初中物理浮力典型例题解析
例1 下列说法中正确的是 ( ) A .物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B .密度较大的物体在水中受的浮力大 C .重的物体受的浮力小
D .同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析 阿基米德原理的数学表达式为:F 浮=ρ
液
gV 排,公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度.....
和物体排开液体的体积.......
有关.根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎刃而解了. 解 A 选项:物体浸没在水中,无论深度如何,V 排不变,水的密度不变,F 浮不变.A 选项不正确. B 选项:物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系,B 选项不正确.
C 选项:重力的大小对物体所受的浮力无影响.例如:大铁块比小铁块要重一些,但将两者浸没于水中,大铁块受的浮力反而大些,因为大铁块的V 排大.C 选项不正确.
D 选项:同体积的铁块和木块,浸没于水中,V 排相同,ρ水相同,F 浮铁=F 浮木,铁块和木块受的浮力一样大. 答案 D
注意:物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关.
例2 质量为79g 的铁块,密度是7.9g /cm 3
,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g 取10N /kg )
精析 这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别. 计算物体重力:G =ρ
物
gV 物
计算物体在液体中受的浮力:F 浮=ρ液
gV 排.可以说:从计算的方法上没有本质的区别,但计算的结果却完
全不同.
已知:m =79g =0.079kg ρ铁=7.9g /cm 3
求:m 铁、G 铁、m 排、F 浮
解 m 铁=0.079kg
G 铁=m 铁g =0.079kg ×10N /kg =0.79N V 排=V 铁=
铁
铁
ρm =
3
7.8g/cm 79g
=10 cm 3
m 排=ρ液gV 排=1g /cm 3
×10 cm 3
=10g =0.01kg F 浮=m 浮g —0.01kg ×10N /kg =0.1N
从上面的计算看出,铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同,但计算方法委相似,关键 是区别ρ
液
和ρ物,区别V 排和V 物,在理解的基础上进行计算,而不是死记硬背,乱套公式.
例3 (广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N 的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数
为33.25N ,此铜球的空心部分的体积是________m 3.(已知铜的密度为8.9×103kg /m 3
) 已知:G =43N ,浸没水中F =33.2N 求:V 空
解 可在求得浮力的基础上,得到整个球的体积,进一步求出实心部分体积,最后得到结果. F 浮=G —F =43N —33.2N =9.8N
V 排=g F 水浮
ρ=kg
/N 8.9m /kg 100.1N 8.933??=1×10—3m 3
浸没:V =V 排=1×10—3m 3
球中所含铜的体积V 铜=
铜
铜
ρm =
g
G 铜铜
ρ
=
kg
/N 8.9m /kg 100.1N
433
3?? ≈0.49×10—3
m 3
V 空=V —V 铜=1×10—3m 3—0.49×10—3m 3
=0.51×10—3
m 3
答案 0.51×10—3m 3
例4 体积相同的A 、B 、C 三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,试比较三个物体受的重力G A 、G B 、G C 和密度ρA 、ρB 、ρC .
图1—5—1
精析 不同物体的重力可借助浮力的知识来比较. 解法1 由图来判断物体的状态:A 、B 漂浮,C 悬浮. 由状态对物体进行受力分析: G A =F 浮A ,G B =F 浮B ,G C =F 浮C .
比较A 、B 、C 三个物体受的浮力 ∵ V A 排<V B 排<V C 排,ρ液相同. 根据F 浮=ρ液gV 排,可知: F 浮A <F 浮B <F 浮C , ∵ G A <G B <G C . 比较物体密度ρ=
V m =gV
G ρA <ρB <ρC
解法2 由物体的浮沉条件可知:
A 、
B 漂浮 ∴ ρA <ρ水,ρB <ρ水,ρ
C =ρ水, A 、B 漂浮于水面:F 浮A =G A ρ水g V A 排=ρA gV F 浮B =G B ρ水G v B 排=ρB Gv
由图:V B 排>V A排 ∴ ρB <ρA
比较密度:ρC >ρB >ρA
比较出密度后,由G =mg =ρVg ,就可比较出物体重力:G C >G B >G A .
上述分析看出:由物体的状态,作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键. 答案 C 的重力和密度最大,B 居中,A 最小.
例5 将一个蜡块(ρ蜡=0.9×103kg /m 3
)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小.(ρ
盐水
>ρ水>ρ蜡>ρ
酒精
)
精析 确定状态→受力分析→比较浮力→比较V 排.
此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题. 解 蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态. ∵ ρ
盐水
>ρ水>ρ蜡>ρ
酒精
∴ 蜡块在酒精中下沉,最后沉底;在水和盐水中最后处于漂浮状态. 设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F 1、F 2和F 3,蜡块重力为G .
对蜡块进行受力分析:F 1<G ,F 2=G ,F 3=G .同一物体,重力G 不变,所以F 1<F 2=F 3 根据阿基米德原理:V 排=
g
F 液浮
ρ
酒精中:V 排酒精=V 物 水中:V 排水=
g
F 水ρ2
盐水中:V 排排水=
g
F 盐水ρ3
酒精 水 盐水 (a ) (b ) (c )
图1—5—2
∵ F 2=F 3,ρ水<ρ盐水
∴ V 排水>V 排盐水 而V 排酒精>V 排水>V 排盐水
把状态用图1—5—2大致表示出来.
答案 蜡块在酒精中受的浮力最小,排液体积最大;在水和盐水中受的浮力相等,排水体积大于排开盐水体积. 例6 (广州市中考试题)将重为4.5N 、体积为0.5dm 3
的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N .
精析 此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水面,还是沉于水中.有的学生拿到题后,就认定V 排=0.5 dm 3
,然后根据F 浮=ρ液gV 排,求出浮力F 浮=4.9N . 【分析】 当题目未说明铜球静止时处于什么状态,可以用下面两种方法判定物体的状态. 解法1 求出铜球的密度:ρ球=
球V m =球gV G (g 取10N /kg )ρ球=3dm
5.0kg /N 10N
5.4?=0.9kg /dm 3=0.9kg /dm 3×103kg /m 3
这是一个空心铜球,且ρ球<ρ水,所以球静止后,将漂浮于水面,得F 浮=G =4.5N .
解法2 求出铜球浸没在水中时受的浮力F 浮=ρ液gV 排=1×103kg /m 3×10N /kg ×0.5×10-3m 3
=5N . 答案 4.5N
例7 (广州市中考试题)把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g (ρ
酒精
=0.8×103kg /m 3
),
若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是 ( ) A .15g B .12.5g C .10g D .8g
精析 分析出金属块在酒精和水中的状态,是解决问题的关键. 解 ∵ ρ
金属
>ρ
酒精
, ρ
金属
>ρ水
∴ 金属块在酒精和水中均下沉,完全浸没. V 金属=V 排水=V 排酒精 由m 排酒精=8g 得V 排酒精=
酒精
排酒精
ρm =
3
cm
/8.08g g
=10cm 3 金属块在水中:V 排水=V 金属块=10cm 3
m 排水=ρ水V 排水=1g /cm 3
×10cm 3
=10g 答案 C
在上面的解题中,好像我们并没有用阿基米德原理的公式F 浮=G 排.但实际上,因为G 排=m 排液g ,而其中m
排液
=ρ液V 排,所以实质上还是利用了阿基米德原理分析了问题.
例8 体积是50cm 3
,质量是45g 的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是________g .将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是________g .(ρ酒=0.8×103
kg /m 3
) 解 判断此物体在水中和酒精中的状态 求出物体密度:ρ物=
V m =35045cm
g
=0.9g /cm 3 ∵ ρ物<ρ水,物体在水中漂浮. F 水浮=G m 排水g =m 物g ∴ m 排水=m 物=45g 又∵ ρ物<ρ
酒精
,物体在酒精中沉底.
F 酒精浮=ρ酒精
V 排g ,浸没:V 排=V =50cm 3
m 排精浮=ρ
酒精
V 排=0.8g /cm 3
×50cm 3
=40g
答案 溢出水的质量是45g ,溢出酒精的质量是40g
有的同学对物体在液体中的状态不加判断,而是两问都利用V 排=50cm 3
进行求值.造成结果错误.V 排=50 cm 3
进行求解。造成结果错误.
