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物理中考冲刺浮力专题

来源:千斤顶 时间:2023/4/4

浮力是中考中比较重要的知识,我们应该好好复习这一专题,下面我们一起复习相关知识点:

1、浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力

2、浮力的产生原因:因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力

F浮=F下表面_F上表面

3、阿基米德原理:浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力

公式可记为F浮=G排=(m排g)=ρ液gV排液

4、浮力大小的计算方法:

(1)定义法:F浮=F下表面_F上表面

(2)两次称量求差法:F浮=F1_F2=G_F示

(3)二力平衡法:F浮=G物

(4)阿基米德原理法:F浮=G排=(m排g)=ρ液gV排液。

5、浮力的利用:

(1)如何调节浮力的大小,采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上

(2)轮船采用了把它做成空心的办法,使它能够排开更多的水,增大浮力,使轮船能漂浮在水面上

(3)潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的

气球和气球和气艇:气球和飞艇,体内充有密度小于空气的气体(如氢气、氦气、热空气),从而浮力大于重力,气球升空

(5)密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的

6、物体在液体中的浮沉条件

上浮:F浮>G悬浮:F浮=G

漂浮:F浮=G下沉:F浮<G

沉底:F浮+N=G

理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系

如果被研究的物体的平均密度已知,则物体的浮沉条件可变成以下形式:

①ρ物<ρ液,上浮

②ρ物=ρ液,悬浮

③ρ物>ρ液,下沉

7、浮沉条件的应用:

潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;

热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;

用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。

8、帕斯卡定律:帕斯卡大小不变地由液体向各个方向传递.

大小根据静压力基本方程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p0发生变化时,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化

这就是说,在密闭容器内,施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点.这就是帕斯卡原理,或称静压传递原理.

应用:万吨水压机、千斤顶,液压机等.

为了更好地掌握浮力这一专题,我们复习一下几题经典例题

例1:如图所示,一个半球形物体重为N,浸没在水中,受到水向下的压力40N,半球受到水施加的浮力为80N,则半球便受到水向上的压力为(   )

A、40NB、60NC、80ND、N

分析:浮力的实质是半球物体上下表面受到的压力差,已知浮力和受到的向下的压力(F上表面)可求半球受到的水向上(F下表面)的压力。

解答:由F浮=F下表面F上表面得,

半球受到水向上的压力:

F下表面=F浮+F上表面=80N+40N=N故选:D。

例2:如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是(   )

A、圆柱体的高是5cm

B、圆柱体受到的重力是6N

C、圆柱体受到的最大浮力是4N

D、圆柱体的密度是1.5g/cm

分析:(1)当圆柱体上升高度在2cm以内,圆柱体在水中;当圆柱体上升高度在5cm以上,圆柱体脱离水面;若水位不变,圆柱体的高度等于3cm,现在不知道水位变化,无法确定圆柱体的高度是多少;

(2)当圆柱体上升高度在5cm以上,圆柱体脱离水面,由图象可知此时弹簧测力计示数,此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数;

(3)由图象可知,圆柱体上升高度在0~2cm时,圆柱体浸没水中,知道此时弹簧测力计示数,此时圆柱体受到的浮力最大,利用称重法求浮最大力;

(4)当圆柱体浸没在水中(V排=V物),利用F浮=G排=ρ水gV排,求出圆柱体的体积,利用G=mg求圆柱体的质量,最后利用密度公式求圆柱体的密度

解答:由图乙可知,圆柱体上升高度在0~2cm时,弹簧测力计的示数较小,此时圆柱体浸没水中;上升高度从2cm到5cm,弹簧测力计的示数逐渐变大,此时圆柱体逐渐露出水面;上升高度为5cm以后圆柱体脱离水面

A、若水位不变,则圆柱体的高度等于3cm,现在不知道水位变化,则无法确定圆柱体的高度是多少,故A错误;

B、当上升高度在5cm以上,圆柱体脱离水面,弹簧测力计示数F示1=10N,此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力G=F示1=10N,故B错误;

C、由图象可知,圆柱体上升高度在0~2cm时,圆柱体浸没水中,此时弹簧测力计示数F示2=6N,此时圆柱体受到的浮力最大,其大小为F浮=GF示2=10N6N=4N,故C正确;

D、由F浮=G排=ρ水gV排可得圆柱体的体积:V=V排=F浮/ρ水g=4N/1×10kg/m3×10N/kg=4×m,圆柱体的质量:由G=mg得m=G/g=10N/10N/kg=1kg,圆柱体密度:ρ=m/V=1kg/4×m=2.5×10kg/m=2.5g/cm,故D错误。故选C

例3:分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个体积相等的小球,将它们放入水中,三个小球静止时位置如图所示,以下判断正确的是(   )(ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木)

A、乙小球一定是空心的

B、甲小球一定是空心的

C、丙小球所受浮力大于乙小球所受浮力

D、丙小球的质量小于乙小球的质量

分析:我们要用到的知识点是

①ρ物<ρ液,上浮

②ρ物=ρ液,悬浮

③ρ物>ρ液,下沉

(1)乙小球是铜制成,在水中是悬浮,因为铜的密度大于水的密度,实心铜球在水中一定是下沉的,则铜球一定是空心的;

(2)甲小球是木头制成,在水中是漂浮,因为木头的密度小于水的密度,实心木头在水中也是漂浮的,则不能判断甲小球是否是空心;(3)由图可知三球排开水的体积关系,根据阿基米德原理判断三球受到水的浮力的大小关系;

(4)由图可知,乙球悬浮、丙球沉底,根据物体的浮沉条件乙、丙球重力大小,然后即可判断质量的大小关系。

解答:A、乙小球是铜制成,在水中是悬浮,则ρ乙球=ρ水,由于ρ铜>ρ水,所以,乙小球一定是空心的,故A正确;

B、甲小球是木头制成,在水中是漂浮,则ρ甲球<ρ水,由于ρ水>ρ木.所以,不能判断甲小球是否是空心,故B错误;

C、已知三个小球的体积相等,由图可知:排开水的体积V乙排=V丙排=V球,根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知受到水的浮力F乙浮=F丙浮,故C错误;

D、由于乙球悬浮、丙球沉底,则根据物体的浮沉条件可知:F乙浮=G乙,F丙浮<G丙,由于F乙浮=F丙浮,所以,G乙<G丙,则m乙<m丙,故D错误。故选:A。

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