第十章浮力难点突破专题.docx
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第十章浮力难点突破专题
年级
八年级
学科
物理
版本
人教新课标版（2012教材）
课程标题
第十章浮力难点突破专题
编稿老师
钟朝光
一校
黄楠
二校
林卉
审核
刘媛媛
1.浮力的求解
（1）
【要点精讲】
浮力的求解：
（1）称重法：
F浮=G－F（用弹簧测力计测浮力）
（2）压力差法：
F浮=F向上－F向下（用浮力产生的原因求浮力）
（3）漂浮、悬浮时：
F浮=G（用二力平衡求浮力）
（4）F浮=G排或F浮=ρ液V排g（用阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）
（5）根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用）
【说明】称重法常用来测物体的密度：
第一步测出物体在空气中的重力为G；第二步测出物体浸没在液体中的示数为F；则物体的体积为V=，物体的密度ρ物=。
【典例精析】
例题1如图所示，将边长是10cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的大水槽内。
待木块静止时，从水槽中溢出了550g水，g取10N／kg，求：
（1）木块静止时受到的浮力大小；
（2）木块的密度。
思路导航：
（1）浮力等于物体排开水的重力，F浮=G排=m水g=0.55kg×10N/kg=5.5N，木块在水中漂浮，所以浮力等于重力G=5.5N。
（2）木块的质量，木块的体积V=1000cm3=10－3m3。
木块的密度。
答案：
（1）5.5N
（2）0.55×103kg/m3
例题2（眉山）如图所示，放在水平桌面上的塑料杯子的质量不计，向杯中倒入200g的水，水深20cm；再轻轻放入质量为40g的木块，木块静止后漂浮，水面升高了4cm（水未溢出，g=10N/kg）。
求此时：
（1）水对杯子底部的压强为多少？
（2）木块受到的浮力是多少？
（3）杯子底部对水平桌面的压力是多少？
思路导航：
（1）已知水的深度，根据公式p=ρgh可求水对杯子底部的压强；
（2）已知木块漂浮，漂浮时受到的浮力等于自身的重力；（3）杯子底部对水平桌面的压力等于水的重力与木块重力之和。
答案：
（1）水对杯子底部的压强为p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×（0.2m+0.04m）=2400Pa；
（2）木块受到的浮力F浮=G木=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N；
（3）杯子底部对水平桌面的压力F=G木+m水g=0.4N+0.2kg×10N/kg=2.4N。
例题3质量为8.9kg的实心铜球，分别放入水和水银中，静止后所受的浮力各为多少？
（ρ铜=8.9g/cm3；ρ水银=13.6g/cm3；g=10N/kg）
思路导航：
由于铜的密度比水的密度大，铜球在水中会沉没；铜的密度比水银的密度小，铜球在水银中会漂浮。
在水中的浮力为：
F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10－3m3=10N
在水银中所受的浮力为：
F=G=mg=8.9kg×10N/kg=89N
答案：
在水中的浮力为10N；在水银中的浮力为89N。
2.浮力求解
（2）
【要点精讲】
1.部分题目用图画的形式展示物体的浮沉条件，要求借助于物体的浮沉条件和物体之间的体积关系、质量关系或利用同一物体，来判断物体之间所受浮力的大小。
在解答这类题目时，要把物体之间的关系和物体的浮沉条件有机整合，排除干扰条件的干涉。
【典例精析】
例题1如图所示，将三个小球放入水中，A球漂浮在水面上（部分露在水面以上），B球悬浮在水中，C球沉至容器底（对容器底有压力）。
已知A、B两球质量相等，B、C两球体积相等。
则下列说法正确的是（）
A.C球的体积大于A球的体积
B.A球所受浮力大于C球所受浮力
C.B球所受浮力大于C球所受浮力
