浮力易错题分析与解答

——浮力

【习题81】 列举生活或生产中应用浮力的四个实例(结论开放)：

(1)__________；(2)__________；

(3)__________；(4)__________。

【分析】依据浮力的作用有很多实例。浸在液体或气体中的物体都会受到浮力作用。生活中利用浮力工作的大都是物体所受重力小于或等于浮力时；物体能够处于上升或漂浮、悬浮状态。

【答案】 (1)轮船在海上航行；(2)热气球升空；(3)配制适当密度的盐水选种子；(4)潜水艇在水下航行。

【习题82】 如图所示；体积为1．0×l0-2 m3的正方体木块；其上表面距水面0．06

m；请你根据所学的力学知识；计算出与木块有关的三个物理量。(g=10 N／kg)

(1)__________；(2)__________； (3)__________。

【分析】依据浮力、液体压强、密度知识可求浮力、密度、重力、压强等物理量。

【答案】 (1)F浮=6 N

(2)P下=600 Pa

(3)G=F浮=0．6×103 kg／m3

ρ＝0.6×103 kg/m3

【习题83】 公共厕所自动冲水用的水箱中有一圆柱形浮筒M；出水管口处用一圆片形盖子N盖住；两者之间用短链相接；如图所示。已知水箱的深度足够；为实现自动定时冲水；应满足的条件是( )(条件开放)

A．只要浮筒M的体积足够大

B．只要浮筒M的质量足够小

C．盖子N必须比浮筒M的质量小

D．浮筒M的横截面积必须大于盖子N的面积

【分析】根据题意：要将盖子提起；则必须有浮力；所受浮力F大于浮筒重力G1盖子重力G2及水对盖子压力T之和。

【答案】 选D

【习题84】 如图所示；在室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。(跨科综合题)

(1)现加入少量食盐晶体；充分搅拌和静置后；在温度不变的情况下；小球在液面沉浮情况有何变化；并简述原因。

【习题86】李红同学手中有一块不知是什么金属的薄片；老师没给他测量质量的仪器；只给他一个圆柱形的容器和水；让他利用自己平时使用的文具(三角板、圆规、直尺等)测出该金属片的密度。你能帮他解决此问题吗?请写出具体做法。

【答案】 因为物质的密度ρ＝m／V；而m无法直接测出；用一般的长度测量工具去测薄金属块的体积V又不准确；所以最好用阿基米德原理以及沉浮条件解此题。具体方法是：将金属薄片做成凹型；使之漂浮在装有水的容器中；用直尺(或三角板)量出水位升高的高度为L1；量出容器的直径；算出横截面积为S；则：

【习题87】 如图1—28所示；有一重为27 N的长方体物体；长L=20 cm；它的横截面积S1是盛水容器横截面积S2(容器壁厚不计)的1/3；当物体有2/5的体积浸入水中时；弹簧测力计的示数为F1=23 N(g取10 N／kg)。

(1)根据题中所给条件；试一试你能求出哪些与物体有关的物理量?请分别计算出来。

(2)当物体有2/5的体积浸入水中时与物体刚好全部浸入水中时；水对容器底的压强差是多少? 【答案】 (1)物体的质量m =2．7 kg

物体受到的浮力：F浮=G—F1=27 N一23 N=4 N

物体的体积：10-3 m3

物体的密度：2．7×103 kg／m3

(2)：水对容器底的压强差是400 Pa。

【习题88】 如图所示；边长为20 cm的正方体；水平地浸入足够多的水中。如果上表面距水面的距离为5 cm；求物体所受浮力的大小。(条件开放)

【分析】 因正方体物块浸入水中；上表面距水面5 cm时有两种可能；即物体悬浮或漂浮；如图所示。

【答案】物体悬浮时有：

答：物体所受浮力可能为80 N或60 N。

【习题89】 如果不使用量筒；其他器材自选；你怎样测量石块的密度；写出你选择的器材、实验步骤和石块密度的数学表达式。

【答案】方法一：阿基米德原理法

器材：弹簧测力计、烧杯、水、细线、石块

(1)在空气中称石块重G1

(2)在水中称石块重G2

(3)求石块密度P=

方法二：替代体积法

器材：大小烧杯、天平、水

(1)用天平称出石块质量m1

(2)用天平称出大烧杯质量m0

(3)将大烧杯注满水；向其中投入石块；用小烧杯接住溢出水；称其质量m2

(4)求石块密度

【习题90】 有下列器材和物品：天平、弹簧秤、刻度尺、水槽(有水)、烧杯、铅笔、细线、一小卷细铜线、一块不规则但厚度均匀的金属板、小矿石和盐水。请自选上述器材和物品；完成一项实验(用天平、弹簧秤测质量除外)；写出①实验目的；②所选器材；③主要步骤；④被测物理量的表达式。

【答案】 实验一

目的：测一小卷细铜线的长度L；

器材：天平、刻度尺

步骤：①用天平测出细铜线的质量M；②截取一小段细铜线；用天平测出质量m；③用刻度尺测出这一小段细铜线的长度L0

表达式：L=(M／m)L0

实验二

目的：测不规则金属板的面积S 器材：弹簧秤、细线、水槽(有水)、刻度尺

步骤：①用弹簧秤称出金属板在空气中示数F；②用弹簧秤称出金属板浸没在水槽中的示数F'；③用刻度尺测出金属板厚度d

表达式：S=

实验三

目的：测小矿石密度

器材：天平、弹簧秤、细线、水槽(有水)

