中考物理浮力计算题等经典例题
13.中考物理-——浮力经典例题(强烈推荐)

初中物理浮力典型例题 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GA、GB、GC和密度A、B、C. 图1—5—1
例5 将一个蜡块(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.(盐水>水>蜡>酒精) ★例6 将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水中后放手,铜球静止后所受的浮力是多少? 例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=0.8×103kg/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.(酒=0.8×103kg/m3) 例9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 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 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)
江苏中考物理习题专练(10)——压强和浮力(含答案)

江苏中考物理习题专练(10)——压强和浮力一.选择题(共9小题)1.(2020春•工业园区期末)如图所示,两个密度均匀质量相等的圆柱体A、B,底面积之比为S A:S B=2:3.若将A的上方水平截去一段叠放在B的正上方后,A剩余部分对水平面的压强恰好等于此时B对水平面的压强,A剩余部分的高度与叠放后B的总高度相同,A截去的高度与A原高度之比△h:h,A、B的密度之比ρA:ρB,则()A.△h:h=1:3 ρA:ρB=3:2B.△h:h=1:5 ρA:ρB=10:9C.△h:h=1:3 ρA:ρB=1:2D.△h:h=1:5 ρA:ρB=9:10 2.(2020•吴江区模拟)如图所示,完全相同的两个密闭容器内装有不同液体,液面相平。
液体密度分别为ρ1和ρ2,它们分别在水平拉力F1和F2的作用下沿同一水平面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,若F1>F2,则下列关系正确的是()A.ρ1>ρ2B.ρ1=ρ2C.p1=p2D.p1<p2 3.(2020•常熟市一模)放置在水平桌面的两个相同烧杯,分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两实心球分别轻轻放入两杯液体中,静止后的状态如图所示(乙沉底),已知此时甲、乙排开液体的重力相等,下列说法正确的是()A.甲所受的浮力大于乙所受的浮力B.甲所受的重力大于乙所受的重力C.甲的密度小于乙球的密度D.两烧杯中液体对烧杯底部的压强相等4.(2020•相城区模拟)小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。
在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法不正确的是()A.盐水对烧杯底的压强逐渐变小B.盐水的密度变小C.鸡蛋受到的浮力不变D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大5.(2020•昆山市一模)甲乙两个相同的容器分别装有质量相等的酒精和水,设容器底部受到水和酒精的压强分别为p甲和p乙,则二者的关系是()A.p甲>p乙B.p甲<p乙C.p甲=p乙D.无法确定6.(2020•苏州二模)如图1所示,均匀长方体甲、乙放在水平地面上,甲、乙的底面积分别为S、S'(S>S'),此时它们对地面的压强相等。
2020年中考物理浮力计算题专题训练题(精选解析版) (61)

2020年中考物理浮力计算题专题训练题611.核潜艇是潜艇中的一种类型,指以核反应堆为动力来源设计的潜艇。
核潜艇水下续航能力能达到20万海里,自持力达60-90天。
某核潜艇排水量(排水量指潜艇潜行时排开水的质量):6500吨;航速:水上最大16节,水下最大22节;潜深:300m。
(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)该核潜艇在水下航行时受到的浮力是多少?(2)核潜艇潜入水下300m时,受到海水的压强是多少?2.物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究。
在一个圆柱形玻璃容器底部,放一个边长为10cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出),通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图所示的图象。
请解答下列问题。
(1)分析图象可知,水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中,物块受到的浮力______。
(选填“变小”、“不变”或“变大”)(2)水深10cm时水对容器底的压强是______Pa.(g取10N/kg)(3)当容器中水深超过8cm以后,物块处于______状态。
(4)物块的密度为多少?3.如图是公园的水上娱乐设施一水上滚筒,小朋友们在水上滚筒内尽情运动,快乐嬉戏,已知某水上滚筒直径为2m,质量为50kg、最大排水量为0.2m3。
(1)未载人时,计算滚筒漂浮在水面上时排开水的体积;(2)假设每个小朋友的平均质量为40kg,为保证安全,水上滚筒最多能承载几个小朋友?4.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态.求:(1)物块A受到的浮力;(2)物块A的密度;(3)往容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量△p(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示).5.为安全起见,初学游泳者常使用一块泡沫浮板,用双臂把浮板压入水中,借助浮板所受的浮力来辅助游泳。
2020年中考物理浮力计算题专题训练(精选解析版) (9)

2020年中考物理浮力计算题专题训练91.为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼”简称“金枪鱼”自主水下航行器进行深海搜寻其外形与潜艇相似如图所示,相关标准参数为:体积、质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速可达不考虑海水密度变化,密度取它在最大深度所受的海水的压强是多少?假设“金枪鱼”上有面积为的探测窗口,该探测窗口在最大深度处承受海水的压力是多少?“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时它所受的浮力是多少?2.如图是我国的第一艘航母辽宁舰,它满载时的排水量达,吃水深度为10m,已知,求:辽宁舰满载时受到的浮力。
