第八章浮力【考点练习】考点1 物体的浮沉条件的应用1.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升上空中.若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是( )A.F氢>F空B.F氢=F空C.F氢<F空D.条件不足,无法比较2.[2019山东菏泽]人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是( )A.饺子的重力减小了B.饺子的重力和浮力都增大了C.饺子的重力不变,浮力增大D.饺子的重力和浮力都减小了3.[2020浙江金华]如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图.下列关于该过程中气泡的密度和气泡受到浮力的变化情况的叙述正确的是( )A.密度和浮力都不变B.密度和浮力都变大C.密度变小,浮力不变D.密度变小,浮力变大4.[2020黑龙江绥化]把质量是24 g、体积是30 cm3的物体浸没在水中,松手后该物体将(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”).当它静止时,所受的浮力是 N.(g取10 N/kg)5.[2020福建]我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白.潜水器下潜到1.0×104m深度静止时,受到海水的压强约为Pa;在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)自重,从而上浮.(ρ海水取1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)6.[2020四川南充]某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图所示).要使潜水艇下潜,应对水舱(选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差(选填“变大”“变小”或“不变”).7.[2019湖北宜昌]如图所示,两个大小相等的物体浸没在水中,一个悬浮,一个下沉.请画出悬浮物体所受重力示意图;画出下沉物体所受浮力、重力示意图.(注意:整个作图过程中大小相等的力线段长度相等,大小不同的力用线段长短区别)考点2 阿基米德原理的应用8.[2020山西]2020年5月27日,我国8名登山队员成功登“峰”测极!成功登顶离不开准确的天气预报.如图所示,是气象探测保障服务团队在珠峰大本营准备释放甲、乙两个探空气球采集气象信息,甲的体积小于乙的体积.在探空气球释放前后的过程中,下列分析正确的是( )A.释放前甲受到的浮力一定等于它自身的重力B.释放前甲受到的浮力一定大于乙受到的浮力C.释放后探空气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力D.释放后探空气球上浮过程中受到的浮力一定小于自身重力9.[2020湖南株洲](多选)一艘空载时质量为3万吨的油轮,满载着7万吨的石油,浮在海面上.海水的密度近似为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,则可知( )A.空载时,油轮重3×108 NB.空载时,油轮重3×107 NC.满载时,油轮排开水的体积为1×105 m3D.满载时,油轮排开水的体积为1×104 m310.[2020江苏盐城]在透明薄塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,水袋受到的浮力不断(选填“增大”或“减小”).当塑料袋中的水面与容器中水面时,水袋中水的重力和排开水的重力相等.用塑料袋进行实验的好处是(说出一点即可).11.[2020湖北宜昌]轮船的大小通常用排水量表示,排水量是轮船满载时排开水的质量.(1)若轮船的排水量记为m排,满载时船货总质量记为m船,请通过推导说明m排=m船,要求写出相关的物理原理和表达式.(2)某条船的排水量为500 t,该船满载从海水驶入江水中,其排水量变大,变小,还是不变?该船排开江水的体积是多少?(ρ海水=1.03×103 kg/m3,ρ江水=1×103 kg/m3考点3 浮力的简单计算12.[2020山东临沂]如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验步骤之一,弹簧测力计的示数为N;若石块重2.6 N,则它所受的浮力为N.13.[2020北京]排水量是轮船装满货物时排开水的质量.一艘排水量为2 000 t的轮船,装满货物在河水中航行.河水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg.