第十章《浮力》
★知识梳理
知识点1：浮力
（1）产生原因：浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力__不同__，这就是浮力产生的原因
（2）方向：_竖直向上__
（3）称重法测浮力：F浮＝G－F拉 知识点2：阿基米德原理
公式：F浮＝G排＝m排g＝ρ液V排g。G排表示排开液体所受的重力；m排表示排开液体的质量；ρ液表示液体的密度；V排表示排开液体的体积
【提示】当物体浸没在液体里，此时V排＝V物；当物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面外，此时V排 浸在液体中的物体同时受到浮力和重力的作用，物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的关系。 知识点4：浮力的应用 ★考纲要求： 轮船、潜水艇、气球和飞艇、密度计 1.浮力的实验探究.（探究） 2.物体沉浮的条件；阿基米★备考指导 德原理.（认识） 1.考查热点： 阿基米德原理的探究实验，浮力的简单计算 2.考查题型： 以选择题、填空题、实验题、综合能力题为主 3.备考重点： 浮力大小的影响因素，沉浮条件的应用，浮力的简单计算 ★突破考点，典例呈现 考点1：浮力 例1 如图所示，A、B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则下列说法中正确的是( B ) A．A物体不一定受到浮力作用 B．B物体一定受到浮力作用 C．C物体不一定受到浮力作用 D．D物体一定受浮力的作用 方法点拨：浮力产生的原因是浸在液体里的物体受到液体对其向上的和向下的压力差，即F浮＝F向上－F向下，当向上的压力消失时，就无法产生浮力。在气体中，物体同样受到气体对其的浮力，方向同样是竖直向上。 考点2：阿基米德原理 例2 如图所示，某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中，当饮料罐全部浸入在水中后，继续向下压一段距离，共用时t0 ，此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图像可能是选项中的( A ) 方法点拨：(1)浮力的计算公式F浮＝ρ液gV排，与液体的密度和排开液体的体积有关。当物体浸没在液体中时，排开液体的体积等于物体的体积，即V排＝V物；当物体部分浸在液体中时，排开液体的体积小于物体的体积，即V排 (2)当物体浸没在同种均匀液体中时，物体所受浮力的大小不会随物体所处的深度或位置的改变而改变。 考点3：物体的沉浮条件 例3 如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( C ) A．物体受到的浮力大小关系为FA＞FB＞FC B．三个物体的密度大小关系为ρA＞ρB＞ρC C．容器对桌面的压力大小关系为F甲＝F乙＝F丙 D．容器底部受到水的压强大小关系为p甲＞p乙＞p丙 方法点拨：(1)物体的沉浮条件可以由两个方面判断：①物体的重力大小与其受到的浮力大小的关系是G物>G液，物体下沉；G物＝G液，物体悬浮；G物 (2)由物体的沉浮情况判断物体与液体密度的大小关系。①不同物体漂浮在相同液体上，物体排开液体的体积越大，物体的密度越大；②同一物体漂浮在不同液体上，物体排开液体的体积越大，即物体浸入液体中的体积越大，液体的密度越小。 考点4：浮力的计算 例4 2015年是中国抗日战争胜利暨世界反法西斯战争胜利70周年，我国举行了盛大的阅兵仪式。如图所示为我国首次亮相某型号主战坦克，其质量为42 t，高为2 m，体积为 322 22 m，履带与地面接触的总面积为6 m，坦克顶部舱门的面积为0.8 m。该坦克具有潜渡功能，如该坦克正在深为6 m的河中潜渡，请你根据上述已知条件，求解三个不同的物理 量。(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×10 kg/m) 45 示例：坦克重力G＝mg＝4.2×10 kg×10 N/kg＝4.2×10 N。 解：根据题中的条件可求解的物理量如下，任选3个物理量即可。 (1)坦克顶部所处的深度h＝6 m－2 m＝4 m，坦克顶部受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0334 ×10 kg/m×10 N/kg×4 m＝4×10 Pa。 (2)由p＝可得，水对坦克顶部舱门的压力F＝pS＝4×10 Pa×0.8 m＝3.2×10 N。 (3)潜渡时坦克受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×10 kg/m×10 N/kg×22 m＝2.2×5 10 N。 45 (4)坦克重力G＝mg＝4.2×10 kg×10 N/kg＝4.2×10 N，坦克潜渡时对河床底部的 555 压力F压＝G－F浮＝4.2×10 N－2.2×10 N＝2×10 N。 5 (5)该坦克在地面上行驶时对地面的压力F′＝G＝4.2×10 N，该坦克在地面上行驶 3 3 3 33 FS424 F′4.2×105 N4 时对地面的压强p′＝＝＝7×10 Pa。 2 S6 m 方法点拨：浮力的计算通常会与力、压强和密度等知识综合考查，难度较大。熟练掌握各 物体的沉浮条件、压强公式和浮力与密度的关系是解题的关键。 实验1：探究浮力的大小跟哪些因素有关 命题点： 1．实验猜想与假设：浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。 2．弹簧测力计的使用与读数。 3．用称重法计算浮力F浮＝G－F拉。 4．实验方法：控制变量法。 ①探究浮力的大小与物体浸在液体中体积的关系：用弹簧测力计提着同一物体，让物体以不同体积浸入同种液体中。 ②探究浮力的大小与液体的密度的关系：用弹簧测力计提着同一物体，让物体浸没在不同的液体中。 ③探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系：用弹簧测力计提着同一物体，让物体分别浸没在相同液体的不同深度中。 5．选用不同液体并进行多次实验的目的：一次实验具有偶然性，多次实验寻找普遍规律。 6．浮力的计算。 实验结论：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 例5 某物理社团在探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验： (1)物体所受重力为__4__N。 (2)物体浸没在水中受到的浮力为__1__N。 (3)通过比较B、C、D三幅图，物理社团得出：浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论，对此结论你认为是__错误__(选填“正确”或“错误”)的。理由是__实验过程不完整，没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系__。 (4)根据已有条件，请你求出图E中弹簧测力计的示数是__3.2__N。(g取10 N/kg，ρ酒精＝0.8×103 kg/m3) 实验2：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 命题点： 1．实验顺序：先测物体的重力。 2．弹簧测力计的使用与读数。 3．用称重法计算浮力F浮＝G－F拉。 4．正确使用溢水杯：溢水杯中的水面要达到溢口，以保证物体排开的液体全部流入空桶中。 5．测量物体排开的液体重力的方法：先测出空桶的重力G1，再测出桶和溢出水的总重力G2，则排开的液体所受到的重力为G排＝G2－G1。 6．多次实验寻找普遍规律：换用不同的液体进行实验，而不是多次测量求平均值。 7．实验数据分析与处理。 实验结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 例6 在探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系时，某同学进行了如图所示的实验： (1)你认为合理的实验顺序应是__甲丁乙丙__。 (2)为了使实验结论更具有普遍性和代表性，该同学还可__B__(选填“A”或“B”)。 A．多次测量取平均值 B．换用其他液体多次实验 (3)通过此实验，可得结论：浸在液体中的物体所受的浮力大小跟它排出的液体所受的重力__相等__。 (4)图乙中浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，合金块受到的浮力__不变__(选填“变大”“不变”或“变小”)。