初三物理总复习教程(浮力)

初三物理总复习教程（七）主讲：宋世敏（金陵中学高级教师）一、主要内容:初中物理总复习:第一册第十二章浮力二、学习指导1、浮力(1)(2)(3)水中的深度相同，由液体压强公式p＝水的压强大小相等；由公式F＝ps的压力差就是水对物体的浮力，即F浮如果物体浸在其他液体中，所受浮力也是由于该液体对物体向上和向下的压力差产生的.(4)浸在液体中的物体，无论是全部浸没在液体里，还是只有一部分浸入液体里；无论是正在上浮还是正在下沉，图2所示的情况中,紧密贴合,不受到液体向上的压力,才不受到液体的浮力作用,(5).漂浮在液面的物体,到的浮力就等于液体对物体向上的压力2.用弹簧秤测浮力有一铁块要测量出它在水中所受的浮力G3.用阿基米德原理计算浮力(1).的重力.(2).阿基米德原理的数学表达式：F浮＝G排＝ρ液gv排式中G排即为被液体排开的液体的重，单位是牛；ρ液是物体所浸入的液体的密度，其单位必须用千克/米3；v排表示被物体排开的液体的体积，单位必须用米3，g＝9.8牛/千克（或取10牛/千克）.(3).由阿基米德原理可知，浮力F浮的大小只跟液体的密度ρ液、物体排开液体的体积v排有关，跟物体本身的形状、构成物体的材料的密度无关，此外和物体在液体中的情况，如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等，都无关.(4).阿基米德原理也适用于气体，这就是：浸没在气体里的物体受到的浮力大小，等于它排开的气体所受到的重力.即：F浮＝G排气＝ρ气gv排4.物体漂浮在液面的条件如图3因为 F5.如图4重力 G当F浮与F浮＞G时,止.当F浮＝G时,物体所受的浮力和重力是一对平衡力,物体可悬浮在液体中的任意位置,保持静止或匀速直线运动状态.6.利用物体和液体的密度关系判断物体的浮沉：由阿基米德原理可得：F浮＝ρ液gv排物体的重力大小为：G物＝ρ物gv物.当物体浸没在液体中，v排＝v物.ρ液gv排＝ρ物gv物.整理后可得：ρ液＝ρ物同样方法可推得：当ρ液＞ρ物时，则物体上浮；当ρ液＜ρ物时，则物体下沉.7.浮力的作用(1)轮船: 轮船是采用“空心”法而浮在水面的，它所受到的浮力等于船的总重.轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量，即：排水量＝船自身的质量＋满载时货物的质量.(2)潜水艇：靠改变自身的重而实现上浮、下沉或停留在水中.(3)飞球和飞艇：利用空气的浮力升入高空.(4)密度计：是利用物体漂浮在液面的条件工作的，即F浮＝G物.密度计上标的刻度是被测液体的密度与水的密度之比，且大的刻度值在下面，小的刻度值在上面.三、典型例题例１完全浸没在水中的乒乓球，放手后从运动到静止的过程中，其浮力大小变化情况是（）．A．浮力不断变大，但小于重力．B．浮力不变，但浮力大于重力．C．浮力先大于重力，后小于重力．D分析答案例2（1）木（2）木分析的知识。

根据液体的压强公式 p＝ρgh可求出浮体的下表面所受液体的压强，再由公式F＝PS，可求出下表面所受液体向上的压力.解因为木块是漂浮，所以上、下表面所受液体的压力差：F＝F向上－F向下＝F向上＝PS＝ρghs＝1.0×103千克/米3×10牛/千克×(15－5)×10－2米×15×15×10－4米2＝22.5牛木块所受到浮力就等于木块所受水的压力差F浮＝F＝22.5牛答:木块上、下表面所受液体的压力差是22.5牛；木块所受浮力也等于22.5牛，方向竖直向上. 例3如图所示，在盛水容器中，有4个体积完全相同的物体：A是一浮于水面的正方体木块；B是用线吊着浸没在水中的长方体铁块；C是悬浮在水中的空心钢球；D是圆台形石蜡块，它沉于容器底面并与容器底无缝隙紧密结合，试比较分析A、B、C、D所受浮力的情况．分析 虽然A 、B 、C 、D 四个物体，它们的形状不同，组成的物体种类不同，有的是实心的、有的是空心的，浸入水中的深度也不同，但这些不同条件跟浮力的大小均无关，所以无需加以考虑．浮力的大小只跟液体的密度与排开液体的体积有关．因为它们是浸在同一种液体中，所以浮力的大小由 而定，但D 物体与容器底紧密结合，故浮力为零．由此可知，此题A 、B 、C 、D 四个物体所受浮力大小可以用下式来表示，即。