求:(1)装满货物时,轮船和货物受到的总重力;(2)轮船排开水的体积.考点4 探究影响浮力大小的因素14.学完浮力后,小林同学对相关的物理知识进行了归纳整合,并利用熟悉的器材做了如下实验:甲乙丙丁①准备一个带盖子的玻璃瓶,将瓶盖盖紧后浸没在水中,放手后玻璃瓶上浮,将一个铁块装入玻璃瓶内并盖紧盖子,浸没在水中放手后发现玻璃瓶下沉;②用弹簧测力计测出空玻璃瓶的重力如图甲所示;③将装铁块的玻璃瓶挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙所示位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图像如图丙所示.(1)根据图丙可以判断物体在液体中所受浮力的大小与有关,而与无关.(2) 结合图甲和图丙,可以得出铁块的重力大小为N;装铁块的玻璃瓶浸没后受到的浮力大小为N.(3)小林看到玻璃瓶上标有100 mL的字样,于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧力计的示数为3.1 N,由此可以得出铁块的体积为cm3,铁块的密度为kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)考点5 验证阿基米德原理15.[2020黑龙江绥化]小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”.甲乙丙丁(1)实验的最佳顺序是.A.甲、乙、丙、丁B.丁、甲、乙、丙C.乙、甲、丁、丙(2)图乙中物体受到的浮力是N.通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它.(3)以下情况会影响结论的是.A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口B.图乙中物体未浸没在水中(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3),物体受到的浮力(选填“变大”“变小”或“不变”).(5)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计.【综合练习】1.一般大桥的桥墩要打入江底很深的泥土中,但总有一部分浸在江水中,则下列关于浸在江水中的这部分桥墩的受力情况分析正确的是( )A.如果桥墩上粗下细,则不受水的浮力作用B.如果桥墩上细下粗,则不受水的浮力作用C.无论桥墩是什么形状,都不受水的浮力作用D.无论桥墩是什么形状,都受到水的浮力作用2.[2020湖北恩施]下列几种情况中能使物体受到的浮力变大的是( )A.潜水艇浸没在水中后继续下潜B.轮船由长江驶入大海C.从水银中取出铁球放入水中D.人由浅水区走向深水区3.[2020四川自贡]一枚重力为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示.往盐水中继续均匀缓慢加盐(盐水未到饱和),鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是( )A B C D4.[2020广东]游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法.质量为50 kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,如图所示.游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是( )A.5 000 NB.500 NC.50 ND.5 N5.[2019四川自贡]如图所示,一个棱长为10 cm 的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5 N,下表面受到液体的压力F2为13 N.下列说法错误．．的是(g取10 N/kg) ( )A.正方体受到的浮力为8 NB.液体的密度为0.8×103 kg/m3C.正方体上表面到液面的距离h=5 cmD.液体对正方体下表面的压强为1.3×103 Pa6.[2020江苏盐城]小明取一根装有适量配重的饮料吸管,使其竖直漂浮在水中,制作简易密度计.为了能够在吸管上准确标注出不同液体密度所对应的刻度,需要测量的是( )A.吸管的总长度B.吸管浸入水中的深度C.容器中水的深度D.吸管露出水面的长度7.[2019云南昆明]一个物体静止在水中,如图a所示;将它提高到最高位置(如图b)由静止释放,假设其只受重力和浮力作用,那么物体会向下运动到最低位置(如图c),然后在最高和最低两个位置之间不停地做上下运动.忽略容器内液面高度的变化,则下列说法错误．．