辽宁舰底部所受海水的压强。
3.小明郊游时捡到一块外形不规则的石头为了测定它的密度,小明称出石头和一个盛满水的容器的质量分别为、,然后将石头轻轻放入容器中,又测出了容器的总质量为石头吸水不计,取求:石头的密度;若石头吸水,所测石头的密度是偏大还是偏小,为什么?4.将质量为、体积为的长方体木块放入盛有某种液体的容器中,木块漂浮在液面上,现用力缓慢向下压木块,当力的大小为2N时,木块刚好浸没在液体中,如图所示,求:求木块的密度;液体的密度;当压木块的力为时,木块露出液面的体积5.家住菏泽市区的小刚一家,星期天早8:00开车去某乡村的采摘园采摘,8:30到达采摘园.从菏泽市区到该采摘园全程共20km,车和人总重,车轮与地面总接触面积。
他们又去天香公园,划船时小船排开水的体积是,取求:该车在水平路面上静止时对路面的压强是多大?若汽车在某高速公路上以的速度匀速直线行驶,汽车所受阻力是车和人总重的倍,则该汽车牵引力的功率是多大?小船所受的浮力是多少?6.如图所示是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。
某次打捞作业中,该船将沉没于水下深处的一只密封货箱以的速度匀速打捞出水面,已知该货箱体积为,质量是200t。
取,忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦,不考虑风浪、水流等因素的影响。
2020年中考物理浮力计算题专题训练题(精选解析版) (55)

2020年中考物理浮力计算题专题训练题551.2012年6月27日,中国载人深潜器“蛟龙”号7000米级海试最大下潜深度约达7000米,再创中国载人深潜记录,假设海水的密度不变为1×103kg/m3,它的体积是15m3,求:(1)“蛟龙”号在7000米处受到的压强(不考虑“蛟龙”号的高度)(2)“蛟龙”号此时受到的浮力。
2.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。
小明经过分析画出木块从加水开始到被完全浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图,(如图丙)。
已知,木块质量为300g,体积为400cm3,底面积为100cm2;容器重4N,底面积为300cm2,细线长8cm,t1=60s,t2=300s。
丙求:(1)60s-300s内,木块处于什么状态,所受浮力为多少?(2)t3时刻木块受到的浮力是多少?(3)t3时刻,容器底对桌面压强是多少?3.2017年12月24日,由我国自主研发的世界最大的森林灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙“AG600顺利起飞(图甲)。
AG600长37m,翼展38.8m,高12.1m,最大起飞质量53.5t,最大巡航速度500km/h,可以水陆两种方式起飞和降落。
在水面上汲水后即可奔赴目标区域实施森林灭火。
水的密度取1.0×103kg/m3。
(1)飞机像蜻蜓点水一样通过20秒的滑行,一次汲水12t,如图甲,汲水高度约3m,发动机一次汲水做的功为多大?(2)达到最大起飞质量的飞机停在水面时排开水的体积多大?(3)某次执行灭火任务时,总质量为50t的飞机从水面起飞爬升到空中再飞向目标火场,此过程中飞机爬升高度随水平飞行距离S的变化图象如图乙所示。
若飞机在水平方向飞行速度保持360km/h不变,求在图象O-B的飞行过程中飞机克服重力做功的功率?4.如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,且水未从烧杯中溢出,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示。
中考物理浮力计算题等经典例题知识分享

中考物理浮力计算题等经典例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.....和物体排开液体的体积叙述的内容,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/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/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答案 C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,竖直向下图1—5—3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=1×103kg/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 ·BA ρρ=12 ∵ A 、B 浸没:V 排=V 物 ∴B A F F 浮浮=BA gV gV 水水ρρ=12题目给出浮力比B A F F =58,而现在得BA F F 浮浮=12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''BAF F 浮浮=11,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÷②Ag A Ag V V 水ρρ=B A F F =58∵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 =1.6×103kg/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∶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B A 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ρρA 2,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B A F F 浮浮=A AgV 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g 53V=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/m3答案木块密度为0.6×103kg/m3.