八年级物理浮力经典难题
初二物理浮力压轴题40道

初二物理浮力压轴题40道1. 一块体积为10立方厘米的木块,浸入水中后,受到的浮力是多少?(水的密度为1 g/cm³)。
2. 一个密度为2 g/cm³的物体在水中浸没后,有一部分露在水面上。
如果物体的总重为20 N,求浮力。
3. 一块质量为500克的金属块完全浸没在水中,求它受到的浮力。
4. 一艘船的排水量为2000 kg,当船上乘客总质量为1500 kg时,问船的浮力是多少?5. 一个半径为5 cm的球体完全浸没在水中,求它受到的浮力。
(取水的密度为1 g/cm³)。
6. 有一个密度为0.8 g/cm³的塑料球,体积为500 cm³,问它在水中浮沉状态如何?7. 一根长2 m、直径为4 cm的圆柱体完全浸没在水中,求它受到的浮力。
8. 一个体积为1000 cm³的物体密度为1.2 g/cm³,求该物体在水中的浮力。
9. 一块表面积为0.1 m²的长方体浸入水中,求其浮力。
(水的密度为1000 kg/m³)。
10. 一艘船的总质量为5000 kg,船体浸入水中的体积为2 m³,求船受到的浮力。
11. 一块重10 N的金属块在水中,浮力为多少?若金属块的密度为8 g/cm³,求其体积。
12. 一个人站在一块浮冰上,浮冰的体积为0.5 m³,求浮冰的浮力。
13. 一桶水的质量为10 kg,求桶里水的浮力。
14. 一根长5 m、直径为3 cm的铁棒完全浸没在水中,求其浮力。
15. 一个密度为0.5 g/cm³的物体在水中,部分浸没。
求物体的浮力和重力关系。
16. 一艘船在水中,排水量达到8000 kg,问它能承载的最大重量是多少?17. 一个体积为200 cm³的球体,在水中部分浸没,浮力与重力的关系如何?18. 一个球体在水中,密度为1 g/cm³,体积为300 cm ³,求浮力。
初二浮力难题及答案试题

初二浮力难题及答案试题一、选择题1. 一个物体在空气中的重力为10N,浸没在水中时,受到的浮力为8N,那么物体在水中的沉浮状态是()A. 漂浮B. 悬浮C. 沉底D. 无法判断答案:C2. 一个实心的铁球,其密度大于水的密度,将其放入水中,铁球将()A. 漂浮在水面上B. 悬浮在水中C. 沉到水底D. 无法判断答案:C3. 一个物体在水下受到的浮力为5N,当它被提出水面后,浮力变为0N,那么物体的重力是()A. 5NB. 大于5NC. 小于5ND. 无法判断答案:A二、填空题4. 一个物体在空气中的重力为20N,当它完全浸没在水中时,受到的浮力为18N,则物体在水中的沉浮状态是________。
答案:漂浮5. 一个物体在水下受到的浮力为10N,当它被提出水面后,浮力变为0N,那么物体的重力是________。
答案:10N三、计算题6. 一个体积为2000cm³的木块,密度为0.6×10³kg/m³,求木块在水中受到的浮力。
答案:木块在水中受到的浮力为19.6N。
7. 一个实心铁球的质量为2kg,将其完全浸没在水中,求铁球受到的浮力。
(水的密度为1000kg/m³,重力加速度为9.8N/kg)答案:铁球受到的浮力为19.6N。
四、实验题8. 一个物体在空气中的重力为30N,当它完全浸没在水中时,弹簧测力计的读数为20N。
求物体受到的浮力。
答案:物体受到的浮力为10N。
9. 一个体积为1000cm³的物体,当它完全浸没在水中时,弹簧测力计的读数为2N。
求物体的重力。
答案:物体的重力为12N。
五、论述题10. 请解释为什么密度大于水的物体会沉入水底,而密度小于水的物体会漂浮在水面上。
答案:当一个物体的密度大于水的密度时,物体的重力大于它在水中受到的浮力,因此物体会下沉。
相反,当物体的密度小于水的密度时,物体的重力小于它在水中受到的浮力,因此物体会上浮,最终漂浮在水面上。
八年级物理浮力经典难题

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.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)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.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,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)_______________________.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/m3,ρB=________kg/m3.(ρ水=1×103kg/m3)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/m3)()A.1∶1B.8∶5C.