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1、第十章 浮力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；用排水量法计算沉浮问题。4.掌握：阿基米德原理；浮力相关计算；影响浮力大小因素的实验探究。5.认识：浮力在生活中的应用。知识点一：浮力1.浮力：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。2.浮力方向：竖直向上，施力物体是液（气）体。3.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、向下的压力差就是浮力。4.影响浮力大小的因素：通过实验探究发现（控制变量法）：浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，
2、浮力就越大。知识点二：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）。知识点三：物体沉浮的条件物体沉浮的条件1.前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。2.示意图：重力与浮力的关系如图所示：如图所示，（1）当时，物体上浮；。当时，物体悬浮；。当时，物体下沉；。当（物体未完全浸没液体）时，物体漂浮；。3. 说明：（1） 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若
3、把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。（2）物体漂浮在密度为的液体中，若露出体积为物体总体积的，则物体密度为。（3） 悬浮与漂浮的比较：相同点： ；不同点：悬浮时，；漂浮时，。（4）判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较与G或比较与。（5）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：。（6）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。4.漂浮问题“五规律”：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漂浮，所受浮力相同；规律三：同一物体
4、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，外力等于液体对物体增大的浮力。浮力的利用1. 轮船（1）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。排水量：轮船满载时排开水的质量。单位是t，由排水量m 可计算出：排开液体的体积；排开液体的重力；轮船受到的浮力，轮船和货物共重。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. 气球和飞艇工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的
5、是密度小于空气的气体如：氢气、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：下面的金属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（上小下大）。考向：浮力的概念、浮力的计算考点一：浮力及其计算备考：加强浮力的产生和方向、浮力计算和浮力的测量等方面知识。深刻理解生活中浮力的应用。考向：阿基米德原理及其应用。考点二：阿基米德原理备考：深刻理解阿基米德原理；熟悉应用阿基米德原理解题方法；加强典例的练习。考向：物体沉浮条件、密度与物体沉浮的关系、舰船排水量相关计算等。浮力考点三：物体沉浮及相关计算备考：
6、掌握物体沉浮条件，很好地理解物体沉浮与密度的关系，加强典型题型的训练。考向：影响浮力大小的因素、实验过程中的常见问题等。考点四：影响浮力大小的因素实验探究备考：熟悉并理解影响浮力大小的因素，了解常见考查问题；加强典例训练。选择题：常考热点集中在浮力的概念、浮力大小的计算、影响浮力大小的因素、阿基米德原理应用、物体沉浮条件及应用等。常考题型填空题：常考热点集中在浮力的概念、浮力大小的计算、影响浮力大小的因素、阿基米德原理应用、物体沉浮条件及应用等。实验探究题：常考问题有：浮力大小变化、浮力大小和排开水的体积关系、液体密度与浮力的关系、计算物质密度、阿基米德原理的验证、物体沉浮条件等。计算题：分为
7、简单计算题和大型计算题。像浮力的产生、浮力的大小和方向、如何利用阿基米德原理计算物体所受浮力、物体沉浮及相关计算等。考点一：浮力的及其计算典例一：（2020荆州）如图所示，置于水平地面上的容器中盛有密度为0.8103kg/m3的液体，质量为0.3kg、边长为5cm的正方体用细绳悬挂在容器上方的位置A，已知正方体底部距液面的高度为0.4m，剪断细绳后该正方体沿竖直方向下落，最终停在容器底部B点，此时液体的深度为0.8m。根据以上信息，下列说法正确的是（ ）。A. 正方体静止在位置A时拉力的大小为0.3N；B. 正方体在液体中受到的浮力为3N；C. 正方体从开始下落至其底部刚与液面接触的过程中重力
8、做功为2.4J；D. 正方体静止在容器底部B时，水对正方体底面的压力为16N【答案】D。【解析】A正方体静止在位置A时，正方体处于平衡态，受平衡力，正方体受到的拉力，根据平衡力条件可得：；故A错误；B由题意，当正方体处于容器底部B点时，此时正方体浸没于液体中，则正方体排开液体的体积：则正方体受到的浮力：；故B错误；C正方体的重力：；正方体底部距液面的高度为0.4m，则正方体重力做功通过的距离是由题意，则正方体在该过程中重力做功：；故C错误；D正方体的横截面积：正方体在底部B点时，此时液体的深度为0.8m，根据液体压强特点，液体内部某点向各个方向都有压强，同种液体、深度相同，液体压强大小相等，所
