浮力典型计算题20例解析
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浮力计算专题1.边长均为2cm实心正方体的木块和铁块,木块密度为0.6×103kg/m3. 将它们放入水中,待其静止时,分别求出木块和铁块受到的浮力(g=10N/kg)解:,∴木块漂浮(不计分值)(1)F浮木=G=mg=ρ木gV==0.6×103kg/m3×10N/kg×8×10-6m3=0.048N……3分∵,∴铁块下沉(不计分值)(2)F浮铁=ρ木gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-6m3=0.08N ……3分2.弹簧测力计下吊着一重为1.47N的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为0.98N。
求:(1)石块受到的浮力;(2)石块的体积;(3)石块的密度3.如图所示,在空气中称木块重6N;当该木块的3/5体积浸入水中时,弹簧测力计的示数恰好为零.求:(1) 木块的密度多大? (2) 若把木块从测力计上取下,并轻轻放入水里,那么在木块上加多大竖直向下的压力,才能使木块刚好全部浸入水中?(g=10N/kg)(1)ρ木=0.6g/cm3;(2)F压=4N4.如图所示,边长为10 cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求: (1)木块的质量;(2木块在水中所受浮力的大小;(3)木块浸在水中的体积;(4)水对木块下底面的压强。
(取g=10 N/kg)5.一个圆柱形物体悬浮在密度为1.2×103kg/m3的盐水中如图,已知圆柱体的横截面积是10cm2,长度为15cm,物体上表面到液面的距离为5cm,物体上、下表面受到的压力多大?物体受到的浮力是多大?(g=10N/kg)F 上=0.6N,F下=2.4N,F浮=1.8N.6.一个体积为80cm3的物块,漂浮在水面上时,有36cm3的体积露出水面,试问:(l)物块所受浮力为多少? (2)物块的密度为多少?(ρ水=1.0×1O3kg/m3, g=10N/kg)7.在"抗洪抢险"中,几位同学找到了一张总体积为0.3m3质量分布均匀的长方体塑料泡膜床垫,将其放入水中时,床垫有1/5的体积浸没在水中,若g取10N/kg,求:(1) 此时床垫受到的浮力有多大? (2) 床垫的密度是多少?(3)若被救的人的平均质量为50kg,要保证安全,该床垫上一次最多能承载多少个人?(1)F浮=600N;(2)ρ=0.2g/cm3;(3)4人.8.一实心塑料块漂浮在水面上时,排开水的体积是300厘米3。
物理浮力专项训练100(附答案)含解析一、浮力1.甲、乙两个相同的溢水杯分别盛满密度为ρ1、ρ2的液体,若将质量为m 的小球A 轻放入甲溢水杯,小球A 浸没在液体中,从甲杯溢出16g 液体。
若将小球A 轻放入乙溢水杯,小球A 静止时有1/5的体积露出液面,从乙杯溢出20g 液体。
若用细线拉住小球A 使其分别浸没在两杯液体中,如图所示,细线对小球A 的拉力分别为T 1,T 2,则下列判断正确的是A .T 1=0.05NB .T 2=0.04NC .ρ1:ρ2=25:16D .ρA :ρ1=5:4【答案】D 【解析】 【详解】A .根据题意和阿基米德原理可得,小球完全浸没在甲中时,受到的浮力F 浮甲=mg =0.016kg ×10N/kg=0.16N ;小球在乙中漂浮,则小球浸没45的体积,此时小球在乙中受到的浮力为F 浮乙=G =G 排=mg =0.02kg ×10N/kg=0.2N ;小球的质量等于排开液体的质量,即m =20g ;由甲图可得:T 1=G-F 浮甲=0.2N-0.16N=0.04N ;故A 错误; B .因为小球浸没45的体积,此时小球在乙中受到的浮力为F 浮乙=0.2N ;则当小球全部浸没在乙中时,小球受到的浮力:F 浮乙′=0.2N45=0.26N ;故由乙图可得:T 2=F 浮乙′-G =0.25N-0.2N=0.05N .故B 错误; C .小球在乙中漂浮,即F 浮=G ,ρ 2×45V A g = ρ A V A g即ρ A :ρ2=4:5;F 浮甲=ρ 1gV A =0.16N ,F 浮乙= ρ 2×45V A g =0.2N , 12ρρ=0.16N 50.2N4⨯=16:25,故C 错误;D .ρ A :ρ 1=A 2ρρ:12ρρ=54:1625=54;故D 正确.2.水平桌面上有两个相同的烧杯甲和乙,内盛有密度不同的盐水.将同一鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个烧杯中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示.若甲、乙两杯盐水对容器底的压强分别为p 甲和p 乙,鸡蛋排开盐水的质量分别是m 甲和m 乙.则A .p 甲=p 乙m 甲=m 乙B .p 甲<p 乙m 甲>m 乙C .p 甲<p 乙m 甲=m 乙D .p 甲>p 乙m 甲>m 乙【答案】C 【解析】 试题分析:(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为ρ液>ρ物时物体漂浮,ρ液=ρ物时物体悬浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,因为p=ρgh ,且两杯中液面相平,所以乙杯底压强大于甲杯底压强.(2)因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,因为F 浮=G 排=m 排g ,浮力相同,所以鸡蛋排开盐水的质量相同. 故选C .3.在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛相同深度的盐水.将同一个鸡蛋分别放入其中,鸡蛋静止时如图所示.鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为F 1和F 2,盐水对容器底部压强分别为p 1和p 2,则,A .F 1>F 2,p 1>p 2B .F 1=F 2,p 1>p 2C .F 1<F 2,p 1=p 2D .F 1=F 2,p 1<p 2【答案】D 【解析】 【详解】鸡蛋悬浮在甲杯中,受到盐水的浮力等于鸡蛋重力;鸡蛋漂浮在乙杯中,受到盐水的浮力也等于鸡蛋重力;所以鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小相等,即:F 1=F 2; 鸡蛋悬浮在甲杯中,ρ鸡蛋=ρ盐水甲;鸡蛋漂浮在乙杯中,ρ鸡蛋ρ<盐水乙; 盐水深度相同,根据液体压强公式p gh ρ=,则12p p <, ABC .不符合题意,错误。
