《2022年八年级物理专题_浮力_教科版_知识精讲》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年八年级物理专题_浮力_教科版_知识精讲(7页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、学习必备欢迎下载八年级物理浮力 教科版【本讲教育信息】一. 教学内容:暑假专题浮力1. 正确理解阿基米德原理: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的液体受到的重力,这就是阿基米德原理,其数学表达式是:F浮 G排液液gV排。对阿基米德原理及其公式的理解,应注意以下几个问题:(1)浮力的大小由液体密度液和排开液体的体积V排两个因素决定。 浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。(2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。(3)当物体浸没在液体中时,V排V物,当物体部分浸在液体中时,V排 V物,
2、(V物V排V露) 。当液体密度液一定时, V排越大,浮力也越大。(4)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:F浮气gV排。2. 如何判断物体的浮沉:判断物体浮沉的方法有两种:(1)受力比较法:浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。F浮G物,物体上浮;F浮物,物体上浮;液物,即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。此时,V物V排V露。(2)根据漂浮条件F浮G物,得: 液gV排物gV物, 液V排物?V物精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页学习必备欢迎下载同一物体在不同液体中漂浮时,物、V物不变;物体排开液体的体积
3、V排与液体的密度液成反比。 液越大, V排反而越小。4. 计算浮力的一般方法:浮力问题是密度、压强、力的平衡以及阿基米德原理,物体的浮沉条件等多方面知识的综合应用。涉及的概念多、规律多,知识的综合性强,所以在解有关浮力问题时,要注意归纳解题方法,明确解题的思路和步骤。计算浮力的方法一般归纳为以下四种:定义法:根据浮力产生的原因,浮力F浮F向上 F向下表面压力差,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。公式法:应用阿基米德定律的公式。值得注意的是式中的V 是物体被液体包围的体积或浸没的体积,当物体浸没液体中时,V排V物,当物体部分浸在液体中时,V排V物。而不是液体体积也不是物体体积,计
4、算时要已知液和 V排。平衡法:只要物体在液体或气体中静止或匀速直线运动,根据运动和力的关系,若只受重力或浮力作用,那么必有浮力等于重力。如物体在液体表面漂浮、在液体中悬浮或在液体中匀速直线运动等。示数差法:一个物体在空中挂在弹簧秤下弹簧秤示数为F1,若将该物体浸没在液体中时弹簧秤的示数为F2,则物体在液体中浸没时受的浮力为F1F2。运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。5. 浮力综合题的一般解题步骤:浮力问题涉及到密度、压强、受力分析、力和运动的关系,容易出现综合试题。(1)明确研究对象,判断它所处的状态。当物体浸没时,V排 V物当物体漂浮时,V排 V露V物(
5、2)分析研究对象的受力情况,画出力的示意图,在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。(3)根据力的平衡原理列方程,代入公式、数值进行计算,得出结果。【典型例题】例 1. 弹簧秤下挂一铁块,静止时弹簧秤的示数是4N,将铁块一半浸入水中时,弹簧秤的示数为3.5N,这时铁块所受的浮力是_N。解: F浮 G铁 F拉4N3.5N0.5N 正确答案:浮力是0.5 牛。考点分析: 本题属于浮力问题中的一种常见题型,已知物体在空气中的重G物和物体浸入液体中弹簧秤示数F拉,就可以用F浮 G铁F拉求浮力的大小。这是同一直线上三力平衡的问题。例 2. 边长为 0.2m 的正方体铁块浸没在水中,上表面距水面0.1