D.三球所受浮力相等
思路导航：
A球漂浮在水面上（部分露在水面以上），所以F浮A=GA；B球悬浮在水中，所以F浮B=GB；C球沉至容器底（对容器底有压力），所以F浮C＜GC；因为A、B两球质量相等，所以GA=GB=F浮A=F浮B；因为B、C两球体积相等，所以F浮C=F浮B=F浮A=GA=GB＜GC，C球的体积小于A球的体积。
答案为D。
答案：
D
原题：
将三个小球放入水中，甲球漂浮在水面上（部分露在水面以上），乙球悬浮在水中，丙球沉至容器底（对容器底有压力）。
如图①，若三球的体积相等，则三个小球所受的浮力的大小关系为。
如图②，若三球的质量相等，则三个小球所受的浮力的大小关系为。
思路导航：
若体积相等，根据图示可以判断排开水的体积的大小关系，进而利用“阿基米德原理”来判断大小关系；若质量相等，根据图中的浮沉条件来判断大小关系。
答案：
F甲＜F乙=F丙；F甲=F乙＞F丙
变题：
如图所示，甲、乙、丙三个实心小球分别在不同的液体中静止，三个球的体积关系是V甲>V乙=V丙，三种液体的密度关系是ρ1=ρ2>ρ3。
则三个球的重力、密度的大小关系应该为（）
A.G甲=G乙>G丙ρ甲>ρ乙>ρ丙B.G甲>G乙>G丙ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.G甲>G乙=G丙ρ甲>ρ乙=ρ丙D.G甲>G乙>G丙ρ甲=ρ乙>ρ丙
思路导航：
从图示可以看出三个实心球的状态：
甲球沉底，得F甲浮＜G甲，ρ1＜ρ甲；乙球悬浮，得F乙浮=G乙，ρ2=ρ乙；丙球漂浮，得F丙浮=G丙，ρ3>ρ丙；由ρ1=ρ2>ρ3，得ρ甲>ρ乙>ρ丙。
甲和乙球浸没在液体中，V甲>V乙，又因为ρ1=ρ2，所以F甲浮>F乙浮。
又因为F甲浮＜G甲，F乙浮=G乙，得G甲>G乙。
乙球悬浮，V乙=V乙排；丙球漂浮，V丙>V丙排。
由题知V乙=V丙，有V乙排>V丙排。
由F浮=ρgV排和ρ2>ρ3，V乙排>V丙排，得F乙浮>F丙浮。
又因为F乙浮=G乙，F丙浮=G丙，得G乙>G丙。
答案：
B
【点评】这道题综合性很强，可以很好地考查学生对知识的理解能力、推理能力、综合运用的能力。
在解答这类题目时，对于实心物体，应熟悉物体的状态与浮力、浮力与重力、液体密度与物体密度的对应性，能够由一对关系发散开去推知物理量另外的关系。
【要点精讲】
2.物体满足一定的浮沉条件，就处于一定的浮沉状态，也就处在特定的位置。
当其中的某些条件发生改变，其它因素是否发生改变？
在分析解决这类问题时，一定要分清变化的因素和不变的因素，切不可忽略变化的因素。
【典例精析】
例题2如图所示，一铅块用细线挂在一个充气小气球的下面，把它放入水中某处恰好处于静止状态，如果往池中缓慢注入一些水，则铅块及气球（）
A.仍能静止B.向下运动
C.向上运动D.静止、向上或向下运动都有可能
思路导航：
把气球和铅块块看作一个整体，把它们放入水中某处其恰好处于静止状态，如果往池中缓慢注入一些水，则池中水的深度增加，气球所处水的深度也会增加，气球受到的压强变大，气球的体积就会变小，它受到的浮力就会变小，原来的平衡状态被破坏，则它们将会向下运动。
答案：
B
变题：
“寒夜客来茶当酒，一片温情在玉壶”。
盛热水的茶杯中有一些茶叶，茶叶上附有一些小气泡，此时处于悬浮状态，若盖紧盖子，发现茶叶将（选填“上浮”、“下沉”、“悬浮”）
思路导航：
盖紧盖子后，由于水的蒸发，茶杯内的气压将会增大，使茶叶上的气泡变小，浮力变小，茶叶下沉。
答案：
下沉
3.在判断浮力大小时，还可以根据二力平衡来求解（漂浮、悬浮），但要特别注意“平衡状态”中的“匀速直线运动”。
例题3如图所示，一艘潜艇执行完任务后，正在匀速的上浮（未到达水面处），画出此时潜艇所受力的示意图。
思路导航：
潜艇上浮时，如果是“加速上浮”，则浮力大于重力；如果是“匀速上浮”，则浮力等于重力。
答案：
如图所示
3.液面升降问题
【典例精析】
例题1曾经有人向诺贝尔奖获得者、一位著名科学家求教一道题，题意大致如下：
池中有一条船，船上装有石头，如果把船上的石头投入水中，池内水位将如何变化？
这位科学家立刻判断水位会上升，因为船中石头投入水中后，池水因为石头占去一定体积而“膨胀”，水位应该上升．事实证明这位诺贝尔奖获得者的解释错了。
