浮力题赏析
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浮⼒计算题型及解题技巧原创:浮⼒计算题型及解题技巧浮⼒的知识,对于初⼆的学⽣来说,难度较⼤。
下⾯阿辉⽼师把浮⼒这章的知识进⾏整合,通过⼏道浮⼒典型题的解析,总结出⼗⼆个解题技巧,帮助同学们快速准确掌握有关浮⼒的知识。
⼀、⽰数差法F浮=G-F只要题中出现弹簧测⼒计均可⽤此⽅法例1、⼀物体挂在弹簧测⼒计下,⽰数为10N,当物体完全浸⼊⽔中时,⽰数变为6N,则该物体在⽔中受到的浮⼒为。
变式1、若将物体⼀半浸⼊该液体中,则弹簧测⼒计的⽰数为。
变式2、该物体的密度为。
变式3、若把该物体浸没在另⼀种液体中,弹簧测⼒计的⽰数为2N ,则另⼀种液体的密度为。
解析:F浮=G-F=10N-6N=4N变式1:若物体⼀半浸⼊液体中,则浮⼒变为2N,根据F浮=G-F得F=G-F浮=10N-2N=8N,变式2:ρ=m/V=G/ g/F浮/ρ液g=Gρ液/F浮=Gρ液/G-F=10N×1.0×103kg/m3/10N-6N=2.5×103kg/m3或者分步做,先求质量,后求体积,再求密度。
变式3:因该物体在两种液体中均全部浸没,所以V排相同,所以F浮/ρ液g=F’浮/ρ’液g,所以G-F/ρ液=G-F’/ρ’液所以ρ’液=(G-F’)ρ液/G-F=(10N-2N)×1.0×103kg/m3/10N-6N=2×103kg/m3技巧⼀:⼀物体挂在弹簧测⼒计下,⽰数为G,当物体完全浸⼊某液体中时,⽰数变为F,则该物体的密度为Gρ液/G-F技巧⼆、⼀物体挂在弹簧测⼒计下,⽰数为G,当物体完全浸⼊某液体中时,⽰数变为F,当物体完全浸⼊另⼀种液体中时⽰数为F’则该液体的的密度为(G-F’)ρ液/G-F⼆、阿基本⽶德原理法:F浮= G 排=m排g=ρ液g v排例1、如图所⽰,体积相同的三个物体放⼊同种液体中静⽌,请⽐较物体所受浮⼒⼤⼩关系.例2、如图所⽰,体积相同的⼆个物体放⼊不同液体中静⽌,已知ρ甲>ρ⼄请⽐较物体所受浮⼒⼤⼩关系.解析:F浮=ρ液g v排,例1中ρ液相同,⽽三个物体在该液体中排开液体体积的关系V甲ρ⼄,所以两物体所受浮⼒⼤⼩关系为F甲浮>F⼄浮技巧三:某物体浸⼊某液体中,当v排相同时,ρ液越⼤,则F浮越⼤;当ρ液相同时,v排越⼤,则F浮越⼤例3、重为5N的⽔,可以产⽣的浮⼒为()A.⼀定⼩于5NB.⼀定⼤于5NC.⼀定等于5ND.可以⼤于5N解析:要想做对这道题,⾸先⼀定理解阿基⽶德原理中V排的含义。
初中物理浮力试题(有答案和解析)及解析一、浮力1.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g 水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g 酒精从大烧杯中溢出。
已知ρ酒精=0.8×103kg/m 3,则物块在水中的状态及物块的密度是 A .悬浮1.0×103kg/m 3 B .漂浮0.92×103kg/m 3 C .下沉 1.2×103kg/m 3 D .漂浮0.90×103kg/m 3【答案】D 【解析】 【详解】假设ρ物≥ρ水,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据F 浮=ρ液V 排g 可知受到的浮力关系为5:4,而现在根据 F 浮=G 排=G 溢=m 溢g ,可知浮力关系为9:8,所以ρ物≥ρ水不可行;假设ρ物≤ρ酒精,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以ρ物≤ρ酒精不可行;可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底;因为物体在水中漂浮,所以F 浮=G 物=m 物g , F 浮=G 排=G 溢=m 溢g , m 物=m 溢=81g ,因为物体在酒精中下沉,所以:V 物=V 排=3372g ==90cm 0.8g/cm m ρ排酒精,物体的密度:333381g =0.9g/cm =0.910kg/m 90cm m V ρ==⨯物物,故D 正确。
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.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.4.如图所示,一鸡蛋在盐水中处于静止状态,后用手指将鸡蛋向下按压一下松手后,(若盐水足够深)下列说法正确的是A.鸡蛋向下加速运动,受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力变小B.鸡蛋向下做减速运动直至停止,鸡蛋受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力不变C.鸡蛋先向下、后向上运动并回到原位,鸡蛋受到盐水的压强、浮力先变大后变小D.鸡蛋始终向下做匀速直线运动,鸡蛋受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力不变【答案】B【解析】【详解】鸡蛋在盐水中处于静止状态,浮力等于重力,用手指将鸡蛋向下按压一下松手后,鸡蛋向下运动时受到向上的阻力,速度会越来越小;鸡蛋在下降时随着深度的增加,压强会越来越大,由于排开盐水的体积不变所以浮力不变;应选B.5.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中.甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们受到的浮力,下列说法正确的是A.甲受到的浮力大B.乙受到的浮力大C.丙受到的浮力大D.它们的浮力一样大【答案】D【解析】∵甲、乙、丙三个物体浸没在水中,并V甲=V乙=V丙,根据F浮=ρV排g,∴F甲浮=F乙浮=F丙,浮故选D.6.当轮船从大海驶往长江的过程中(海水的密度大于江水的密度),下列说法正确的是A.它受到的浮力变大 B.它受到的浮力变小C.它下沉了一些 D.它上浮了一些【答案】C【解析】【分析】轮船从大海驶往长江的过程中,处于漂浮状态,根据漂浮条件得到浮力的变化;海水的密度大于江水的密度,根据阿基米德原理得到排开液体体积的变化。
中考浮力新题型赏析浮力计算题大多数出现在综合型的题目中,往往要对物体进行简单的受力分析,要运用阿基米德原理、物体的浮沉条件等知识。
有关浮力的题目也经常以实验题和计算题的形式出现。
近两年出现了一些中考的新题型,赏析如下:例1. (2003,江苏盐城市)有一金属柱体,横截面积是一不规则多边形,现有一把刻度尺,但无法直接测量柱体的横截面积,某位同学为测其横截面积,在柱体侧面画了A、B两条横线(如图1所示),并用细线把柱体悬吊在测力计上。
他把柱体缓慢的浸入水中并始终保持柱体竖直,当水面到达A横线时,记下了测力计示数FA。
为测出横截面积,还需完成两个测量步骤。
(1)请把这两个步骤写在下面,并用字母表示所测的物理量:步骤1:______________________________;步骤2:______________________________。
(2)请通过计算,得出所测横截面积的表达式。
赏析:这是一道应用浮力和阿基米德原理的实验设计题。
着重考查了考生实验的设计思路和数据处理能力,指导学生灵活运用知识解决实际问题,养成有计划周密细致地研究处理问题的良好习惯。
这是今后的中考经常考查的内容。
解:(1)步骤1:把柱体继续浸入水中,测出两条横线之间的距离hA B(或测出柱体底面到A、B的距离hA 及hB);步骤2:当水面到达B横线时,记下测力计示数FB。
(2)设柱体重力为G,横截面积为S,则:F G g h SF G g h SF F g S h hSF Fg h hSF Fg hA AB BA B B AA BB AA BA B =-=--=-=--=-ρρρρρ水水水水水或()()例2. (2002,青岛市)小宇请小丽喝饮料,小宇给小丽要了一杯牛奶,给自己要了一杯矿泉水,小丽想:“哪一杯饮料的密度大呢”可是,现在身边没有天平、量筒、弹簧测力计、密度计,请运用我们所学的物理知识,帮她想个办法比较出这两种饮料密度的大小,请说出你的办法。
