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1、专题16 巧用阿基米德原理解决浮力问题【考查重难点剖析】1、考点定位：1）浮力是实际生活中一种常见现象，浮力问题复杂而多变，早几年，在全国各省市中考物理试题中，对待浮力问题都比较谨慎，原因就是浮力是初中力学的难点，也是初中物理的难点。但是近年来，浮力的参考逐渐进入成熟，以阿基米德定律应用为主的考查，各省市达成考查共识，成为中考的一个常考点，考查地位明显增强。浮力压强的综合类考题更是中考物理难点，也常常见之于中考试题。考查频次明显有加强的趋势，地位不容忽视。2）浮力问题的考查题型，一般以选择题、填空题为主，作图题次之，实验探究题、计算题等题型也有出现，可谓题型多样复杂，难度深浅不一，应该足够重视
2、。2、考点剖析：考点整合浮力定义浸在液体中的物体受到液体向上托的力，叫做浮力。产生原因液体上下表明的压力差方向特点竖直向上本质上下表明所受压力的合力影响因素液体的密度 物体排开液体的体积两个探究浮力的影响因素探究因素一“V排”：比较可得，液一定，V排越大，F浮越大；因素一“液”：比较，V排一定，液越大，F浮越大；阿基米德原理实验（1）分析比较与可得，F浮=-=4N-3N=1N；（2）分析比较可得，G排=-=1.5N-0.5N=1N分析比较（1）（2）可得结论：F浮=G排测算方法测力差法F浮 = G物 - F示 适用于：“固体”且 物 液压力差法F浮 = F向上 - F向下适用于：“规则体”且已
3、知压力或压强悬、漂法F浮 = G物 = m物g = 物 g v物适用于：物体出现“悬浮”“漂浮”的现象原理法F浮 = G排 = m排g = 液 g v排适用于：“所有物体”的“所有浮力问题”浮沉条件比较F浮与G物F浮G物 上浮 漂浮F浮G物悬浮F浮G物下沉 沉底 G物F浮F支 “三条件”“五现象”比较液与物液物 上浮 漂浮液物悬浮液物下沉 沉底 “三条件”“五现象”实际应用液体浮力的应用1、轮船原理：空心可以增大浮力排水量：表示“轮船的大小”。“排水量”即，轮船“满载”时“排开水的质量”。如：一艘轮船的排水量为1104t。表明此船“满载”时，货物质量和船身质量之和为1104t。2、潜水艇特殊构
4、造：两侧有“水舱”浮沉：水舱“充水”潜水艇逐渐加重就逐渐“下潜”。水舱“充水”“潜水艇重”G排就“悬浮”。水舱“排水”潜水艇逐渐变轻就逐渐“上浮”。注意：“上浮”或“下潜”时利用“推进器”加快上浮和下潜的速度。空气浮力的应用1、气球条件特点：“充气密度”“空气的密度”常用充气：“氢气”节日放飞气球；“氦气”气象探测气球 “燃烧器”加热“空气”体育、娱乐活动用“热气球”2、飞艇优势特点：能“定向航行”，不会“随风飘荡”；结构特点：“大气囊”；“带螺旋桨的发动机”；“载人、装货的吊篮”用 途：“军事侦查”；“目标轰炸”；“空中交通”【突破技巧】1、浮力问题是初中物理中，应用公式最复杂的问题。但，在
5、实际生活中，浮力现象非常普遍。应用浮力知识解释生活中浮力相关问题也就非常重要。在全国各省市中考物理试题中，浮力考查的深浅度不一，但总体趋势向应用性，综合性发展。解答难度有加大的现象。2、难点：所学知识与生活中现象对应不起来，是难点之一；知识不会应用，是难点之一；不会分析实际情境，及相关现象；浮力问题本身的复杂性也是难点之一。 在浮力计算中，尤其是综合计算，数学关系的变形是难点。3、难点原因分析：死学知识，死记硬背，不联系实际，是造成不会对应现象的原因；知识掌握不够，也是应用知识解决实际问题的障碍原因；浮力问题的复杂多变，也是学生难点形成的一个原因；数学基础差，不会公式变形，导致应用公式失误，甚
6、至不会应用；4、“难点”突破技巧：【技巧一】情境法要点：此法的关键是“情境”的识别，然后对应相关知识即可。“情境”题中有“液体中测力计的示数”方法“测力差法”应用“F浮 = G物 - F示 ”分析、判断、计算。“情境”题中有“压力或压强信息”方法“压力差法”应用“F浮 = F向上 - F向下”分析、判断、计算。“情境”题中有“悬浮”“漂浮”字样信息方法“悬漂法”应用“F浮 = G物 = m物g = 物 g v物”分析、判断、计算。“情境”题中有“上浮”“下沉”等“浮沉”信息方法“浮沉条件”根据题意选择比较“F浮与G物”或比较“液与物”，进行分析、判断、计算。“情境”没有“特别情境”的浮力问题，
7、或没有“思路”的浮力问题方法“原理法”应用“F浮 = G排 = m排g = 液 g v排”分析、判断、计算。【技巧二】得液法要点：此法专用于判断物体是否受“浮力”。方法：找到与液体发生关系的“物体”找到该物体的“底部位置”看“底部位置”有没有液体。若“底部位置”有液体，物体一定受浮力；若“底部位置”没有液体，物体一定不受浮力。5、例析：例：（2022 北京）甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示。将它们浸没在水中释放，在其稳定后，三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是（）小球甲乙丙m/g304054V/cm3605020 AF甲F乙F丙 BF乙F甲F丙 CF丙F乙F甲