例17如图1—5—10(a)所示的圆柱形容器,底面积为200cm2,里面装有高20cm的水,将一个体积为500cm3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/m3,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=500cm3=5×10—4m3,ρ铝=2.7×10—4m3.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 '=20.02m 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6×103kg/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 =BBm ρ=33/1066.0mkg 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 =3333333333m 100.6kgm 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 A ρ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-=233330.04m m 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 ′=nFF ′=m 液g +ρ1gV m 液=g F '-ρ1V =BnF =ρ1V F ′=pS =ρ1gV =nF ρ1g (V 液+V )=nF ρ1gV 液+ρ1gV =nF m 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—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=gF 水浮ρ=gG 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=gF A水浮ρ+gF 水浮木ρ=gG 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=gF 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)(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 3V 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OO ′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 —51G 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=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--=109 ρ=2.8×103kg/m 3答案 物体密度为2.8×103kg/m 3。
2020年中考物理浮力计算题专题训练(精选解析版) (7)
2020年中考物理浮力计算题专题训练71.一质量为750g、体积为长方体木块,让它漂浮在水面上,如图所示,求:木块受到的浮力。
木块浸入水中的体积。
用一根细针将木块压入水中,求木块完全浸没时受到的浮力。
2.图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船,该船长30米,宽15米,吃水深度3米,满载时的排水量80吨,船的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为,若接收的太阳能只用来驱动船前进.在一次航行中,从某一时刻开始,太阳能船收到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示.取求:满载时太阳能船受到的浮力;满载时船底所受到海水的压力;第50s到第100s内牵引力做的功;第50s到第100s的运动过程中,太阳能船的效率.3.某冰块中有一小石块,冰和石块的总质量是55g,将它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中如图甲所示当冰全部熔化后,容器里的水面下降了如图乙所示,若容器的底面积为,已知,求:冰块中冰的体积是多少立方厘米?石块的质量是多少克?石块的密度是多少千克每立方米?4.2014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仿真模型,质量为。
水平地面上有一个质量为足够高的长方体平底薄壁容器,长,宽,内装有深度为的水。
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:该模型漂浮时浸入水中的体积是多少当模型漂浮时,容器对地面的压强是多少若该模型利用容器中的水自动进行充水至悬浮,容器底部受到水的压强比模型未放入水中时增大多少5.重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没在如下图所示的容器内的水中,此时弹簧测力计示数为6N,已知容器底面积为,求:物体受到的浮力物体的密度物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强6.体积为的金属块浸没在水中,求:该金属块排开水的体积;该金属块所受的浮力。
7.据媒体报道中国首艘航母002舰有望在2018年上半年交付部队,从而使得中国海军开始成为拥有两艘航母的强大海军。
2020年中考物理复习专题测试《浮力》(含答案)
2020年中考物理复习专题测试《浮力》一、单选题1.将重为5 N的金属实心球轻轻放入盛满水的溢杯中,若溢出2N的水,小球受到的浮力为()A. 0NB. 2NC. 3ND. 5N2.如图所示的容器中装有水,没有受到浮力的是()A. 物体AB. 物体BC. C部分D. D部分3.桌面上容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。