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.....和物体排开液体的体积迎刃而解了.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/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=0.079kgρ铁=7.9g/cm3求:m铁、G铁、m排、F浮解m铁=0.079kgG 铁=m 铁g =0.079kg ×10N /kg =0.79N V 排=V 铁=铁铁ρm =37.8g/cm 79g =10cm3m 排=ρ液gV 排=1g /cm 3×10cm 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=gF 水浮ρ=kg/N 8.9m /kg 100.1N 8.933⨯⨯=1×10—3m3浸没:V =V 排=1×10—3m 3球中所含铜的体积V 铜=铜铜ρm =gG 铜铜ρ =kg/N 8.9m /kg 100.1N4333⨯⨯ ≈0.49×10—3m3V 空=V —V 铜=1×10—3m 3—0.49×10—3m3 =0.51×10—3m3答案0.51×10—3m3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 =gVG 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,ρC =ρ水,A 、B 漂浮于水面:F 浮A =G Aρ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=gF 液浮ρ酒精中:V 排酒精=V 物水中:V 排水=gF 水ρ2盐水中:V 排排水=gF 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=0.5dm 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 /m3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 .15gB .12.5gC .10gD .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 =3cm /8.08g g =10cm3金属块在水中:V 排水=V 金属块=10cm 3m 排水=ρ水V 排水=1g /cm 3×10cm3=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=0.8×103kg /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=50cm 3进行求解。
(物理)初中物理浮力解题技巧解说及练习题(含答案)一、浮力1.如下图,将一个生鸡蛋放入盛有清水的烧杯中,而后渐渐向水里增添食盐并轻轻搅动,察看发生的现象。
图中大概反应鸡蛋所受浮力的大小 F 浮与液体密度ρ液关系的图像是A.B.C.D.【答案】 C【分析】开始浮力小于重力时,鸡蛋是完整淹没的,排开液体的体积不变,当盐水密度增大时,由F 浮 =ρ液 gV 排,遇到的浮力在变大;当浮力与重力相等时,鸡蛋处于悬浮状态;若浮力再增大,鸡蛋会上调,最后飘荡在水面上,此时浮力等于鸡蛋的重力,盐水的密度再变大,浮力不再发生变化.故浮力先增大后不变,ABD错误, C 正确.应选 C.2.三个同样容器里盛有密度不一样的三种液休,将同一个小球先后放人三个容器中,静止时地点如下图,容器中的液面到容器底的距离都相等.以下说法正确的选项是()A.在甲液体中小球所受的重力小于浮力B.小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力C.甲乙丙三种液体对容器底的压强同样D.丙液体的密度最小【分析】由图可知,同一个小球在甲液体中处于飘荡状态,在乙液体中处于悬浮状态,在丙液体中沉底.A.依据飘荡条件,在甲液体中小球所受的浮力等于其自己重力,故 A 错误.B.小球在乙液体中悬浮,所受浮力等于其重力,即 F 浮乙 =G;小球在丙液体中沉底,则 F 浮丙< G,所以 F浮丙<F 浮乙,故 B 错误.C.因ρ物>ρ液时下沉、ρ物 =ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时飘荡,所以,三液体的密度关系为ρ甲>ρ物 =ρ乙>ρ丙,因容器中的液面到容器底的距离都相等,所以,由p=ρgh可知,甲乙丙三种液体对容器底的压强为p 甲> p 乙> p 丙,故 C错误.D.依据飘荡条件,ρ物>ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时飘荡,所以,三液体的密度关系为ρ甲>ρ物=ρ乙>ρ丙,即丙液体的密度最小,故 D 正确为答案.3.如下图,一鸡蛋在盐水中处于静止状态,后用手指将鸡蛋向下按压一下放手后,(若盐水足够深)以下说法正确的选项是A.鸡蛋向下加快运动,遇到盐水的压强变大,遇到盐水的浮力变小B.鸡蛋向下做减速运动直至停止,鸡蛋遇到盐水的压强变大,遇到盐水的浮力不变C.鸡蛋先向下、后向上运动并回到原位,鸡蛋遇到盐水的压强、浮力先变大后变小D.鸡蛋一直向下做匀速直线运动,鸡蛋遇到盐水的压强变大,遇到盐水的浮力不变【答案】 B【分析】【详解】鸡蛋在盐水中处于静止状态,浮力等于重力,用手指将鸡蛋向下按压一下放手后,鸡蛋向下运动时遇到向上的阻力,速度会愈来愈小;鸡蛋在降落时跟着深度的增添,压强会越来越大,因为排开盐水的体积不变所以浮力不变;应选 B .4.如下图,两个同样的柱形容器中分别盛有两种不一样的液体.并置于水平桌面上,现将同样的小球分别放入容器中,当小球静止时所处的地点如下图,两小球遇到的浮力分别为 F 甲、 F 乙,则以下判断正确的选项是A. F 甲< F 乙ρ甲<ρ乙B.F 甲= F 乙ρ甲<ρ乙C. F 甲= F 乙ρ甲>ρ乙D. F 甲> F 乙ρ甲>ρ乙【答案】 C【剖析】两个小球完整同样处于飘荡时遇到的浮力都等于重力,由此可知两小球受浮力大小关系;依据小球的状态确立两种液体的密度关系.【详解】完整同样的两个小球在甲、乙两种液体处于飘荡时,两个小球遇到的浮力:从图中能够看出,两球都飘荡,乙中小球排开液体的体积许多,即于重力,由 F 浮 =ρ液 gV 排可得ρ甲>ρ乙.应选 C.F 甲=F 乙=G.V 排甲< V 排乙,浮力都等5.如下图,在三个同样的容器中装有质量同样的水,将木块A B按不一样的方式、金属块放入水中,待 A、 B 静止时,三个容器的底部所受的水的压强对比较,正确的选项是()A. p 甲 >p 乙 >p 丙B.p 甲=p 乙>p 丙C. p 甲 <p 乙 <p 丙D. p 甲<p 乙=p 丙【答案】 B【分析】【详解】由图可知,木块 A 和金属块 B 在甲、乙两图中都是处于飘荡状态,图丙中木块 A 处于飘荡状态,所以 A 、B 两物体遇到的浮力F 甲AB=G A+G B,F 乙AB=G A+G B,F 丙AB=G A+F B浮,因为金属块 B 在水中会下沉,所以,G B> F B浮,所以F 甲AB=F 乙AB> F 丙AB;V 排 =F浮依据阿基米德原理可知,则水gV 甲AB=V 乙AB> V 丙AB,则水面上涨的高度关系为:h 甲升 =h 乙升> h 丙升在三个同样的容器中装有质量同样的水,本来水面高度同样,故待 A 、 B 静止时,水面高度的大小关系为:h 甲 =h 乙> h 丙,依据 p=ρgh可知水对容器底部压强的关系为:p 甲 =p 乙> p 丙,故 B 切合题意, ACD 不切合题意.6.以下相关物理应用知识描绘错误的选项是A.甲图:压路机用质量很大的碾子是为了减小压强B.乙图:水坝的下部总要比上部宽是因为水深的地方遇到水的压强盛C.丙图:用塑料吸管从敞口的饮料瓶子中吸到饮料,是利用了大气压强D.丁图:浮在水面上的潜水艇逐渐潜入水中直至淹没过程中,浮力渐渐变大【答案】 A【分析】【剖析】(1)增大压力和减小接触面积能够增大压强;(2)液体压强跟着深度的增添而增大;(3)利用大气压的知识剖析即可判断;(4)浮在水面上的潜水艇在下潜过程中,排开水的体积变大,利用 F浮水gV排,来剖析遇到的浮力状况。
物理作业解析本节知识点:1.浮沉条件:2.①“漂浮”与“悬浮”“漂浮”与“悬浮”是两个相似的概念,它们的相同点是都是在重力和浮力的作用下平衡;它们的不同点是:“漂浮”是部分浸入(V 排<V 物),而“悬浮” 是浸没。
(V 排=V 物)。
