初三物理浮力知识点解析

　　浮力指物体在流体(包括液体和气体)中，各表面受流体(液体和气体)压力的差(合力)。今天学习啦小编要与大家分享的是：初三物理《浮力》的知识点解析及训练测试。具体内容如下:

《浮力》知识点解析

　　重、难点

　　1. 理解两组物体在液体中的浮沉条件

　　2. 知道轮船、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理

　　3. 掌握利用浮力测不同物体密度的方法

　　4. 进一步加强利用阿基米德原理解决有关浮力问题的能力

　　知识点分析

　　(一)物体的浮沉条件

　　1. 比较重力和浮力：

　　(1)G物=F浮，漂浮或悬浮

　　(2)G物>F浮，下浮或沉底

　　(3)G物

　　2. 比较物体密度和液体密度：

　　(1)ρ物=ρ液，悬浮

　　(2)ρ物>ρ液，下沉或沉底

　　(3)ρ物<ρ液，上浮或漂浮

　　(二)浮力的利用：

　　1. 轮船：采用“空心”的办法增大体积达到增大浮力的目的。

　　(1)吃水线：表明轮船在不同载重时的吃水深度。

　　(2)排水量(船只的吨位)=m船+m最大载货。

　　2. 潜水艇：用改变水舱中水量的办法改变自重来实现下潜和上浮。

　　3. 气球和飞艇：体内充有密度小于空气的气体，使G

　　4. 利用浮力测物体的密度

　　(1)利用密度计测液体密度：

　　① 原理：漂浮时，G=F浮=ρ液gV排

　　② 刻度特点：上小下大

　　(2)实验法测固体的密度：

　　① 密度小于水的固体

　　② 密度大于水的固体

　　【典型例题】

　　[例1] 2001年6月3日，我国历史上第一次水下考古调查在云南省澄江县抚仙湖正式展开，考古工作者从湖底打捞出一批水文物。其中有一长约70cm、质量为100Kg的石块，考古人员是用气囊把它从水中浮起拉离湖底的。经测算可知，石块受到气囊向上的拉力为588N时，它恰好能在水中匀速上浮。求：(1)石块在水中受到的浮力;(2)该石块的密度。

　　分析：当石块受到向上的拉力时，它恰好能在水中匀速上浮，说明拉力与浮力之和恰好等于石块重力。欲求石块的密度，除通过重力求其质量外，还要通过浮力计算出石块的体积。

　　解答：

　　(1)石块受到的重力为：G=mg=100×9.8=980(N)

　　石块受到的浮力为：F浮=G-F拉=980-588=392(N)

　　(2)由公式F浮=ρ水gV排可得：V排=F浮/ρ水g=392/(103×9.8)=4×10-2(m3)

　　V石=V排=4×10-2(m3)

　　此石块的密度为：ρ=m/V石=100/(4×10-2)=2.5×103(Kg/m3)

　　说明：此题将浮力问题和我们以前所学的力的平衡及密度知识结合了起来，在本章当中，像这样的综合题还有很多，因此，我们在学习本章内容时要特别注意前面知识的复习。

　　[例2] 把一个蜡块放入盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是4克;若把该蜡块放入盛满水的容器中，则溢出水的质量是( )(已知ρ蜡=0.9×103千克/米3，ρ酒精=0.8×103千克/米3)

　　A. 4克 B. 4.5克 C. 5克 D. 3.6克

　　分析：由浮沉条件来判断，蜡块放在酒精下沉浸没在酒精中，设蜡块的体积为V，根据阿基米德原理有：

　　蜡块的重为：

　　若把蜡块放进水里，由浮沉条件来判断，蜡块将漂浮在水面上。蜡块的重与水的浮力平衡。若设所求溢出水的质量为m排水，则依据阿基米德原理有： m排水•g=F浮=G，即 ：

　　m排水=4.5×10-3千克。

　　解答：正确选项为B。

　　说明：解决这类题目时，我们常用比较物体密度与液体密度的方法，判断出物体的浮沉情况：当物体浸没在液体里时，V排=V物，又因为F浮=ρ液•g•V排，G物=ρ物•g•V物，所以，当ρ物>ρ液时，物体下沉，最终沉底;当ρ物=ρ液时，物体悬浮;当ρ物<ρ液时，物体上浮，最终漂浮。

　　[例3] 如图所示，在一个较大容器的水面上放一木块，木块上面放一个体积为1分米3，重7.84牛的物体，此时木块漂浮。如果将物体从木块上拿下放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将( )

　　A. 上升 B. 下降 C. 不变 D. 无法判断

　　分析：物体的质量为：

　　则物体的密度为：

　　因为木块上物体的密度小于水的密度，所以将此物体从木块上拿下并放入水中时，它将漂浮在水面上，如上图所示。

　　物体在木块上时F浮=G，ρ水•g•V =G木+G物 排液体积

　　物体在水中漂浮时，物体与木块排液总体积为V′=V物排+V木排，根据阿基米德原理

　　F浮物=ρ水•g•V物排

　　F浮木=ρ水•g•V木排

　　物体和木块漂浮在水面，故有

　　F浮物=G物，F浮木=G木

　　因此，V′=V

　　变化前后排液体积相同，液面高低无变化。

　　解答：正确选项为C 。

　　说明：解答此题时比较重要的一步是通过计算得出物体密度小于水的密度，因此从木块上拿下后仍漂浮在水面上，从而分析出物体从木块上拿下前后总浮力不变这样一个重要条件。按照本题的思路，我们可以试想一下：若物体从木块上拿下后不是漂浮在水面上，而是沉入水底的话，则所受的总浮力会变小，造成水面下降的结果。因此，对于这种问题要具体情况具体分析。