6、m,求水对它的浮力是多大?( g 取 10N/kg)分析与解: 浮力的产生原因是液体对物体向上和向下的压力之差:即 F浮G向上F向下,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页学习必备欢迎下载其中 F向上是液体对物体下表面的向上的压力,它等于液体对物体下表面向上的压强p向上与正方体底面积S 的乘积,即:F向上p向上S。F向下是液体对物体上表面的向下的压力,它等于液体对物体上表面向下的压强p向下与正方体上表面面积的乘积,即F向下p向下S。本题已知正方体边长为0.2m,则它上、下表面的面积S 0.2m0.2m 0.04m2。由
7、pgh 可知: p向上水gh下表面其中下表面深度:h下表面0.1m0.2m0.3m p向下水gh上表面其中上表面深度h上表面0.1m 将以上数据代入F浮G向上F向下即可求出浮力。解: F浮 F向上F向下p向上Sp向下 S(p向上 p向下) S水gS(h下表面h上表面) 1.0103kg/m310N/kg (0.2m)2(0.1m0.2m0.1m)80N 正确答案:水对正方体的浮力是80 牛。例 3. 将体积相同的木球A,塑料球B,铜球 C 都浸没在水中,如图所示,则()A. A 球受的浮力最大B. B 球受的浮力最大C. C 球受的浮力最小D. 三个球所受的浮力大小相同分析与解: 根据阿基米德
8、原理的表达式F浮液gV排可知,浮力 F浮的大小只与液体密度液和物体排开液体的体积V排有关。根据题意: A、B、C 三个球的体积相同,它们都浸没在水中,即液、V排都相同。答案:正确的选项是D。例 4. 将体积是50cm3的物体浸没在水中,它受到的浮力多大?若此物体有一半浸在煤油中,它所受的浮力多大?(煤油0.8103kg/m3,g 取 10N/kg)分析与解:(1)物体浸没水中时,V排V物 50106m3 F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg50106m30.5N (2)物体一半浸在煤油中:V排21V物25 106m3F浮 煤油gV排0.8 103kg/m310N/kg25106m3
9、0.2N 答:物体浸没水中时,受到的浮力是0.5 牛;当物体一半浸入煤油中时,受到的浮力是0.2 牛。例 5. 把质量是200g 的塑料块放入水中,静止时塑料块有一半露出水面。(g 取 10N/kg)求: (1)塑料块在水中受到的浮力?(2)塑料块的体积和密度?解: (1)塑料块是漂浮在水面上由漂浮条件可知塑料块所受的浮力F浮G塑料m塑料g200103kg 10N/kg2N 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页学习必备欢迎下载(2)因为塑料块有一半浸入水中,即V排21V塑料所以 F浮水gV排2N1.0103kg/m31
10、0N/kg21V塑料V塑料4104m3400cm3塑料3400200cmgVm塑料塑料0.5g/cm3例 6. 重 10N,体积为0.8dm3的物体浸没在水中,如果它只受浮力和重力两个力的作用,问:此物体是上浮、下沉还是悬浮?(g 取 10N/kg)分析与解:因为物体浸没在水中,V排V物 0.8103m3所以 F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg0.8 103m38N 因为 8N10N ,即 F浮G物所以物体在水中将下沉。例 7. 画出物体A 的受力分析示意图。 (A 都在水中)分析与解:图(甲)中物体A 受到竖直方向上三个力的作用,其中重力G 竖直向下,拉力 F 和浮力 F浮两个力
11、都是竖直向上,如图所示。乙图中物体A 受竖直向上的浮力F浮,竖直向下的重力G 和绳的拉力F,如图所示。丙图中物体A 受到的竖直向上的浮力F浮,竖直向下的重力G 和 B 对 A 竖直向下的压力FB如图所示。例 8. 一木块在水中静止时,有13.5cm3的体积露出水面,若将体积为5cm 的金属块放在木块上,木块刚好全部浸在水中,求:金属块密度?解析:这是两个不同状态下的浮力问题,分析步骤是:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页学习必备欢迎下载(1)确定木块为研究对象,第一个状态是木块漂浮在水面,第二个状态是木块浸没水中,金
12、属块与木块作为整体漂浮在水面。(2)分析木块受力,画出力的示意图。(3)根据力的平衡原理列方程求解:甲图中: F浮G木 (1)乙图中: F浮 G木G金 (2)(2)式 (1)式得: F浮 F浮 G金代入公式后得:水gV木水g(V木V露) 金gV金水V露金V金金V露?水/V金13.5 1.0 103kg/5m32.7 103kg/m3答案:金属块的密度是2.7 103kg/m3。解法二:木块增大的浮力等于金属块重,即F浮 G金,代入公式: 水gV排金gV金其中 V排13.5cm3, (它等于没有放上金属块时木块露出水面的体积。)代入数据后:1.0g/cm3 13.5cm3金 5cm3金2.7g/
