2021年中考物理重点难点专练11浮力含解析.docx

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1、专项三 力学重难点11浮力【知识梳理】1.浮力产生的原因:流体对浸入其中的物体的上下表面存在着压强差，从而上下表面存在着压力差。这个压力差，就是浮力，即F浮=F向上-F向下。当物体漂浮时，上表面未受液体压强，所以F向下=0，此时F浮=F向上。当物体与容器底紧密接触时，下表面未受到液体的压强，所以F向上=0，此时物体未受浮力，即F浮=0，比如浸在水中的桥墩、下表面被淤泥包裹的石块等。2.影响浮沉大小的因素:液体的密度、物体排开液体的体积。3.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。此规律对于气体同样适用。4.物体的浮沉条件浮沉情况物体的重力与所受

2、浮力的关系物体的密度与液体密度的关系上浮G物F浮物液漂浮G物F浮物液悬浮G物=F浮物=液下沉G物F浮物液【易混淆点】1.将“物体排开液体的体积”与“物体的体积”相混淆。若果物体漂浮，V排V物；若果物体悬浮或者沉底，V排=V物。这里可以通过理论推导和实验验证加以突破。假设有一个边长为a正方体浸没在液体中，则有F浮=F向上-F向下=p液下S-p液上S=液gh下S-液gh上S=液gS(h下-h上)= 液ga2a=液ga3。从F浮=液ga3可以清楚地看到：物体所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力。与物体的体积、密度、液体的多少等无关。2.认为凡是浸入流体中的物体都受到浮力。3.根据浮力与重力大小，判

3、断物体的浮沉时，计算浮力需要假设V排=V物。4.同一只密度计在不同的液体中所受的浮力等相等，等于自身的重力。5.物体受到的浮力大小，只与流体的密度和物体排开流体的体积有关。判断浮力大小的变化，也要依据这两个因素的变化来分析。【典例分析】【例1】(2020泸州9)如图所示，同一个球在A液体中处于漂浮状态，在B液体中处于悬浮状态。下列判断正确的是（ ）A. A液体的密度小于B液体的密度B. A液体的密度大于B液体的密度C. 球在A液体中受到的浮力小于在B液体中受到的浮力D. 球在A液体中受到的浮力大于在B液体中受到的浮力【答案】B【分析】A B因为球在A液体中处于漂浮状态，则有A球，在B液体中处于

4、悬浮状态，则有B球，所以AB， A错，B正确。C D同一个球在A液体中处于漂浮状态，在B液体中处于悬浮状态，所以在两液体中的浮力:F浮=F球，即球在A液体中受到的浮力等于在B液体中受到的浮力，C、D错。选B。【思路小结】分析浸在液体中的物体的密度大小，一般根据密度判断物体浮沉条件来分析判断。比较浸在液体中的物体的浮力大小，一般根据浮力与重力判断物体浮沉条件来分析判断。【例2】(2020甘孜29)如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，g取10N/kg，则

5、圆柱体的重力为N，圆柱体受到的最大浮力是N。【答案】20.4【分析】由图象可知：当物体完全露出水面时，弹簧测力计的示数为2N，由二力平衡知识得圆柱体的重力为2N。由图象可知：当圆柱体浸没在水中时，弹簧测力计的示数F=1.6N，圆柱体受到的最大浮力F浮=G- F=2N-1.6N=0.4N。【思路小结】此类题目，关键是要看懂图像中几段的含义，以及起点、拐点的含义。【例3】（2020巴中31）某实验小组将重力为8.9N的实心物体放人装满水的溢水杯中，溢出1N的水。取出擦干后挂在弹簧测力计上，浸没在另一种未知液体中静止时，弹簧测力计的示数为8.1N。求：(1)物体在水中受到的浮力；(2)该物体的密度；

6、(3)未知液体的密度。【答案】(1)1N(2)8.9103kg/m3(3)0.8103kg/m3【分析】(1)根据阿基米德原理可得物体在水中受到的浮力F浮=G排=1N。(2)物体的质量m物= G物g = 8.9N10N/kg = 0.89kg；排开水的质量m排= G排g = 1N10N/kg = 0.1kg；物体体积和它排开水的体积相等V物=V排= m排水 = 0.1kg1.0103kg/m3 = 1.010-4m3；该物体的密度物= m物V物 = 0.89kg1.010-4m3 = 8.9103kg/m3。(3)未知液体中物体所受的浮力：F浮=G物-F=8.9N-8.1N=0.8N；物体在液