例9 (南京市中考试题)如图1—5—3中,重为5N 的木块A ,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N ,若绳子突然断了,木块A 在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( ) A .5 N ,竖直向下 B .3N ,竖直向上
C.2N,竖直向上D.8N,竖直向下
图1—5—3
精析结合浸没在水中物体的受力分析,考查学生对受力分析、合力等知识的掌握情况.
【分析】绳子未断时,A物体受3个力:重力G A,拉力F,浮力F浮.3个力关系为:G A+F=F浮,求得F N+3N=8N.绳子剪断后,物体只受重力和浮力,且浮力大于重力,物体上浮,浮力大小仍等于8N.合力F 浮=5
F浮—G=8N—5N=3N
合=
合力方向:与浮力方向相同,竖直向上.
答案B
例10以下是浮力知识的应用,说法正确的是()
A.一艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大
B.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大
C.密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同
D.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大
【分析】轮船在河里和海里航行,都处于漂浮状态,F浮=G.
因为轮船重力不变,所以船在河里和海里所受浮力相同.A选项正确.又因为ρ海水>ρ河水,所以V排海水<V 排河水,在河水中没入的深一些.
密度计的原理如图1—5—4,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中,由于密度计均处于漂浮状态,所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力.可见,密度计没人液体越多,所测得的液体密度越小.
甲乙
图1—5—4
F甲浮=F乙浮=G
根据阿基米德原理:
ρ甲gV 排甲=ρ乙gV 排乙 ∵ V 排甲>V 排乙 ∴ ρ甲<ρ乙 答案 A
例11 (北京市西城区中考试题)如图1—5—5,展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”.曹冲运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重.请你写出他运用的与浮力..相关的两条知识.(1)_______________________;(2)_______________________.
图1—5—5
精析 此题考查学生通过对图形的观察,了解此图中G 象=G 石的原理.
【分析】 当大象在船上时,船处于漂浮状态,F 浮′=G 船+G 象,曹冲在船上画出标记,实际上记录了当时船排开水的体积为V 排.
用这条船装上石头,船仍处于漂浮状态,F 浮′=G 船+G 石,且装石头至刚才画出的标记处,表明此时船排开水的体积V 排′=V 排.根据阿基米德原理,两次浮力相等.两次浮力相等.便可以推出:G 象=G 石. 答案 (1)漂浮条件 (2)阿基米德原理
例12 (长沙市中考试题)已知质量相等的两个实心小球A 和B ,它们的密度之比A ∶B =1∶2,现将A 、B 放入盛有足够多水的容器中,当A 、B 两球静止时,水对A 、B 两球的浮力之比F A ∶F B =8∶5,则ρA =________kg /m 3
,ρB =________kg /m 3
.(ρ水=1×103
kg /m 3
)
精析 由于A 、B 两物体在水中的状态没有给出,所以,可以采取计算的方法或排除法分析得到物体所处的状态.
【分析】 (1)设A 、B 两球的密度均大于水的密度,则A 、B 在水中浸没且沉底. 由已知条件求出A 、B 体积之比,m A =m B .
B A V V =B A m m ·B A ρρ=1
2
∵ A 、B 浸没:V 排=V 物 ∴
B A F F 浮浮=B A gV gV 水水ρρ=1
2
题目给出浮力比
B A F F =58
,而现在得B A F F 浮浮=1
2与已知矛盾.说明假设(1)不成立.
(2)设两球均漂浮:因为m A =m B 则应有F 浮A ′=F 浮B ′=G A =G B
'
'B
A F F 浮浮=1
1,也与题目给定条件矛盾,假设(2)不成立.
用上述方法排除某些状态后,可知A 和B 应一个沉底,一个漂浮.因为ρA <ρB ,所以B 应沉底,A 漂浮. 解 A 漂浮 F A =G A =ρAg V A
①
B 沉底 F B =ρ
水g
V B 排=ρ水g
V B ②
①÷② A g A Ag V V 水ρρ=B A F F =5
8
∵
B
A V V =12
代入. ρA =
B A F F ×A
B V V ·
ρ水=58×21
×1×103kg /m 3=0.8×103kg /m 3 ρB =2ρA =1.6×103
kg /m 3
答案 ρA =0.8×103kg /m 3,ρB =0.8×103kg /m 3
.
例13 (北京市中考试题)A 、B 两个实心球的质量相等,密度之比ρA ∶ρB =1∶2.将它们分别放入足够的酒精和水中,它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是(ρ
酒精
=0.8×103kg /m 3
) ( )
A .1∶1
B .8∶5
C .2ρA ∶ρ水
D .2ρ酒精
∶ρB
精析 从A 、B 两个小球所处的状态入手,分析几个选项是否可能. 一个物体静止时,可能处于的状态是漂浮、悬浮或沉底. 以下是两个物体所处状态的可能性
由题目我们可以推出 m A =m B ,ρA ∶ρB =
2
1
,则V A =V B =ρA ∶ρB =2∶1 我们可以选择表格中的几种状态进行分析: 设:(1)A 、B 均漂浮 ρA <ρ
酒精
,ρB <ρ水,与已知不矛盾,这时F 浮A =1∶1,A 选项可能.
(2)设A 、B 都沉底
B
A F F 浮浮=
A
A gV gV 水酒精ρρ=54×12=58
,B 选项可能. (3)设A 漂浮,B 沉底,这时ρA <ρ酒精
,ρB <ρ水,
B
A F F 浮浮=
B A F G 浮=B A A gV gV 水ρρ=水
ρρA
2,B 选项可能. (4)设A 沉底,B 漂浮 ρ
A 应<ρ
酒精
∵ ρB =2ρA 应有
ρB >ρ
酒精
>ρ水,B 不可能漂浮.
∴ 上述状态不可能,而这时的B
A F F 浮浮=
A
A gV gV 水酒精ρρ=
B ρρ酒精
2.
D 选项不可能. 答案 D
例14 (北京市中考试题)如图1—5—6(a )所示,一个木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm 3
,时,细绳对木块的拉力为0.6N .将细绳剪断,木块上浮,静止时有2
5
的体积露出水面,如图(b )所示,求此时木块受到的浮力.(g 取10N /kg )
(a ) (b )
图1—5—6
精析 分别对(a )(b )图当中的木块进行受力分析. 已知:图(a )V 露1=20cm 3
=2×10—5
m 3
,F 拉=0.6N 图(b )V 露2=
5
2
V 求:图(b )F 浮木′,
解 图(a ),木块静止:F 拉+G =F 浮1 ① ①-②F 拉=F 拉1-F 拉2 F 拉=ρ
水
g (V -V 露1)-ρ水g (V -
5
2
V )
F 拉=ρ水g (V -V 露1-53V )=ρ水g (5
2
V -V 露1) 代入数值:0.6N =103kg /m 3×10N /kg ×(5
2
V —2×10—5m 3)
V =2×10—4
m 3
图(b )中:F 浮乙=ρ水g
5
3V =1.0×103
kg /m 3
×10N /kg ×5
3×2×10—4m 3
=1.2N
答案 木块在图(b )中受浮力1.2N .
例15 如图1—5—7所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9×103
kg /m 3
.求:甲、乙铁块的质量比.
图1—5—7
精析 当几个物体在一起时,可将木块和铁块整体做受力分析,通常有几个物体,就写出几个重力,哪个物体浸在液体中,就写出哪个物体受的浮力. 已知:ρ铁=7.9×103
kg /m 3
求:
乙
甲m m
解 甲在木块上静止:F 浮木=G 木+G 甲 ① 乙在木块下静止:F 浮木+F 浮乙=G 水+G 乙 ② 不要急于将公式展开而是尽可能简化 ②-① F 浮乙=G 乙-G 甲 ρ水g V 乙=ρ铁g V 乙-ρ铁
g V 甲
先求出甲和乙体积比 ρ铁V 甲=(ρ甲—ρ乙)V 乙
乙甲
V V =铁水铁ρρρ-=3
333/109.7/10)19.7(m
kg m kg ??-=7969
质量比:乙甲
m m =乙铁甲铁V V ρρ=乙甲V V =79
69
答案 甲、乙铁块质量比为
79
69
. 例16 (北京市中考试题)如图1—5—8所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N .剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N 向下的压力时,木块有20cm 3
的体积露出水面.求木块的密度.(g 取10N /kg )
图1—5—8
精析 分别对木块所处的几种状态作出受力分析. 如图1—5—9(a )(b )(c ).