②“上浮”与“浮在液面”是两个不同的概念,“上浮”是受重力和浮力的作用,且浮力大于重力,物体处于不平衡状态,向上做加速运动;“浮在液面”是在重力和浮力作用下的平衡状态,物体“上浮”的最终结果是“浮在液面”。
③“下沉”与“沉在液底”“下沉”与“沉在液底”是两个不同的概念,“下沉”是受重力和浮力的作用,且浮力小于重力,物体处于不平衡状态,向下做加速运动;“沉在液底”是在重力、浮力和底面支持力三个力作用下的平衡状态,物体“下沉”的最终结果是沉在液底。
④“浸入”与“浸没”“浸入”与“浸没”是大概念与小概念的关系,它们之间是包含和被包含的关系,“浸入”可以指物体全部浸在液体中,也可以指物体部分浸在液体中,而“浸没”是指物体全部浸在液体中。
3. 浮力的应用(1) 轮船:用密度大于水的材料制成能够浮在水面的物体。
①原理是把密度大于水的材料做成空心,使它能够排开更多的水。
②排水量:轮船满载时排开水的质量。
m 排=m 船+m 货(2)潜水艇:潜水艇浸没在水中排开水的体积不变,浮力不变。
通过改变自身 重力来实现上浮和下潜的。
(3) 气球和飞艇:里面充入密度比空气密度小的(氢气、氦气)气体。
(4) 密度计,测量时,它漂浮在被测液体中,F 浮=G 。
液体的密度越大, ,它排开液体的体积越小,密度计露出液面部分越多。
密度计刻度上面较小下面较大。
4.计算浮力的方法: ① 压力差法:F 浮=F 向上-F 向下 ② 称重法:F 浮=G-F 拉(适用于下沉的物体) ③ 阿基米德原理:F 浮=G 排=m 排 g=ρ液 gV 排(适用于一切物体) ④ 平衡法:F 浮=G 物(适用于处于漂浮、悬浮的物体)一、选择题第 1 题:如图所示,完全相同的两个圆柱形容器中分别盛有质量相等的液体, 甲容器的液面低于乙容器液面。
总复习:浮力知识结构及经典例题解析【考纲要求】1、了解浮力的概念,知道浮力的方向及产生的原因;2、理解阿基米德原理,熟练掌握原理的内容、公式以及阿基米德原理的适用范围;3、运用浮力知识解决有关问题;4、知道物体浮沉条件;5、知道浮力的利用。
【知识网络】【考点梳理】考点一、浮力当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上托的力,这个力就是浮力。
要点诠释:1. 一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
2. 浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′3. 阿基米德原理:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于它排开的液体受的重力。
用公式表示为;F浮=G排。
(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。
(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
考点二、浮力的应用1.浸在液体中物体的浮沉条件(1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。
下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。
(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。
但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。
悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。
上浮漂浮悬浮下沉ρ物<ρ液ρ物<ρ液ρ物=ρ液ρ物>ρ液G物<F浮 G物=F浮 G物=F浮 G物>F浮2.应用(1)轮船①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。
②排水量:轮船满载时排开的水的质量。
(2)潜水艇原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变自身重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
(3)气球和气艇原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气),通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受浮力大小。
3.浮力的计算方法压力差法:F浮=F向上-F向下阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液gV排力的平衡法:受力分析【典型例题】类型一、基础知识1、如图所示,将去盖的雪碧瓶截去底后倒置,放入一乒乓球后压着球向里注水,然后放手,则乒乓球将,再把瓶盖盖紧,则乒乓球将。
《第10章浮力》综合题20道【2】1.如图1所示,在底面积为10﹣2m2的容器中有一重物,现利用弹簧测力计将其拉出水面,弹簧测力计的示数F 随时间变化的图象如图2所示,根据图象信息,计算(1)物体被拉出水面之前受到的浮力;(2)物体的密度;(g取10N/kg)(3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了多少帕?2.如图所示,体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.7N的作用下静止在水中(g=10N/kg,ρ水=1.0×103k/gm3)绳子重力不计,求:(1)木块此时受到的浮力;(2)木块的重力;(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积.3.一壁很薄的透明瓶子,瓶身部分为圆柱形,瓶子的底面积为40cm2,瓶中装有高度为28cm的水(如图甲所示),将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮(如图乙所示),此时瓶子露出水面的高度为 4.5cm,瓶子内外水面的高度差为2.5cm.求:(1)瓶子(含瓶盖)的重力.(2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量.4.有一艘参加海上阅兵的某型号核动力在水面上巡逻时的排水量为7000t,在水下巡航时的排水量为8000t,该潜艇最大下潜深度为400m.求:(1)潜艇在水下巡逻受到的浮力有多大?(2)在水面上巡航时,露出水面的体积有多大?(3)当潜水艇下潜到最大深度时,潜艇表面一2m2的面积上受到海压力为多大?g取10N/kg,海水密度近似取1.0×103kg/m3,忽略海水密度变化)5.如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg).(1)求木块所受到的浮力大小;(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力.6.如图是某公共厕所的自动冲水装置.浮筒A是边长为20cm的正方体,质量为4kg.盖片B的表面积为80cm2,质量、厚度不计.连接AB的是长为30cm,体积和质量都不计的硬杆.当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所(g取10N/kg).(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,浮筒A受到水的浮力是多少?(2)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,B盖片受到水的压力是多少?(3)当水箱中的水有多深时,盖片B又自动关上?7.一量筒内盛某种液体,其中有一质量为m,且附有细线的铁块,此时液面的示数为V1,现将一密度ρ的球体用细线系在铁块m上,杯中液面上升到V2,若断开细线,则球体上浮露出液面,稳定后杯中液面至V3,求该液体的密度.8.