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 =21,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BA F F 浮浮=AA 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,BA F F 浮浮=B A F G 浮=B A A gV gV 水ρρ=水ρρA2,B 选项可能. (4)设A 沉底,B 漂浮ρA 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BA F F 浮浮=A A gV gV 水酒精ρρ=Bρρ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25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—5m 3,F 拉=0.6N 图(b )V 露2=52V 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2F 拉=ρ水g (V -V 露1)-ρ水g (V -52V ) F 拉=ρ水g (V -V 露1-53V )=ρ水g (52V -V 露1)代入数值:0.6N =103kg /m 3×10N /kg ×(52V —2×10—5m 3)V =2×10—4m 3图(b )中:F 浮乙=ρ水g53V =1.0×103kg /m 3×10N /kg ×53×2×10—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7.9×103kg /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=7.9×103kg /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-=3333/109.7/10)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 =7969答案 甲、乙铁块质量比为7969. 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⎪⎩⎪⎨⎧+==+=③②①浮浮浮223211F G F GF FG 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 =102ρ水V 排—ρ木V(ρ水V 排—ρ木V 排)=101+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0.6×103kg /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 =SV =23200cm 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=(1.0×103kg /m 3×0.02m 2×0.2m +2.7×103kg /m 3×5×10—4m 3)×10N /kg =53.5N p ′=S F '=20.02m53.5N =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6×103kg /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 =6×103kg /m 2,m B =0.6kg 求:(1)p A ;(2)△p .解 (1)V B =B B m ρ=33/1066.0m 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=1×10-3m 3ρA =ABB A V m V V -+水水ρρ代入数据:ρA =3333333333m100.6kgm 100.1kg/m 10m 10kg/m 101----⨯⨯+⨯⨯ρA =0.5×103kg /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 Aρ水gVA 排=ρA gVAV A 排=水ρρA V A =333335kg/m101m 10kg/m 100.5⨯⨯⨯- =0.5×10-3m 3液面下降△h =SV △=S V V A A 排-=233330.04mm 100.5m 101--⨯-⨯=0.0125m 液面下降△p =ρ水g △h =1.0×103kg /m 3×10N /kg ×0.0125m =125Pa . 答案 A 物体密度为0.5×103kg /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 =Gρ1gV +F =ρgV (ρ为金属密度)ρ=ρ1+gVF(2)解法1 如图1—5—12,球沉底后受力方程如下:图1—5—12F 浮+F =G (N 为支持力) N =G -F 浮=F液体对容器底的压力F ′=n FF ′=m 液g +ρ1gVm 液=g F '-ρ1V =BnF =ρ1V F ′=pS =ρ1gV =n Fρ1g (V 液+V )=n Fρ1gV 液+ρ1gV =n Fm 液=BnF-ρ1V 答案 金属球密度为ρ1+gV F ,容器中液体质量m 液=BnF -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=3/7.227cmg 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gV 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gV 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—15A .