹簧测力计示数是,石块浸没在某液体中,示数为求:(1)石块的密度;(2)液体的密度解析】(1)依题设可知,石块的重力为,则石块的质量:石块浸没在水中受到的浮力:;石块的体积:;所以石块的密度 ;(2)石块浸没在液体中受到的浮力:,液体的密度:4)判断液面的升降例四:漂浮在杯中液面上的冰块熔化后,杯中液面的高度如何变化?设冰块熔化后,杯中无液体溢出解析】由于冰块漂浮在液面上,根据二力平衡知识可知,冰块所受浮力等于其重力设冰和液体的密度分别为和,冰的体积为,冰排开液体的体积为,则有冰熔化后,质量不变,设冰熔化成水的体积为,水的密度为,则有由以上二式解得:;若,则,冰熔化后液面高度不变;若,则,冰熔化后液面高度下降;若,则,冰熔化后液面高度上升。

5)求物体的空心部分的体积例五:质量为的空心铁球悬浮在水中,求这个铁球空心部分的体积铁的密度)【解析】由于空心铁球悬浮在水中,所以铁球受到浮力与重力相等,即空心铁球排开水的体积为:,实心铁球的体积为:,空心铁球的空心部分的体积:6)计算物体中各成分的含量例六:有一顶王冠质量是,完全浸没在水中,用弹簧测力计称重,已知金的密度为,银的密度为,这个王冠的含金量是多少?【解析】王冠的重力:王冠浸没在水中受到的浮力:由阿基米德原理,王冠浸入水中所排开水的体积(也即王冠的体积):王冠的密度为:,说明这顶王冠不是纯金做成的设王冠中金的质量为,银的质量为,则有:由两式并代入数据解得:;即这顶王冠含金量为4.943kg一、考点导图二、真题再现考向一:应用阿基米德原理分析浮力大小1.(2020•宿迁)小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是( )A.密度计在甲杯液体中受到的浮力更大;B.密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大;C.密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大;D.适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确【答案】C。

解析】A、同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮,则F浮甲=F浮乙=G,即浮力是相同的,故A错误;B、密度计浸入液体的深度越小,说明液体的密度越大,即密度计越靠近上方的刻度,其相应的密度数值越小,故B错误;C、由图可知,密度计在乙液体中排开的液体的体积小,根据ρ液=可知,乙液体的密度大,深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯中液体对容器底的压强更大,故C正确;D、因为密度计漂浮在液体中,则F浮=G,即ρ液gSh=G,则△V=sh,增大该密度计两条刻度线之间的距离,即△V变大,h变大,具体做法是:可适当增大配重或用更细的吸管,故D错误.故选:C.2.(2020•常州)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则( )A.F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙 B.F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙 C.F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙 D.F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙【答案】C解析】由于饮料瓶漂浮,则F浮=G,所以,饮料瓶在两种液体中受到的浮力相等,都等于饮料瓶受到的重力G,即F浮甲=F浮乙=G,由图知,饮料瓶排开液体的体积:V甲排<V乙排,根据F浮=ρ液gV排可知液体的密度:ρ甲>ρ乙。

故选:C考向二:应用阿基米德原理进行综合计算(2020•孝感)物块P与金属球Q用细线连接,一起放入装有一定质量水的柱状容器内,二者恰好悬浮,如图甲所示,此时柱状容器中水的深度为23cm;物块P重1N、体积为1.25×10﹣4m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)图甲中水对容器底部的压强;(2)图甲中物块P所受浮力的大小;(3)若剪断细线,物块P上浮,金属球Q下沉,待稳定后,物块P漂浮于水面,如图乙所示,则此时物块P露出水面的体积解析】(1)图甲中水的深度h=23cm=0.23m,图甲中水对容器底部的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.23m=2.3×103Pa;(2)物块P浸没在水中,则物块P排开水的体积V排=V=1.25×10﹣4m3,由阿基米德原理可得图甲中物块P所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣4m3=1.25N;(3)图乙中物块P漂浮于水面,由漂浮条件可知,此时物块P所受的浮力F浮′=G=1N;由F浮=ρ水gV排可得此时物块P排开水的体积:V排′===1×10﹣4m3;则物块P露出水面的体积:V露=V﹣V排′=1.25×10﹣4m3﹣1×10﹣4m3=2.5×10﹣5m3。

答:(1)图甲中水对容器底部的压强为2.3×103Pa;(2)图甲中物块P所受浮力的大小为1.25N;(3)此时物块P露出水面的体积为2.5×10﹣5m3考向三:探究阿基米德原理(2021·河南中考真题)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______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”);(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=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)【答案】在死海里可以躺着看书;1.4;无关;a、b、c;越大;。

解析】(1)[1]死海的水密度大,在死海里可以躺着看书2)[2] 序号b中物体P所受浮力大小则b中物体P所受浮力大小为3)[3][4][5] 分析c、d实验,深度变深,浮。

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