例4 弹簧秤下挂一物体，在空气中弹簧秤的示数是392牛，浸没在水中时，弹簧秤的示数是342牛，求：（1）该物体的体积是多少？（2）构成该物体的材料密度是多少？ 分析 由题意可知，该题应该用公式法求出该物体的体积和密度先由物体在空气中和在水中的弹簧秤示数差求出其所受的浮力大小；再将阿基米德原理的公式F 浮＝ρ液gv 排变形为v 排＝gF 液浮ρ，可求出物体浸没时的v排，也就等于物体的体积，这是最为关键的一步，最后由密度公式ρ＝vm，即可求出组成该物体的材料密度. 解 物体浸没在水中时所受的浮力： F 浮 ＝ G －G '＝392牛－342牛＝50牛 物体排开水的体积：V 排＝gF 水浮ρ＝千克牛米千克牛/10/100.15033⨯⨯＝5×10－3米3物体的体积: V ＝V 排＝5×10－3米3物体的密度: ρ＝v m ＝g G •v1＝3310510392米千克牛牛-⨯⨯＝7.84 ×103千克/米3答 (1)物体的体积是5×10-3米3(2)构成该物体的材料密度是7.84 ×103千克/米3例5 体积相等的甲、乙两物体，其密度分别是0.8×103千克/米3和1.2×103千克/米3,同时投入水中，静止后所受浮力之比为____________；如果甲、乙两物体的质量相等，则在水中静止后所受浮力之比为__________.分析：该题应首先分析判断密度不同的甲、乙两物体在水中静止所处的不同状态，然后根据不同的状态下的不同特点，运用合适的公式求解.甲的密度ρ甲＝0.8 ×103千克/米3,小于水的密度，故甲投入水中后上浮直到静止后漂浮在水面，由浮体性质可知，甲所受的浮力与甲的重力相等,即F 甲＝G 甲.乙的密度ρ乙＝1.2×103千克/米3,大于水的密度，故乙投入水中后下沉直至静止在容器底部，运用阿基米德原理可求出其所受的浮力：F 乙＝ρ水gv 排甲所受浮力：F 甲＝G 甲＝ρ甲gV 甲乙所受浮力：F 乙＝ρ水gV 排＝ρ水gV 乙而甲、乙的体积相等：V 甲＝V 乙，∴甲、乙所受浮力之比为： 54/100.1/108.0gV gV F F 3333=⨯⨯=ρρ=ρρ=米千克米千克水甲乙水甲甲乙甲 如果甲、乙两物体不是体积相等而是质量相等，则根据同样的分析方法可解得： 甲所受浮力：F 甲＝G 甲＝m 甲g乙所受浮力：F 乙＝ρ水gV 排＝ρ水g乙乙ρm 而甲、乙质量相等，即m 甲＝m 乙，所以甲、乙所受浮力之比： 56/100.1/102.1m gg m F F 3333=⨯⨯=ρρ=ρρ=米千克米千克水乙水乙水甲乙甲即：应填4:5 ; 6:5.例6 如图，现有一正方体的物体悬浮于密度为的液体中，其边长为L ，上表面距液面的深度为h ，那么下表面距液面的深度即为．请根据浮力产生的原因推导阿基米德原理．分析 由于对称关系，物块受到来自前后左右的压力应为平衡力，但上下表面所受的压力不同，据则∴∴例7 如图所示，一个质量为1.58（ρ铁＝7.9×103千克/米3实心木块的密度为0.5×103千克/米3，体积为5分米铁块对容器底无压力？分析 即G 总＝F 总露出水面的体积.解 铁块对容器底无压力时，则G 总＝F 总 即：G 木＋G 铁＝F 木＋F 铁 ρ木gV 木＋m 铁g ＝ρ水gV 排＋ρ水g 铁铁ρm代入数据整理后可得： 0.5×103千克/米3×5×10－3米3＋1.58千克＝1.0×103千克/米3×V排＋1.0×103千克/米3×33/109.758.1米千克千克⨯解得：V 排＝3.88×10－3米3木块露出水面体积：V ＝V 木－V 排＝5×10－3米3－3.88×10－3米3＝1.12×10－3米3＝1.12 分米3答：当木块露出水面体积是1.12分米3时铁块对容器底无压力.例8 如图所示体积不同，重力不同的A 、B 两个物体浸没在水中．用绳系住A 物，拉力为F 时A 物体静止．用力F 压B 物体时，B 物体也静止，若将A 、B 两物固定在一起放入水中，它们将（ ）． A ．上浮 B ．下沉 C ．悬浮 D ．无法判定分析：A 物体静止，有．B 物体静止，有。