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 AV 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+gG 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:⎪⎩⎪⎨⎧-+=-+=②①水水水水)2(21)(1010V V g GA V g V V g G gV A ρρρρ①—② ρ水g 21V =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 0ρ玻=玻V m A =玻gV G A =)3()3(0101V V g V V g --水ρ=010123V 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=0.9×103kg /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 =19.0=109,V 水=109V 冰 V ′=V 冰-V 水=V 冰-109V 冰=101V 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-+)(=3333310cmcm 220cm /9.0cm 230cm /1⨯-⨯g g =3.2g /3cm答案 石块密度为3.2g /3cm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=________.(a ) (b ) (c )图1—5—18精析 经题是将实验和理论综合,要能从体积的变化,找到金属块的质量和体积.解 因为ρ=Vm ,所以要求得ρ,关键是求m 和V .比较(a )和(b )图,金属块体积V =V 2-V 1. 金属块质量可从浮力知识出发去求得.图(a )中,木块漂浮 G 木=F 浮木 ①图(c )中,木块和铁漂浮:G 木+G 铁=F 浮木′ ②②-① G 铁=F 浮木′-F 浮木m 铁g =ρ水g (V 木—V 木排)=ρ水g (V 3—V 1)m 铁=ρ水g (V 3—V 1)ρ=V m 铁=1213V V V V --·ρ水 答案 1213V V V V --·ρ水例26 如图1—5—19所示轻质杠杆,把密度均为4.0×103kg /m 3的甲、乙两个实心物体挂在A 、B 两端时,杠杆在水平位置平衡,若将甲物体浸没在水中,同时把支点从O 移到O ′时,杠杆又在新的位置平衡,若两次支点的距离O O ′为OA 的51,求:甲、乙两个物体的质量之比.图1—5—19精析 仍以杠杆平衡条件为出发点,若将其中一个浸入水中,杠杆的平衡将被破坏,但重新调整力臂,则可使杠杆再次平衡.已知:甲、乙密度ρ=4.0×103kg /m 3,甲到支点O 的距离是力臂l OA ,乙到支点的距离是力臂l OB ,△l =O O ′=51l OA 求:乙甲m m 解 支点为O ,杠杆平衡:G 甲l OA =G 乙l OB ①将甲浸没于水中,A 端受的拉力为G —F 浮甲,为使杠杆再次平衡,应将O 点移至O ′点,O ′点位于O 点右侧.以O ′为支点,杠杆平衡:(G 甲-F 浮甲)(l OA +51l AO )=G 乙(l OB +51l AO ) ② 由②得 G 甲56 l AO —F 浮甲56 l AO =G 乙l OB —51 G 乙l AO 将①代入②得56G 甲l AO —56F 浮甲56 l AO =G 甲l OA —51G 乙l AO 约去l AO ,并将G 甲、F 浮甲,G 乙各式展开 56ρg V 甲-56ρ水g V 甲=ρ水g V 甲-51ρg V 乙 将ρ=4.0×103kg /m 3代入,单位为国际单位.56×4×103V 甲-56×1×103V 甲=4×103V 甲-51×4×103V 乙 得乙甲V V =12 又∵ 甲、乙密度相同:∴ 乙甲m m =乙甲V V ρρ=12 答案 甲、乙两物体质量之比为2∶1例27 (北京市中考试题)某人用绳子将一物体从水面下2m 深处的地方匀速提到水面0.5m 处的过程中,人对物体做功为54J .当将物体拉到有51体积露出水面时,让其静止,此时绳子对物体的拉力为40N .不计绳子的质量,忽略水的阻力,求物体的密度.(g 取10N /kg )精析 分析物体受力,从做功的公式出发,列出方程.已知:h 1=2m h 2=0.5m W =54J V 露=51V ,F =40N 求:ρ解 物体在水中受的拉力为G —F 浮拉力做功:W =(G -F 浮)(h 1—h 2) ①物体在水面静止时:受拉力、重力和浮力F =G —F 浮′ ②由①得 G —F 浮=21Wh h -=m 5.0m 2J54-=36N将G 和F 浮展开ρgV -ρ水gV =36N ③将②式展开ρgV -ρ水gV (V —51V )=40N ④③÷④ gVgV )54()(水水ρρρρ--=N 40N36水水ρρρρ54--=109ρ=2.8×103kg /m 3答案 物体密度为2.8×103kg /m 3。
八年级物理难题

八年级物理难题一、浮力相关难题1. 题目一个体积为80cm³的物块,漂浮在水面上时,有36cm³的体积露出水面。
求:(1)物块所受浮力。
(2)物块的密度。
(g = 10N/kg)解析(1)根据阿基米德原理公式,物块排开水的体积公式。
水的密度公式,公式。
则物块所受浮力公式。
(2)因为物块漂浮,所以公式,即公式,公式。
