2019-2020年中考物理第一輪復(fù)習 第18課時 浮力教案 新人教版.doc

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2019-2020年中考物理第一輪復(fù)習 第18課時 浮力教案 新人教版 【考點聚焦】 1．知道浮力產(chǎn)生的原因 2．知道阿基米德原理 3．理解物體的浮沉條件 4．知道輪船、氣球、飛艇、潛水艇的浮沉原理 【呈現(xiàn)形式】 本部分的考點主要以填空題、選擇、計算和實驗題型出現(xiàn)，其中阿基米德原理和物體的漂浮條件應(yīng)用可以用實驗題型出現(xiàn)。在計算題中，阿基米德原理、浮力產(chǎn)生的原因、物體的浮沉條件和物體的漂浮條件常常緊密聯(lián)系，增加了解題的難度，主要考查綜合分析和解決問題的能力。 【知識結(jié)構(gòu)】 一、 浮力的基本概念 1.浮力產(chǎn)生的原因；浸入液體中的物體，受到液體的壓強和壓力，由于物體上、下表 面在液體中的深度不同，因此物體上、下表面所受液體的壓強不同，下表面受到液體向上的壓強大于上表面受到液體向下的壓強，從而使物體下表面受到向上的壓力大于上表面受到向下的壓力，向上和向下的壓力差就是物體在液體中受到的浮力。 2.物體的浮沉條件：浸入液體里的物體同時受到重力和浮力兩個作用力的作用，所以物體的浮沉取決于兩個力的大小關(guān)系： （1）當F?。綠時，上浮，最終結(jié)果漂浮。 （2）當F浮＜G時，下沉，最終結(jié)果沉底。 （3）當F?。紾時，懸浮，即物體可以停留在任何深度。 3．阿基米德原理：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于排開的液體受到的重力。用公式表示為：F?。紾排＝ρ液gV排 4．浮力的應(yīng)用 應(yīng)用浮力的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)重力與浮力的關(guān)系，若保持浮力不變而減小自身重力，或保持重力不變而增大排水體積。 （1）輪船：是采用空心的方法來增大排開水的體積從而增大可以利用的浮力，使其漂浮在水面上，其大小用排水量表示。 （2）潛水艇：是靠改變水艙中水的多少，即靠改變重力來實現(xiàn)上浮或下潛的。 （3）氣球和飛艇是通過充氣、放氣調(diào)整氣囊的體積來改變浮力，實現(xiàn)上升和下降的。 （4）密度計是測量液體密度的儀器，是利用物體漂浮在液面的條件F浮＝G物來工作的，密度計的刻度是“上小下大”。 【方法提示】 1．浮力的計算公式：F?。紾排＝ρ液gV排 運用阿基米德原理及其公式，應(yīng)注意理解以下幾點： （1）浮力作用在浸在液體（或氣體）的物體上，方向豎直向上，其大小等于物體排開的液體（或氣體）受到的重力，即F?。紾排。 （2）“浸入液體里的物體”包括兩種狀態(tài)：一是物體全部體積浸入液體里，即物體浸沒在液體里。二是物體的一部分體積浸入液體里，另一部分露在液面以上。 （3）G排是指物體排開的液體所受的重力，F(xiàn)浮＝G排表示物體受到的浮力的大小等于被物體排開的液體的重。 （4）V排是表示被物體排開的液體的體積，當物體全部浸沒在液體里時，V排＝V物，當物體只有一部分浸入液體中時，則V排＜V物。 （5）由公式可以看出，浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積這兩個因素有關(guān)，而跟物體本身的體積、密度、形狀、質(zhì)量、重力、所處的深度、液體的多少、物體在液體中是否運動等因素都無關(guān)。 圖1 【例題1】如圖1所示，物體懸浮在水中，水對物體向上、向下的壓力分別為F1和F2，下列說法正確的是 〔 〕 A. 