7、体中浸没时，其排开液体的体积和自身体积相等V排=V物=1.010-4m3；液体的密度：液= F浮gV排 = 0.8N10Nkg1.010-4m3 = 0.8103kg/m3。【思路小结】4.计算浮力的四种常见方法（1）测量法：F浮=G物-F示（G物-物体在空气中时所受的重力；F示-物体浸入液体中时弹簧测力计的示数）（2）压力差法：F浮=F向上-F向下（F向上-物体受到液体向上的压力；F向下-物体受到液体向下的压力）（3）阿基米德原理法：F浮=G排（此公式通常展开成F浮=液gV排运用）（4）浮沉条件法：当物体处于漂浮或悬浮时， F浮= G物。5.比值问题。当物体漂浮时的比值问题。由F浮= G物变

8、形得液gV排=物gV物，所以液/物=V物/V排。浮力测密度的推导一般过程：当物体浸没时，V排=V物。（1）用F浮=G物-F示计算出浮力大小；（2）由F浮=液gV排变形得V排=F浮液g计算出V物；（3）物=m物v物=G物液G物-F示。这也是求物体密度一类习题的一般解法。6.拉力与浮力情形1.F浮=F拉+G物情形2.F拉=G物-F浮7.漂浮，悬浮转换问题情形:Fa=Fb。 Fa=GM+Gm= 液gV排M。 Fb= GM+Gm=液gV排M+液gV排m。【真题操练】1.(2020鄂州10)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

9、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。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F浮=液gV排可知：甲乙，B错。C液体对容器底部的压强根据公式p=液gh，甲液体密度大于乙液体密度，深度相同，因此p甲p乙，C错。D液体对容器底部的压力根据公式F=pS，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F甲F乙，D正确。选D。2.(2020广东7)游泳时佩戴游泳圈是防止

10、溺水的有效方法，质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后，能静静地漂浮在水面上，如图所示，游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是（）A. 5000NB. 500NC. 50ND. 5N【答案】C【解析】游泳圈浸没在水中的体积大概是510-3m3，则其受到的浮力：F浮=水gV=1.0103kg/m310N/kg510-3m3=50N。忽略游泳圈的自重，则游泳圈对小蓉的作用力大小与游泳圈所受浮力大小相同，即为50N。选C。3.（2020广元10）将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中，鸡蛋漂浮，然后逐渐向杯中加入清水，当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水，如图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是A.

11、 B. C. D. 【答案】C【解析】当鸡蛋在浓盐水中漂浮时，此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力；当给浓盐水中缓慢加入水时，混合液的密度开始减小，当此时混合液的密度仍大于鸡蛋的密度，虽然鸡蛋开始缓慢下沉，不过鸡蛋仍处于漂浮状态，只是浸入液体中的体积在增大，而露出的体积在减小，所以此时鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力；当混合液的密度逐渐减小到等于鸡蛋的密度时，此时鸡蛋在液体中处于悬浮状态，鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力；当浓盐水中的水越来越多而引起混合液的密度比鸡蛋密度小的时候，此时鸡蛋受到的浮力就会小于重力，鸡蛋出现下沉直至沉到杯子的底部，由此可知，鸡蛋受到的浮力是先不变，然后减小，选C。4.（20

12、20南京11）如图所示，两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上，分别装有质量相等的两种液体，两个相同的小球分别放入容器中，一个漂浮，一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F1和F2，容器对桌面的压强分别为p1和p2，下列说法正确的是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】小球在甲容器中漂浮，所以F1=G物；在乙容器中沉底，所以F2G物；因此F1F2。容器的质量相等，液体的质量相等，小球的质量相等，容器对桌面的压力等于容器、液体和小球的总重力，所以容器对桌面的压力相等，甲的受力面积大于乙的受力面积，由p=F/S可知；p1p2,选D。5.(2020青岛9)探究浮力的大小跟哪些因

13、素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是（）A. 金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3NB. 利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系C. 利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系D. 利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系【答案】D【解析】A由图乙可知：金属块a浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.0N，根据称重法可得金属块浸没在水中受到的浮力：F浮=G-F示=1.6N-1.0N=0.6N，A错。B要探究浮力的大小与物体体积的关系，需要控制物体排开水的体积相同，改变物体的体积；甲、乙两图中物体排开水的体积不