如图所示,将一个体积为2.0×10﹣3m3、重16N的木块用细线系在底面积为200cm2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,(g取10N/kg)求:(1)如图所示时木块所受的浮力是多少牛;(2)如图所示时细线所受的拉力是多少牛;(3)剪断细线,木块处于静止时,木块浸入水中的体积是多少立方米;(4)木块从浸没到露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少帕.9.如图所示,在一个底面积300cm2足够深的柱形容器内装有深6cm的水,将一个长10cm,横截面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N.已知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N的拉力时伸长1cm.若往容器内缓慢加水:求:(1)该实心塑料块的密度;(2)往容器缓缓加水的过程中,当塑料块上浮1cm时,此时塑料块所受浮力的大小以及容器底部所受水的压强变化了多少;(3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是多少?10.如图所示,将质量为2kg的正方形物块,放入盛有水的水槽内,待物块静止时,其下表面距水面6cm,求:(1)物块受到水的浮力大小.(2)水对物体下表面的压强大小.11.如图所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积0.01m2,内装40N的水,水深0.15m.现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上,并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出,铜块未接触容器底部).求:(1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少?(2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是多少?(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?12.如图,将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中,冰块内空心铝球的体积V铝=10cm3,当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开水的体积V排=45cm3.冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,已知冰的密度ρ冰=0.9×103kg/m3,求:(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力;(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小.13.将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并把绳子的另一端固定在容器底部的中央,然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响),容器中水与木块位置变化如乙图.请你在丙图中画出木块从加水到浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图,并说出各段变化的理由.(温馨提示:t1时木块恰好离开杯底,t2时绳子刚好拉直,t3时木块刚好完全浸没.)14.某实验小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,将圆柱体挂在弹簧测力计下.当圆柱体下表面与水面相平时,圆柱体开始缓慢下降(整个过程水未溢出).根据实验数据,绘制出如图所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面没入水中的深度h的关系图象.则:(1)圆柱体的重力为N.(2)圆柱体浸没在水中时所受浮力为N.(3)图象中(选填“AB”或“BC”)段表明物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变.(4)圆柱体由h1到h2的过程中,所受浮力;其下表面所受水的压强(均选填“变大”、“变小”或“不变”).(5)圆柱体的密度为kg/m3.(6)实验小组又选用其它液体进一步探究.发现圆柱体浸没时,弹簧测力计的示数与在水中浸没时不同,说明浮力的大小还与有关.15.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,用A物体做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题.(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与的关系;根据A与E两图所测的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为N.(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关.对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度.(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为kg/m3.16.童童和同学们在探究“浮力大小哪哪些因素有关”时,操作如下:(1)如图甲所示童童把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关,于是他设计如图乙所示实验步骤,根据两图可以验证猜想是否正确;(2)童童通过观察b,e两图,得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论,你认为这样得出结论是否合理(选填“是”或“否”),请你说出理由;(3)实验结束后童童联想到压强知识,提出了下面两个问题,请你帮助解答(以下两空均选填“>”、“<”或“=”);①b,d两图中A下表面受到水的压强分别是P1、P2,则P1P2;②b,c两图中烧杯对水平桌面的压强分别是P3、P4,则P3P4.17.如图甲,质量为0.55kg,边长为10cm的正方体木块漂浮在水面;如图乙,将物体A放置在正方体木块上方,使正方体恰好浸没在水中.(g取10N/kg)求:(1)未放物体A时,正方体木块静止时受到的浮力是多少?(2)未放物体A时,正方体木块排开水的体积是多少?(3)物体A质量为多少时,正方体木块恰好浸没在水中?18.边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内.待木块静止时,从杯中溢出600g水,如图所示: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(g取10N/kg)19.2014年4月14日美国“蓝鳍金枪鱼”自主水下航行器首次参与搜索马航失联客机的任务,某科研机构按一定比例做了一个缩小的伪真模型,质量为75kg,水平地面上有一个质量为25kg足够高的长方体平底测量容器.长2.5m,宽0.8m,内装有深度为1m的水,再将该模型缓慢放入水中静止时,有的体积露出水面,如图所示.求:(1)该模型漂浮时浸入水中的体积是多少m3?(2)当模型漂浮时,容器对地面的压强是多少?(3)若该模型利用容器中的水自动进行充水悬浮,容器底部受到水的压强比模型未浸入水中时增大多少?20.2014年中俄开展了海上联合军演,展示了我海军先进的装备,中国的导弹驱逐舰郑州号是我国最先进的导弹驱逐舰,满载时排水量为7500t.试求:(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)(1)该舰满载时所受到水的浮力是多少?(2)若该舰从长江口驶向大海,浸入海水中的体积是多少?(结果保留一位小数)(3)该舰的某声呐系统在海面下20m深处,受到海水的压强是多少?《第10章浮力》综合题20道【2】参考答案与试题解析一.计算题(共9小题)1.(2016•满洲里市模拟)如图1所示,在底面积为10﹣2m2的容器中有一重物,现利用弹簧测力计将其拉出水面,弹簧测力计的示数F随时间变化的图象如图2所示,根据图象信息,计算(1)物体被拉出水面之前受到的浮力;(2)物体的密度;(g取10N/kg)(3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了多少帕?