8、 DF甲F丙F乙【答案】B【解析】找到关键词“浸没”，表明属于物体的浮沉判断，应用“情境法”，利用表格数据，由公式=m/v可以分别求得甲乙丙三物体的密度分别为0.5g/cm3、0.8g/cm3、2.7g/cm3；与水的密度1g/cm3进行比较可得，甲、乙两物体“上浮”最终漂浮，浮力都等于重力，由G=mg，可求得甲乙所受浮力分别为0.3N、0.4N；丙物体“下沉”最终“沉底”，则有丙的V排=V物=20cm3；根据原理法可求得丙所受浮力为0.2N；则浮力大小关系为F乙F甲F丙；因而ACD错误；B正确；故，选B。【考场试手】1、（2022 成都）“奋斗者”号深潜器坐底10909米，创造了中国载人深潜
9、新记录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型，用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G，然后将模型浸没于水中静止(如图所示)，弹簧测力计受到的拉力为F，模型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是（ ）A. 拉力F与重力G是一对平衡力 B. 模型所受浮力大小F浮=G - FC. 模型从图示位置下移，浮力变大 D. 将模型逐渐提离水面，拉力不变【答案】B【解析】题中出现关键信息“先测出它的重力为G，然后将模型浸没于水中静止(如图所示)，弹簧测力计受到的拉力为F，模型所受的浮力为F浮”，利用“情境法”之“测力差法”，可得出B正确；A错误；应用“原理法”，液体密度不变，位置下移V排不变，浮力不变，
10、C错误；模型离开水面，V排变小，浮力变小，D错误；故，选B2、（2022 武汉）如图所示，三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水，将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是（）A. 图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7NB. 图丙和图乙中容器底上表面受到的压力之差等于0.1NC. 图丙中盐水的密度是1.1103kg/m3D. 圆柱体的密度是3.0103kg/m3【答案】B【解析】观察图片测力计示数信息明显，应用“情境法”之“测力差法”，可求得图甲中圆柱体所受浮力，即上下表面压力差为0.3N；图乙中圆柱体所受浮力，即上下表面压力差为1N；依据“原理法”，可求得
11、圆柱体的体积为10-4m3；图丙中圆柱体所受浮力，即上下表面压力差为1.1N；应用=m/v可求得图丙中盐水的密度为1.1g/cm3；圆柱体的密度为3.0103kg/m3；C、D正确，不符合题意；图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N，A正确，不符合题意；图丙和图乙中容器底上表面受到的压力之差小于0.1N，B错误，符合题意；故，选B。3、 (2021 龙东)质量相等的A、B两实心物块，密度之比AB32，分别放入足够多的水中，物块所受浮力分别为FA和FB，当两物块静止时所受浮力FA与FB之比不可能的是（ ）A. 11B. 23C. 水AD. 水B【答案】D【解析】质量相等的A、B两实
12、心物块，密度之比AB32，根据V可知，体积之比为VAVB23.若两物块的密度都小于水的密度，都漂浮，此时浮力等于重力，又由于物块的质量相同，重力相同，故浮力的大小相等，故浮力之比为11，A不符合题意；若两物块的密度都大于水的密度，都沉底，根据F浮液gV排，浮力之比即为体积之比，比值为23，B不符合题意；若两物块一漂一沉，A的密度大于B的密度，即A沉底，B漂浮，则A的浮力为F浮A水gV排，而B漂浮，则B的重力等于浮力，F浮BBgVB，则，又由于，则B，将B代入比值中可得，D符合题意，C不符合题意故选D。4、（2022 天津）小明在研究物体的浮沉问题时，制作了一个空腔“浮沉子”，将其放入一个底面积
13、为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，此时水深为h1，如图所示；一段时间后，由于渗漏空腔内开始进水，最后空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸没，此时水的深度降为h2。已知水的密度为0，则所制作的浮沉子（ ）A. 质量为 B. 质量为C. 材料的密度为 D. 材料的密度【答案】A【解析】依据“情境法”，关键词“悬浮”，表明此时浮沉子所受浮力等于重力，应用原理法可求得浮沉子，浮沉子重力为，A正确；B错误；依据题意可得，浮沉子材料的体积为，由可求得浮沉子材料的密度为，因而CD错误，故选A。5、（2021 淄博）课外实践活动中，小雨用橡皮泥造“船”并放入水中，往所造小船中装入豆粒
14、来观察它的承载量，如图在逐渐装入豆粒的过程中（船未沉底）（ ） A. 小船受的浮力不变B. 小船排开水的质量变大C. 小船浸在水中的体积变小D. 小船受的浮力大于它和豆粒的总重【答案】B【解析】由图可知，小船处于漂浮状态，则所受浮力始终等于小船重力。逐渐装入豆粒的过程中，小船的重力逐渐增大，因而所受浮力也逐渐增大，A错误；D错误；由“原理法”可得，小船的G排变大，m排也变大，B正确，C错误；故，选B。6、（2022 苏州）洗水果时，发现芒果比油桃大，放入水中后芒果沉底、油桃漂浮，如图甲所示。它们受到的浮力大小关系为F浮芒 F浮桃；用天平正确测量油桃的质量，所放砝码及游码位置如图乙所示，则油桃的质量是 g；芒果的体
