四川省达州市2020年中考物理一轮复习第13讲压强和浮力第2课时浮力课件202005022141 (2).ppt
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1、第13讲 压强和浮力第2课时 浮力考点梳理知识点一浮力1.定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向_的力,这个力叫做浮力。2.方向:_。3.产生原因:由于液体(或气体)对物体有向上和向下的_。4.影响因素:物体浸在液体中的_越大液体的_越大,所受浮力越大。跟物体的密度和物体浸没在液体中的深度等无关。知识点一 浮力上竖直向上压力差体积密度二阿基米德原理1.内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小_它排开的液体所受到的重力。2.公式:F浮=_=_。(适用于求一切物体所受的浮力)等于G排液gV排v=s/t1.对浮力的理解:浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如:桥墩拦河坝等因其下底面同河床紧
2、密黏合,水对它向上的压力F向上=0,故物体不受浮力作用。2.浸入:包括两种情形:全部浸入,又称浸没,V物=V排,如物体悬浮或下沉;部分浸入,V物V排,如物体漂浮。夺分点拨示例1如图所示,体积为1dm3的正方体浸没在水中,上表面跟水面之间距离为5cm,且与水面平行,则立方体受到水对它的浮力有多大?(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg)双基突破解:方法一,由阿基米德原理得,F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg(0.1m)3=10N。方法二,物体上表面受到水对它向下的压力:F1=水ghS=1.0103kg/m310N/kg0.05m(0.1m)2=5N,物体下表面受到水对它向
3、上的压力:F2=水g(h+0.1m)S=1.0103kg/m310N/kg0.15m(0.1m)2=15N,F浮=F2-F1=15N-5N=10N。知识点二 物体的浮沉条件及其应用一物体的浮沉条件上浮上浮下沉下沉悬浮悬浮漂浮漂浮沉底沉底F浮_GF浮_GF浮_GF浮_GF浮+FN_G液_物液_物液_物液_物液_物物体的运动状态不断改变,受非平衡力作用物体可以停留在液体内部任何深度处是上浮的最终状态,物体静止在液面上是下沉的最终状态,物体下沉到容器底部静止物体均处于静止状态,受力平衡G,则物体漂浮,受到的浮力:F浮=G=10N。故选C。1.AB是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种
4、不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲h乙的大小关系为( )A.h甲h乙C.h甲=h乙D.无法判断对应训练C解析把AB当做一个物体进行受力分析:甲图物体受到的浮力:F甲=GA+GB;乙图物体受到的浮力:F乙=GA+GB,故两种情况下,F甲=F乙。根据F浮=水gV排可知,排开液体的体积也相同,因为h=V/S,所以h甲=h乙。故选C。2.如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,物体的底面积为20cm2,杯子的底面积为100cm2,拉力随时间的变化关系如图乙所示,(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg)则下
5、列说法错误的是( )A.物体的密度为2.5g/cm3B.当物体有一半露出水面时,受到的浮力为1NC.物体上升的速度为8cm/sD.t=1s时,水对杯底的压力为24ND解析由图乙可知,露出水面后绳子的拉力,即物体的重力G=5N,未露出水面时,物体受到的拉力F=3N,所以浸没时物体受到的浮力:F浮=G-F=5N-3N=2N,由F浮=水gV排得,物体的体积:V=V排=F浮水g=2N/(1.0103kg/m310N/kg)=210- 4m3,物体的质量:m=G/g=5N/10N/kg=0.5kg,则物体的密度:=m/V=0.5kg/(210-4m3)=2.5103kg/m3=2.5g/cm3,故A正确
6、;当物体有一半露出水面时,物体受到的浮力:F浮=1/2F浮=1/22N=1N,故B正确;解析t=0s时长方体物体沉在杯底,t=2s时长方体物体上表面到达水面,t=3s时长方体物体下表面离开水面,由图像可知,物体露出水面的整个过程用时t=1s,由于物体的体积:V=210-4m3=200cm3,则物体的高度:h=V/S物=200cm3/100cm2=10cm,此时,由于长方体物体离开水面,水面下降的高度:h=V排/S杯=200cm3/100cm2=2cm,以物体上表面为标准,物体露出水面的整个过程升高的距离:s=h-h=10cm-2cm=8cm,所以物体的运动速度:v=s/t=8cm/1s=8cm
7、/s,故C正确;解析物体从杯底到上表面到达水面时运动的距离:s=vt2=8cm/s2s=16cm,则最初水的深度:h=s+h=16cm+10cm=26cm=0.26m,当t=1s时,长方体物体处于浸没状态,水的深度不变,所以水对容器底的压强:p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.26m=2.6103Pa,由p=F/S可得,水对容器底的压力:F=pS=2.6103Pa10010-4m2=26N,故D错误。故选D。焦点2 压强与浮力大小的判断(重点难点)样题2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MN分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器