(a ) (b ) (c )
图1—5—9
图(a )中,木块受拉力F 1,重力和浮力.
图(b )中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V 排. 图(c )中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再 施加F 2=1 N 的压力,仍有部分体积露出水面. 已知:F 1=2N ,F 2=1N ,V ′=20cm 3—2×10—
5m 3
求:ρ水
解 根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程
?
??
??+==+=③
②①浮浮浮2
23211F G F G
F F
G F 将公式中各量展开,其中V 排指图(b )中排开水的体积.
?
??
??'+='-=+=))c (()(21中露出的体
积指图排木排木木排水木水V F gV V V g gV gV F gV gV ρρρρρρ
代入数值事理,过程中用国际单位(略) ρ水V —ρ木V =10
2 ρ水V 排—ρ木V (ρ水V 排—ρ木V 排)=
10
1
+ρ水×2×10—5 约去V 排和V ,求得:ρ水=0.6×103kg /m 3
答案 木块密度为0.6×103
kg /m 3
.
例17 如图1—5—10(a )所示的圆柱形容器,底面积为200cm 2
,里面装有高20cm 的水,将一个体积为500cm 3
的实心铝球放入水中后,球沉底(容器中水未溢出).
(a ) (b )
图1—5—10
求:(1)图(b )中水对容器底的压强容器底增加的压力.
(2)图(b )中容器对水平桌面的压强和压力.(不计容器重,ρ铝=2.7×103kg /m 3
,g 取10N /kg ) 精析 铝球放入后,容器中水面增加,从而造成容器底=500cm 3=5×10—4m 3,ρ铝=2.7×10—
4m 3
.
求:(1)图(b )中水对容器底p ,增加的压力△F , (2)图(b )中水对容器底p ′,增加的压力△F ′, 解 放入铝球后,液体增加的深度为△h .
△h =S V =2
3200cm
500cm =2.5cm =0.025m (1)水对容器底的压强
p =p 水g (h +△h )
=1.0×103kg /m 3
×10N /kg ×(0.2+0.025)m =2250Pa
水对容器底增加的压力
△F =△pS =ρ水g △h ·S =ρ水gV =1.0×103kg /m 3×10N /kg ×5×10—4m 3
=5N △F ≠G 铝球
(2)图(b )中,容器对水平桌面的压力 F ′=G 水+G 球
=(ρ水V 水+ρ蚀V )g =(ρ水Sh +ρ铝V )g
=(1.0×103
kg /m 3
×0.02m 2
×0.2m +2.7×103
kg /m 3
×5×10—4
m 3
)×10N /kg =53.5N
p ′=S F '=2
0.02m 53.5N
=2675Pa
答案 图(b )中,水对容器底的压强为2250Pa ,水对容器底增加的压力为5N ;容器对水平桌面压力为53.5N ,压强为2675Pa .
例18 (河北省中考试题)底面积为400cm 2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm 的正方体木块A 放入水后,再在木块A 的上方放一物体B ,物体B 恰好没入水中,如图1—5—11(a )所示.已知物体B 的密度为6×103
kg /m 3
.质量为0.6kg .(取g =10N /kg )
(a ) (b )
图1—5—11
求:(1)木块A 的密度.
(2)若将B 放入水中,如图(b )所示,求水对容器底部压强的变化.
已知:S =400cm 2
=0.04m 2
,A 边长a =10cm =0.1m ,ρB =6×103
kg /m 2
,m B =0.6kg
求:(1)p A ;(2)△p . 解 (1)V B =
B
B
m ρ=
3
3/1066.0m
kg kg
?=0.1×10-3m 3 图(a )A 、B 共同悬浮:F 浮A +F 浮B =G A +G B 公式展开:ρ水g (V A +V B )=ρ水g V A +m B g 其中V A =(0.1m )3
=1×10-3
m 3
ρA =
A
B
B A V m V V -+水水ρρ
代入数据:
ρA =3
333333333m
100.6kg
m 100.1kg/m 10m 10kg/m 101----??+?? ρA =0.5×103
kg /m 3
(2)B 放入水中后,A 漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降. A 漂浮:F 浮A =G A ρ水gVA 排=ρA gVA
V A 排=水ρρA V A =3
33
335kg/m
101m 10kg/m 100.5???- =0.5×10-3
m 3
液面下降△h =
S V △=S
V V A A 排
- =2
3
3330.04m m 100.5m 101--?-?=0.0125m
液面下降△p =ρ水g △h =1.0×103
kg /m 3
×10N /kg ×0.0125m =125Pa . 答案 A 物体密度为0.5×103
kg /m 3.液体对容器底压强减少了125Pa .
例19 (北京市中考试题)在水平桌面上竖直放置一个底面积为S 的圆柱形容器,内装密度为ρ1的液体.将挂在弹簧测力计下体积为V 的金属浸没在该液体中(液体未溢出).物体静止时,弹簧测力计示数为F ;撤去弹簧测力计,球下沉并静止于容器底部,此时液体对容器底的压力为容器底对金属球的支持力的n 倍. 求(1)金属球的密度;(2)圆柱形容器内液体的质量.
精析 当题目给出的各量用字母表示时,如果各量没用单位,则结果也不必加单位.过程分析方法仍从受力分
析入手.
解 (1)金属球浸没在液体中静止时 F 浮+F =G
ρ1gV +F =ρgV (ρ为金属密度) ρ=ρ1+
gV
F (2)解法1 如图1—5—12,球沉底后受力方程如下:
图1—5—12
F 浮+F =
G (N 为支持力) N =G -F 浮=F
液体对容器底的压力F ′=n F
F ′=m 液g +ρ1gV
m 液=
g
F '
-ρ1V =B nF =ρ1V
F ′=pS =ρ1gV =n F ρ1g (V 液+V )=n F ρ1gV 液+ρ1gV =n F m 液=
B
nF
-ρ1V 答案 金属球密度为ρ1+
gV
F
,容器中液体质量m 液=B nF -ρ1V .
例20 如图1—5—13(a ),在天平左盘放一杯水,右盘放砝码,使天平平衡.
(a ) (b )
图1—5—13
(1)将一质量为27g 的铝块(ρ铝=2.7g /m 3
)放入左盘水中,水不溢出,天平还能平衡吗? (2)将铝块如图1—5—13(b )方式放入左盘中,天平还能平衡吗?
解 (1)因为ρ铝>ρ水,放入容器中,铝块将沉底,容器底部增加的压力就是铝块重力. 天平此时不平衡,左盘下沉,右盘增加27g 砝码,可使天平再次平衡.
(2)铝块浸没于水中,但未沉底,此时容器中液面升高△h ,容器底部增加的压力△F =ρ
水
g △h ·S =ρ水gV
铝
=F 浮.
铝块体积,V 积=
铝
ρm
=
3
/7.227cm g g
=10cm 3
铝块排开水质量:m 排=ρ水V 铝=1g /cm 3
×10cm 3
=10g
天平不平衡,左盘下沉.右盘再放10g 砝码,可使天平再次平衡.
例21 如图1—5—14中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
(a ) (b )
图1—5—14
精析 这道题可以用计算的方法来判断,关键是比较两个体积,一是冰熔化前,排开水的体积V 排,一个是冰熔化成水后,水的体积V 水.求出这两个体积,再进行比较,就可得出结论. 解 (1)如图l —5—14(a )冰在水中,熔化前处于漂浮状态. F 浮=G 冰 ρ水g V 排=m 冰g V 排=
冰
冰
ρm
冰熔化成水后,质量不变:m 水=m 冰 求得:V 水=
水
冰
ρm =
水
冰
ρm
比较①和②,V 水=V 排
也就是冰熔化后体积变小了,恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积.