浮力20道计算题含答案1.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,溢出水的质量是多少g.将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是多少g.( 酒=0.8×103kg/m3)2.一个金属块挂在弹簧测力计上,在空气中称读数为34牛,把它侵没在水中称测力计读数为24牛,此金属块受到的浮力是多少? 体积为多大?密度为多大?(g=10N/㎏)3.有一金属块挂在弹簧测力计下,在空气中称时弹簧测力计的示数为15N,将它浸没在水中称时弹簧测力计的示数为5N,g=10N/kg.求:①金属块受到的浮力;②金属块的体积;③金属块的密度。
4.如图所示,将边长是10cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的大水槽中。
待木块静止时,从水槽中溢出了550g水,g取10N/kg,求:(1)木块静止时受到的浮力大小;(2)木块的密度;(3)木块静止时下表面受到的水的压强大小。
5.为增加学生的国防知识,某中学九(7)班同学到东海舰队参观某型号潜水艇。
潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造,最大下潜深度可达350m.潜水艇的总体积为1.5×103m3,艇内两侧有水舱,潜水艇截面如图所示。
通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。
(海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg)(1)水舱未充海水时,潜水艇总重力为9.27×106N,此时,漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少?(2)为使潜水艇完全潜入水中,至少应向水舱充入海水的重力是多少?(3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么?6.如图所示,容器重为16N,底面积100cm2,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着并完全浸没在水中,已知水重200N,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,g取10N/kg,试求:(1)容器对桌面的压强是多少?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?7.如图所示,边长分别为0.2米和0.1米的实心正方体A、B放置在水平地面上,ρA=0.1×103kg/m3、ρB=0.8×103kg/m3。
浮力的计算一.解答题(共30小题)1.自钓鱼岛事件发生后,中国派出先进的海监船在钓鱼岛附近海域巡航,“中国海监50”是中国海监船建设项目二期工程中吨位最大、科技含量最高的一艘船,型长98米,型宽15.2米,型深7.8米,排水量4000吨.该船在其姐妹船“中国海监83”的基础上对一些重要设备进行了升级改造,对舱室布置作了优化调整,采用了当今世界先进的ABB电力全回转推进系统,最大航速18节,续航力大于8000海里,自持力60天.(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)满载时,“中国海监50”船受到的浮力有多大?(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?(3)从某一时刻开始,“中国海监50”受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示,“中国海监50”的运动速度v与时间t的关系如图乙所示.第50s钟到100s钟内牵引力的功率为多少?2.如图甲所示,正方体石料在钢丝绳拉力作用下,从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降,直至没入水中.图乙是钢丝绳拉力F随时间t变化的图象.(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3).求:水(1)石料全部没入水中时受到的浮力.(2)石料的体积.(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率.3.如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体.弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示:(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体始终没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?(2)筒内液体密度是多少?