由于物體靜止不動，F(xiàn)1、F2是一對平衡力 B.因為物體上表面的面積較大，所以F1＜F2 C. F1和F2的合力大小等于物體的重力 D．物體受到合力的方向是向上的 【解析】 物體懸浮在水中，所受的浮力等于其重力；浸在液體中的物體，受到液體對其向上和向下的壓力差，就是液體對物體的浮力，所以F1和F2的合力（即壓力差）與物體的重力是一對平衡力，C正確，因為F1與物體的重力之和等于F2，故F1與F2不是平衡力，A不正確。物體處于懸浮狀態(tài)，所受總合力為0，無方向而言，D錯，物體上下表面所受的液體壓力不僅與表面大小有關(guān)，還與表面所處深度有關(guān)，所以B是錯誤的，故正確答案應(yīng)為C。 圖2 【例題2】一種廁所不便桶水箱結(jié)構(gòu)如圖2（圖中略去了向水箱中注水裝置）出水口上的橡膠蓋是空心的，放水時它漂浮在水面上，水從出口流出，如圖2a，隨著水的流出，水面下降，直到橡膠蓋蓋住出水口，放水過程結(jié)束，注水過程中和注滿水后，橡膠蓋都蓋住出水口，如圖2b。 （1）請你判斷，圖2a空心橡膠蓋所受的重力 與它所受的浮力大小關(guān)系。 （2）請你說明，圖2b中為什么橡膠蓋能緊緊地蓋住出水口而不浮起。 （3）這種裝置的一個重要特點是每次便桶都要用掉一箱水，為節(jié)約用水，請你對橡膠蓋做些改造，使得按下手柄時橡膠蓋抬起放水，放開手柄后橡膠蓋能立即蓋上出水口，停止放水。 【解析】 根據(jù)空心橡膠蓋漂浮條件判斷（1）中的關(guān)系；根據(jù)浮力產(chǎn)生原因說明（2）；要使放開手柄后橡膠蓋立即蓋上出水口，橡膠蓋要滿足下沉的條件。 （1）圖2a中放水時空心橡膠蓋漂浮在水面上，所以它所受重力與浮力相等。 （2）圖2b中注水過程和注滿水后橡膠蓋能緊緊蓋在出水口是因為橡膠蓋與出水口緊密接觸，此時橡膠蓋下部沒有水，不受水對它向上壓力，所以不受浮力，則在其自身重力和上部水向下壓力的作用下會蓋住出水口而不浮起。 圖3 （3）若要使放開手柄后橡膠蓋就立即蓋上出水口，橡膠蓋就要下沉，重力要大于浮力，因此要將橡膠蓋適當加重，如配重物，或在橡膠蓋內(nèi)心部分注入沙粒等。 【例題2】把一鐵塊系在氣球上，放入水中，恰好懸浮于水中某處， 如圖3所示，現(xiàn)沿容器壁緩緩注入一些水，則鐵塊和氣球?qū)? 〔 〕 A.仍然懸浮 B.下沉 C.上浮 D.都有可能 【解析】 比較注水前后F浮和G的變化即大小關(guān)系。因為液體內(nèi)部壓強P＝ρ液gh，P與ρ液和h有關(guān)，注水后ρ液 不變，氣體和鐵塊所處深度增大。對于鐵塊F浮鐵＝ρ液gV排鐵，全部浸沒時V排＝V鐵，始終不變，所以F浮鐵不變；但對于氣球內(nèi)質(zhì)量一定的氣體，體積隨著壓強的增大而減小，由F浮氣＝ρ液gV排氣可知，F(xiàn)浮起減小；氣球和鐵塊所受總重力不變，總浮力F浮減少，小于G，所以將下沉。答案為B。 2．用密度表示物體的浮沉條件 這是浮沉條件的另一種表示方法，只有在物體由同一種材料制成而且是實心物體時才成立。 （1）F?。綠時，必有ρ液＞ρ，物體上浮。 （2）F?。糋時，必有ρ液＜ρ，物體下沉。 （3）F?。紾時，必有ρ液＝ρ，物體懸浮。 圖3 【例題3】把一個自制的密度計分別放入兩種不同的液體中。情況如圖4所示，由此得出的下列判斷正確的是 〔 〕 A．這個密度計在甲液體中受到的浮力較大 B.這換個密度計在乙液體中受到的浮力較大 C．甲中液體的密度較大 D．乙種液體的密度較大 【解析】 密度計漂浮時浮力與重力大小相等，即ρ液gV排＝mg，故選項A、B錯誤。密度計測得的液體密度的表達式為：ρ液＝m/V排，因密度計的質(zhì)量m 不變，故V排越大，說明ρ液越小，V排越小，ρ液越大。正確答案為D。 3．計算與比較物體受到的浮力 （1）計算浮力的方法 ①原理法：F?。