13、cm3 2.7 103kg/m3【模拟试题】(答题时间: 30 分钟)一. 填空题1. 将一物体挂在弹簧秤下,示数是1.96N,若把它浸没水中时,弹簧秤示数是1.47N,则物体的体积是_m3,物体的密度是_kg/m3。2. 质量相等的木块和冰块漂浮在水中(木0.6 103kg/m3,冰0.9 103/m3, )则木块受到的浮力 _冰块受到的浮力, 木块排开水的体积_冰块排开水的体积。 (填“大于” “等于”或“小于” )3. 某物体浸没水中时,弹簧秤的示数是它在空气中称时的4/5 ,则物体的密度是_kg/m3。4. 在弹簧秤下挂一个密度为3 103kg/m3的物体,当物体浸没水中时,弹簧秤示数
14、是98N,当物体浸没在另一种液体中时,弹簧秤示数是58.8N, 求这种液体的密度是_kg/m3。5. 将铁块浸在水银中,当它静止时排开水银的体积是它总体积的_? (铁7.9 103kg/m3, 水银13.6 103/m3)6. 弹簧秤下挂一物体,静止时弹簧秤的示数是10N,将物体逐渐浸入水中,弹簧秤的示数将 _,若物体浸入水中一半时,弹簧秤的示数为6N,这时物体受到的浮力是_N 。7. 重 10N 的物体漂浮在水中时,所受的浮力是 _N,用竖直向下的力F 将物体全部压入水中,当物体静止不动时,所受的浮力是14N,求压力F_N。8. 边长0.2m 的正方体物块,它的体积是_m3,物块每个正方形表
15、面积是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页学习必备欢迎下载_m2,将物块浸没在水中如图,它上表面受到水向下的压力为20N,则上表面受水的压强是 _Pa,上表面在水中的深度是_m,下表面受到水的压强是_Pa , 下 表 面 受 到 水 向 上 的 压 力 是 _N 。 物 块 受 到 水 的 浮 力 是_N。二. 判断题(1)物体在水中受浮力,在酒精中不受浮力()(2)物体在空气中也受浮力作用()(3)石块在水中下沉,它不受浮力()(4)体积大的石块和体积小的木块同时放入水中,石块所受的浮力比木块所受浮力大()(5)同一
16、铁块,分别浸没在水和煤油中,它们受到的浮力一样大()(6)一个铁块,浸入水中一半比全部浸入水中时受到的浮力小()三. 计算题1. 一铁块质量为158g,求:(1)铁块的体积多大?(铁7.9g/cm3)(2)当铁块全部浸入水中时,所受水的浮力多大?(g 取 10N/kg)2. 一个木块的体积是150cm3,放入煤油中漂浮,静止时有3/5 体积浸在煤油中。(g 取 10N/kg,煤油的密度是0.8103kg/m3)求: (1)木块漂浮时受到的浮力?(2)木块的重力?(3)木块的密度?(4)木块全部浸入煤油中受多大浮力?(5)至少用多大压力可使木块全部浸入煤油中?精选学习资料 - - - - - -
17、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页学习必备欢迎下载【试题答案】一. 填空题1. 0.510-4,4 1032. 等于等于3. 5 1034. 1.8 1035. 79:136 6. 变小, 4 7. 10,4 8. 8103,4102,500,5102,2500, 100,80 二. (1)(2)(3)(4)(5)(6)三. 计算题1. 解: (1)V铁铁铁m3/9.7158cmgg20cm3(2)铁块全部浸入水中:V排V铁 20106m3F浮水gV排1103kg/m310N/kg 20106m3 0.2N 2. 解: (1)V排53V木150106m
18、353F浮煤油gV排0.8103kg/m310N/kg150106m3530.72N (2)因为物体是漂浮,所以G木F浮0.72N (3)木木木木木VgGVm/0 72101501063./NNkgm0.48103kg/m3(4)木块全部浸入煤油中(V排V木150 106m3)F浮 煤油gV排 0.8103kg/m3 10N/kg150106m31.2N (5)在压力F 作用下,木块全部浸入煤油中时,FG木F浮FF浮G木煤油gV排G木全部浸入V排V木15010-6m3由( 2)知, G木 0.72N F 0.8103kg/m310N/kg15010-60.72 1.20.72 0.48N 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页