的是( )A.物体向下运动经过图a位置时,速度最大B.物体到达最低位置时,浮力大于重力C.物体向上运动经过图a位置时,浮力小于重力D.物体到达最高位置时,速度等于08.[2019湖北咸宁]如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器的液面.将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后两小球受到的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是( )A.F1一定大于F2B.F1一定小于F2C.F1不可能大于F2D.F1不可能小于F29.[2019江苏南通]如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下放置,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,可实现小瓶的浮与沉.则( )A.用力捏大瓶,小瓶不能实现悬浮B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变大C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉10.[2020湖南郴州]如图所示是甲、乙两种物质的m-V图像,用这两种物质按一定比例混合制成实心小球,并将小球放入水中.下列分析正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3) ( )A.若甲、乙物质质量相等,则实心小球将沉入水底B.若甲、乙物质体积相等,则实心小球静止时漂浮在水面上C.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积之比为5∶3D.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质质量之比为3∶211.[2020湖南邵阳]质量相等的甲、乙两物体的密度分别为2 g/cm3和3 g/cm3,现分别用弹簧测力计钩住甲、乙两物体使它们浸没在水中静止,弹簧测力计的示数之比是.12.[2020辽宁沈阳]人们在端午节会吃粽子,康康把粽子放入盛有适量水的锅中,发现粽子浸没在水中且沉在锅底,这说明粽子的密度水的密度,此时粽子对锅底的压力粽子受到的重力 (以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”);若粽子的体积为150 cm3,则它受到的浮力为N.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)13.[2020重庆A]小明有一个不吸水的工艺品,底座为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B.他将工艺品竖直放置在水中(如图甲),静止时木块浸入水中的深度为h1;按图乙竖直放置,静止时木块浸入水中的深度为h2,此时工艺品所受浮力与图甲相比(选填“变大”“变小”或“不变”).因黏合处松开导致合金块沉底,若不计黏合材料的影响,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直静止时浸入的深度h3= (用h1、h2、n表示).14.[2020江西]如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲F乙.(均选填“>”“<”或“=”)第14题图第15题图15.[2020湖南邵阳]小刘同学参加了今年我市初中学业水平考试物理实验操作技能考查,抽到试题《测定物体所受的浮力》,检查完所需器材(烧杯、弹簧测力计、待测物体、水、细线)后,按下面步骤进行了操作:①用弹簧测力计测出待测物体的重力;②用弹簧测力计测出待测物体部分浸入水中时弹簧测力计对物体的拉力;③用弹簧测力计测出待测物体全部浸入水中时弹簧测力计对物体的拉力;④计算出物体所受的浮力F浮;⑤实验完毕后整理器材放回原处.所做实验记录如下:物体受到的重力G=1.3 N;物体浸入水中情况部分浸入水中全部浸入水中拉力F/N0.5浮力F浮/N0.8请根据实验过程和记录,思考并回答以下问题.(1)当物体部分浸入水中时,弹簧测力计示数如图所示,请根据弹簧测力计的示数完成表格中的空格.(2)小刘同学想了想,发现该实验不但能测出浮力的大小,还能探究物体受到的浮力的大小与物体浸入液体的体积有关,甚至还可以算出待测物体的体积和密度.请你算出该物体的密度是kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)16.[2020湖北黄冈]木块在水中漂浮,铁块在水中下沉.