《流体压强与流速浮力》专题复习教师版.docx
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《流体压强与流速浮力》专题复习教师版
“状元堂”教师统一备课纸
教师
科目
时间
2010年月日
学生
年级
学校
课题所属：
目标知识点
1
2
3
4
5
6
知识类别
考点
重点
难点
学生个性化分析
薄弱环节
原因分析
解决方案
针对此学生的教学操作过程设计
（重点写教法及学法；含课练、作业方向目的，具体内容另附）
《流体压强与流速、浮力》专题复习
一、考点热点指津
1《浮力》这部分内容的特点是知识综合性强，应用性广，又是大纲要求掌握的重点知识，在历年的中考试题中占的比例都很大。
主要考查的知识点和要求：
⑴对流体压强与流速关系的理解和认识，并能解释与之有关的一些现象。
⑵对浮力产生原因的理解，深刻领会影响浮力大小的因素及浮力的方向，并能解释和解决生活中的一些实际问题。
⑶掌握物体的沉浮条件及其应用。
⑷知道在不同的条件下求解浮力大小的方法（“称重法”、“原因法”、“平衡法”、“原理法”），并能灵活运用不同的求法解决综合性的问题。
学法指导
2中考试题中考查《浮力》知识的命题形式非常广泛。
关于物体在液体或气体中受浮力大小的计算及沉浮条件的应用多见于填空题的形式；而关于物体在液体中受浮力大小的比较、浮力大小的变化及有关浮力理解方面的易错问题则以选择题的形式出现。
有关浮力与压强、密度、简单机械及功相联系的综合问题则以计算题的形式出现，近年来，由于中考试题对计算能力的要求有所降低，所以这类试题出现的频率有所减少，今后有关这类复杂的计算可能在竞赛题中出现。
有关利用浮力知识测密度和影响浮力大小因素的探究则以实验探究题的形式出现。
3由于受新课程标准理念的导向，中考浮力命题的热点逐渐趋向于对知识的应用能力和科学研究方法的考查。
且命题的特点不再是通过简单的计算来考查同学们对知识的掌握程度，而是将需考查的知识渗透到一定的生活情境当中，使之感受到运用知识，解决问题获得的乐趣。
所以，对本节知识内容的考查有以下几大热点：
⑴关于求解浮力大小的情境题。
⑵关于讨论浮力大小变化的学科渗透题（主要涉及化学溶液密度的变化、物质反应造成的质量和体积的变化而引起浮力大小的变化等）。
⑶关于探究影响浮力大小因素的实验探究题，近年来，由于这类试题非常普遍，考查形式不再仅仅局限于探究影响浮力大小的因素，而是要求同学们对影响浮力大小的因素做出种种猜想（包括给定的和不定的因素），然后要求同学们设计实验方案，分析数据进行验证等。
二、典型例题透视
例1：
（05年月考题）一次龙卷风发生时，屋外气压急剧降到90kPa，当时门窗紧闭，可以认为室内气压是标准大气压，粗略取作100kPa，若室内屋顶的面积为100m3，这时屋顶受到的内外压力的差可达_______N，方向_________，房屋受到的浮力为________。
答案：
106N、竖直向上、106N。
透视：
龙卷风属一种自然现象。
龙卷风来临时空气流速加快，那里的压强会减小。
而当时门窗紧闭，则室内的压强不会减小，这样就使房顶受到的内外压强不等，因而产生一个压力差：
△F=F上－F下=（P上－P下）S=（100kPa－90kPa）×100m3=106N，此压力差便是浮力的大小。
由于室内的向上的压力大于室外向下的压力，所以，浮力即压力差的方向为竖直向上。
例2：
（月考题）图1中弹簧测力计下面的物体浸没在硫酸溶液中，弹簧测力计示数为10N，该物体不可能与任何酸、碱、盐发生反应。
如果在H2SO4溶液中滴入少量的Ba（OH）2溶液，则弹簧测力计的示数将会（）
A大于10NB小于10NC等于10ND无法确定
答案：
A。
透视：
这是一道浮力与化学相结合的综合题。
要判断测力计的示数是否变化，则需判断物体的重量和物体受到的浮力是否变化。
由题设条件可知，物体不可能与任何溶液发生反应，则说明该物体的质量不会变化，即重量不变。
又由于硫酸可与氢氧化钡发生反应，生成硫酸钡沉淀和水，这样，硫酸溶液的密度就会变小，根据阿基米德原理，物体受到的浮力会变小，所以，在硫酸溶液中加入氢氧化钡溶液后，弹簧测力计的示数会增大。