物块的体积公式。
根据密度公式公式,可得物块的密度公式。
2. 题目把一个质量为60g、体积为100cm³的物块放入足够多的水中,求物块静止时受到的浮力。
(公式)解析首先计算物块的密度公式。
因为水的密度公式,物块的密度小于水的密度,所以物块在水中静止时漂浮。
根据漂浮条件公式,物块的重力公式,所以物块静止时受到的浮力公式。
二、压强相关难题1. 题目如图所示,A、B两个正方体放在水平地面上,A的边长为10cm,B的边长为20cm。
A对地面的压强为2000Pa。
求:(1)A对地面的压力。
(2)若将A、B沿水平方向截去相同的高度h后,A、B剩余部分对地面的压强公式和公式的大小关系。
(公式,公式)解析(1)A的边长公式,根据压强公式公式,公式。
已知公式,则公式对地面的压力公式。
(2)设截去相同高度公式。
公式原来的高度公式,公式原来的高度公式。
公式剩余部分对地面的压强公式。
公式剩余部分对地面的压强公式。
计算公式。
把公式,公式,公式,公式代入可得:公式。
因为公式,公式,所以公式。
2. 题目一个平底容器的质量为0.2kg,底面积为1×10⁻²m²。
在容器中装入0.8kg 的酒精后,将它放在水平地面上。
求:(1)容器对地面的压力。
(2)容器对地面的压强。
(公式,公式)解析(1)容器对地面的压力等于容器和酒精的总重力。
容器的重力公式。
酒精的重力公式。
则容器对地面的压力公式。
(2)根据压强公式公式,已知公式,公式。
则容器对地面的压强公式。
三、光学相关难题1. 题目一束光垂直射到平面镜上,若保持入射光线方向不变,将镜面转过15°角,则反射光线与入射光线的夹角为多少度?解析当一束光垂直射到平面镜上时,入射角为0°,反射角也为0°,反射光线与入射光线重合,夹角为0°。
初中浮力绝对经典难题

一、分割问题:1、小明同学把一个体积为125cm 3苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态,则苹果所受的浮力为 N ,小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小块,如图所示,再将小块放入水中,发现小块沉入水底,据些现象可以推断:若将大块浸没入水中,松手后大块将会 (g=10N/kg,水的密度为1×103kg/m 3)2、如图所示,质量均匀的物体悬浮在水中,现将它沿图示虚线切为大小不等的两块后仍放在水中,则( )A 、大块下沉,小块上浮B 、大块悬浮,小块上浮C 、两块都悬浮D 、两块都下沉二、弹簧测力计1、在弹簧测力计下挂一实心物体,弹簧测力计的示数是F ,如果把物体浸没在水中央,物体静止时弹簧测力计的示数为5F ,则该物体的密度是( ) A 、1.0×103kg/m 3 B 、0.8×103kg/m 3C 、1.5×103kg/m 3D 、1.25×103kg/m 32、如图所示,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. 7.35N3、作业4、将挂在弹簧秤上的物体的一半浸没在水中,弹簧秤的示数比物体未浸入水之前减少了1N ,这个物体的体积是________,当这物体全部浸没在水中时,弹簧秤的示数是3N ,这物体重_______N 、三、溢水问题1、把一根蜡烛放入盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量为4克,若把蜡烛放入盛满水的容器中,则溢出水的质量为(蜡烛的密度为0.9克/立方厘米)A.4克B.5克C.4.5克D.3.6克2、质量为200g的小球,轻轻放入盛满水的容器中,溢出160g的水,静止后小球将()A. 浮出液B.悬浮水中C.沉入水D.无法确定3、(多选题)某容器装满水,轻轻放入一小球后,溢出50g水,则下列判断正确的是()A、小球的质量肯定不小于50gB、小球的质量肯定等于50gC、若小球质量大于50g,则小球的体积一定等于50cm3D、若小球质量等于50g,则小球的体积一定大于50cm3四、V排问题:1、所示,将一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面;把它放入另一种液体中,它却沉入底部。
经典八年级物理浮力计算题(含答案)

浮力计算专题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)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?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。
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(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)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。
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)13、一个物块浮在水面上,它没入水中部分的体积是50cm3,露在水面上的部分体积是25cm3。
2020-2021中考物理浮力类问题-经典压轴题含答案解析