步骤：①用天平测出矿石质量M；②用弹簧秤分别称出矿石在空气中和浸没在水槽中的示数F和F'

表达式：ρ

【习题91】 一个重10 N、体积是200 cm3的物体；完全浸没在水中；排开水的重力是其本身重力的1／5；求液体的密度。(策略开放)

【分析】 解决此题可以从密度定义入手；也可从阿基米德原理入手。

【答案】 液体的密度为1×103kg/m3。

【习题92】 装有石块的小船在水面上时；所受浮力为F1；当把石块卸入水中后；石块所受浮力为F2；池底对石块的支持力为 N；这时( )(结论开放)

A．空船所受浮力为F1-F2-N

B．池水所受的压力减少了N

C：石块所受的重力等于F1-F2

D．船所排开水的体积减少了

【答案】 A、D

【习题93】 有一个空心的废金属牙膏皮、一大杯水和一只量筒；请利用这些器材设计一个“测牙膏皮密度”的实验。

(1)写出实验步骤(也可以利用画简图的方法表示实验步骤)；

(2)用所测量出的物理量写出牙膏皮密度的表达式。

(2)P牙膏皮=P水(V2一V1)／(V3-V1)

【习题94】 阿基米德原理告诉我们：浸入液体里的物体受到向上的浮力；浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。根据阿基米德原理；请你猜想：1N重的水能浮起2 N重的物体吗?并设计实验验证。

【答案】 由阿基米德原理可知；浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力；浮力的大小、等于被物体排开的液体受到的重力；而没有讲浮力的大小跟液体本身的重力关系；其实浮力的大小跟液体本身的重力是毫无关系的。不能把浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力的概念理解为液体本身的重力。实验验证过程如下：

准备仪器：试管两只(大试管的内径比小试管的外径大2～3 mm)、烧杯两只(形状基本相同)、托盘天平、沙子和水适量。

实验步骤：

(1)把两只烧杯分别置于托盘天平的左、右盘中；并调节天平；

【分析】 这是一道条件开放题；是测量密度的变形题。由题目中所给定的已知条件；无法用直接测质量、体积的方法求密度。由此可想到利用浮力中的漂浮法；间接求牙膏皮的质量；从而进一步求出密度。

【答案】 (1)①向量筒里倒入适量的水；测出水的体积V1；②将空牙膏皮放在量筒的水面上；使空牙膏皮漂浮；测出空牙膏皮排水后的总体积V2；③将空牙膏皮浸没在水中；测出水和牙膏皮的总体积V3；如图甲所示。使之平衡。

(2)向大试管里注入适量的水；把试管放入其中；并在小试管中加入适量沙子；在加入沙子的过程中要求小试管的底部千万不要接触到大试管；保持一段距离使其明显地浮于水中。如图乙所示。

(3)把小试管取出放于托盘天平一侧的烧杯中；把大试管中的水倒入另一侧的烧杯中；不难看出；天平就不平衡了；G水

(4)实验证明较小重力的水能浮起较大重力的物体；因此1N重的水能浮起2 N重的物体。

【习题95】 淀粉厂的收购员在选购马铃薯时；需要测出马铃薯的密度；从而根据下表确定其所含淀粉的百分率和收购价。

(1)根据下表你能得出的结论是

马铃薯的密度P／(g／cm3) 1. 1.10 1.12 1.14 1.15

所含淀粉的百分率 14 18 22.5 26.5 29

收购价(元／kg) 0.40 0.44 0.50 0.60 0.80

(2)若手边有下列器材：弹簧测力计、细线、水、小桶、刻度尺、小刀和干净马铃薯样品；请你选用部分器材；设计出一种测马铃薯密度的方案。

①选用的器材__________。

②根据选用的器材；写出测量步骤(注明所测物理量并用字母表示)。

③根据测出的物理量写出马铃薯密度的表达式为

【分析】 (1)马铃薯的密度越大；它所含淀粉百分率越高；收购价越高。

(2)①器材：弹簧测力计、细线、水、小桶、干净马铃薯样品。②第一步：用细线拴好马铃薯样品；挂在弹簧测力计上；读出弹簧测力计示数G(即样品重力G)。

第二步：把样品放入盛水的小桶中；读出样品浸没在水中时弹簧测力计示数G；(即重力G与浮力F的合力；G'=G—F)。

③ρ马铃薯=ρ水G／(G—G')

【习题96】 图是乳牛自动喂牛器装置原理图；请你观察；该装置在设计中应用到的物理原理或规律有(写出三个知识点)。并简述该装置的工作原理。

【答案】 (1)A、B两容器；底部连通；水面相平；应用了连通器的原理。

(2)浮球随液面升降改变浮力大小；从而控制进水阀关闭；应用了阿基米德原理。

(3)浮球与进水阀构成杠杆装置；应用了杠杆平衡原理。

(4)浮球受到重力和浮力；阀门受到自来水的压力和杠杆械端作用力；两处分别应用到二力平衡条件。

(5)阀门横截面积、自来水的压强、压力、浮球的大小、杠杆左右臂比例尺寸；是设计计算中必须考虑的因素；因而应用到液体压强知识。

该装置工作原理是：

牛饮水使B槽水位低于A槽；由连通器原理可知；A槽内水流进B槽；A槽内水位降低；浮球随之下降；由于杠杆作用；进入阀门；上翘；阀门打开；向A槽注水；浮球随之上升；水位上升到一定高度时阀门关闭；A、B槽内始终保持一定的水；供乳牛饮用。