例3：
（陕西）某学生做如下实验：
先在一玻璃水槽中注入一定量的水，后将盛有小石子的塑料小船放入水中，如图2所示。
测得船底到水面的距离为h。
再每隔一定时间向水里加盐并搅动，直至食盐有剩余。
在他所绘制的吃水线至船底的距离h随溶盐量而变化的图像中，最接近的是（）
答案：
D。
透视：
小船只要是仍浮在液面上，不管是“上浮”还是“下沉”，变化前后所受的浮力均等于其自身的重力，即F浮=ρ液gV排=mg。
当不断向水中加入食盐后，食盐溶液的密度ρ液会逐渐增大，直至达到饱和，由于变化过程中，小船受的浮力F浮不变，所以V排会减小，即小船会上浮，h减小。
此题的关键是食盐水达到饱和状态后，溶液不再继续溶解食盐，则溶液的密度不再增大，这样，小船浸入的深度就不会改变。
所以，符合此情况的图像应该是D。
例4：
（江苏盐城）给你一根细线、一支吸管、一小块金属、一只盛有足够深水的水槽、一个底端固定一铁块的量筒（量筒放入水中能竖直漂浮）。
请利用上述器材测定小金属块的密度。
（1）写出主要操作步骤及所测物理量。
（2）根据测得的物理量，计算小金属块密度的表达式。
答案：
步骤⑴先用细线将金属块系牢放入量筒内，然后将量筒放入盛有水的水槽中，记住水面至量筒外壁的刻线值。
⑵将金属块从量筒中取出，接着用吸管向量筒里注水（量筒仍在水槽中）直至水面到原来的刻线处，根据等效和漂浮原理，此时，量筒内水的质量与金属块的质量相等。
所以，读出量筒内水的体积V1，就能算出金属块的质量m=ρ水V1。
⑶最后，将金属块放入盛有水（仍为吸管注入的水量）的量筒内，读出此时的体积V2，则金属块的体积V=V2－V1。
金属块密度的表达式为
。
透视：
此题的难点是如何利用改进的量筒测金属块的质量，而关键是如何利用吸管这一附加的器材（平常没有）。
根据以上步骤可知，利用吸管可向量筒里注入与金属块等质量的水让量筒漂浮于同一刻度线，则金属块的质量可精确测定。
此题的设计很有创新意识，培养了同学们实验探究的兴趣，同时也能提高同学们的思维创新能力。
例5：
如图3为家用煤气灶灶头的示意图。
基本操作是：
打开煤气阀，拧动点火装置时，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，有同学担心煤气在进口处是不是会向空气中泄漏，你认为是否会有可能，说明理由？
答案：
不可能。
透视：
家用煤气灶的气阀被打开时，在拧动点火装置的瞬间，由于空气进口处有煤气的高速流动而压强小，这样，外面的空气就从进口处被压入，且与煤气混合流向燃烧头被点燃。
由于煤气的高速流动使得进口处的压强总小于外面大气压强，所以不必担心煤气会从空气进口处泄漏。
例6：
在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，某同学猜想：
浮力大小可能与液体密度的大小、物体浸入液体中体积的大小、物体重力的大小有关。
请你设计一个方案，探究浮力的大小与物体的重力大小是否有关？
实验提供如下器材：
实验桌、弹簧测力计、量筒、烧杯各一个；纯水、盐水、细线适量；一大块橡皮泥；体积相同的铜块和铁块各一块；体积不同的铁块各一块。
答题要求：
⑴从给定的器材中选出你需要的器材。
⑵简要说明实验步骤。
⑶说明如何根据实验现象，得出相应的探究结论。
答案：
选择体积相同的铜块和铁块各一块、细线、弹簧测力计、纯水、烧杯进行实验。
先用弹簧测力计测出相同体积铜块和铁块的重力，必存在G铜>G铁。
然后分别使其浸没水中，读出测力计的示数F1、F2，则两者受到的浮力为G铜－F1、G铁－F2。
因两者的重力不同，若受的浮力也不同，则说明浮力的大小与重力有关；若受的浮力相同，则说明浮力的大小与重力无关。
透视：
根据以上实验设计方法，由于铜块和铁块的体积相同，利用阿基米德原理，两者受的浮力一定相同，所以可以得到浮力的大小与重力无关的结论。
本题的答案开放性很强。
考虑的思路可以从相同重力条件下比较浮力；也可以从相同浮力条件下比较重力等来进行设计实验。
关键是应如何掌握好控制变量这一科学研究方法，所谓控制变量就是在研究某一结论与哪一个变量有什么关系时，就应该改变这个变量而控制其它相关变量不变。