　　[例4] 现有弹簧测力计、细线、量筒、小木块(能放入量筒中)，小木块的密度小于待测液体的密度，只用这些器材测定未知液体的密度。要求：(1)写出实验的主要步骤;(2)用测出量和已知常数写出待测液体密度的数学表达式。

　　解析：由密度的知识，我们清楚测密度的问题要通过测质量和测体积来完成。根据本题的已知条件，可以用量筒直接测出液体的体积，而质量就要利用浮力的知识通过测重力来测得了。

　　答案：

　　(1)用弹簧测力计测出小木块的重G;在量筒中倒入适量的待测液体，读出并记录液面示数V1;把木块放入量筒里的液体中，木块静止后读出并记录液面示数V2 。

　　(2) 。

　　说明：解答本题的关键在于正确确定测量原理，即物体漂浮在液面的条件F浮=G物—(1)和阿基米德原理F浮=ρ液gV排—(2)，可见剩下的问题就是测量G物和V排了。

　　[例5] 给你一只量筒和适量的水，请你设计一个实验，估测一块橡皮泥的密度，要求：(1)写出实验步骤及需要测量的物理量;(2)导出用所测量的量表示的橡皮泥密度的数学表达式。

　　解析：解答本题的思路与上题有类似之处，均是用量筒直接测物体的体积，利用浮力的知识通过测重力来测质量。所不同的是本题中的橡皮泥密度大于水，不能漂浮在水面上而是沉入水底。因此，我们要采用“空心”的办法来增大它的浮力达到使其漂浮在水面上(浮力=重力)的目的。

　　答案：(1)实验步骤及需要测量的物理量是：① 在量筒中倒入适量的水，记下量筒中水面的示数为V1 ;② 把橡皮泥捏成小盒状，放入量筒中，使其漂浮在水面上，记下此时量筒中水面的示数为V2 ;③ 把橡皮泥捏成实心团使其沉入量筒的水中，记下此时量筒中水面的示数为V3 。

　　(2)导出橡皮泥密度的数学表达式的过程为：在步骤②中，因橡皮泥漂浮，由浮体平衡条件有G=F浮，又由重力公式G=mg和阿基米德原理F浮=ρ水gV排=ρ水g(V2-V1)，得橡皮泥的质量m=ρ水(V2-V1);由步骤①③得橡皮泥的体积V=V3-V1 ;所以橡皮泥的密度为：ρ=m/V=(V2-V1)ρ水/(V3-V1)。

　　说明：课本上测量物体的密度，需要用天平测出物体的质量和用量筒测出物体的体积。但本题中没有天平，物体的质量只能用量筒和水“量”出，这一点就是本实验设计的关键。综合所学知识，用量筒和水“量”质量可以采用漂浮法，涉及到浮体平衡、阿基米德原理等知识。

　　[例6] 某同学研究物体浮沉条件时，将一空心金属球放入一个足够大而盛有水的容器中;当球静止时，露出水面的体积是它体积的1/3，如图所示。将球空心部分注入5×10-5m3的水时，球恰好悬浮在水中，球内水的体积是空心部分的2/5;将空心部分注满水后，球沉入容器底部(g=10N/Kg)。求：(1)此时容器底对小球的支持力;(2)金属的密度。

　　分析：球内注水以前金属球漂浮在水面上，则G球=ρ水g(2/3)(V金+V空);当球内注5×10-5m3的水时，根据题给条件可知(2/5)V空=5×10-5m3，即：V空=12.5×10-5m3，此时球悬浮在水中，则G球+G(2/5)水=ρ水g(V金+V空);由以上三式相即可求出金属的体积V金;当球内注满水后沉入水底时受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和支持力3个力的作用处于平衡状态，有：G球=ρ水gV金+F支，根据G球=ρ水g(2/3)(V金+V空)，求出ρ金，代入G球-F支=ρ水gV金，再求出F支 。

　　解答：

　　因为(2/5)V空=5×10-5m3 ，所以V空=12.5×10-5m3

　　注水前球漂浮在水面上，G球=ρ水g(2/3)(V金+V空)——(1)

　　注入5×10-5m3水后，球悬浮在水中，G球+G(2/5)水=ρ水g(V金+V空)——(2)

　　空心部分注满水后，球沉底，G水+G球=F支+ρ水g(V金+ V空)——(3)

　　(2)-(1)得：

　　G(2/5)水=ρ水g(1/3)(V金+V空)

　　ρ水g(2/5)V空=ρ水g(1/3)(V金+V空)