【解答】解:(1)由图2可知,t2时刻,物体被完全拉出水面,则重力等于拉力,即G=F拉=54N,0~t1时刻,物体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数F示=34N,所以,物体被拉出水面之前受到的浮力:F浮=G﹣F示=54N﹣34N=20N;(2)物体浸没在水中,根据F浮=ρ水gV排可得物体的体积:V物=V排===2×10﹣3m3,物体的质量:m===5.4kg,物体的密度:ρ物===2.7×103kg/m3;(3)根据V=Sh可得水面降低的高度:△h===0.2m,水的压强减小量:△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103pa.答:(1)物体被拉出水面之前受到的浮力为20N;(2)物体的密度为2.7×103kg/m3;(3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到的水的压强减小了2×103pa.2.(2016•磴口县校级一模)如图所示,体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.7N的作用下静止在水中(g=10N/kg,ρ3k/gm3)绳子重力不计,求:水=1.0×10(1)木块此时受到的浮力;(2)木块的重力;(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积.【解答】解:(1)木块体积V=200cm3=2×10﹣4m3,如图,木块完全浸没在水中时,V排=V=2×10﹣4m3,受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N.(2)木块在绳子拉力的作用下静止在水中,受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力作用;即:G木+F=F浮,木块的重力G木=F浮﹣F=2N﹣0.7=1.3N.(3)剪断绳子,因为F浮>G木,所以木块上浮,静止时会漂浮在水面上,所以F浮′=G木=1.3N,由F浮=ρ水V排g得排开水的体积:V排′===1.3×10﹣4m3.3.(2016•乌鲁木齐)一壁很薄的透明瓶子,瓶身部分为圆柱形,瓶子的底面积为40cm2,瓶中装有高度为28cm 的水(如图甲所示),将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮(如图乙所示),此时瓶子露出水面的高度为4.5cm,瓶子内外水面的高度差为2.5cm.求:(1)瓶子(含瓶盖)的重力.(2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量.【解答】解:(1)瓶子(含瓶盖)的重力等于高度2.5cm、底面积为40cm2的水柱的重力,根据G=mg和ρ=可得:G瓶=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×2.5×10﹣6m3=1N.(2)要让瓶子在水中悬浮,也就是要把图乙中露出水面的部分压入水中,即瓶内要增加40cm2×4.5cm的水,此时瓶内水的总体积为40cm2×28cm+40cm2×4.5cm=1300cm3=0.0013m3,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.0013m3=1.3kg.答:(1)瓶子(含瓶盖)的重力为1N.(2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量为1.3kg.4.(2016春•文登区校级期中)有一艘参加海上阅兵的某型号核动力在水面上巡逻时的排水量为7000t,在水下巡航时的排水量为8000t,该潜艇最大下潜深度为400m.求:(1)潜艇在水下巡逻受到的浮力有多大?(2)在水面上巡航时,露出水面的体积有多大?(3)当潜水艇下潜到最大深度时,潜艇表面一2m2的面积上受到海压力为多大?g取10N/kg,海水密度近似取1.0×103kg/m3,忽略海水密度变化)【解答】解:(1)潜艇在水下巡航受到的浮力F浮1﹦G排1﹦m1g﹦8000×103kg×10N/kg=8×107N;(2)由阿基米德原理F=ρgV排得,潜艇的体积V=V排1===8×103m3,潜艇在水面上巡航时受到的浮力F浮2﹦G排2﹦m2g﹦7000×103kg×10N/kg﹦7×107N,由阿基米德原理F=ρgV排得,潜艇排开水的体积V排2===7×103m3,露出水面的体积V露=V﹣V排2=8×103m3﹣7×103m3=1×103m3;(3)最大下潜深度的压强p﹦ρgh﹦1.0×103kg/m3×10N/kg×400m﹦4×106Pa,由p=可得,受到的压力F=pS=4×106Pa×2m2=8×106N.答:(1)潜艇在水下巡航受到的浮力为8×107N;(2)在水面上巡航时,露出水面的体积为1×103m3;(3)潜艇下潜至最大深度处,潜艇表面2m2的面积上受到海水的压力为8×106N.5.(2016•曲靖模拟)如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg).(1)求木块所受到的浮力大小;(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力.【解答】解:(1)因为木块漂浮在水面上,所以木块受到的浮力:F浮=G木=10N;(2)木块下表面所处的深度为0.2米,则木块下表面受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa.(3)根据F浮=ρ水gV排可得,排开液体的体积:V排===1×10﹣3m3;因为V排=V木;所以V木=V排=×1×10﹣3m3=1.25×10﹣3m3;木块全部浸没时受到水的浮力:F′浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N;木块浸没时,根据力的平衡条件有:F浮′=G木+F,则压力F=F浮′﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N.答:(1)木块所受到的浮力为10N;(2)木块下表面受到水的压强为2000Pa;(3)要将木块全部浸没水中,需要施加的压力为2.5N.6.(2016春•威海校级期中)如图是某公共厕所的自动冲水装置.浮筒A是边长为20cm的正方体,质量为4kg.盖片B的表面积为80cm2,质量、厚度不计.连接AB的是长为30cm,体积和质量都不计的硬杆.当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所(g取10N/kg).(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,浮筒A受到水的浮力是多少?(2)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,B盖片受到水的压力是多少?(3)当水箱中的水有多深时,盖片B又自动关上?【解答】解:(1)F A浮=ρ水gV A=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)3=80N,(2)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水的深度h=20cm+30cm=50cm=0.5m,B盖片受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,由p=可得,B盖片受到水的压力F压=pS=5×103Pa×80×10﹣4m2=40N,(3)设浮筒A浸入水中的深度为h时,盖片自动盖住管口,则此时A受到的浮力为:F A浮1=ρ水gV A排=0.04m2•ρ水gh,因盖片B质量、厚度不计,根据题意有:F A浮1=m A g,即:0.04m2•ρ水gh=m A g,h===0.1m=10cm.水深为:30cm+10cm=40cm.