三、常见失误分析
例1：
重4.5N，体积为500cm3的铝球，放入水中静止时受的浮力多大？
答案：
4.5N
分析：
同学们易受思维定势的影响，认为铝的密度比水的密度大，就武断地认为铝球在水中下沉，满足V排=V物，忽视了知识的应用条件，不深入思考就立即用阿基米德原理计算得到错误的答案：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-4m3=4.9N。
如果先求出铝球的密度，可发现比水的密度还小，这说明此铝球并不是实心，空心的铝球可漂浮在水面上，所以，正确的答案：
F浮=G=4.5N。
例2：
浸没在液体中的物体在下降过程中，物体受到的浮力一定（）
A.不变B.增大C.减小D.不确定
答案：
D。
分析：
同学们初看题，可能认为物体的体积一定不变，根据阿基米德原理，用公式F浮=ρ液gV排考虑，必定选A。
如果仔细审题，由“一定”二字联想到是否有某一特殊情况，即存在某一重物拉着气球在液体中下降，因为气球在下降过程中受到液体的压强会增大，气球的体积要减小，所以气球受到的浮力要减小。
由于题设中物体的具体情况不确定，故准确的答案应选D。
例3：
边长为20cm的立方体，水平浸入足够多的水中，如果上表面与水面间的距离为5cm，物体所受的浮力（g取10N/kg）（）
A80NB60NC100ND80N或60N
答案：
D。
分析：
同学们很可能根据物体悬浮在水面下，求得F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.2m）3=80N，由此，选择答案A。
因该题有隐含条件，立方体浸入水中，上表面与水面间的距离为5cm时有两种可能，即物体有悬浮和漂浮。
若物体漂浮，则求得浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.2m）2×（0.2m－0.05m）=60N。
所以，正确的答案应该是D。
例4：
某物体重为0.5N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出重为0.3N的水，则它受到的浮力（）
A一定为0.3NB可能为0.2N
C一定为0.5ND可能为0.4N
答案：
D。
分析：
有些同学可能认为溢出0.3N的水一定是物体排开水的重力，根据阿基米德原理，就断定物体受到的浮力为0.3N。
因原先烧杯中盛的水是否装满不确定，那么溢出的水量就不一定等于物体排开的水量，所以，只有原先烧杯中盛满水时，浮力才一定是0.3N。
如果原先烧杯中盛的水不满，则溢出的水量小于物体排开的水量，所以，物体受到的浮力大于0.3N。
但必须注意，由于物体不存在与其它物体相互作用，所以，受到的浮力不可能大于其重力0.5N，浮力最大只能等于0.5N。
根据以上分析，准确的答案应该是D。
例5：
如图4所示。
质量为400g，底面积为50cm2的溢水杯，置于水平桌面上，倒入某种液体至溢口，液面高为10cm，此时液体对容器底部的压强为1.176×103Pa。
问：
若将长16cm，密度为0.9×103kg/m3的圆柱形物体竖直放入该液体中（不倾倒），试判断该物体静止时与容器底部是否接触。
答案：
会接触。
分析：
有些同学很可能根据液体对容器底部的压强值，求得液体的密度为：
可知：
ρ物<ρ液，由此得出结论：
物体漂浮在液面上，则物体不与容器底接触。
如果根据物体漂浮求得物体浸入液体中的长度：
=0.12m。
因溢口到容器底只有0.1m，液体太少不足以使物体漂浮，所以，物体与容器底会接触。
四、竞赛专题解析
例1：
如图5所示，厕所里自动冲洗的水箱里有一个圆柱形的浮筒P，下水管口有一塞子a，两者用短链相连，若水箱的深度足够，要实现自动定时冲洗，则（）
A只要浮筒P的体积足够大B浮筒P的截面必须大于塞子a的截面
C只要浮筒P足够轻D浮筒P的截面必须小于塞子a的截面
答案：
B。
解析：
设浮筒P浸在水面下深h处、浮筒的横截面积为S；塞子a上表面离水面的距离为h′、塞子上表面的面积为S′。