8、内液面相平。下列分析正确的是( )A.两小球所受浮力:FMFNB.两种液体的密度:甲F乙D解析小球M在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球N在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球MN完全相同,即GM=GN,则FM=FN,故A错误;小球M在甲液体中漂浮,密度M乙,故B错误;两容器内液面相平,根据p=gh可知,p甲p乙,故C错误;两容器底面积相同,由F=pS可知,容器底部受到液体压力F甲F乙,故D正确。故选D。3.如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将ABC三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮B悬浮C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是( )A
9、.容器底部受到水的压强:p甲=p乙=p丙B.小球受到的浮力:FAFBFCC.容器对桌面的压力:F甲F乙F丙D.小球的质量:mA=mBmC对应训练A解析小球静止时,三个容器内水面高度相同,根据p=gh可知,容器底受到水的压强为p甲=p乙=p丙,故A正确。ABC三个小球排开水的体积:VA排VB排=VC排,根据F浮=液gV排可知,小球受到的浮力:FAFC,根据阿基米德原理有FC=GC排,所以GCGC排,故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即F乙F丙;综上分析可知,三个容器对桌面压力关系:F甲=F乙FC,由于FAFB=FC,则GAGBGC,所以,mAmBmC,故D错误。故选A。焦点3 浮力与简
10、单机械的综合计算(重点难点)样题3(2019达州)如图所示,工人准备用一根最多能承受400N力的绳子(若超过绳子将断裂)绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同体积不同的实心物体A和B。完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为20kg。(绳的质量绳与滑轮的摩擦滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计,连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂,水=1.0103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时,物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少?(2)在物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率为75%,物体A的密度是多少?(3)若用
11、该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时,物体B最多露出多少体积时绳子将断裂?解:(1)动滑轮的重力:G动=m动g=20kg10N/kg=200N,物体由三段绳子承担,n=3,则绳子自由端的拉力:F=1/n(GA+G动),即400N=13(GA+200N),解得,物体A的重力:GA=1000N,则工人拉力的功率:P=Fv=Fnv=400N30.5m/s=600W;(2)物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组提起的力:F=GA-F浮=1000N-水gVA,滑轮组的机械效率: ,即 ,解 得 , 物 体 A 的 体 积 : VA= 0 . 0 4 m3, 因 GA= AVAg , 即1000N=A
12、10N/kg0.04m3,解得,物体A的密度:A=2.5103kg/m3;)hG+(Fh FWW动总有200N+V10N/kgkg/m101.0-1000NV10N/kgkg/m101.0-1000N75%A33A33(3)物体B的重力:GB=mBg=BVBg=2.5103kg/m35010-3m310N/kg=1250N,绳子自由端的拉力:F=1/3(GB-F浮+G动),即400N=1/3(1250N-F浮+200N),解得,物体B受到的浮力:F浮=250N,由F浮=液gV排得,物体B排开水的体积:V排=F浮/水g=250N/(1.0103kg/m310N/kg)=0.025m3=25dm3
13、,则物体B最多露出水面的体积:V露=VB-V排=50dm3-25dm3=25dm3。4.(2014达州)如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,在AB两端分别挂有边长为10cm,重力为20N的完全相同的两正方体CD,OA OB=4 3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,杠杆恰好水平静止,AB两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)物体C的密度;(2)杠杆A端受到绳子的拉力;(3)物体D对地面的压强。对应训练解:(1)物体C的体积:V=(10cm)3=1000cm3=110-3m3,物体C的质量:m=G/g=20N/10N/kg=2k
14、g,则物体C的密度:=m/V=2kg/(110-3m3)=2103kg/m3;(2)物体C排开水的体积:V排=(0.1m)2(0.1m-0.02m)=810-4m3,则受到的浮力:F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg810-4m3=8N,杠杆A端受到绳子的拉力:FA=G-F浮=20N-8N=12N;(3)由F1L1=F2L2得,FAOA=FBOB,则杠杆B端受到的拉力:FB=OA/OBFA=4/312N=16N,物体D对地面的压力:F压=F支=G-FB=20N-16N=4N,故物体对地面的压强:p=F压/S=4N/(0.1m)2=400Pa。考场走进达州中考命题点1 物体的浮沉条
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