　　V金=2.5×10-5(m3)代入(1)得：G球=m金g=1(N)

　　m金=0.1(Kg)

　　所以：ρ金=m金/ V金=4×103(Kg/m3)

　　由(3)得：F支= G水+G球-ρ水g(V金+ V空)=0.75(N)

　　说明：解决浮力的题目，一般需要按照下列步骤进行：

　　(1)了解题目中有几个物理过程;

　　(2)选择每个过程中的研究对象并分析它的受力情况，画出受力的示意图;

　　(3)列出力的平衡方程;

　　(4)浮力、重力未直接给出时，需依据：F浮=ρ液•g•V排和G=ρ物•g•V物，将平衡方程转化密度、体积相乘的关系式，再进一步求解。

　　初三物理《浮力》知识点训练测试题

　　一. 填空题：

　　1. 潜水艇从河里开到海里，它受到的浮力将_________;轮船从海里开到河里，它受到的浮力将________。(选填“变大”、“不变”或“变小”)

　　2. 鱼儿通过向鱼鳔内输入或排出一些气体来改变鱼的_______，使它能悬浮在一定的水层中。

　　3. 浸没在液体中的物体，如果受到的浮力大于重力，物体就_____;如果受到的浮力小于它的重力，物体就_____;如果它受到的浮力等于它的重力，物体就_____。

　　4. 要用密度大于水的材料制能够浮在水面上的物体，可以把它做成_____的，增大它的体积，使它受到的__________增大。

　　5. 从水底往水面浮的皮球，从它刚露出水面到浮在水面上不动的过程中，它受到的重力_____，浮力_____，排开水的体积_____。(填“变大”或“变小”或“不变”)

　　6. 一艘货轮的排水量是1×107千克，满载时该货轮受到的重力是_____牛顿，所受的浮力是__________牛顿。

　　二. 选择题：

　　1.下列说法中不正确的是( )

　　A. 浮在水面上的铁球一定是空心的

　　B. 悬浮在水中的铁球一定是空心的

　　C. 沉在水底的铁球一定是实心的

　　D. 沉在水底的铁球可能是空心也可能是实心的

　　2. 如图所示的密度计放入甲、乙、丙三种液体中，液面分别在A、B、C三个刻度处，则三种液体的密度大小关系为( )

　　A. 甲> 乙> 丙 B. 甲< 乙< 丙

　　C. 丙> 甲> 乙 D. 乙> 甲> 丙

　　3. 把一木块分别放入水、煤油和硫酸中( 硫酸> 水 > 煤油)平衡时，木块浸入液体中的体积( )

　　A. 在水中最大 B. 在煤油中最大

　　C. 在硫酸中最大 D. 都一样

　　4. 装满货物的轮船从大海驶向内河，下列说法正确的是( )

　　A. 轮船所受的浮力变大

　　B. 轮船所受的重力变大

　　C. 轮船排开液体的体积减小

　　D. 轮船排开液体的体积增大

　　5. 质量相同的实心钢球和实心铅球投入同种液体后，所受的浮力大小相等，这种液体一定是( )

　　A. 水 B. 酒精 C. 水银 D. 盐水

　　6. 一均匀实心物体恰能悬浮在水中，如果把它截去一半，则另一半将( )

　　A. 上浮 B. 悬浮 C. 下沉 D. 漂浮

　　7. 体积相等的实心铅块、铁块和木块，抛入水池中，待它门静止后，所受的浮力是( )

　　A. 铅块受到的浮力最小 B. 铁块受到的浮力最小

　　C. 木块受到的浮力最小 D. 它们所受的浮力一样大

　　8. 木块下面悬挂一块金属块，木块仍浮在水面，下面哪种说法正确( )

　　A. 木块的重力等于木块的浮力

　　B. 金属块的浮力等于它的重力

　　C. 金属块和木块的重力等于它们受到的浮力

　　D. 金属块的重力一定大于木快的重力

　　三. 计算题：

　　一个充氦气的飞艇，体积为1.5×105米3，空气的密度为1.29千克/米3、氦气的密度为0.18千克/米3，求(1)飞艇在空气中受到的浮力是多大?(2)飞艇最多可以搭载多重的物体?

　　四. 问答题：

　　一物体在水中悬浮，把这个物体放在煤油中，放在盐水会怎样?

　　初三物理《浮力》知识点训练测试题参考答案

　　一.

　　1. 变大、不变 2. 体积 3. 上浮、下沉、悬浮

　　4. 空心、浮力 5. 不变、变小、变小 6. 9.8×107、9.8×107

　　二.

　　1. C 2. A 3. B 4.D 5. C 6.B 7.C 8.C

　　三.

　　F浮=ρ空gV排=1.29×9.8×1.5×105≈1.896×106(N)

　　F浮=G艇+G物=ρ氦gV排+ G物

　　G物= F浮-ρ氦gV排=1.896×106-0.18×9.8×1.5×105≈ (N)

　　四.

　　放在煤油会下沉，放在盐水会漂浮。因为由物体放在水中漂浮，可知物体的密度等于水的密度，即物体的密度大于煤油的密度、小于盐水的密度，所以物体放在煤油中会下沉，放在盐水中会上浮。