一、初中物理浮力类问题1.如图所示,装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F ,当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F ,池底对石块的支持力为N ,这时( )A .石块所受的浮力为12F F N --B .池底所受压力减小了NC .石块所受的重力大于12F F -D .船所排开水的体积减少了2N F g ρ+水【答案】A 【解析】 【详解】AC .装有石块的小船浮在水面上时,所受浮力为1F ,由漂浮条件可知:1F G G =+石船当把石块卸入水中后,小船所浮力为2F ,则:2F G =船所以:12G F F =-石故C 项不符合题意;石块静止在池底时受力平衡,所以:F NG +=石浮石块所受的浮力:12F G N F F N =-=--石浮故A 项符合题意;B .由图可知,由图水池粗细均匀,所以池底受到的压力等于池中物体的总重力,石块投入水中前面,水、小船、石块的总重力不变,所以池底受到的压力不变,故B 项不符合题意;D .由A 知,石块放入水中后船受到的浮力减小:12F F F G ∆=-=石浮船由阿基米德原理可知船减小的排开水体积:12F F V gρ-∆=排水 石块沉入中静止时:G F N =+石浮则:12F F F N -=+浮所以:2112N F F F F F +=+-浮>故D 项不符合题意;2.三个相同容器里盛有密度不同的三种液体,将同一个小球先后放入三个容器中,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( )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相同D .甲容器对桌面的压力最大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .小球在甲液体中处于漂浮状态,则所受的重力等于浮力,故A 错误;B .小球在丙液体中是下沉的,则所受的浮力小于其所受的重力,而在乙液体中,小球处于悬浮状态,则此时小球所受的浮力等于其所受的重力,即在小球在丙液体中所受浮力小于在乙液体中所受浮力,故B 错误;C .由小球在三种液体中的浮沉状态知,ρ甲>ρ乙>ρ丙,而小球放入液体中后,三个容器中的液面相平,即液体到容器底的深度相同,根据p =ρgh 得,p 甲>p 乙>p 丙,故C 错误;D .由图可知,在甲容器中,小球部分浸入液体中,则排开的液体体积小于小球的体积,而乙、丙中,小球浸没在液体中,则排开液体的体积等于小球的体积,但小球放入液体后,液面相平,所以三个容器中所装的液体的体积的大小关系为V 甲>V 乙=V 丙,而容器对桌面的压力F =G 液+G 容器=m 液g +G 容器=ρVg +G 容器且ρ甲>ρ乙>ρ丙,所以甲容器对桌面的压力最大,故D 正确。
中考物理浮力类问题-经典压轴题及答案

一、初中物理浮力类问题1.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。
将两个完全相同的小球A 、B 分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,B 球有一半体积露出液面,两容器内液面相平。
下列分析正确的是:( )A .两小球所受浮力AB F F > B .两种液体的密度2ρρ=甲乙C .两种液体对容器底部的压强甲乙p p >D .两种液体对容器底部的压力12F F =甲乙 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .A 小球在甲中悬浮,B 小球在乙中漂浮,所受浮力等于各自自身重力,即A A F G =,B B F G =A 、B 两球完全相同,所以重力相等。
则A 、B 两球所受浮力相同,即A B F F =,故A 错误; B .根据浮水排F gV ρ=可得,A 小球在甲中悬浮,则A 所受浮力为A A F gV gV ρρ==甲甲排B 小球在乙中漂浮且有一半体积露出液面,则B 所受浮力为'B B 12F gV gV ρρ==排乙乙 由题意可知,A 、B 两球体积相等且所受浮力相等,即A B A BF F V V ==联立可得甲、乙液体密度的关系为12ρρ=甲乙,故B 错误; C . 由于两容器内液面相平,根据液p gh ρ=可得,两种液体对容器底部的压强分别为p gh ρ=甲甲 p gh ρ=乙乙由上可知甲、乙液体的密度的关系是ρρ<甲乙所以<甲乙p p ,故C 错误;D .由于两容器底面积相同的,根据Fp S=可得,两种液体对容器底部的压力分别为 F p S hS g ρ==甲甲甲 F p S hS g ρ==乙乙乙由上可知甲、乙液体的密度的关系是12ρρ=甲乙 两种液体对容器底部的压力关系为12F F =甲乙,故D 正确。
故选D 。