答:(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,浮筒A受到水的浮力是80N;(2)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,B盖片受到水的压力是40N;(3)当水箱中的水有40cm深时,盖片B又自动关上.7.一量筒内盛某种液体,其中有一质量为m,且附有细线的铁块,此时液面的示数为V1,现将一密度ρ的球体用细线系在铁块m上,杯中液面上升到V2,若断开细线,则球体上浮露出液面,稳定后杯中液面至V3,求该液体的密度.【解答】解:由第一和第二两图可知,球体的体积:V=V2﹣V1,由m=ρV和G=mg可得,球体的重力:G=mg=ρVg=ρ(V2﹣V1)g,由第三图可知,球体处于漂浮状态,由第一和第三两图可知,球体排开液体的体积:V排=V3﹣V1,球体受到的浮力:F浮=ρ液gV排=ρ液g(V3﹣V1),因球体受到的浮力和自身的重力相等,所以,ρ(V2﹣V1)g=ρ液g(V3﹣V1),解得:ρ液=.答:该液体的密度为.8.如图所示,将一个体积为2.0×10﹣3m3、重16N的木块用细线系在底面积为200cm2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,(g取10N/kg)求:(1)如图所示时木块所受的浮力是多少牛;(2)如图所示时细线所受的拉力是多少牛;(3)剪断细线,木块处于静止时,木块浸入水中的体积是多少立方米;(4)木块从浸没到露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少帕.【解答】解:(1)木块浸没在水中时V排=V=2.0×10﹣3m3,受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.0×10﹣3m3=20N;(2)细线所受的拉力:F=F浮﹣G=20N﹣16N=4N;(2)因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,木块会上浮直至漂浮在水面上,由于漂浮,所以F浮′=G=16N,由F浮=ρ水gV排得:V排===1.6×10﹣3m3,木块浸入水中的体积:V浸=V排=1.6×10﹣3m3;(3)木块露出水面处于静止后,水面下降的高度:△h===0.02m,则容器底部所受水的压强减小了:△p=ρ液g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.答:(1)如图所示时木块所受的浮力是20N;(2)如图所示时细线所受的拉力是4N;(3)剪断细线,木块处于静止时,木块浸入水中的体积是1.6×10﹣3m3;(4)木块从浸没到露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了200Pa.9.(2016春•重庆校级期中)如图所示,在一个底面积300cm2足够深的柱形容器内装有深6cm的水,将一个长10cm,横截面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N.已知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N的拉力时伸长1cm.若往容器内缓慢加水:求:(1)该实心塑料块的密度;(2)往容器缓缓加水的过程中,当塑料块上浮1cm时,此时塑料块所受浮力的大小以及容器底部所受水的压强变化了多少;(3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是多少?【解答】解:(1)根据G=mg可得,圆柱形实心塑料块的质量:m===1kg,塑料块的体积:V塑料=Sh=50cm2×10cm=500cm3=5×10﹣4m3,塑料块的密度:ρ===0.8×103kg/m3;(2)由于弹簧受到1N的拉力时伸长1cm.所以当塑料块上浮1cm,弹簧的伸长将减小1cm,则弹簧的拉力减小1N,即测力计的示数为F1=4N﹣1N=3N,根据称重法F浮=G﹣F可知:此时塑料块受到浮力F浮=G﹣F1=4N﹣3N=1N.当塑料块上浮1cm,由F浮=ρgV排得塑料块浸入水中的体积:V排===1×10﹣4m3=100cm3;则塑料块浸入水的深度为h浸===2cm,由于水面上升到塑料块上浮1cm,塑料块底面上升1cm,所以,两种情况下的高度之和就是水面变化的高度,即△h=2cm+1cm=3cm;则容器底部所受压强增大为△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣2m=300Pa;(3)设当加入2000cm3水时,塑料块上浮hm,则弹簧的伸长将减小hm,由于弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,则弹簧的拉力减小量为△F1=100hN,此时塑料块受到浮力F浮′=△F1=100hN.由F浮=ρgV排得此时塑料块浸入水中的体积:V排′==;则塑料块浸入水的深度为h浸′==,所以,S容器h+(S容器﹣S塑料块)h浸′=V加水.即:S容器h+(S容器﹣S塑料块)=V加水.所以,300×10﹣4m2×hm+(300×10﹣4m2﹣50×10﹣4m2)×=2000×10﹣6m3,解得:h=0.025,所以当加入2000cm3水时,塑料块上浮0.025m,塑料块受到浮力F浮′=△F1=100hN=100×0.025N=2.5N.答:(1)该实心塑料块的密度为0.8×103kg/m3;(2)若现往容器缓缓加水,当塑料块上浮1cm,此时塑料块所受浮力为1N;(3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是2.5N.二.解答题(共11小题)10.(2015•衡阳)如图所示,将质量为2kg的正方形物块,放入盛有水的水槽内,待物块静止时,其下表面距水面6cm,求:(1)物块受到水的浮力大小.(2)水对物体下表面的压强大小.【解答】解:(1)因为物块漂浮,所以物块受到的浮力等于物块的重力:G物=m物g=2kg×10N/kg=20N,由物体的浮沉条件可知:F浮=G物=20N;(2)物体下表面受到水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa.答:(1)物块受到水的浮力是20N.(2)水对物体下表面的压强600Pa.11.(2014•安顺)如图所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积0.01m2,内装40N的水,水深0.15m.现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上,并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出,铜块未接触容器底部).求:(1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少?(2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是多少?(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?【解答】解:(1)∵p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa∵p=∴F=pS=1500Pa×0.01m2=15N;(2)∵G=mg∴m===1.78kg∵ρ=∴V===2×10﹣4m3∴F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N∵F浮=G﹣F∴F=G﹣F浮=17.8N﹣2N=15.8N(3)F地=(G容+G水+G铜)﹣F=(10N+40N+17.8N)﹣15.8N=52N∴p===5200Pa答:(1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是15N;(2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是15.8N;(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是5200Pa.12.