所以,冰在水中熔化后液面不变
(2)冰在盐水中:冰熔化前处于漂浮,如图1—3—14(b ),则 F 盐浮=G 冰 ρ
盐水
g V 排盐=m 冰g
V 排盐=
盐水
冰
ρm ①
冰熔化成水后,质量不变,推导与问题(1)相同. V 水=
水
冰
ρm ②
比较①和②,因为ρ水=ρ盐水
∴ V 水=V 排排
也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体 所以,冰在盐水中熔化后液面上升了.
答案 (1)冰在水中熔化后液面不变.(2)冰在盐水中熔化后液面上升.
思考 冰放在密度小于冰的液体中,静止后处于什么状态,熔化后,液面又如何变化?
例22 (北京市中考试题)如图1—5—15 (a ),在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A ,此时木块漂浮;如果将A 从木块上拿下,并放入水中,当木块和A 都静止时(水未溢出),下面说法正确的是 ( )
(a ) (b )
图1—5—15
A .当A 的密度小于水的密度时,容器中水面上升
B .当A 的密度大于水的密度时,容器中水面下降
C .当A 的密度等于水的密度时,容器中水面下降
D .当A 的密度大于水的密度时,将A 拿下后悬挂在木块下面,如图1—3—15(b ),容器中水面不变 解 A 在木块上面,A 和木块漂浮,则 F 浮=G 水+G A
V 排=
g
F 水浮
ρ=
g
G G A
水水ρ+
A 从木块上拿下后,若ρA =ρ水,则A 和木块均漂浮在水面,A 和木块共同排开水的体积为 V A 排+V 木排=
g
F A
水浮ρ+
g
F 水浮木
ρ=
g
G G A 水木
ρ+
比较②和①,②=①
∴ A 选项中,容器中水面不变,而不是上升.
当ρA =ρ水时,A 拿下放入水中,A 悬浮在水中,容器中水面也是不变
B 选项,当ρA >ρ水时,A 放入水中,A 沉底,木块和A 共同排开水的体积为: V 木排+V 木排=
g
F 水浮木
ρ+
g G A 水ρ=g G 水水ρ+g
G A 水ρ 比较③和①,∵ ρA >ρ水,∴ ③式<①式. 液面下降
D 选项中,A 放在木块上和悬挂在木块下面,两次比较,A 和木块均漂浮,F 浮=G A +G 水不变,V 排不变,前后两
次注解面无变化. 液面下降.
D 选项中,A 放在木块上和悬挂在木块下面,两次比较,A 和木块均漂浮,木不变,V 排不变,前后两次液面无变化.
答案 B 、D
例23 (北京市东城区中考试题)自制潜水艇模型如图1—5—16所示,A 为厚壁玻璃广口瓶,瓶的容积是V 0,
B 为软木塞,
C 为排水管,
D 为进气细管,正为圆柱形盛水容器.当
瓶中空气的体积为V 1时,潜水艇模型可以停在液面下任何深处,若通过细管D 向瓶中压入空气,潜水艇模型上浮,当瓶中空气的体积为2 V l 时,潜水艇模型恰好有一半的体积露出水面,水的密度为恰ρ水 ,软木塞B ,细管
C 、
D 的体积和重以及瓶中的空气重都不计.
图1—5—16
求:(1)潜水艇模型.的体积; (2)广口瓶玻璃的密度.
精析 将复杂的实际向题转化为理论模型.把模型A 着成一个厚壁盒子,如图1—5—17 (a ),模型悬浮,中空部分有”部分气体,体积为y 1.1图(b )模型漂浮,有一半体积露出水面.中空部分有2 V 1的气体.
(a ) (b )
图1—5—17
设:模型总体积为V
解 (1)图(a ),A 悬浮.?????+='+=21)(G G F G G F A A 浮浮模型里水重图(b ),A 漂浮
将公式展开:??
?
??-+=-+=②
①水水
水水)2(21
)
(1010V V g GA V g V V g G gV A ρρρρ
①—② ρ水g
2
1
V =ρ水gV 1 =2 V 1
(2)由(1)得:G A =ρ水g V —ρ水g (V 0—V 1) =ρ水g 2V 1+ρ水g V 1-ρ水g V 0 =ρ水g (3V 1—V 0) V 玻=V —V 0=2V 1—V 0 ρ玻=
玻V m A =玻
gV G A
=
)
3()
3(0101V V g V V g --水ρ=
10
123V V V V --·
ρ水 例24 一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,此时量筒内的水面升高了4.6cm .当冰熔化后,水面又下降了0.44cm .设量筒内横截面积为50cm 2
,求石块的密度是多少?(ρ水=0.9×103
kg /m 3
) 精析 从受力分析入手,并且知道冰熔化,质量不变,体积减小,造成液面下降.
已知:S =50cm 2
,h 1=4.6cm ,h 2=0.44cm 求:ρ石
解 V 冰+V 石=Sh 1=50cm 2
×4.6cm =230 cm 3
冰熔化后,水面下降h 2. V ′=h 2S =0.44cm ×50cm 2
=22 cm 3
∵ m 冰=m 水 ρ冰V 冰=ρ水V 水
冰
水V V =
1
9.0=109,V 水=109
V 冰 V ′=V 冰-V 水=V 冰-109V 冰=10
1
V 冰 0.1V 冰=22 cm 3
V 石=230 cm 3—220 cm 3=10 cm 3
冰、石悬浮于水中: F 浮=G 冰+G 石
ρ水g (V 冰+V 石)=ρ水g V 冰+ρ水g V 石
ρ石=
石
冰
冰石冰水V V V ρρρ-+)(
=3
3
33310cm
cm 220cm /9.0cm 230cm /1?-?g g =3.2g /3
cm
答案 石块密度为3.2g /3
cm
例25 (北京市中考试题)在量筒内注入适量的水,将一木块放入水中,水面达到的刻度是V 1,如图1—5—18(a )所示;再将一金属块投入水中,水面达到的刻度是V 2,如图(b )所示;若将金属块放在木块上,木块恰好没入水中,这时水面达到的刻度是V 3.如图(c )所示.金属密度ρ=________.
1、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求: (1)水对容器底面的压强是多少?木块受到的浮力是多大? (2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大? 此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小? 2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg) (1)圆柱体受的最大浮力。 (2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。 (3)圆柱体的密度。 3、一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。g=10N/kg)求: (1)物体在纯水中所受的浮力; (2)物体的体积: (3)物体悬浮时盐水的密度。 4、(9分)一根木头重为1600N,体积为0.2m3,漂浮在水面上,g取10N/kg.求: (1)木头的质量; (2)木头的密度; (3)木头受到的浮力. 5、一带阀门的圆柱形容器,底面积是300cm2,装有13cm深的水。正方体A边长为12cm,重25N,用细绳悬挂放入水中,有 1/6的体积露出水面,如图11所示。试求:
(1)A受到的浮力,此时水对容器底部的压强。 7、密度是0.6×103kg/ m3的木块,体积是4 m3当它浮在水面上时,取g=10 N/kg,求: (1)木块重力;(2)木块受到的浮力; (3)木块排开水的体积;(4)木块露出水面的体积. 8、如图所示,水面上漂有一块体积为2米3的浮冰,露出水面的体积为0.2米3,。求:该冰块受到的浮力。 9、有一体积为1×10-4米3的实心铁块,挂在弹簧秤上后浸没在水中(铁块没有接触容器底部),铁的密度为7.8×103千克/米3,求: (1).铁块的重力。 (2).铁块所受到的浮力。 (3).弹簧秤的示数。 11、如图5中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
物理浮力练习题20篇 一、浮力 1.把一个体积为100cm 3,质量为60g 的物体放入水中.物体静止时,它所受到的浮力及浸入水中的体积分别为 A .1N 100cm 3 B .0.6N 60cm 3 C .0.6N 40cm 3 D .0.5N 50cm 3 【答案】B 【解析】 【分析】 在此题的计算与判断中,既用到了阿基米德原理,又要利用浮沉条件. 【详解】 物体的密度: 33600.6/100m g g cm V cm 物ρ===; 因为ρρ物水<,所以物体静止时在水中漂浮,则物体在水中受到的浮力: 0.0610/0.6F G mg kg N kg N ===?=浮; 又因为F gV ρ=浮水排,所以物体浸入水的体积: 533330.661060110/10/F N V V m cm g kg m N kg ρ-== ==?=??浮浸排水. 2.如图所示是小明同学在探究“浮力大小”的实验,实验中弹簧测力计的示数分别为F 1、F 2、F 3、F 4,下列等式正确的是 A .F 浮=F 2–F 1 B .F 浮=F 4–F 3 C .F 浮=F 2–F 3 D .F 浮=F 2–F 4 【答案】C 【解析】 如图所示探究“浮力大小”的实验,F 2为物体在空气中时,测力计的示数,即物体的重; F 3为物体浸没在水中时,测力计的示数,根据称重法测浮力的原理,23F F F 浮-=,故C 正确; 图中,F 4为排出的水加上空桶的重,F 1为空桶的重,根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重,所以41F F F =浮-,故ABD 都不正确. 选C .