2.将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g 浓盐水溢出;若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有64g 煤油溢出(浓盐水密度为1.2×103kg/m 3,煤油密度为0.8×103kg/m 3),则以下选项不可能的是( ) A .该物体前后两次所受浮力之比为9:8 B .该物体前后两次排开液体体积之比为3:4 C .该物体的密度为0.9×103kg/m 3 D .该物体在煤油中可能沉底或悬浮 【答案】D 【解析】 【详解】A .因为大烧杯内原来装满浓盐水,所以,由阿基米德原理可知,物体在盐水中受到的浮力F 浮盐水=G 排=G 溢水=m 溢水g =0.072kg ×10N/kg=0.72N物体在煤油中受到的浮力F 浮煤油=G 排=G 溢煤油=m 溢煤油g =0.064kg ×10N/kg=0.64N故该物体前后两次所受浮力之比为0.72N:0.64N=9:8故A 不符合题意;B .该物体前后两次排开液体体积之比为F g ρ浮盐水盐水:F g ρ浮煤油煤油=330.72N 1.210kg /m 10N /kg ⨯⨯:330.64N0.810kg /m 10N /kg⨯⨯ =3:4 故B 不符合题意;D .由F 浮=ρ水V 排g 得排开水的体积V 排水=F gρ浮盐水 =330.72N1.210kg /m 10N /kg⨯⨯ =6×10−5m 3假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积V=V排水=6×10−5m3由于煤油的密度小于盐水,所以物体在煤油中一定下沉,则排开煤油的体积V排煤油=V=6×10−5m3排开煤油的质量应该为m排煤油=ρ煤油V排煤油=0.8×103kg/m3×6×10−5m3=0.048kg=48g因为m排煤油<64g,所以物体在盐水中不能悬浮或下沉;可见,物体在盐水中一定漂浮,则物体的重力G=F浮=0.72N,物体受到煤油的浮力F浮煤油=G排=G溢煤油=m溢煤油g=0.064kg×10N/kg=0.64N因为F浮煤油<G,所以物体在煤油中下沉,故D符合题意;C.则物体的体积V=V排煤油=V溢煤油=m溢煤油煤油=364g0.8g/cm=80cm3物体的质量m=Gg=0.72N10N/kg=0.072kg=72g物体的密度ρ=mV=372g80cm=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3故C不符合题意。
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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 (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.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)例6(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.例7 (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(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10 以下是浮力知识的应用,说确的是()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例11(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——“冲称象”.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)_______________________.例12(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/m3,ρB=________kg/m3.(ρ水=1×103kg/m3)例13(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/m3)()A .1∶1B .8∶5C .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 =21,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BA F F 浮浮=AA 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,BA F F 浮浮=B A F G 浮=B A A gV gV 水ρρ=水ρρA2,B 选项可能. (4)设A 沉底,B 漂浮ρA 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BA F F 浮浮=A A gV gV 水酒精ρρ=Bρρ酒精2.D 选项不可能. 答案 D例14 (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25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—5m 3,F 拉=0.6N 图(b )V 露2=52V 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2F 拉=ρ水g (V -V 露1)-ρ水g (V -52V ) F 拉=ρ水g (V -V 露1-53V )=ρ水g (52V -V 露1)代入数值:0.6N =103kg /m 3×10N /kg ×(52V —2×10—5m 3)V =2×10—4m 3图(b )中:F 浮乙=ρ水g53V =1.0×103kg /m 3×10N /kg ×53×2×10—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7.9×103kg /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=7.9×103kg /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-=3333/109.7/10)19.7(mkg m kg ⨯⨯-=7969质量比:乙甲m m =乙铁甲铁V V ρρ=乙甲V V =7969答案 甲、乙铁块质量比为7969. 