如图所示,现将小球取出,放入水中,下沉容器底部,试管仍浮在水面上,则()A. 液面下降B. 液面上升C. 容器底受到水的压强不变D. 桌面受到的压强变小4.如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体,把两个完全相同的立方体A、B分别放入这两种液体中,均处于漂浮状态,静止时两个容器中的液面相平,A、B在两种液体中所受浮力分别为F A、F B,液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则()A. F A<F B p甲=p乙B. F A=F B p甲=p乙C. F A=F B p甲<p乙D. F A=F B p甲>p乙5.如图所示,完全是依靠空气的浮力而升空的物体是()A. 同步卫星B. 飞机C. 风筝D. 氢气球6.将一枚重为0.5N的鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时如图所示.然后向杯子里加入一些清水,则()A. 鸡蛋会下沉B. 鸡蛋的重力增加C. 鸡蛋所受浮力变大D. 鸡蛋所受浮力为0.5N7.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M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。
下列分析正确的是()A. 两小球所受浮力F M<F NB. 两种液体的密度ρ甲<ρ乙C. 两种液体对容器底部的压强p甲=p乙D. 两种液体对容器底部的压力F甲>F乙8.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N.把零件浸入密度为0.8×103kg/m3的液体中,当零件1的4体积露出液面时,测力计的示数是6N,则金属零件的体积是(g取10N/kg)()A. 2×10−4m3B. 2.5×10−4m3C. 6×10−4m3D. 7.5×10−4m39.将一支密度计先后放入A、B两容器中,如图所示,两容器中液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到液体的浮力分别是F A、F B,则密度和浮力的关系分别是()A. ρA<ρB,F A=F BB. ρA<ρB,F A>F BC. ρA=ρB,F A>F BD. ρA>ρB,F A=F B10.甲、乙两只完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时两液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则()A. 鸡蛋在盐水中所受浮力F甲>F乙B. 鸡蛋在盐水中所受浮力F甲<F乙C. 盐水的密度p甲>p乙D. 盐水对杯底的压强p甲<p乙二、填空题11.如图,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为4N、体积为100cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为________N,石块静止时,测力计示数为________ N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)12.一个重为0.5 N的木块放入装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态,则木块受到的浮力是________N;若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,则木块受到的浮力将________(选填“变大”、“不变”或“变小”)13.同一艘船从河里驶向海里时,船受到的浮力________,船身将________。
【中考物理】2023届北京市区域重难点一模复习专项分层—浮力计算训练(含解析)
【中考物理】2023届北京市区域重难点一模复习专项分层—浮力计算训练一、计算题1.在一个底面积为200cm2、高度为20cm的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放入一个边长为10cm 的实心正方体物块,然后逐渐向容器中倒入某种液体。
图18反映了物块对容器底部压力的大小F与容器中倒入液体的深度h(0≤h≤6cm)之间的关系,g取10N/kg,求:(1)物块的重力;(2)液体的密度大小;(3)当倒入液体的深度h为11cm时,物块对容器底部的压强。
2.物体浸没在水中,排开水的体积为3×10-3m3,求物体受到的浮力F浮。
3.“奋斗者”号于2020年11月10日在马里亚纳海沟创造了中国深度﹣﹣下潜10909米。
(1)“奋斗者”号在探索马里亚纳海沟的奥秘时,母船与“奋斗者”号信息传递假设要借助于声呐。
在10500m深处的奋斗者号收到正上方母船的指令需要多长时间?(声音在海水中的传播速度是1500m/s)()(2)质量为2.5t的某潜水器在水中匀速下潜时,其所受到的浮力为多少?()(3)水中有两艘潜艇一前一后,两者相距L,且两者始终保持相同的速度v同向前进。
后艇的水下声呐信号到达前艇立即返回,已知声呐信号在水中的传播速度恒为v0,请推导,后艇从发出信号到到达前艇所用的时间t=_____。
4.图甲所示的小球体积为100cm3,质量为120g,将该球放入如图乙所示的盛水容器中。
已知第1页/总10页试卷第2页,共8页水的密度ρ水=1.0×103kg/m 3,g 取10N/kg 。
求:(1)小球浸没在水中时所受的浮力F 浮;(2)小球在水中静止时对容器底的压力F 压。
5.如图所示,用细线将质量为300g 的木块系住,使木块浸没在水中,当木块静止时细线对木块的拉力为1N (g 取10N/kg ,ρ水=1×103kg/m 3),求:(1)木块受到的浮力;(2)木块的密度;(3)若剪断细线,木块再次静止时露出水面的体积。
初中物理浮力经典例题大全及详细解析(强烈推荐)
初中物理浮力经典例题大全及详细解析(强烈推荐)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 =9.8NV 排=g F 水浮ρ=kg/N 8.9m /kg 100.1N8.933⨯⨯=1×10—3m3浸没:V =V 排=1×10—3m3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—3m3V 空=V —V 铜=1×10—3m3—0.49×10—3m3=0.51×10—3m3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 GρA <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 A ρ水g V A 排=ρA gV F 浮B =G Bρ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F1、F2和F3,蜡块重力为G.对蜡块进行受力分析:F1<G,F2=G,F3=G.