由于塞子下表面没有水，即塞子不受浮力，只受到水对其向下的压力和短链对其向上的拉力。
而浮筒受到水对其向上的浮力和短链对其向下的拉力。
由于浮筒和塞子都很轻，重力可忽略，所以，要将塞子提起，则必须让浮筒受的浮力大于塞子受到水向下的压力，即ρ水gSh>ρ水gS′h′。
因hS′，才能满足ρ水gSh>ρ水gS′h′，即实现自动定时冲洗。
例2：
有一根长为l的均匀细棒，一部分浸入密度为ρ0的液体中，浸入部分的长度为b；另一端搁在容器壁上，伸出容器壁的长度为a，如图6所示。
则细棒的密度ρ等于（）
A
B
C
D
答案：
A。
解析：
对细棒进行受力分析：
细棒除受器壁对它的支持力外，还受重力和浮力。
若把细棒看作能绕器壁搁置点O处转动的杠杆，那么就必须确定重力和浮力的大小、方向和作用点，然后，再根据杠杆的平衡条件列等式求解。
问题的关键是重力和浮力的作用点应确定在何处。
因重力的作用点在物体的重心，由于棒是均匀的，所以重力的作用点A在棒的
处；又细棒只有浸入液体中的部分b才受浮力，所以浮力的作用点B在浸入部分的
处。
设均匀细棒的横截面积为S，则其重力为G=ρglS。
根据阿基米德原理，浸入液体中部分受到的浮力F浮=ρ0gV排=ρ0gbS
由图可知，OA=
，OB=
，又设重力和浮力的力臂分别为l1、l2，则根据相似三角形的性质得：
OA∶OB=l1∶l2。
由杠杆的平衡条件得：
Gl1=F浮l2，
即
则：
将上式整理后得：
故正确的答案应选A。
例3：
烧杯中装有水和一块沉底的三棱柱铸铁块。
铁块高h=6cm，其横截面是直角三角形，两直角边a=4cm，b=3cm；铸铁密度ρ=7.8×103kg/m3，它的最大侧面同杯底紧密接触，如图7所示。
若烧杯中水深H=10cm，求铁块对杯底的压力与压强？
（g取10N/kg）
答案：
压力：
约5.45N；压强：
约1.82×103Pa。
解析：
由于铁块同杯底紧密接触，铁块不受浮力，则铁块对杯底的压力等于铁块的重力与水对铁块向下的压力之和。
解题的关键是如何求水对铁块向下的压力。
由于与水接触的三棱柱的两侧面是倾斜的，用初中力学知识不便直接求出水对其向下的压力，这里我们可以虚拟铁块受到浮力，并利用浮力产生的原因间接求出铁块受到水的压力。
∵F浮=F向上-F向下，∴F向下=F向上-F浮=ρ水gHS－ρ水gV排。
又因最大侧面面积：
；铁块的体积：
。
所以，铁块对杯底的压力：
F=G+F向下=
代入数值并计算得F≈5.45N。
铁块对杯底的压强：
1.82×103Pa。
五、综合能力演练
一、填空题
1.在倒置的漏斗里放一个乒乓球，用手托住乒乓球。
然后从漏斗口向下用力吹气时，将手移开，发现乒乓球不会下落，反而会贴住漏斗口。
其原因是乒乓球上表面空气__________而__________；而乒乓球下表面受到空气的压强_______，由此产生的压力差不会_________重力（选填“小于”或“等于”或“大于”）。
2.如图1所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙杯中，甲杯中溢出液体的质量是40g，乙杯中溢出的液体质量是50g，则：
小球的质量是________g，甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲∶ρ乙_____4∶5（选填“>”或“=”或“<”）。
3.一艘轮船由东海驶入长江，所受到浮力________（填“变大”或“变小”或“不变”），该船在南京港卸下货物前后，船的吃水线深度减小0.2m，该船在水面附近的水平横截面积平均为4500m2，则卸下的货物的质量约为________t。
4.如图2所示，弹簧秤下吊着一个质量为0.78kg的金属块，当金属块全部浸没在底面积为10cm2的柱形容器的酒精中时，弹簧秤的示数减小至0.8N。
则酒精对容器底增加的压强△P=______Pa，金属块的密度ρ=______kg/m3，
二、选择题
1.如图3，物体漂浮在液面上，是由于（）
A.物体受到的重力小于浮力B.物体的密度大于液体的密度
C.浮力和重力的合力为零D.物质的密度小于液体的密度