如图所示，一个大烧杯中漂浮了一个小容器，容器中有一小石块，将小石块放入水中，则大烧杯中的液面将（选填“上升”、“下降”或“不变”）。
思路导航：
答案：
下降
例题2一个杯子里面装有一定量的水，水面上浮着一块冰，冰块露出与浸没的体积之比为多少？
当冰熔化后，杯中的水面将如何变化？
（ρ冰=0.9g/cm3）
思路导航：
（1）冰块漂浮在水面，利用F浮=G冰，推导出V排与V冰的关系，即可求出相关答案。
（2）冰在水面上熔化的全过程可看成是：
冰漂在水面上相当于在水的上部压出了一个“坑儿”，这个“坑儿”的容积其实就等于冰漂浮时的V排；将冰拿出水面，“坑儿”保留在水面上，再将整块冰熔化成水后，倒入“坑儿”中。
（合理的假设能帮助我们解题）冰块熔化成水的体积V化水与“坑儿”的容积相比较，其实就是V化水与V排相比较：
若V化水＞V排，则液面上升；若V化水=V排，则液面高度不变；若V化水＜V排，则液面下降。
答案：
（1）冰块漂浮，
F浮=G冰；
ρ水gV排=ρ冰gV冰；
则：
；即：
所以：
（2）冰的质量为m冰，因为冰块漂浮，所以F浮=G冰=m冰g，
又因为F浮=G冰=m冰g，所以F浮=ρ水V排g=m冰g，得V排=
又因为冰化成水，m化水=m冰，所以V化水=。
V化水=V排，即水面高度不变。
【方法指导】解题的关键是比较物体体积的变化，但是物体体积的变化与很多因素有关，像这一题的体积变化就是与物态相关。
还要注意的是物体体积发生了变化，不一定代表液面会发生变化，像本题中冰化成水体积变小，而最终的结果却是液面高度不变。
在理解这一题的时候还可以尝试从下面这个角度去分析：
我们可以假设冰化成水后，在容器中还是一个独立的“水块”，显然这个“水块”的重与冰的重相等，这个“水块”的密度与周围水的密度相等，因而这个“水块”是悬浮的，所以它受到的浮力等于它受到的重力。
而开始时冰是漂浮的，因而它受到的浮力也等于它受到的重力。
所以可以这么说，从冰变为“水块”的过程中，容器中的水对其所施加的浮力是不变的，因而冰和“水块”所排开水的体积是相等的，即它们浸在水面下的体积是相等的，所以液面的高度是不会发生变化的。
同学们想一想，是否还可以从液体压强的角度来分析这一问题？
（提示：
抓住冰熔化前后容器底的压力和压强不变这个条件）努力顺着这个思路去探索一下，你一定会找到答案的。
试题拓展：
漂浮在水面上的冰块，
（1）如果冰块里包裹了一个石块；
（2）如果冰块里包裹了一个“水球”；（3）如果冰块里包裹了一个空气气泡；冰块完全熔化后，水面高度如何变化？
答案：
包裹了石块时，水面高度下降；包裹了水球或气泡时，水面高度不变。
第十一章第1－2节：
功；功率
一、预习新知
焦耳与瓦特
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（JamesPrescottJoule；1818年12月24日－1889年10月11日），英国物理学家，出生于曼彻斯特近郊的沙弗特（Salford）。
由于他在热学、热力学和电学方面的贡献，皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章（CopleyMedal）。
后人为了纪念他，把能量或功的单位命名为“焦耳”，简称“焦”；并用其姓氏的第一个字母“J”来标记热量。
詹姆斯·瓦特（JamesWatt，1736年1月19日—1819年8月19日）是英国著名的发明家，工业革命时期的重要人物。
1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。
以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。
他开辟了人类利用能源的新时代，标志着工业革命的开始。
后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。
二、问题思考
1.机械功：
当一个力作用在物体上，物体在这个力
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