浮力的大小是否跟物体的密度有关呢?兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验:第一步:往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子.第二步:把玻璃瓶放入装水的溢水杯中,用塑料杯接住溢出来的水(如图).第三步:将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满,重复以上实验.第四步:比较每次溢出来的水的体积.请回答下列问题:(1)溢水杯里水的多少应该以为准.(2)若每次溢出来的水的体积,则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关.(3)本实验是通过比较每次溢出来的水的体积来比较浮力的,这里运用了的思想方法,其依据是.17.[2020安徽]某同学想测量一种液体的密度.他将适量的待测液体加入圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中.当容器下表面所处的深度h1=10 cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示.已知容器的底面积S=25 cm2,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg.(1)求水对容器下表面的压强;(2)求容器受到的浮力;(3)从容器中取出100 cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8 cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示.求液体的密度.答案1.B 【解析】根据阿基米德原理,气球受到的浮力F浮=G排=ρ空gV排,由于两个气球排开空气的体积一样,所以F氢=F空.2.C3.D 【解析】金鱼吐出的气泡在温度恒定的水中上升过程中,气泡所含气体的质量不变,体积会逐渐变大,由ρ=可知,气泡密度不断减小;由于气泡排开液体的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知,气泡受到的浮力不断变大.D项正确.4.上浮0.24【解析】该物体的密度ρ===0.8 g/cm3,由于该物体的密度小于水的密度,所以松手后该物体将上浮.当它静止时,它将处于漂浮状态,受到的浮力F浮=G=mg=24×10-3kg×10 N/kg=0.24 N.5.1.03×108大于【解析】由p=ρgh,可知此时“海斗一号”受到海水的压强p=1.03×103kg/m3×10 N/kg×1.0×104 m=1.03×108 Pa.6.注水不变【解析】要使潜水艇下潜,重力要大于浮力,则需要向潜水艇的水舱里注水,以增加潜水艇的重力;在潜水艇下潜的过程中,由于它排开液体的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力不变,因为海水对潜水艇上下表面的压力差就等于浮力,故海水对潜水艇上下表面的压力差不变.7.如图所示.8.C 【解析】由阿基米德原理F浮=G排=ρgV排可知,释放前后甲气球受到的浮力不变,释放后甲气球升空,根据物体的浮沉条件,可知释放前甲受到的浮力大于它自身的重力,A错误;F浮甲=ρ气gV甲,F浮乙=ρ气gV乙,因为V甲<V乙,所以F浮甲<F浮乙,B错误;由阿基米德原理可知,释放后探空气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力,C正确;释放后探空气球上浮过程中受到的浮力不一定小于自身重力,加速上浮时受到的浮力大于自身重力,匀速上浮时受到的浮力等于自身重力,减速上浮时受到的浮力小于自身重力,D错误.9.AC 【解析】空载时油轮的重力G油轮=m油轮g=3×107 kg×10 N/kg=3×108 N,A正确,B错误;满载时,油轮所受的浮力F浮=G油轮+G石油=3×108 N+m石油g=3×108 N+7×107 kg×10 N/kg=1×109 N,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可知排开水的体积V排===1×105 m3,C正确,D 错误.10.增大相平重力可以忽略不计(合理即可)【解析】水袋缓慢放入水中,水袋排开水的体积不断增大,根据F浮=ρ水gV排可知,水袋受到的浮力不断增大.因为水袋中水的密度和容器中水的密度相等,所以当塑料袋中水面与容器中水面相平时,水袋排开水的体积等于水袋中水的体积,根据阿基米德原理可知,水袋中水的重力等于其排开水的重力.11.