(2015•乌鲁木齐)如图,将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中,冰块内空心铝球的体积V铝=10cm3,当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开水的体积V排=45cm3.冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,已知冰的密度ρ冰=0.9×103kg/m3,求:(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力;(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小.【解答】解:(1)冰块(含空心铝球)完全浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×45×10﹣6m3=0.45N;由于冰块(含空心铝球)处于悬浮,则冰块(含空心铝球)重力G=F浮=0.45N;(2)冰的体积V=V排﹣V铝=45cm3﹣10cm3=35cm3=35×10﹣6m3,由ρ=和G=mg得冰的重力:G=mg=ρ冰Vg=0.9×103kg/m3×10N/kg×35×10﹣6m3=0.315N;空心铝球的重力:G球=G﹣G冰=0.45N﹣0.315N=0.135N;由于空心铝球沉在底部,则受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV铝=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣6m3=0.1N;对水槽底部的压力:F=G﹣F浮=0.135N﹣0.1N=0.035N.答:(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力为0.45N;(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小为0.035N.13.(2015•义乌市)将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并把绳子的另一端固定在容器底部的中央,然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响),容器中水与木块位置变化如乙图.请你在丙图中画出木块从加水到浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图,并说出各段变化的理由.(温馨提示:t1时木块恰好离开杯底,t2时绳子刚好拉直,t3时木块刚好完全浸没.)【解答】答:由F浮=ρ液gV排,ρ液、g不变,V排越大,F浮越大;从0→t1加水过程中,木块没有离开杯底,木块排开水的体积增大,浮力增大;从t1→t2加水的过程中,木块离开杯底处于漂浮状态,排开水的体积不变,浮力不变;从t2→t3加水过程中,绳子拉直,木块排开水的体积又不断变大,浮力再次变大;从t3→t4加水过程中,木块完全浸没,排开水的体积不再发生变化,浮力也不再发生变化.图象如图所示:14.(2015•绥化)某实验小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,将圆柱体挂在弹簧测力计下.当圆柱体下表面与水面相平时,圆柱体开始缓慢下降(整个过程水未溢出).根据实验数据,绘制出如图所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面没入水中的深度h的关系图象.则:(1)圆柱体的重力为 6 N.(2)圆柱体浸没在水中时所受浮力为 4 N.(3)图象中AB (选填“AB”或“BC”)段表明物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变.(4)圆柱体由h1到h2的过程中,所受浮力不变;其下表面所受水的压强变大(均选填“变大”、“变小”或“不变”).(5)圆柱体的密度为 1.5×103kg/m3.(6)实验小组又选用其它液体进一步探究.发现圆柱体浸没时,弹簧测力计的示数与在水中浸没时不同,说明浮力的大小还与液体密度有关.【解答】解:(1)由图象知,当物体没有浸入水中时,拉力为6N,可知G=6N;(2)BC段拉力不变,可知物体完全浸没,此时F=2N,则完全浸没时的浮力F浮=G﹣F=6N﹣2N=4N;(3)AB段物体浸没在水中的体积不断变化,拉力不断变化,说明浮力发生了变化,可得物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变;(4)圆柱体由h1到h2的过程中,拉力不变,所以所受浮力不变;由于圆柱体在水中的深度变大,所以所受水的压强变大;(5)由F浮=ρ液gV排得,圆柱体的体积V=V排===4×10﹣4m3;物体的质量m===0.6kg;则物体的密度ρ===1.5×103kg/m3;(6)圆柱体浸没在另一种液体中时,测力计的示数与在水中不同,说明受到的浮力发生了变化,可知浮力大小与液体密度有关.故答案为:(1)6;(2)4;(3)AB;(4)不变;变大;(5)1.5×103;(6)液体密度.15.(2016•金平区模拟)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,用A物体做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题.(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与液体密度的关系;根据A与E两图所测的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为 2.4 N.(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关.对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关.(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为 1.2×103kg/m3.【解答】解:(1)分析图C与E,排开液体的体积相同,液体的密度不同,可得出浮力的大小与排开液体密度有关;由图A知:G=8N,由图E知,F=5.6N,所以F浮=G﹣F=8N﹣5.6N=2.4N;(2)探究物体浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同,实验B、C中物体在液体中浸没的深度改变的同时,其排开液体体积是变化的,实验证明:浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大;当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关.(3)由AD知,浸没在水中时的浮力F浮水=8N﹣6N﹣2N;∴F浮=ρ水gV排得:V=V排===2×10﹣4m3.由F浮=ρ盐水gV排得:ρ盐水===1.2×103kg/m3.故答案为:(1)液体密度; 2.4;(2)增大;无关;(3)1.2×103.16.(2016•本溪)童童和同学们在探究“浮力大小哪哪些因素有关”时,操作如下:(1)如图甲所示童童把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关,于是他设计如图乙所示实验步骤,根据bc(或bd)两图可以验证猜想是否正确;。
浮力题赏析
(2011包头中考)12. 如下图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为5cm,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是()
A. 0 B、0.3N
C. 0.5N
D. 0.8N
答案:B
思路分析:
考点解剖:本题考查阿基米德原理.
专题:计算题;推理法。
解题思路:由于下底面与容器紧密接触,因为圆柱底面与水缸底面紧密接触,所以没有向上的压力,有圆柱上底面与水面相平,所以没有没有向下的压力,这部分与浮力无关。
排开水的体积的计算应去掉中间圆柱的体积。
分析图,从题和图中得出石鼓排开液体的体积,再根据浮力公式求解.