2.甲、乙两只密度计，放在水中静止时，正好甲密度计与水面相平刻度处以上的其它刻线被磨损，而乙密度计与水面相平刻度处以下的其它刻线被磨损，如图4所示．现在要测定浓盐水的密度，应选用（）
A.甲密度计 B.乙密度计
C.甲、乙均可 D.甲、乙均不可
3.如图5所示，在甲图中，物块有四分之一体积浸没水中，弹簧秤的示数为14.7N，在乙图中，同一物块有四分之三的体积浸没水中，弹簧秤的示数为9.8N。
则在丙图中，该物体全部浸没水中，此时弹簧秤的示数应是（）
A.9.8NB.2.24NC.1.27ND.7.35N
4.烧杯中的一大块冰内含有一定量的砂子，冰块漂浮在水面，杯中水面恰好与杯口相平，且冰块上部高出杯口。
在冰块熔化的过程中（）
A.将有水从烧杯中溢出B.水面始终与杯口相平
C.烧杯中水面会下降D.水面先有下降，后有水溢出
三、计算题
1.将一个实心小球先后放入盛有足量的水和足量的酒精的两个容器中，小球静止时受到的浮力分别是4.5N和4.0N，小球的密度比水的密度小，但比酒精的密度大，酒精的密度为0.8×103kg/m3。
（1）试分析说明小球在这两种液体中的浮沉状态。
（2）根据题中所给条件求出与小球有关的物理量。
（g＝10N/kg）
2.如图6所示，在圆柱形筒内装有适量的水，水对筒底的压强为p,将质量为50g的木块浸没在水中，用细线拴在筒底，此时水对筒底的压强为1.5p，线对木块的拉力是放入木块之前水对筒底压力的
。
求：
（1）木块的密度。
（2）剪断细线，待木块静止后，筒底受到的压力。
（g=10N/kg）
四、实验探究与说理题
1.在烧开水时，我们都看到过这样的现象：
水中产生大量的气泡，这些气泡不断上升，到达水面时破裂并放出水蒸气。
你能否用学到的液体压强知识和浮力知识来解释这个现象？
2.观察鸟类翅膀的形状，解释为什么鸟在空中滑翔时不会坠落下来。
3.在探究浮力的大小与什么有关时，同学们结合自己的一些生活经验，猜想影响浮力大小的因素可能有：
A物体的重力；B物体的体积；C物体所处的深度；D液体的密度。
请你选择其中一个因素，设计一个实验进行探究。
要求写出：
⑴实验所需要的器材和实验步骤
⑵分析论证
4.在探究“影响浮力大小因素”的实验中，小宇同学利用体积相同的铁块A和铝块B及图示器材，做了如图7所示的若干实验。
⑴若要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关，应选用的操作是_________________（填写序号）；这一实验操作中，应控制的变量是_______________。
⑵根据以上实验，如何判断浮力的大小是否与物体的密度有关？
⑶将操作①③⑤组合起来，可探究浮力的大小是否与__________有关。
六、参考答案：
一、1.流速快、压强小、大、小于；2.50、<；3.不变、900；4.800、7.8×103；二、1.C；2.A；3.D；4.C。
三、1.
（1）实心小球在水中漂浮，在酒精中沉没容器底。
（2）①小球重力G球＝4.5N ②小球质量球＝0.45kg③小球体积V球＝5×10－4m3 ④小球密度ρ球＝0.9×103kg/m3 ⑤小球在酒精中容器底对它的支持力F＝0.5N ⑥小球排开水的体积V排水＝4.5×10－4m3。
2.
（1）0.5×103kg/m3；
（2）3N。
四、1.提示：
气泡体积膨胀时浮力增大而上升，气泡上升时受到的液体压强减小而不断变大。
2.提示：
由于翅膀与鸟体成凸形，在滑翔过程中，前方气流受到阻碍，使气流快速地从鸟体上方通过而压强变小，鸟体下方气流无阻碍而流速慢、压强大，所以鸟体在滑翔过程中始终受到一个向上的升力不至坠落。
3.略。
4.⑴选①②③④、液体密度和浸没的体积；⑵若①③弹簧秤示数的差与②④弹簧秤示数的差相等，则说明浮力与物体的密度无关；反之，则有关。
⑶液体的密度。
《数理报》中考（人教实验版）2005年11月3日—12月29日
2006年中考物理教材同步基础复习之《压强和浮力》
课时练习、课后作业出题方向
训练目的
教
学
反
思
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