同一物体,重力G不变,所以F1<F2=F3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∵F2=F3,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 10N5.4⨯=0.9kg /dm 3=0.9kg /dm3×103kg /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 ×0.5×10-3m3=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 =3cm /8.08g g =10cm 3金属块在水中:V 排水=V 金属块=10cm 3m 排水=ρ水V 排水=1g /cm3×10cm 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=0.8×103kg /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=Vm=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 3m 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。
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1 / 211 / 21 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=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,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=物gV物 计算物体在液体中受的浮力:F浮=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 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2 / 212 / 21
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 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GA、GB、GC和密度A、B、C.
图1—5—1 答案 C的重力和密度最大,B居中,A最小. 例5 将一个蜡块(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.(盐水>水>蜡>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(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
答案 C 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.(酒=0.8×103kg/m3) 3 / 213 / 21
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 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
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4 / 214 / 21
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FA∶FB=8∶5,则A=________kg/m3,B=________kg/m3.(水=1×103kg/m3) 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,mA=mB.
BAV
V
=BAmm·BA=12
∵ A、B浸没:V排=V物 ∴ BAFF浮浮=BAgVgV水水=12
题目给出浮力比BAFF=58,而现在得BAFF浮浮=12与已知矛盾.说明假设(1)不成立. (2)设两球均漂浮:因为mA=mB 则应有F浮A′=F浮B′=GA=GB
BAFF浮浮=11,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A<B,所以B应沉底,A漂浮. 解 A漂浮 FA=GA=AgVA ① B沉底 FB=水gVB排=水gVB ②
①÷② AgAAgVV水=BAFF=58 5 / 215 / 21
∵ BAVV=12代入. A=BAFF×ABVV·水=58×21×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3
B=2A=1.6×103kg/m3
答案 A=0.8×103kg/m3,B=0.8×103kg/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A∶B=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(酒精=0.8×103kg/m3) ( ) A.1∶1 B.8∶5 C.2A∶水 D.2酒精∶B
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 ①A漂,B漂 ④A悬,B漂 ⑦A沉,B漂 ②A漂,B悬 ⑤A悬,B悬 ⑧A沉,B悬 ③A漂,B沉 ⑥A悬,B沉 ⑨A沉,B沉 由题目我们可以推出 mA=mB,A∶B=21,则VA=VB=A∶B=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 A<酒精,B<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
BAFF浮浮=AAgVgV水酒精=54×12=58,B选项可能.
(3)设A漂浮,B沉底,这时A<酒精,B<水,
BAFF浮浮=BAFG浮=BAAgVgV水=水A2,B选项可能. 6 / 216 / 21
(4)设A沉底,B漂浮 A应<酒精
∵ B=2A应有B>酒精>水,B不可能漂浮.
∴ 上述状态不可能,而这时的BAFF浮浮=AAgVgV水酒精=B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20cm3,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=20cm3=2×10—5m3,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2 F拉=水g(V-V露1)-水g(V-52V)
F拉=水g(V-V露1-53V)=水g(52V-V露1)
代入数值:0.6N=103kg/m3×10N/kg×(52V—2×10—5m3) V=2×10—4m3