【中考物理专题】浮力

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【中考物理专题】浮力
【中考物理专题】浮力 第1张

一、浮力核心知识点

1. 浮力的基本概念

  • 定义
  • :浸在液体(或气体)中的物体受到向上的托力,叫浮力。
  • 方向
    竖直向上
  • 施力物体
    :液体(或气体)
  • 产生原因
    :液体对物体上下表面的压力差

2. 阿基米德原理

  • 内容
    :浸在液体中的物体受到的浮力,大小等于它排开液体所受的重力
  • 公式
  • 理解关键点:
    • :液体密度,不是物体密度
    • :物体浸入液体的体积,完全浸没:,部分浸入:
    • 浮力只与液体密度排开液体体积有关,与深度、形状、质量无关。

3. 物体的浮沉条件(核心判断依据)

同一物体,浸没在液体中时比较  和 

  1. 上浮
     → 最终漂浮
  2. 悬浮
     → 可停留在液体任意深度
  3. 下沉
     → 最终沉底

用密度比较(实心物体):

  •  → 上浮、漂浮
  •  → 悬浮
  •  → 下沉

4. 漂浮与悬浮的重要结论

  • 漂浮
  • 悬浮
  • 同一物体漂浮在不同液体:浮力不变,液体密度越大,排开体积越小。

5. 浮力相关公式汇总(解题直接用)

  1. 压力差法:
  2. 阿基米德原理:
  3. 平衡法(漂浮 / 悬浮):
  4. 称重法(弹簧测力计):
  5. 沉底支持力:

6. 浮力应用

  • 轮船
    :利用空心增大排开水的体积,漂浮原理。排水量:满载时排开水的质量 
  • 潜水艇
    :靠改变自身重力实现上浮下沉
  • 气球 / 飞艇
    :充入密度小于空气的气体(氢气、氦气、热空气)
  • 密度计
    :漂浮,刻度上小下大、上疏下密

二、浮力问题分析思路与解题技巧

1. 通用解题四步法

  1. 确定状态
    :漂浮?悬浮?浸没下沉?
  2. 选对公式
    • 漂浮 / 悬浮 → 优先用 
    • 已知排开体积 / 液体密度 → 用 
    • 弹簧测力计 → 用 
  3. 找等量关系
    :同一物体浮力不变;同一液体密度不变;浸没时 
  4. 统一单位
    :密度 kg/m3,体积 m3g 一般取 10N/kg

2. 高频技巧

  • 液面升降判断
    • 冰熔化:冰化水液面不变
    • 冰包石块熔化:液面下降
    • 冰包木块熔化:液面不变
      船捞物体:捞上浮体液面不变,捞下沉物体液面上升
  • 比值问题
    多用比例法,约去 g,减少计算。
  • 多状态问题
    列两个方程: 联立求解。

三、浮力典型例题(中考常考)

题目:一个体积为0.5dm³的物块,质量为0.3kg,放入水中。求:

(1) 物块静止时受到的浮力

(2) 物块浸入水中的体积

解析

  1. 判断状态:ρ物 = m/V = 0.3kg/0.5×10⁻³m³ = 600kg/m³ < ρ水,所以漂浮

  2. 漂浮时:F浮 = G物 = mg = 0.3kg × 10N/kg = 3N

  3. 由F浮 = ρ水gV排得:

    V排 = F浮/(ρ水g) = 3N/(1000kg/m³×10N/kg) = 3×10⁻⁴m³ = 0.3dm³


例题 2:称重法测浮力

某物体在空气中重 8N,浸没水中测力计示数 5N。求浮力与物体密度。

m=gG=108=0.8kg


例题 3:漂浮问题(高频)

木块漂浮在水面,有 5分之2 体积露出水面,求木块密度。

:漂浮 


例题 4:浮沉判断

一个实心球 ρ=0.8×103kg/m3,放入水中会?

 → 上浮,最终漂浮


例题 5:轮船排水量

轮船排水量 5×106kg,满载浮力多大?


四、默写自测提纲

  1. 浮力方向:________________
  2. 浮力产生原因:________________
  3. 阿基米德原理公式:________________
  4. 漂浮时: ____ 
  5. 悬浮时: ____ 
  6. 称重法公式:________________
  7. 沉底受力关系:________________
  8. 冰在水中熔化,液面:________________
  9. 船把石头扔入水中,液面:________________
  10. 密度计刻度特点:________________

答案:

  1. 竖直向上
  2. 上下表面压力差
  3. =
  4. =
  5. 不变
  6. 下降
  7. 上小下大,上疏下密

五、基础计算题练习

  1. 体积 100 cm³ 的物体浸没在水中,求浮力。
  2. 物体在空气中重 5 N,浸没水中测力计示数 3 N,求浮力。
  3. 木块漂浮,有 1/4 体积露出水面,求木块密度。
  4. 排水量 1000 t 的轮船,求满载浮力。

答案:

  1. 1 N
  2. 2 N
  3. 750 kg/m³
  4. 1×107
     N

六、压轴综合计算题练习

  1. 一金属块在空气中重 27 N,浸没水中示数 17 N。求浮力、体积、密度。
  2. 木块漂浮,有 1/5 体积露出水面,求木块密度。
  3. 重 8 N 的木块漂浮在水面,要使其完全浸没,至少施加多大向下压力。
  4. 重 18 N 的冰块漂浮在水面,求浮力、排开水体积,冰熔化后液面变化。
  5. 轮船排水量 6×106 kg,自重 1.5×107 N,求最大载货重力。
  6. 木块在水中有 2/5 体积露出,在盐水中有 1/2 体积露出,求盐水密度。
  7. 体积 4×104 m³、重 5 N 的小球沉底,求浮力和支持力。
  8. 木块体积 2×103 m³,有 2/5 露出水面,切掉露出部分后,求新的浸入体积。
  9. 重 6 N 的木块漂浮,放一个 2 N 的铁块,求木块增加的排开水体积。
  10. 物体在空气中重 12 N,浸没水中示数 7 N,浸没某液体示数 8 N。求物体体积、密度、液体密度。

答案:

  1. 10 N;1×103 m³;2.7×103 kg/m³
  2. 0.8×103
     kg/m³
  3. 2 N
  4. 18 N;1.8×103 m³;液面不变
  5. 4.5×107
     N
  6. 1.2×103
     kg/m³
  7. 4 N;1 N
  8. 7.2×104
     m³
  9. 2×104
     m³
  10. 5×104
     m³;2.4×103 kg/m³;0.8×103 kg/m³

七、中考必考模型结论

  1. 冰漂浮在水中熔化 → 液面不变
  2. 冰漂浮在盐水中熔化 → 液面上升
  3. 冰内包石块熔化 → 液面下降
  4. 船上扔下沉物体(石块、铁块)→ 液面下降
  5. 船上扔漂浮物体(木块)→ 液面不变
  6. 密度计:浮力不变,液体密度越大,排开体积越小
  7. 轮船从河里驶入海里:浮力不变,船上浮一些
  8. 切掉漂浮木块露出部分 → 剩余部分上浮

八、浮力速记口诀

浮力方向竖直上,只看液密排液量。

漂浮悬浮等重力,下沉浮力小于重。

冰化水面不升降,船扔石头水面降。

密度计漂刻度反,潜艇改自重在行。

【中考物理专题】浮力 第2张

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