14、同，B错。C要探究浮力的大小与物体密度的关系，需要控制物体排开水的体积相同，改变物体的密度；乙、丙两图中物体排开水的体积不同，C错。D要探究浮力的大小与液体密度的关系，需要控制物体排开液体的体积相同，改变浸入液体的密度；丙、丁两图可以完成该探究，D正确。选D。6. (2020成都18) 旅游景区的“热气球”升空是利用了空气产生的；民航客机起飞，是利用机翼上、下表面空气流速不同而产生的。(两空均选填“升力”或“浮力”)【答案】浮力升力【解析】气球中的空气本来是和周围的温度是一样的，密度也一样；当对气球中的空气加热时，气球中的空气受热，温度升高，体积变大，密度就变小了，就会产生向上的浮力。飞机向前

15、飞行时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于有气流迎面流过机翼，气流被机翼分成上下两部分，在相同时间内，机翼上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对机翼的压强较小；下方气流通过的路程较短，因而速度较小，它对机翼的压强较大；因此在机翼的上下表面存在压强差，对飞机产生了向上的升力。7.(2020苏州20)如图所示，重为12N、边长0.1m的正方体物块静置于粗糙的水平桌面上，物块对桌面的压强为Pa向右推动物块，在运动过程中，它受到（向左/向右）的摩擦力。物块掉入水槽中（水足够深），其静止后所受浮力为N（g取10N/kg）【答案】1200 向左 10【解析】正方体物块对水平桌面的压力FG12N，受力

16、面积S0.1m0.1m0.01m2，物块对桌面的压强：pF/S=12N/0.01m2=1200Pa；向右推动物块，在运动过程中，摩擦力的方向与物体运动方向相反，即它受到向左的摩擦力；正方体物块的体积：V0.1m0.1m0.1m0.001m3，物块全部浸没在水中时受到的浮力：F浮水gV排水gV1.0103kg/m310N/kg0.001m310N，因为F浮G，所以物块掉入水槽中（水足够深）沉底，其静止后所受浮力F浮10N。8. (2020江西9)如图所示，AB两物块以不同方式组合，分别静止在甲乙两种液体中，由此可判断；若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲F乙，则F甲F乙（均选填“”“”或“=

17、”）【答案】【解析】将AB看出整体，两物块在甲乙液体中处于漂浮状态，甲中F浮甲=G，甲gV排甲=G；乙中F浮乙=G，乙gV排乙=G。因为二者重力相等，所以甲gV排甲=乙gV排乙。又因为V排甲V排乙，所以甲乙。A物块在两种液体中排开液体的体积不变，因为甲乙，由F浮=液gV排可知：F甲F乙。9.(2020鄂州23)在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中，小芳设计的实验步骤如图所示，按照A、B、C、D的顺序进行测量。小华认为，为了减小实验误差，可以进一步优化实验步骤，他将A、B、C、D重新排序。你认为小华的测量顺序应该是_，此实验得出的结论是_。【答案】DABC物体浸在液体中所受的浮力等

18、于物体排开的液体所受的重力【解析】在这个探究中，应先测出空小桶的重力，再测物体的重力，然后将物体浸入溢水杯的水中，用小桶接住排出的水，最后测出小桶和接入水的总重力。所以重新排序应为：DABC。此实验的结论是：物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力。10.(2020黄冈15)木块在水中漂浮，铁块在水中下沉浮力的大小是否跟物体的密度有关呢？兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验：第一步往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子；第二步把玻璃瓶放人装水的溢水杯中，用塑料杯接住溢出来的水（如图）；第三步将玻璃瓶里的物质分别换

19、成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满，重复以上实验；第四步比较每次溢出来水的体积请回答下列问题(1)溢水杯里水的多少应该以为准(2)若每次溢出来水的体积，则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关，否则与物体的密度有关(3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力，这里运用了的思想方法，其依据是【答案】(1)装满水 (2)相等 (3)转换阿基米德原理【解析】(1)实验采用溢水杯的作用是溢水杯内装满水，让物体浸入溢水杯，水会从溢水杯中排出，所以，溢水杯里水的多少应该以装满水为准。(2)由题意知，物体所受的浮力与物体的密度无关，否则与物体的密度有关如果每次溢出来水的体积相同，则说明物体所受的浮力与物

20、体的密度无关；如果每次溢出来水的体积不相同，物体所受的浮力与物体的密度有关。(3)要探究浮力的大小与物体密度的关系，根据阿基米德原理，物体所受浮力的大小等于排开水的重力，水的密度是固定的根据F浮=液gV排，所以判断每次溢出来水的体积是否相等。本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮液力，这里运用了转换的思想方法，其依据是阿基米德原理。11.(2020苏州28)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。（1）小明列举了三个常识，分别做出了三个猜想，其中符合常识1的是猜想（填序号）。常识猜想常识1：木头漂在水面，铁钉沉在水底常识2：轮船从长江驶入大海，船身会上浮一些常识3：人从泳池浅水区走向