紾排＝ρ液gV排 ②測量法：F?。紾－F ③原因法：F浮＝F向上－F向上 ④平衡法：F?。紾（漂浮、懸?。? （2）解題思路 ① 計算前要判斷物體處于何種狀態(tài)，是浮在液面，懸浮還是沉在液體底部 ② 分析物體的受力情況，選取合適的公式 【例題3】如圖5所示，將一塊掛在彈簧測力計下的圓柱體金屬緩慢浸入水中（水 足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，能正確反映彈簧測力計示數(shù)F和圓柱體下表面到水面的距離h關(guān)系的圖象是 〔 〕 F F F F h h h h A B C D 0 0 0 0 h 圖5 【解析】 圓柱體金屬塊的底面積S 一定，則在剛開始浸入水中時，V排＝Sh，F(xiàn)浮＝ρ水gV牌＝ ρ水g Sh，F(xiàn)浮與h成正比；當物體全部浸沒以后，V排是一個定值，則F浮大小不變。金屬塊受到重力、浮力和彈簧測力計的拉力，且F示＝G－F浮，G不變，所以F浮增大，F(xiàn)示減??； F浮不變，F(xiàn)示不變；F浮為零時（h＝0），F(xiàn)示＝G最大。所以F示是先減小再不變。答案使A。 【對應(yīng)訓練】 1．利用空氣浮力而升空的物體是 〔 〕 A．人造衛(wèi)星 B．飛機 C．風箏 D．氫氣球 圖6 2.把密度大于水的物質(zhì)制成空心小球，用手將其置于盛水的容器中，使其浸沒于水（如圖6所示），放手后水球運動狀態(tài)是 [ ] A．上浮 B．懸浮 C．下沉 D．都有可能 3.浸沒與水中的鋼球,在繼續(xù)下沉的過程中,它受到的 [ ] A.浮力增大,壓強減小 B.浮力減小,壓強減小 C.浮力不變,壓強減小D.浮力不變,壓強增大 4.含有雜質(zhì)的蠟塊懸浮在水中,要使該蠟塊漂浮,可以采用的方法是 [ ] A.加純酒精 B.加水 C. 加食鹽 D. 加汽油 5．對于現(xiàn)代生活給人們帶來的緊張感，可用漂浮療法減輕。漂浮池內(nèi)有一定深度的水， 水中加有大量的_________（填“鹽”或“酒精”），任何人進入池內(nèi)都會漂浮起來。 6．把水面的皮球慢慢壓入水底，在皮球完全浸入水中前，應(yīng)加的壓力是______的；完 全浸入水中后，應(yīng)加的壓力是______。（選填“變大”、“變小”或“不變”） 圖7 7.一金屬塊在空氣中稱重為27N,把它全部浸在水中彈簧測力計的示數(shù)為17N,則該金屬快受到水對它的浮力是 ,物體的體積是 . 8.密度計是測 的儀器,它是利用 的原理制成,同一密度計在各種不同的液體中受到的浮力是 ,排開液體的體積是 (選填“相同”或“不同”).密度計的刻度是上 下 . 圖8 9. 某海濱浴場，水底布滿了石頭，在海水中游泳的人由深水走向淺水的過程中，赤腳踩在石塊上的感覺有沒有變化？為什么？ 10.某同學在實驗室里將體積為1.010-3m3的實心正方體木塊放入水中,如圖8所示,靜止時其下表面距水面0.06m.請根據(jù)此現(xiàn)象和所學力學知識,計算出兩個與該木塊有關(guān)的物理量 11.如圖7所示,用手提住彈簧測力計,下面吊著一個金屬快.當金屬塊接觸容器中的水時(圖b),彈簧測力計的示數(shù)為5N;當金屬塊全部浸入水中時(圖c),彈簧測力計的示數(shù)為3N.(取10N/kg) (1) 求金屬塊全部進入水中時受到的浮力 (2) 求金屬快的體積和密度 (3) 在使金屬快由圖(b)位置漸漸浸入水中圖(c)位置的過程 圖9 中,試分析水對容器底部壓力的變化情況. 12.小明和教練在大海里學潛水，看到海里的魚兒口中吐出的 小氣泡在升至水面的過程中，發(fā)生如圖9所示的變化，小明認為氣泡在上升過程中受到的重力和浮力應(yīng)該是不變的，他把這一想法告訴教練，教練確說他的想法不對，你怎樣想？