9、以正方体底面在B点受到的压强为：根据可得，正方体底面在B点受到水压力为：故D正确。故选D。典例二：（2020东莞）如图所示，小球在盛水的杯中悬浮。画出小球所受到浮力的示意图；【解析】过小球的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段，用符号F浮表示，即为其所受浮力的示意图；典例三：（2020咸宁）如图所示，水平桌面上有甲、乙两个相同的玻璃缸装满了水，水中分别漂浮着大、小两个材料相同的均匀实心正方体木块A、B，则两个木块受到的浮力FA FB（选填“”、“”或“”），水对木块底面的压强pA pB（选填“”、“”或“”），缸对桌面的压强是p甲 p乙（选填“”、“”或“”）。【答案】；。【解析】（1）设A
10、的边长为a，B的边长为b，VAa3，VBb3，GAgVAga3，GBgVBgb3，由图知，ab，所以GAGB，由于AB漂浮在水面上，所以，FAGA，FBGB，所以，两个木块受到的浮力FAFB。（2）A漂浮在水面上，FAGA，A漂浮在水面上，FAF向上F向下FA向上，所以，FAGAFA向上，水对木块A向上的压力为：FA向上GAga3，则水对木块A向上的压强为：pAga，同理，水对木块B向上的压强为：pBgb，因为ab，所以pApB。（3）A、B放入水之前，玻璃缸和水的重力都相等，容器对桌面的压力相等，压强相等；A都漂浮在水面上，A排开水的重力等于A的重力，说明A放入前后，玻璃缸的总重不变，对桌面
11、的压力不变，压强不变，同理B都漂浮在水面上，B排开水的重力等于B的重力，说明B放入前后，玻璃缸的总重不变，对桌面的压力不变，压强不变，故放入AB后，玻璃缸对桌面的压强不变，即p甲p乙。故答案为：；。考点二：阿基米德原理及应用典例四：（2020咸宁）如图甲所示，水平地面上有一底面积为50cm2的圆柱形容器，容器中水深10cm现将一物块悬挂在弹簧测力计下端，当物块浸没在水中时（物块不接触容器底面和侧面），容器内水深山10cm上升到12cm，此时弹簧测力计的示数如图乙所示，（已知水1.0103kg/m3）求：（1）物块未放入水中时，水对容器底的压强；（2）物块浸没在水中时受到的浮力；（3）物块的密度
12、。【解析】（1）物块未放入水中时，水对容器底的压强：p水gh11.0103kg/m310N/kg0.1m1000Pa；（2）物块浸没在水中时排开水的体积：V排S（h2h1）50104m2（0.12m0.1m）1104m3，物块浸没在水中时受到的浮力：F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg1104m31N；（3）由图乙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数F2.4N，由F浮GF可得，物块的重力：GF浮+F1N+2.4N3.4N，由Gmg可得，物块的质量：m0.34kg，物块的体积：VV排1104m3，物块的密度：3.4103kg/m3。答：（1）物块未放入水中时，水对容器底的压强为1
13、000Pa；（2）物块浸没在水中时受到的浮力为1N；（3）物块的密度为3.4103kg/m3。典例五：（2020无锡）如图所示，某同学正在探究影响浮力大小的因素。（1）为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，接下来的操作是 ，并观察弹簧测力计示数的变化。（2）将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力计的示数，可探究物体所受浮力大小与 的关系。【答案】减小物体排开水的体积；液体的密度。【解析】（1）为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，要控制排开液体的密度相同，只改变物体排开液体的体积，故接下来的操作是减小物体排开水的体积，并观察弹簧测力计示数的变化。（2）将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力
14、计的示数，可探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。故答案为：减小物体排开水的体积；液体的密度。考点三：物体沉浮条件及应用典例六：（2020鄂州）水平桌面上两个底面积相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中，静止时两球位置如图所示，两容器内液面相平。下列分析正确的是（）。A. 两小球所受浮力FAFBB. 两种液体的密度甲F乙【答案】D。【解析】A两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中，A漂浮，B悬浮，此时所受浮力都等于重力，A错误；BA漂浮，B悬浮，此时所受浮力都等于重力，A小球排开液体体积小于B小球排开液体体积，根据公式讨论可知，B错误；C液体对容器底部的压强根据公式，甲液体密度大于乙液体密度，深度相同，因此，C错误；D液体对容器底部的压力根据公式，甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强，因此，D正确。故选D。典例七：（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（，） 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