例16 (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F1,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F2=1 N的压力,仍有部分体积露出水面.已知:F1=2N,F2=1N,V′=20cm3—2×10—5m3求:ρ水解根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程⎪⎩⎪⎨⎧+==+=③②①浮浮浮223211FGFGFFGF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VFgVVVggVgVFgVgVρρρρρρ代入数值事理,过程中用国际单位(略)ρ水V—ρ木V=102ρ水V排—ρ木V(ρ水V排—ρ木V排)=101+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0.6×103kg /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 =SV =23200cm 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=(1.0×103kg /m 3×0.02m 2×0.2m +2.7×103kg /m 3×5×10—4m 3)×10N /kg =53.5N p ′=S F '=20.02m53.5N =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 (省中考试题)底面积为400cm 2的圆柱形容器装有适量的水,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6×103kg /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 =6×103kg /m 2,m B =0.6kg 求:(1)p A ;(2)△p .解 (1)V B =B B m ρ=33/1066.0m 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=1×10-3m 3ρA =ABB A V m V V -+水水ρρ代入数据:ρA =3333333333m100.6kgm 100.1kg/m 10m 10kg/m 101----⨯⨯+⨯⨯ρA =0.5×103kg /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 Aρ水gVA 排=ρA gVAV A 排=水ρρA V A =333335kg/m 101m 10kg/m 100.5⨯⨯⨯-=0.5×10-3m 3液面下降△h =SV △=S V V A A 排-=233330.04mm 100.5m 101--⨯-⨯=0.0125m 液面下降△p =ρ水g △h =1.0×103kg /m 3×10N /kg ×0.0125m =125Pa . 答案 A 物体密度为0.5×103kg /m 3.液体对容器底压强减少了125Pa .例19 (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,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 =Gρ1gV +F =ρgV (ρ为金属密度)ρ=ρ1+gVF (2)解法1 如图1—5—12,球沉底后受力方程如下:图1—5—12F 浮+F =G (N 为支持力) N =G -F 浮=F液体对容器底的压力F ′=n FF ′=m 液g +ρ1gVm 液=g F '-ρ1V =BnF =ρ1V F ′=pS =ρ1gV =n F ρ1g (V 液+V )=n Fρ1gV 液+ρ1gV =n Fm 液=BnF-ρ1V 答案 金属球密度为ρ1+gV F ,容器中液体质量m 液=BnF -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gV 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gV 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 (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),下面说确的是 ( )(a ) (b )图1—5—15A .