(1)由阿基米德原理可知F浮=G排由二力平衡可知F浮=G船可得G排=G船,即m排=m船(2)排水量不变.V===500 m312.1.6 1【解析】由题图可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,此时弹簧测力计的示数为1.6 N;石块所受的浮力F浮=G-F=2.6 N-1.6 N=1 N.13.(1)依据阿基米德原理,F浮=G排=m排g=2 000×103 kg×10 N/kg=2×107 N轮船满载时,在水面漂浮依据平衡条件,G总=F浮=2×107 N(2)m排=ρ水V排V排===2 000 m314.(1)物体浸在液体中的体积浸没的深度(2)0.8 1.6 (3)10 8×103【解析】(2)根据题图甲可知,G瓶=1.4 N,由题图丙可知,G瓶+G铁=2.2 N,所以G铁=0.8 N;装有铁块的玻璃瓶浸没在水中后受到的浮力F浮=G瓶+G铁-F拉=2.2 N-0.6 N=1.6 N.(3)由题意可知,G瓶+GG水=0.9 N,m水===0.09 kg,V水===9×10-5 m3=90 cm3=90 mL,铁+G水=3.1 N,所以所以V铁=V-V水=100 mL-90 mL=10 mL=10 cm3,而m铁===0.08 kg=80 g,ρ铁===8 g/cm3=8×103 kg/m3.15.(1)B (2)1 排开液体所受的重力(3)A (4)变小(5)乙综合提升练1.B2.D3.A 【解析】当鸡蛋悬浮在盐水中时,鸡蛋的密度等于盐水的密度,鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力.往盐水中继续均匀缓慢加盐,盐水的密度增大,鸡蛋上浮,在鸡蛋露出水面前,鸡蛋排开液体的体积不变,由F浮=ρgV排可知,鸡蛋所受浮力变大;当鸡蛋露出水面后,鸡蛋排开液体的体积变小,鸡蛋受到的浮力变小,当鸡蛋处于平衡状态时,浮力等于重力,故选A.4.C 【解析】人的密度与水的密度近似,根据物体的浮沉条件,当小蓉未佩戴游泳圈时,可认为小蓉在水中悬浮,此时F浮=G人,当佩戴上游泳圈后,小蓉排开水的体积变小,此时F'浮+F支=G人,所以游泳圈对小蓉的作用力F支等于小蓉露在外面部分排开水的重力,即头部的重力,头部的重力约为50 N,所以游泳圈对她的作用力约为50 N,C正确.5.C 【解析】由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=13 N-5 N=8 N,故A正确;正方体悬浮时排开液体的体积V排=V=(10 cm)3=1 000 cm3=1×10-3m3,由F浮=ρgV排可得,液体的密度ρ===0.8×103 kg/m3,故B正确;正方体下表面的面积S=L2=(10 cm)2=100 cm2=1×10-2 m2,液体对正方体下表面的压强p===1.3×103 Pa,故D正确;由p=ρgh可得,正方体下表面到液面的距离h下===0.162 5 m=16.25 cm,则正方体上表面到液面的距离h=h下-L=16.25 cm-10 cm=6.25 cm,故C错误.6.B 【解析】用吸管制作简易密度计,吸管在水中和待测液体中都漂浮,受到的浮力都等于重力,故吸管在水中和待测液体中所受浮力相等.设吸管的横截面积为S,吸管在水和待测液体中时浸入的深度分别是h水、h液,则吸管漂浮在水中时受到的浮力F浮水=ρ水gSh水,漂浮在待测液体中时受到的浮力F浮液=ρ液gSh液,由F浮水=F浮液可得,ρ液=,水的密度已知,故为了在吸管上标刻度,需要再测量出吸管浸入水中的深度.7.C 【解析】图a中,物体处于漂浮状态,浮力等于重力,故物体运动经过图a位置时,浮力等于重力,故C错误.8.D 【解析】由题知,两个圆柱形容器完全相同,则其底面积相等,液体深度h甲<h乙,由V=Sh 可知,液体的体积V甲<V乙,已知m甲=m乙,由ρ=可知,ρ甲>ρ乙.若小球的密度ρ球≥ρ甲,则小球在甲、乙液体中均浸没,小球排开甲、乙液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,F1>F2;设小球的重力为G,若ρ甲>ρ球>ρ乙,则小球在甲液体中漂浮,在乙液体中下沉,可得F1=G,F2<G,故F1>F2;若ρ乙≥ρ球,则小球在甲液体中处于漂浮状态,在乙液体中处于悬浮或漂浮状态,可得F1=G,F2=G,故F1=F2.由以上分析可知,F1≥F2,F1不可能小于F2,故选D.9.B 【解析】用力捏大瓶,大瓶内空气被压缩,将水压入小瓶中,小瓶的重力增大,因此浸在水中的体积变大,直至悬浮甚至沉底,同时小瓶中的空气被压缩,小瓶内的气体密度变大,故A错误、B正确;盖上小瓶瓶盖,挤压大塑料瓶,大瓶内空气被压缩,水不能被压入小瓶中,小瓶的重力不变,浸入水里的体积不变,故C错误;打开大瓶瓶盖,用力捏大瓶,大瓶中液面上方的气压不变,水不会进入小瓶中,所以小瓶不会下沉,故D错误.10.D 【解析】由题图可知,甲、乙两种物质的密度分别为ρ甲==1.5 g/cm3,ρ乙==g/cm3.