3.小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成简易密度计.现使吸管竖直漂浮在不同液体中,测量出液面到吸管下端的深度为h,如图所示.则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中,可能正确的是() A.B. C.D. 【答案】D 【解析】 【分析】 密度计漂浮在不同的液体中,根据漂浮条件,所受浮力等于自身重力,即浮力不变,据此判断浮力F与浸没液体中深度h的关系; 根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh,浮力和密度计的横截面积一定时,判断出液体密度与浸没液体中的深度的关系. 【详解】 同一只密度计,重力G不变,竖直漂浮在不同液体中,由漂浮条件F浮=G可知,浮力不变,与浸没液体中的深度无关,故AB错误; 由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得,g是定值,ρh的乘积为定值,所以ρ、h的关系呈现反比例函数图象,故C错误,D正确. 4.三个相同容器里盛有密度不同的三种液休,将同一个小球先后放人三个容器中,静止时位置如图所示,容器中的液面到容器底的距离都相等.下列说法正确的是()
计算题(本题包含26小题) 50.(04吉林)边长均为2cm实心正方体的木块和铁块,木块密度为0.6×103kg/m3. 将它们放入水中,待其静止时,分别求出木块和铁块受到的浮力(g=10N/kg) 51.(04长春)弹簧测力计下吊着一重为1.47N的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为0.98N。 求:(1)石块受到的浮力; (2)石块的体积;(3)石块的密度 52.(03辽宁省)如图所示,在空气中称木块重6N;当该木块的3/5体积浸入水中时,弹簧测力计的示数恰好为零. 求:(1) 木块的密度多大? (2) 若把木块从测力计上取下,并轻轻放入水里,那么在木块上加多大竖直向下的压力,才能使木块刚好全部浸入水中?(g=10N/kg) 53.(05毕节地区)如图所示,边长为10 cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求: (1)木块的质量; (2木块在水中所受浮力的大小; (3)木块浸在水中的体积; (4)水对木块下底面的压强。(取g=10 N/kg) 54.一个圆柱形物体悬浮在密度为1.2×103kg/m3的盐水中如图,已知圆柱体的横截面积是10cm2,长度为15cm,物体上表面到液面的距离为5cm,物体上、下表面受到的压力多大?物体受到的浮力是多大?(g=10N/kg) 55.(05自贡市)一个体积为80cm3的物块,漂浮在水面上时,有36cm3的体积露出水面,试问: (l)物块所受浮力为多少? (2)物块的密度为多少?(ρ水=1.0×1O3kg/m3, g=10N/kg)
56.(03四川中考)在"抗洪抢险"中,几位同学找到了一张总体积为0.3m3质量分布均匀的长方体塑料泡膜床垫,将其放入水中时,床垫有1/5的体积浸没在水中,若g取10N/kg,求: (1) 此时床垫受到的浮力有多大? (2) 床垫的密度是多少? (3)若被救的人的平均质量为50kg,要保证安全,该床垫上一次最多能承载多少个人? 57.一实心塑料块漂浮在水面上时,排开水的体积是300厘米3。问:塑料块的质量是多大?当在塑料块上放置一个重为2牛的砝码后,塑料块刚好没入水中,问此时塑料块受到的浮力是多大?塑料块的密度是多大?( g=10 牛/千克) 58.一个均匀的正方体木块,浮在水面上时有2/5的体积露出水面,若用10牛竖直向下的力压着木块,木块刚好能被淹没,求木块的质量是多少?( g=10 牛/千克) 59.将一重为2牛的金属圆筒容器,开口向上放入水中,圆筒有1/3的体积露出水面,如在圆筒内再装入100厘米3的某种液体后,金属圆筒有14/15的体积浸没在水中,(g=10N/kg)求:(1)金属圆筒的容积为多少米3?(筒壁厚度不计) (2)金属圆筒内所装液体的密度为多少? 60.(05南宁市)"曹冲称象"是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把"浮力秤"。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示。已知玻璃杯的质量为200g,底面积为30cm2,高度为15cm。(水的密度ρ水=1×103kg/m3) 求: ⑴将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),杯子受到的浮力。 ⑵此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。 ⑶此浮力秤的最大称量(即量程)。 61.(04重庆)把一个外观体积为17.8cm3的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态,已知铜的密度是8.9× 103kg/m3,g取10N/kg。求: (1)空心铜球的重力;(2)铜球空心部分的体积。 62.一个空心球重60牛,它的空心部分占整个球体积的1/5.将它放入水中,露出水面的体积是整个体积的1/4.如果在它的中空部分装满某种液体,此球悬浮在水中(g=10N/kg)求:(1)此球在水中漂浮和悬浮时,所受的浮力各是多少? (2)球的空心部分所充液体的密度是多大?
中考物理浮力典型例题解析 例1 下列说法中正确的是 ( ) A .物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B .密度较大的物体在水中受的浮力大 C .重的物体受的浮力小 D .同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析 阿基米德原理的数学表达式为:F 浮=ρ液gV 排,公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度.....和物体排开液体的体积....... 有关.根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎刃而解了. 解 A 选项:物体浸没在水中,无论深度如何,V 排不变,水的密度不变,F 浮不变.A 选项不正确. B 选项:物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系,B 选项不正确. C 选项:重力的大小对物体所受的浮力无影响.例如:大铁块比小铁块要重一些,但将两者浸没于水中,大铁块受的浮力反而大些,因为大铁块的V 排大.C 选项不正确. D 选项:同体积的铁块和木块,浸没于水中,V 排相同,ρ水相同,F 浮铁=F 浮木,铁块和木块受的浮力一样大. 答案 D 注意:物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关. 例2 质量为79g 的铁块,密度是7.9g/cm 3 ,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g 取10N/kg ) 精析 这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别. 计算物体重力:G =ρ物gV 物 计算物体在液体中受的浮力:F 浮=ρ液gV 排.可以说:从计算的方法上没有本质的区别,但计算的结果却完全不同. 已知:m =79g =0.079kg ρ 铁 =7.9g/cm 3 求:m 铁、G 铁、m 排、F 浮 解 m 铁=0.079kg G 铁=m 铁g =0.079kg ×10N/kg =0.79N V 排=V 铁= 铁 铁 ρm = 3 7.8g/cm 79g =10 cm 3 m 排=ρ液gV 排=1g/cm 3 ×10 cm 3 =10g=0.01kg F 浮=m 浮g —0.01kg ×10N/kg =0.1N
八年级浮力压强经典计算题 1.物体A的体积是2×10﹣3m3,将它放入水中,露出水面的体积是整个体积的四分之一,物体下表面距液面,如图所示.(g取10 N/kg)求: (1)物体A所受的浮力是多少 (2)物体A的密度是多大 (3)物体下表面受到的液体压强有多大 (4)在A上放一个多重的物体可以使A刚好全部浸入水中 \ 2.将边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大水槽内.待木块静止时,从水槽中溢出了600g水,g取10N/kg,求: (1)木块受到的浮力; (2)木块的密度; (3)木块下表面受到的水的压强。 3.如图所示,将一个体积为×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,求: [ (1)木块浸没在水中受到的浮力 (2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大 (3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少 4.如图所示,不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为150cm2.现将一边长为、质地均匀的正方体物块放在容器底部,当缓慢持续地向容器中注入400cm3的水时,物块对容器底部的压力恰好为零.求:
(1)水对容器底部的压强是多少 ( (2)物块受到水的浮力是多少 (3)再次向容器中缓慢注水,当容器中水的深度达到12cm时停止注水,第二次注入水的质量是多少 5.如图所示,边长分别为米和米的实心正方体甲、乙放置在水平地面上,物体甲和物体乙的质量均为6千克.求: ①物体甲的密度. ②物体乙对水平地面的压强. ③小明设想在保持物体甲、乙原有放置方式的情况下,分别在甲和乙的上部沿水平方向截去体积相等的部分,甲对水平地面的压强减小量为△P甲,乙对水平地面的压强减小量为△P 乙. 则△P甲:△P乙= (写出计算过程). — 6.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有3/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,即没有发生形变(已知水的密度为×103kg/m3,不计弹簧所受的浮力,g取10N/kg) (1)求此时容器底部受到水的压强; (2)求木块A的密度; (3)先向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没在水中,此时弹簧对木块的作用力为F1,再打开阀门B缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求F1与F2之比。 ^
初中物理浮力典型例题解析 例1下列说法中正确的是() A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B.密度较大的物体在水中受的浮力大 C.重的物体受的浮力小 D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 注意:物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关. 例2质量为79g的铁块,密度是7.9g/cm3,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g取10N/kg)精析这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别. 计算物体重力:G=ρ物gV物 计算物体在液体中受的浮力:F浮=ρ液gV排.可以说:从计算的方法上没有本质的区别,但计算的结果却完全不同. 例3(广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N,此铜球的空心部分的体积是________m3.(已知铜的密度为8.9×103kg/m3)
例4体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,试比较三个物体受的重力G A、G B、G C和密度ρA、ρB、ρC. 图1—5—1 精析不同物体的重力可借助浮力的知识来比较. 例5将一个蜡块(ρ蜡=0.9×103kg/m3)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小.(ρ盐水>ρ水>ρ蜡>ρ酒精) 精析确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排. 此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题. 例6(广州市中考试题)将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N. 精析此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水面,还是沉于水中.有的学生拿到题后,就认定V排=0.5 dm3,然后根据F浮=ρ液gV排,求出浮力F浮=4.9N.