(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?4.某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:(1)木块受到的浮力是多少?(2)液体的密度是多少?(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?5.如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg 的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水=1.0×103kg/m3)(1)求面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强.6.如图所示,用细绳系住体积为3×10﹣4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5N,容器和水的总质量是0.7kg,容器与水平桌面的接触面积是100cm2.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)物体A受到的浮力;(2)物体A的密度;(3)容器对桌面的压强.7.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.8.在弹簧测力计下悬挂一个小球,示数为4.2N.当把小球的一半体积浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.7N.已知水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.问:(1)小球所受的浮力为多大?(2)小球的总体积为多大?(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中.9.如图甲所示,用吊车将棱长为1m的正方体花岗岩石从距水面1m高的A处沿竖直方向匀速放入水中.在整个过程中,钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示.求:(1)花岗岩石浸没在水中=2m)时下表面受到水的压强;(3)花岗岩石的时受到的浮力;(2)花岗岩石下落到图甲B处(h密度.10.如图所示,用弹簧秤悬挂一物体,在空气中弹簧秤示数为6N,当物体浸没在水中弹簧秤的示数是4N,g=10N/kg.求:(1)物体的重力G;(2)物体浸没在水中受到的浮力F;(3)物体浸没浮时排开水的体积V和物体的密度ρ.11.将一边长是0.1m的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg 的水.(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3).(1)求正方体受到的浮力;(2)求正方体排开水的体水积;(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据;(4)求正方体的密度.12破冰船是赴极地考察的重要工具.我国“雪龙”号破冰船满载时的总质量是2×104t,求:(1)破冰船在海上满载航行时,受到的浮力是多大?(2)某次破冰时,破冰船与冰面的接触面积是10m2,冰面受到压力为破冰船满载时总重力的0.1倍,破冰船对冰面的压强是多大?13.如图所示,边长为10cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m3,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求:(1)木块静止在水中时所受浮力的大小;(2)木块浸在水中的体积;(3)水对木块下底面的压强.14.一边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:(1)木块所受的浮力大小?(2)细线的拉力大小?(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?15.如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h.现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保=1.0×103kg/m3)求:(1)持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示.(g=10N/kg,ρ水物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?(3)物体的密度是多少kg/m3?(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?16.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4N,当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6N,g=10N/kg,求:(1)金属零件所受浮力为多少?(2)金属零件的体积为多少?(3)金属零件的密度为多少?17.如图所示,一个半径为r的实心球体处于某种液体中,球体最上端距离液面的距离为h,求液体对球体向下的压力.(已知液体的密度为ρ,球体的体积为π?r3)18.一个金属块在空气中重3.8N,将它浸没在盛满水的溢水杯中时有50mL的水从溢水杯流入到量筒中,求.(1)金属块的体积.(2)金属块在水中受到的浮力.(取g=9.8N/kg)(3)金属块在水中时,弹簧测力计的示数.(4)金属块的密度.19.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.