若甲、乙物质质量相等(设为m),甲物质的体积为V1=,乙物质的体积为V2=,实心小球的平均密度ρ====≈0.92 g/cm3<1.0 g/cm3,由物体的浮沉条件可知,实心小球在水中将漂浮在水面上,A错误.若甲、乙物质体积相等(设为V),甲物质的质量m1=ρ甲V,乙物质的质量m2=ρ乙V,实心小球的平均密度ρ'===≈1.08 g/cm3>1.0 g/cm3,由物体的浮沉条件可知,实心小球在水中将沉在水底,B错误.设甲物质的体积与小球体积的比值为x,则乙物质的体积与小球体积的比值为1-x,小球的平均密度ρ″===ρ甲x+ρ乙(1-x),若实心小球悬浮在水中,根据物体的浮沉条件,小球的平均密度等于水的密度,即ρ甲x+ρ乙(1-x)=1.5 g/cm3×x+ g/cm3×(1-x)=1.0 g/cm3,解得x=,则甲、乙物质的体积比为∶(1-)=2∶3,C错误.设甲物质质量与小球质量的比值为n,则乙物质质量与小球质量的比值为1-n,小球的平均密度ρ‴===,实心小球悬浮在水中,根据物体的浮沉条件,有=1.0 g/cm3,将ρ甲=1.5 g/cm3和ρ乙= g/cm3代入上式得n=,则甲、乙物质的质量比为∶(1-)=3∶2,D正确.11.3∶4【解析】根据ρ=可知,质量相等时,甲、乙两物体的体积之比为=×=,当两物体浸没在水中静止时,根据称重法F浮=G-F可知,弹簧测力计示数之比====.12.大于小于 1.513.不变nh2-(n-1)h1【解析】题图甲、乙中,工艺品都漂浮在水面上,所受浮力均等于工艺品的重力,由于工艺品的重力不变,故两图中工艺品所受浮力相等.假设木块的底面积为S,合金块的体积为V B,题图甲中,F 甲浮=G A+G B,即ρ水Sh1g=G A+G B①,题图乙中,F乙浮=G A+G B,即ρ水Sh2g+ρ水V B g=G A+G B②,联立①②可得ρ水Sh1g=ρ水Sh2g+ρ水V B g,则V B=S(h1-h2).合金块沉底后,木块最终静止时处于漂浮状态,F A浮=G A,即G A=ρ水Sh3g④,由于合金密度为水的密度的n倍,故G B=ρB V B g=nρ水S(h1-h2)g⑤,将④⑤代入①中可得:ρ水Sh1g=ρ水Sh3g+nρ水S(h1-h2)g,解得h3=nh2-(n-1)h1.14.> >【解析】将A、B两物块作为一个整体C,则C在甲液体中漂浮,所受浮力等于其重力;C在乙液体中悬浮,所受浮力等于其重力,故C在两液体中所受浮力相等,根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,浮力相等时,物体排开液体的体积越大,对应的液体密度越小,所以ρ甲>ρ乙;物块A在甲、乙两液体中排开液体的体积相等,由F浮=ρ液gV排,可知物块A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力.15.(1)0.8 0.5 (2)1.625×103【解析】(1)由题图可知,当物体部分浸入水中时,弹簧测力计的示数为0.8 N,即拉力F=0.8 N,根据称重法可知,此时物体所受浮力F浮=G-F=1.3 N-0.8 N=0.5 N.(2)由G=mg可知,物体的质量为m===0.13 kg,物体全部浸入水中时,受到的浮力F浮'=ρ水gV物=0.8 N,解得V物===8×10-5 m3,则物体的密度为ρ===1.625×103 kg/m3.16.(1)装满(2)相等(3)转换阿基米德原理【解析】(1)本实验中在计算物体受到的浮力大小时,需要用到阿基米德原理,故需要知道每次物体排开水的体积,所以每次溢水杯里的水必须装满.(2)实验中,溢出来的水的体积就等于物体排开水的体积,如果每次溢出的水的体积相等,根据阿基米德原理可知,每次物体受到的浮力相等,故说明物体所受的浮力与物体的密度无关.(3)实验中因为物体受到的浮力没有办法直接求出,但根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开的水所受的重力,故物体所受的浮力与溢出的水的体积成正比,所以通过比较溢出的水的体积就可以比较物体所受的浮力大小,这里运用了转换的思想方法.17.(1)水对容器下表面的压强p=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1.0×103 Pa(2)水对容器下表面的压力F向上=pS=1.0×103 Pa×25×10-4 m2=2.5 N容器受到的浮力F浮=F向上=2.5 N(3)由漂浮条件有G物=F浮,由阿基米德原理有F浮=G排=ρ水gV排故G物=ρ水gSh1,G'物=ρ水gSh2取出液体的重力G=G物-G'物=ρ水gS(h1-h2)于是其质量m==ρ水S(h1-h2)液体的密度ρ====0.8×103 kg/m3。