有关浮力和压强的计算题 1、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求: (1)水对容器底面的压强是多少?木块受到的浮力是多大? (2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大? 此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小? 2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg) (1)圆柱体受的最大浮力。 (2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。 (3)圆柱体的密度。 3、一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。g=10N/kg)求: (1)物体在纯水中所受的浮力; (2)物体的体积: (3)物体悬浮时盐水的密度。 4、(9分)一根木头重为1600N,体积为0.2m3,漂浮在水面上,g取10N/kg.求: (1)木头的质量; (2)木头的密度; (3)木头受到的浮力. 5、一带阀门的圆柱形容器,底面积是300cm2,装有13cm深的水。正方体A边长为12cm,重25N,用细绳悬挂放入水中,有1/6的体积露出水面,如图11所示。试求:
(1)A受到的浮力,此时水对容器底部的压强。 (2)若细绳所能承受的最大拉力是14.92N,通过阀门K缓慢放水,当绳子刚要被拉断的瞬间,容器中液面下降的高度。(取g =10N/kg) 6、如图所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg) 7、密度是0.6×103 kg/ m3的木块,体积是4 m3当它浮在水面上时,取g=10 N/kg,求: (1)木块重力;(2)木块受到的浮力; (3)木块排开水的体积;(4)木块露出水面的体积. 8、如图所示,水面上漂有一块体积为2米3的浮冰,露出水面的体积为0.2米3,。求:该冰块受到的浮力。 9、有一体积为1×10-4米3的实心铁块,挂在弹簧秤上后浸没在水中(铁块没有接触容器底部),铁的密度为7.8×103千克/米3,求: (1).铁块的重力。 (2).铁块所受到的浮力。 (3).弹簧秤的示数。 10、有一密度为,边长为10cm的立方体木块浸在水中,如图5所示,若用对木块的拉力是N,求木块此时受到的浮力?(用三种方法) 11、如图5中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
初中物理浮力典型例题解析 例1 下列说法中正确的是() A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B.密度较大的物体在水中受的浮力大 C.重的物体受的浮力小 D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析阿基米德原理的数学表达式为:F浮=ρ液gV排,公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度 .......有关.根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎.....和物体排开液体的体积 刃而解了. 例2 质量为79g的铁块,密度是7.9g/cm3,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g取10N/kg) 精析这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别. 计算物体重力:G=ρ物gV物 计算物体在液体中受的浮力:F浮=ρ液gV排.可以说:从计算的方法上没有本质的区别,但计算的结果却完全不同. 已知:m=79g=0.079kg ρ铁=7.9g/cm3 求:m铁、G铁、m排、F浮 例3 (广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N,此铜球的空心部分的体积是________m3.(已知铜的密度为8.9×103kg/m3) 已知:G =43N,浸没水中F =33.2N 求:V空 例4 体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,试比较三个物体受的重力G A、G B、G C和密度ρA、ρB、ρC.
图1—5—1 精析不同物体的重力可借助浮力的知识来比较. 例5 将一个蜡块(ρ蜡=0.9×103kg/m3)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小.(ρ盐水>ρ水>ρ蜡>ρ酒精) 精析确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排. 此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题. 例6(广州市中考试题)将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N. 精析此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水面,还是沉于水中.有的学生拿到题后,就认定V排=0.5 dm3,然后根据F浮=ρ 液gV排,求出浮力F浮=4.9N. 【分析】当题目未说明铜球静止时处于什么状态,可以用下面两种方法判定物体的状态. 例7 (广州市中考试题)把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g (ρ酒精=0.8×103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是() A.15g B.12.5g C.10g D.8g 精析分析出金属块在酒精和水中的状态,是解决问题的关键. 例8 体积是50cm3,质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是________g.将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是________g.(ρ酒=0.8×103kg/m3) 例9(南京市中考试题)如图1—5—3中,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,
浮力分析计算题综合 1、由某种合金制成的两个大小不同的工艺品,其中 一个实心,一个空心。小明为判定哪个是空心的, 进行了如下实验。(已知ρ水= 1.0 g/cm3,取 g = 10 N/kg)【实验过程】将下列实验步骤中 空白处补充完整。 ①用弹簧测力计测出小工艺品的重力G1 = 2 N。 ②将挂在测力计下方的小工艺品浸没水中,小工艺 品受到个力的作用,此时测力计的示数 F1 = 1.6 N,则浮力F浮= N。 ③用测力计测出大工艺品的重力G2 = 3 N。 ④如图13所示,将挂在测力计下方的大工艺品浸没 水中,测力计的示数F2 = N。 ⑤合金的密度p= g/cm3,则(选填“大”或“小”)工艺品是空心的。 【拓展应用】空心工艺品空心部分的体积是cm3。 2、小阳与实践小组成员利用假期到水库清 理水面垃圾,发现水面有一形状不规则且不 吸水的小固体漂浮物,为研究该物体密度, 小组同学找来了弹簧测力计、滑轮、塑料吸 盘、细线等器材,进行了如下实验。 (1)如图甲所示,擦干该物体,静止时读 出弹簧测力计的示数为F1,如图乙所示, 小阳还应_____________ 再读出弹簧测力计的示数为F2。(2)则该物体的密度ρ=________。(已知水的密度为ρ水,忽略绳重与摩擦) (3)为确保实验成功,请你提出一条合理的建议:_______________。 3、欣儿手头上有完全相同的l元硬 币10枚,为了测出其中一枚硬币的 密度,她设计了一个小实验.实验 器材有空金属筒、量杯和水;主要 的实验步骤如下: A.将10枚硬币全部放入水中,此时量杯中水面处刻度如上图所示;B.将10枚硬币放入金属筒中,让金属筒漂浮在量杯中,记 下此时水面处的刻度值为53mL;C.将空金属筒放入盛有适量水 的量杯中,让其漂浮,记下此时水面处的刻度值为22mL. (1)合理的实验顺序是________ (只填字母序号) (2)由实验可知硬币的密度ρ=________kg/m3; (3)实验中,欣儿运用了下列哪些实验方法? ________(填字母 序号) A.控制变量法 B.转换法 C.类比法D.累积法 4、资料显示:牛奶中掺水量越多,牛奶密度 越小。小丽想通过测定密度来比较二种牛奶品 质的优劣,她自制了一个可测液体密度的“浮 标”―在竹筷子下面缠绕一些铁丝如图甲所 示。 (1)纯牛奶是____________ (选填“纯净物” 或“混合物") . (2)分别将“浮标”浸人A 、B 两牛奶中,待静止后,筷子上与 液面相平的位置分别标记为A 和B ,如图乙所示。比较标线A 和 B 的上下位置,可知A 、B 牛奶的密度为ρA_____ρB,由此可 知A 、B 牛奶品质的优劣。 (3)在实际测量过程中,发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很 近,为了更易区分,请你提出一条改进“浮标”的建议 ___________________________________ 5、小明在探究“浮力的大小等于什么?”的实验中,做了如下测 量: (1)写出以上探究中,不重复操作的合理顺序(只填代 号)__________________; (2)通过探究,得出的结论是F浮=G排。由此还可算出塑料块的 密度。请选用Fl、F2、F3、F4,、ρ水表达它的密度:ρ塑= ______________。 小红和小华讨论盛有液体的容器在放入物体前、后容器底部所受 液体压强的增加量△P液体与哪些因素有关时,有了两种不同的猜 想,并分别进行了实验。 ①小红猜想:△P液体与放入的物体所受重力G有关,于是选择所 受重力不同、体积相同的三个物体A,B,C,先后放入盛有某种液 体的同一容器中,并测得△P液体。实验示意图及相应数据见表一。 分析比较表一△P液体中和相关条件,可得:△P液体与 G (选填 “有关”或“无关”)。 ②小华猜想:△P液体与放入的物体所受浮力F浮有关,于是将物 体挂在D测力计下,将其逐步浸入液体中,读出相应的测力计示 数F,经计算得出F浮,并测得△P液体,实验示意图及相应数据见 表二。根据表二的实验示意图和相关数据,验证△P液体与 F浮相关的猜想(选填“可以”或“不可以”),依据是:同一物 体浸入盛有某种液体的同一容器中,。请填写 实验序号9中的相关数据:F浮为牛、△P液体为帕。 6、如图所示,中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第 一艘航空母舰舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67500t (1)它满载时所受的浮力为多少牛?(取g=10N/kg)。 (2)它满载时排开水的体积? (3)2012年9月25日,该舰正式加入中国海军序列。2012年 11月23日,中国航母舰载机歼-15着舰成功。当舰载机着舰后, 浮力将(选填“不变”、“变小”、“变大”)。