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 AV 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 (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V1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y1.1图(b)模型漂浮,有一半体积露出水面.中空部分有2 V1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)(GGFGGFAA浮浮模型里水重图(b),A漂浮将公式展开:⎪⎩⎪⎨⎧-+=-+=②①水水水水)2(21)(11VVgGAVgVVgGgVAρρρρ①—②ρ水g21V=ρ水gV1=2V1(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 0ρ玻=玻V m A =玻gV G A =)3()3(0101V V g V V g --水ρ=010123V V V V --·ρ水 例24 一块冰含有一小石块,放入盛有水的量筒,正好悬浮于水中,此时量筒的水面升高了4.6cm .当冰熔化后,水面又下降了0.44cm .设量筒横截面积为50cm 2,求石块的密度是多少?(ρ水=0.9×103kg /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 =19.0=109,V 水=109V 冰 V ′=V 冰-V 水=V 冰-109V 冰=101V 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-+)(=3333310cmcm 220cm /9.0cm 230cm /1⨯-⨯g g =3.2g /3cm答案 石块密度为3.2g /3cm例25 (市中考试题)在量筒注入适量的水,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=________.(a ) (b ) (c )图1—5—18精析 经题是将实验和理论综合,要能从体积的变化,找到金属块的质量和体积.解 因为ρ=Vm ,所以要求得ρ,关键是求m 和V .比较(a )和(b )图,金属块体积V =V 2-V 1. 金属块质量可从浮力知识出发去求得.图(a )中,木块漂浮 G 木=F 浮木 ①图(c )中,木块和铁漂浮:G 木+G 铁=F 浮木′ ②②-① G 铁=F 浮木′-F 浮木m 铁g =ρ水g (V 木—V 木排)=ρ水g (V 3—V 1)m 铁=ρ水g (V 3—V 1)ρ=Vm 铁=1213V V V V --·ρ水答案 1213V V V V --·ρ水 例26 如图1—5—19所示轻质杠杆,把密度均为4.0×103kg /m 3的甲、乙两个实心物体挂在A 、B 两端时,杠杆在水平位置平衡,若将甲物体浸没在水中,同时把支点从O 移到O ′时,杠杆又在新的位置平衡,若两次支点的距离O O ′为OA 的51,求:甲、乙两个物体的质量之比.图1—5—19精析 仍以杠杆平衡条件为出发点,若将其中一个浸入水中,杠杆的平衡将被破坏,但重新调整力臂,则可使杠杆再次平衡.已知:甲、乙密度ρ=4.0×103kg /m 3,甲到支点O 的距离是力臂l OA ,乙到支点的距离是力臂l OB ,△l =O O ′=51l OA 求:乙甲m m 解 支点为O ,杠杆平衡:G 甲l OA =G 乙l OB ①将甲浸没于水中,A 端受的拉力为G —F 浮甲,为使杠杆再次平衡,应将O 点移至O ′点,O ′点位于O 点右侧.以O ′为支点,杠杆平衡:(G 甲-F 浮甲)(l OA +51l AO )=G 乙(l OB +51l AO ) ② 由②得 G 甲56 l AO —F 浮甲56 l AO =G 乙l OB —51 G 乙l AO 将①代入②得56G 甲l AO —56F 浮甲56 l AO =G 甲l OA —51G 乙l AO 约去l AO ,并将G 甲、F 浮甲,G 乙各式展开56ρg V 甲-56ρ水g V 甲=ρ水g V 甲-51ρg V 乙 将ρ=4.0×103kg /m 3代入,单位为国际单位.56×4×103V 甲-56×1×103V 甲=4×103V 甲-51×4×103V 乙 得乙甲V V =12 又∵ 甲、乙密度相同:∴ 乙甲m m =乙甲V V ρρ=12 答案 甲、乙两物体质量之比为2∶1例27 (市中考试题)某人用绳子将一物体从水面下2m 深处的地方匀速提到水面0.5m 处的过程中,人对物体做功为54J .当将物体拉到有51体积露出水面时,让其静止,此时绳子对物体的拉力为40N .不计绳子的质量,忽略水的阻力,求物体的密度.(g 取10N /kg )精析 分析物体受力,从做功的公式出发,列出方程.已知:h 1=2m h 2=0.5m W =54J V 露=51V , F =40N 求:ρ解 物体在水中受的拉力为G —F 浮拉力做功:W =(G -F 浮)(h 1—h 2) ①物体在水面静止时:受拉力、重力和浮力F =G —F 浮′ ②由①得 G —F 浮=21W h h -=m5.0m 2J 54-=36N 将G 和F 浮展开ρgV -ρ水gV =36N ③将②式展开ρgV -ρ水gV (V —51V )=40N ④ ③÷④ gV gV )54()(水水ρρρρ--=N 40N 36 水水ρρρρ54--=109ρ=2.8×103kg /m 3答案物体密度为2.8×103kg/m3。