将A 、B 二物系在一起，重力不变，仍为 ．两物系在一起放入水中，全浸时浮力为．分析 与 的关系，将A 、B 二物平衡时的关系式相加，得可知 ，两物恰好悬浮在水中．答案：C巩固练习一、填空题1． 要把浮在水面上的皮球慢慢地压入水底，在皮球未没入水中前，施加的压力是逐渐______的，完全浸入水中后，所施加的压力将______.2． 质量为250克的物体静止在水中，有一半体积露出水面，这个物体的体积是______米3，它的密度是______千克/米3.3． 体积是400厘米3的塑料盒漂浮在水面上，其中有41的体积浸在水中，那么盒受到的浮力是______牛.4． 把质量是790克的铁块，用线挂在弹簧秤上，并放入水银中，弹簧秤的读数是______牛. 5． 重是9.8牛的木块浮在水面，它的密度是0.5×103千克/米3，木块受到的浮力是______牛，要把木块全部浸入水中，需加________方向的力______牛.6． 轮船的排水量就是轮船__________6×107牛，则这艘轮船最多只能装载______二、选择题7． 如图所示，容器中盛的是水，由此可以断定［A ． 铜球一定是空心的 B ． 木球一定是空心的 C ． 铁球一定是实心的D ． 铜球和铁球都一定是空心的8A ． 铜球大于木球 B ． 木球大于铜球 C ． 大小相等 D ． 无法比较9三个力的大小关系是［ ］A.F 1＞F 2＞F 3B. F 1＝F 2＝F 3C. F 1＜F 2＜F 3D.无法确定10．一个木块漂浮在水面上，露出水面的部分占总体积的52，现将木块分成相等的两块，将其中一块投入水中，那么，这一小块露出水面的部分占它体积的［ ］A. 102B. 103 C.52 D.5411．将重为G 牛的圆柱形木桩的尖端全部钉入河底，另一端露出水面，露出部分的体积为V 米3，河水淹没木桩时，下列说法中正确的是［ ］ A ． 木桩所受浮力的大小等于G 牛 B ． 木桩所受浮力的大小增加了 水gV 牛 C ． 木桩不受水的浮力D ． 木桩所受浮力的大小等于它排开的水重12．重力相同的实心铁块和铝块分别挂在两只弹簧秤的下端，然后把铁块、铝块都浸没在煤油里，则［ ］ A ． 挂铁块的弹簧秤读数大些 B ． 挂铝块的弹簧秤读数大些 C ． 两只弹簧秤的读数一样大 D ． 无法确定两只弹簧秤的读数大小三、计算题13．一只氢气球体积为4.5分米3，球壳的质量为4克，问需用多大的力才可拉住它？（空气密度是1.29千克/米3，氢气密度0.09千克/米3）14．一个重29.4牛的木块漂浮在水面上，问木块浸入水中的体积是多少？若再加19.6牛的力竖直向下按木块，木块刚好被按没水中，则木块的密度为多大？参考答案一、填空题1． 变大、不变 2． 5×10－4、0.5×1033． 0.98 4． 05． 9.8、竖直向下、9.8 6． 满载时、4500 二、选择题7．A 8. A 9. B 10. C 11. C 12. A 三、计算题13．F 浮＝ρ气gV ≈0.0569牛 G ＝mg ＝0.0392牛 G 氢＝ρ氢gV ＝0.004牛 ∴ F ＝F 浮－G －G 氢＝0.0137牛 14．V 排＝gG gF 水水浮ρ=ρ＝3×10－3米3Fˊ浮＝G ＋F ＝49牛V 木＝V ˊ排＝gF'水浮ρ＝5×10－3米3ρ木＝V1g G V m ⨯=＝0.6×103千克/米3。