物理浮力试题类型及其解题技巧及解析 一、浮力 1.如图所示,我国第二艘航母上的舰载机群飞离后,航母受到的浮力F及其底部受到水的压强p的变化情况是() A.F减小,p增大 B.都减小 C.F增大,p减小 D.都增大 【答案】B 【解析】 【分析】 航母上的舰载机群飞离后,航母自重减小,上浮一些,根据物体的浮沉条件和液体压强的特点分析。 【详解】 (1)∵舰载机群飞离后,航母仍漂浮,但自重G减小,∴航母所受浮力减小。(2)∴排开水的体积要减小,航母将上浮一些∴航母底部所处的深度减小,又∴航母底部所受的压强将减小。 故选B 【点睛】 本题综合利用了浮沉条件(漂浮条件)和液体压强的特点,要求灵活运用,难易适当。 2.如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙.同一只鸡蛋先后放入两杯中,在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙.可以肯定的是 A.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙B.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙 C.ρ甲<ρ乙,F甲<F乙D.ρ甲>ρ乙,F甲<F乙 【答案】B 【解析】 【详解】 因为鸡蛋在甲盐水中悬浮,所以甲盐水的密度等于鸡蛋的密度,即ρ甲=ρ鸡蛋,鸡蛋在乙盐水中漂浮,则乙盐水的密度大于鸡蛋的密度,即ρ乙>ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙;鸡蛋在甲中悬浮,则鸡蛋受到甲盐水的浮力:F甲=G鸡蛋,鸡蛋在乙中漂浮,则鸡蛋受到乙盐水的浮力:F乙=G鸡蛋,所以鸡蛋在甲和乙中所受浮力相等,即F甲=F乙.
3.如图所示,杯子中装满水,轻轻放入一个小木块后,小木块漂浮在水面.放入木块后 A.水对杯底的压强不变 B.水对杯底的压强增大 C.木块的密度大于水的密度D.水与木块的密度相等 【答案】A 【解析】 【分析】 杯子中装满水,轻轻放入一个小木块后,水的深度不变,根据液体压强的公式分析水对杯底的压强的变化;木块漂浮在水面上,根据浮沉条件分析木块的密度和水的密度的大小关系. 【详解】 杯子中装满水,放入木块后,水的高度h不变,由液体压强的公式p=ρgh可得水对杯底的压强不变;小木块漂浮在水面上,根据物体浮沉条件可知,木块的密度小于水的密度. 故选A. 4.如图所示,装有一定量水的圆柱形容器(容器足够高)置于水平地面上,把甲、乙两个等体积实心小球分别放入水中,水对容器底部压强的增加量依次为Δp甲、Δp乙,下列判断正确的是 A.若Δp甲>Δp乙,则F浮甲>F浮乙 B.若Δp甲>Δp乙,则m甲
浮力典型计算题20例解析 1 体积相同的A 、B 、C 三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,试比较三个物体受的重力G A 、G B 、G C 和密度ρA 、ρB 、ρC . 图1—5—1 精析 不同物体的重力可借助浮力的知识来比较. 解法1 由图来判断物体的状态:A 、B 漂浮,C 悬浮. 由状态对物体进行受力分析: G A =F 浮A ,G B =F 浮B ,G C =F 浮C . 比较A 、B 、C 三个物体受的浮力 ∵ V A 排<V B 排<V C 排,ρ液相同. 根据F 浮=ρ液gV 排,可知: F 浮A <F 浮B <F 浮C , ∵ G A <G B <G C . 比较物体密度ρ= V m =gV G ρA <ρB <ρC 解法2 由物体的浮沉条件可知: A 、 B 漂浮 ∴ ρA <ρ水,ρB <ρ水,ρ C =ρ水, A 、B 漂浮于水面:F 浮A =G A ρ水g V A 排=ρA gV F 浮B =G B ρ水G v B 排=ρB Gv 由图:V B 排>V A排 ∴ ρB <ρA 比较密度:ρC >ρB >ρA 比较出密度后,由G =mg =ρVg ,就可比较出物体重力:G C >G B >G A . 上述分析看出:由物体的状态,作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题 的关键. 答案 C 的重力和密度最大,B 居中,A 最小. 2 (广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N 的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N ,此铜球的空心部分的体积是________m 3 .(已知铜的密度为
8.9×103kg /m 3 ) 已知:G =43N ,浸没水中F =33.2N 求:V 空 解 可在求得浮力的基础上,得到整个球的体积,进一步求出实心部分体积,最后得到结果. F 浮= G —F =43N —33.2N =9.8N V 排= g F 水浮 ρ= kg /N 8.9m /kg 100.1N 8.93 3??=1×10—3m 3 浸没:V =V 排=1×10—3m 3 球中所含铜的体积V 铜= 铜 铜 ρm = g G 铜铜 ρ = kg /N 8.9m /kg 100.1N 4333?? ≈0.49×10—3 m 3 V 空=V —V 铜=1×10—3m 3—0.49×10—3m 3 =0.51×10—3 m 3 答案 0.51×10—3m 3 3 质量为79g 的铁块,密度是7.9g /cm 3 ,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g 取10N /kg ) 精析 这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别. 计算物体重力:G =ρ 物 gV 物 计算物体在液体中受的浮力:F 浮=ρ液gV 排.可以说:从计算的方法上没有本质的区别,但计算的结果却完全不同. 已知:m =79g =0.079kg ρ铁=7.9g /cm 3 求:m 铁、G 铁、m 排、F 浮 解 m 铁=0.079kg G 铁=m 铁g =0.079kg ×10N /kg =0.79N V 排=V 铁= 铁 铁 ρm = 3 7.8g/cm 79g =10 cm 3 m 排=ρ液gV 排=1g /cm 3 ×10 cm 3 =10g =0.01kg
浮力典型例题 1. 下列说法中正确的是()A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大B.密度较大的物体在水中受的 浮力大C.重的物体受的浮力小D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 3 2. 质量为79g 的铁块,密度是7. 9g/cm ,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中, 排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g取10N/kg) 3. 用弹簧测力计拉住一个重为43N 的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33. 2N,此 3 3 3 铜球的空心部分的体积是_______ m .(ρ铜=8.9×10kg/m ) 4. 体积相同的A、B、C 三个物体,放入水中静止后,处于图所示的状态,试比较三个物体受的重力 G A、G B、G C 和密度A、 B 、C. 33 5. 将一个蜡块(蜡=0.9×10 kg/m )分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小 和排开液体的体积大小.(盐水>水>蜡>酒精) 3 6. 将重为 4.5N、体积为0. 5dm 的铜球浸没在水中后放手,铜球静止后所受浮力是__________ N. 33 7. 把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g(酒精=0.8×10 kg/m ),若把这一 金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是() A.15g B.12. 5g C.10g D.8g
3 8. 体积是 50cm ,质量是 45g 的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量 是 _____ g .将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是 _________ g .(已知 酒=0. 8× 33 10 kg /m ) 9. 如图所示,重为 5N 的木块 A ,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为 木块 A 在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( ) A .5 N ,竖直向下 B .3N ,竖直向上 C .2N ,竖直向上 D . 8N ,竖直向下 10. 以下是浮力知识的应用,说法正确的是 ( ) A .一艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大 B .一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大 C .密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同 D .密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大 11. 已知质量相等的两个实心小球 A 和 B ,它们的密度之比 A ∶ B = 1∶ 2,现将 A 、B 放入盛有足 够 多水的容器中,当 A 、B 两球静止时,水对 A 、 B 两球的浮力之比 3 3 3 3 _____ kg /m , B = ________ kg /m .( 水= 1×10 kg /m ) A ∶ B = 1∶2.将它们分别放入足够的酒精和水中, A .1∶1 B .8∶5 C .2 A ∶ 水 D .2 酒精 ∶ B 3N ,若绳子突然断了, 它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是( 33 )( 酒精=0.8×10 kg /m ) F A ∶F B =8∶ 5,则 A = 12. A 、 B 两个实心球的质量相等,密度之比