解答过程:
解:
根据题意可知石鼓排开水的体积:
v排=80cm3-10cm2×5cm=30cm3=30×10-6m3,
把各数值代入浮力公式可得石鼓受到水的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10-6m3=0.3N.
所以本题的答案为B.
点评:本题考察了学生对阿基米德原理的掌握和运用,关键在于排开液体的体积的计算。
2、100牛水产生最大浮力是多少?
A.大于100N
B.小于100N
C.等于100N
D.可能大于100N
所谓排开的水,并不是指“实际有多少水被挤出去”,而是指“物体若放进水里,能占多大体积”,那么,由于形状上的差异,很少的水也能形成一个很大的“空心体积”,也就是排水体积,当然就能产生很大的浮力。
举例来说,在一个较大的玻璃杯里,套一个较小的玻璃杯,向中间的缝隙中注水。
那么,只要这两个杯的大小差别达到“足够小”,但只要有缝隙,就能注进水,那么这时,注进去的水就相当少了,但却对于内部的小玻璃杯产生了一个相当大的排水体积。
浮力也就相当大了。
如下图,绿色区域是排水体积,明显要大于蓝色区域水的实际体积。
选D,浮力是看排开的水受到的的重力。
不是有多少水的问题,是排开多少水的问题。
液体和气体对浸在其中的物体有竖直向上的托力,物理学中把这个托力叫做浮力。
液体可以产生比自身重力大的浮力,物体在液体中排开液体的重力等于物体所受浮力
排液量是一个抽象的概念
排开的液体是当液体凝固时,将固体拿出,用同种液体将空档填满,用来填充的液体量就是排开的液体量
所以产生十牛的浮力不一定需要十牛重的液体,液体可以产生比自身重力大的浮力
例如:一个底面积为30平方厘米的容器中有50牛重的水,将一个底
面积为25平方厘米高10厘米的柱体(密度大于水)放入水中
沉入水底(主体下方有少量水,忽略不计)。
水上升至10厘米高。
排水量为250立方厘米,浮力为250牛,而水只有50牛,产生的浮力是液体本身重力的5倍。
当物体在水中完全和地接触是就没有浮力了,因为底部没水就不存在浮力了
根据以上判断,补充问题也就明了了,200N木头在100N水中浮力可以是200N,当然大于100N了.
这道题是典型的浮力题,所用的知识是八年级上学期课本第一章浮力定律,题目讲述100牛(顿)水能产生的最大浮力,可能情况应很多,可以是小于100牛(顿),可以是等于100牛(顿),也可以是大于100牛(顿)。
如:在一个较大的容器中装有100牛(顿)的水,将重为100牛(顿)的实心铁块缓缓放入水中,铁块放入水中的过程中受到的浮力从0牛(顿)增大到100/7.8牛(顿),最大浮力不到100牛(顿)。
若将重为100牛(顿)的实心木块(ρ木<ρ水)放入水中,木块受到浮力从0牛(顿)增大到100牛(顿)时,木块漂浮在水面上,若再用力按一下木块,让木块浸没在水中,浮力会大于100牛(顿)。
上述两种情况讨论中就出现最大浮力可以小于100牛(顿)和最大浮力可以大于100牛(顿)两种情况。
王老师说,综合上面的所有情况,如果一定要认为最大浮力一定大于100
牛(顿),在某种程度上也有道理。
不过,严格来说,答案D更为严谨,而大部分老师和学生也是认可这个答案的,即最大浮力可以是大于100牛(顿),而非一定大于100牛(顿)。
根据阿基米德原理可知:浮力大小等于物体所排开的液体的重力。
浮力产生的条件是存在上下的压力差。
浮力大小于与物体的质量密度形状无关,水一共只有100N。
若物体完全沉底与底壁完全接触,浮力为零。
据此本人认为合理的选项是(A)。
3、(2008•宜宾)如图所示,一个重50N的金属球,在盛水的容器中静止,用弹簧弹簧测力计的示数为30N.关于金属球的下列说法中,正确的是()
A.金属球受到的浮力可能是20N
B.金属球受到两个力的作用
C.金属球的密度可能是2.5g/cm3
D.金属球对容器底部的压力是20N
分析:
金属球没有与容器底部接触时,浮力等于金属球在空气中的重力减去在水中的重力,此时金属球受到拉力、水的浮力和重力,根据公式F浮=ρgV排可求金属球的体积,再根据公式ρ=m/V求出金属球的密度,金属球与容器底部接触时,受到重力、支持力、浮力和拉力.解答:解:金属球没有与容器底部接触时,F浮=G-G视=50N-30N=20N,可能为20N,故A正确.
金属球没有与容器底部接触时,受到拉力、水的浮力和重力,金属球与容器底部接触时,受到重力、支持力、浮力和拉力,故B错误.
金属球没有与容器底部接触时,V=V排=F浮/(ρ水g)
=
20N
1000kg/m3×10N/kg
=0.002m3,
金属球的质量m= G /g =50N/(10N/kg)=5kg,
金属球的密度ρ= m/ V=5kg/0.002m3=2.5×103kg/m3,故C正确.
金属球对底部的压力无法判断,故D错误.
故选A、C.
点评:本题考查浮力和密度的计算,关键是会应用重力差法求浮力,难点是分析金属球的受力,重点是根据浮力公式求金属球的体积和密度.
4、(2012•铜仁市)一同学在岸上最多只能搬得起质量是30kg的鹅卵石.如果鹅卵石的密度是2.5×103kg/m3,则该同学在水中最多能搬得起质量是50kg的鹅卵石(石头不露出水面).这时石头受到的浮力是200N(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg).
最佳答案
此题涉及浮力问题。
以为水的浮力相当于一个助理。
所以
解:
(1)该同学能施加的最大力:
F大=G石=m石g=30kg×10N/kg=300N;
该同学在水中搬鹅卵石时,在水中最多能搬得起鹅卵石的最大重力:G大=F浮+F大,
设该鹅卵石的体积为V,则ρ石Vg=ρ水Vg+F大,
即:2.5×103kg/m3×V×10N/kg=1×103kg/m3×V×10N/kg+300N,
解得:
V=2×10-2m3,
在水中最多能搬得起鹅卵石的最大质量:
m=ρ石V=2.5×103kg/m3×2×10-2m3=50kg;
这时石头受到的浮力是
F浮=ρ水Vg=1×103kg/m3×2×10-2m3×10N/kg=200N。