21、深水区，感觉身体变轻猜想1：与浸入液体的深度有关猜想2：与液体的密度有关猜想3：与物体的密度有关（2）为了验证上述猜想是否正确，小明依次做了如下实验：根据A、B、C的结果，可得猜想1是 （正确/错误）的；根据A、C、D的结果，可得猜想1是 （正确/错误）的。深入分析上述现象，可得：浮力大小与 有关，与浸入液体的深度 ；接下来根据A、D和E （能/不能）对猜想2进行验证；为验证猜想3，小明在老师的指导下，将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验，发现此时测力计示数小于1.8N，便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是 。【答案】（1）3 （2）正确错误排开液体的

22、体积无关能没有测量出此时瓶子（含有沙子的）重力【解析】（1）木头漂在水面，是因为木头的密度小于水的密度；铁钉沉在水底，是因为铁的密度大于水的密度，其中符合常识1的是与物体的密度有关，即符合常识1的是猜想3。（2）B、C实验中（物体在水中的深度不同），测力计示数不同，由称重法，两实验中受到的浮力不同，根据A、B、C的结果，可得猜想1是正确的；而C、D实验中，浸入液体的深度不同，两实验中，测力计示数相同，由称重法，两实验中受到的浮力相同，根据A、C、D的结果，可得猜想1是错误的；B、C实验中排开液体的体积不同，而C、D实验中排开液体的体积相同，深入分析上述现象，可得：浮力大小与排开液体的体积有关，

23、与浸入液体的深度无关。研究浮力与液体的密度有关，要控制排开液体的体积相同，只改变排开液体的密度，故接下来根据A、D和E能对猜想2进行验证。根据称重法测浮力，F浮GF，将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度，则此时瓶子（含有沙子的）重力小于2.8N，为验证猜想3，即浮力与与物体的密度有关，应测量出此时瓶子（含有沙子的）重力中，故小明在该实验环节中存在的问题是没有测量出此时瓶子（含有沙子的）重力。12. (2020宜昌26)轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开水的质量。(1)若轮船排水量记为m排，满载时船货总质量记为m船，请通过推导说明m排=m船，要求写出相关物理原理和表达式。(2)某

24、条船的排水量为500t，该船满载从海水驶入江水中，其排水量变大、变小、还是不变？该船排开江水的体积是多少？（=1.03103kg/m3，=1103kg/m3）【答案】（1）见解析（2）500m3【解析】(1)由阿基米德原理可知，排出水的重量为F浮=G排；轮船漂浮在水上，由二力平衡原理可知：F浮=G船；代换可得G排=G船；由重力与质量关系式可得：m排=m船。(2)由上述计算可知，该船满载从海水驶入江水中时质量不变时，排水量不变；由密度公式可知该船排开江水的体积为V= m江水 = 500103kg1103kg/m3 = 500m3。答： (2)该船满载从海水驶入江水中，其排水量不变，排开江水的体积

25、是500m3。13.(2020青岛27)如图所示，盛有水的圆柱形容器，侧壁上固定了一块水平挡板，挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为100cm3、重力为0.6N的实心小球，此时水对容器底产生的压强为3.0103Pa。求：(1)容器中水的深度；(2)挡板对小球的压力；(3)撤去挡板，小球静止后，水对容器底压力的变化量。【答案】(1)0.3m(2)0.4N(3)0.4N【解析】(1)根据p=gh可得容器中水的深度：h= p水g = 3.0103Pa1.0103kg/m310N/kg = 0.3m。(2)小球浸没在水中排开水的体积：V排=V=100cm3=110-4m3。则此时小球受到的浮力：F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg110-4m3=1N。小球受到本身重力、水对它的浮力以及挡板施加的压力三个力的作用，则挡板对小球的压力：F压=F浮-G=1N-0.6N=0.4N。(3)小球浸没时受到水的浮力大于本省的重力，撤去挡板，小球静止后漂浮在水面，此时受到的浮力等于小球本身的重力，即F浮=G=0.6N，水对容器底压力等于水的重力和小球受到的浮力之和，水的重力不变，则水对容器底压力的变化量：F=F浮-F浮=1N-0.6N=0.4N。答：(1)容器中水的深度是0.3m；(2)挡板对小球的压力是0.4N；(3)撤去挡板，小球静止后，水对容器底压力的变化量是0.4N11