初中物理浮力常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析 一、浮力 1.如图所示,水平地面上放置着两个底面积不同的轻质圆柱形容器甲和乙(S甲<S乙),分别盛有两种液体A和B,液面高度相同.容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中(ρC<ρA<ρB).当细线剪断,待物体C静止后,甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲和△P乙,则下列关系正确的是() A.△P甲可能大于△P乙B.△P甲可能小于△P乙 C.△P甲可能等于△P乙D.以上三种情况都有可能 【答案】D 【解析】 【详解】 容器底部用细线拉着相同实心物体C,浸没在液体中后,与没有放物体C时相比,甲液面上升高度为,乙液面上升高度为;当细线没有被剪断时,因为ρC<ρA<ρB,所以C漂浮在甲、乙两种液体中.由公式,与没有放物体C时相比,甲液面上升高度为,乙液面上升高度为;当细线没有被剪断后,甲和乙容器中液体深度变化量分别为 △h甲=-=,△h乙=-= 甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲= 和△P乙= 由于ρC<ρA<ρB,故,同时S甲<S乙,所以△P甲与△P乙无法比
较.故答案选D。 2.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中.当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示.则 A.甲杯底部所受的液体压力较大 B.乙杯底部所受的液体压强较大 C.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大 D.鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大 【答案】B 【解析】 【详解】 A.由于两杯完全相同,所以F甲小于F乙,A错误; B.甲杯中的V排大,所以ρ液小,根据p=ρ液gh,深度相同,甲液体的密度小于乙液体的密度,所以p甲小于p乙.B正确; C.根据浮力的公式F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,排开液体的质量也相同,C错误;D.因为鸡蛋在甲、乙两杯中处于悬浮和漂浮状态,所以,浮力都等于自身的重力,是相等的,D错误. 3.如图所示物体A由大小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知V A=1dm3,大圆柱体上表面受水向下压力5N,小圆柱体下表面受到水向上压力8N,下列说法正确的是 A.物体A受浮力3N B.物体A受浮力13N C.大圆柱体下表面受向上压力7N D.大圆柱体下表面受向上压力10N 【答案】C 【解析】 【详解】 由题可知,物体A由大、小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知V A=1dm3,则物体A排开水的体积:
初中物理浮力经典例题大全及详细解析 例1 下列说法中正确的是() A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B.密度较大的物体在水中受的浮力大 C.重的物体受的浮力小 D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 例2 质量为79g的铁块,密度是7.9g/cm3,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g取10N/kg) 例3 (广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N,此铜球的空心部分的体积是________m3.(已知铜的密度为8.9×103kg/m3) 例4 体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,试比较三个物体受的重力G A、G B、G C和密度ρA、ρB、ρC. 图1—5—1 例6将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N. 例7 (广州市中考试题)把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g (ρ酒精=0.8×103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质
量是()
A .15g B .12.5g C .10g D .8g 例8 体积是50cm 3 ,质量是45g 的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是________g .将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是________g .( 酒=0.8×103 kg /m 3 ) 例9 (南京市中考试题)如图1—5—3中,重为5N 的木块A ,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N ,若绳子突然断了,木块A 在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( ) A .5 N ,竖直向下 B .3N ,竖直向上 C .2N ,竖直向上 D .8N ,竖直向下 例14 如图1—5—6(a )所示,一个木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm 3 ,时,细绳对木块的拉力为0.6N .将细绳剪断,木块上浮,静止时有 2 5 的体积露出水面,如图(b )所示,求此时木块受到的浮力.(g 取10N /kg ) (a ) (b ) 精析 分别对(a )(b )图当中的木块进行受力分析. 已知:图(a )V 露1=20cm 3 =2×10—5 m 3 ,F 拉=0.6N 图(b )V 露2=5 2 V 求:图(b )F 浮木′,
典型例题解析 例1 下列说法中正确的是 ( ) A .物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B .密度较大的物体在水中受的浮力大 C .重的物体受的浮力小 D .同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析 阿基米德原理的数学表达式为:F 浮=ρ液gV 排,公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度.....和物体排开液体的体积.......有关.根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎刃而解了. 解 A 选项:物体浸没在水中,无论深度如何,V 排不变,水的密度不变,F 浮不变.A 选项不正确. B 选项:物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系,B 选项不正确. C 选项:重力的大小对物体所受的浮力无影响.例如:大铁块比小铁块要重一些,但将两者浸没于水中,大铁块受的浮力反而大些,因为大铁块的V 排大.C 选项不正确. D 选项:同体积的铁块和木块,浸没于水中,V 排相同,ρ水相同,F 浮铁=F 浮木,铁块和木块受的浮力一样大. 答案 D 注意:物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关. 例2 质量为79g 的铁块,密度是7.9g/cm 3 ,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g 取10N/kg )
精析 这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别. 计算物体重力:G =ρ物gV 物 计算物体在液体中受的浮力:F 浮=ρ液gV 排.可以说:从计算的方法上没有本质的区别,但计算的结果却完全不同. 已知:m =79g =0.079kg ρ铁=7.9g/cm 3 求:m 铁、G 铁、m 排、F 浮 解 m 铁=0.079kg G 铁=m 铁g =0.079kg ×10N/kg =0.79N V 排=V 铁= 铁 铁 ρm = 3 7.8g/cm 79g =10 cm 3 m 排=ρ液gV 排=1g/cm 3 ×10 cm 3 =10g=0.01kg F 浮=m 浮g —0.01kg ×10N/kg =0.1N 从上面的计算看出,铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同,但计算方法委相似,关键 是区别ρ液和ρ物,区别V 排和V 物,在理解的基础上进行计算,而不是死记硬背,乱套公式. 例3 (广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N 的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N ,此铜球的空心部分的体积是________m 3 .(已知铜的密度为8.9×103 kg/m 3 ) 已知:G =43N ,浸没水中F =33.2N 求:V 空 解 可在求得浮力的基础上,得到整个球的体积,进一步求出实心部分体积,最后得到结果. F 浮= G —F =43N —33.2N =9.8N