已知泡沫浮板的密度是0.1×103kg/m3,体积为3000cm3.(水的密度1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)当浮板自由漂浮在水面上时,浮板受到的浮力的大小.(2)浮板被压没入水中静止时,浮板受到双臂的压力的大小.20.水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g圆筒,筒内装有16cm深的某液体,弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示.(圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出)求:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是多少?(2)筒内液体的密度是多少?(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?21.中国第一艘航母﹣﹣辽宁舰于2012年9月正式服役.该舰长304m、宽70.5m,满载时排水量67500t,最高航速60km/h.已知海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg.求:(1)满载时该舰受到的浮力;(2)海面下7m处的舰体受到海水的压强;(3)辽宁舰在执行任务时,以40km/h的速度匀速航行5h,若航行时的阻力为1.5×107N,则这一过程中动力所做的功是多少?22.如图(1)溢水杯中装满水(水的密度用表示),将一正方体木块(棱长为a)轻轻放入溢水杯中,木块静止时浸入水的深度为,现在用一根轻细钢针对着木块上表面中心竖直向下施加压力F,F从0慢慢增加,直到木块恰好完全浸没水中.解题时用ρ、a、g表示相关量(1)求木块恰好完全浸没水中时压力Fm(2)在F从O增至F过程中,木块浸没在水中的深度x从增到a,推导出F与x间的函数关系式m(3)将F、x的函数关系图象画在相应的坐标系中,并标出两端点的横、纵坐标.23.将一体积是1000cm3的实心立方体木块轻轻地放人盛满水的大烧杯内,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)木块排开水的体积.24.一块质量为1kg的木块浮在水面上,它的密度是0.6×103kg/m3,木块漂浮在水面上时,受到的浮力是多大?要把木块全部浸入水中,至少需要加多大竖直向下的压力?25.某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置.它的底部较重,可以竖直漂浮在水面,总质量为0.21kg,底面积为3×10﹣3m2,不放物体时,在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线,如图.请解答下列问题(g取10N/kg)(1)不放物体时.该装置所受的浮力是多大?(2)如图所示,在该装置中放入一个体积为1.5×10﹣5m3的物块A,它的底部在水面下的深度h=0.11m.此时,该装置受到的浮力是多大?与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克?(3)物块A的密度是多少?26.你了解水陆两用坦克吗?水陆两用坦克的车体比普通坦克要大,呈船形,所以能在水中浮动.有的利用特制的履带划水前进;有的用螺旋桨推进;有的用推进器喷水前进,两用坦克在水上航速不超过15km/h的,车辆的全部重力主要是依靠浮力来支持.在水上航速超过15km/h时,浮力有所减少,这时的水动力作用不可忽视,即两种力量共同支撑着坦克,使其不会下沉.如图所示,水陆两用坦克,总质量22t.水上最大速度14km/h,最大航程超过90km.陆地最大速度55km/h,最大行程超过385km.履带着地的面积约4m2,可越过2.9m壕沟,这种坦克配备的是450kW的柴油机.请你根据短文中信息,结合所学的知识回答问题:(g=10N/kg)(1)如图所示的水陆两用坦克,在水上航行时,所受的浮力约为N,排开水的体积约为m3.(2)如图所示的水陆两用坦克,在陆地行驶时,对地面的压强约为Pa.以最大速度行驶385km 的时间为h(3)使水陆两用坦克前进的三种方式中,涉及到“物体间力的作用是相互的”这一重要知识是()A.只有履带的划水前进B.只有螺旋桨推进C.只有推进器喷水前进D.三种方式都涉及(4)柴油机的效率(30%一45%),柴油的热值3.3×107J/kg.这种水陆两用坦克的油箱所装柴油的质量一定超过多少千克.27.某桥梁施工队的工人用如图所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件.已知工件的质量为100kg 工人的质量为70kg.工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60%.若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg.求:;(1)工件浸没在水中时所受的浮力F浮;(结果保留两位有效数字)(2)工件完全打捞出水面后,滑轮组的机械效率η2(3)工件完全打捞出水面后,以0.2m/s的速度被匀速提升,工人拉绳的功率P.228.小明同学注意到新闻节目中经常报道国际原油价格涨至多少美元一桶,又报道我国进口原油价格每吨提高多少元.他想知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系.经过努力,小明设法获得“胜利原油”样品若干,并将密度为0.6×103kg/m3.体积为200cm3的立方体木块放入原油中,木块漂浮在油面上,经测量木块有的体积露出油面(g=10N/kg).求:(1)木块受到的浮力.(2)原油的密度.(3)若每桶原油的体积为m3,1t原油等于多少桶?29.有质量为24kg、体积为6×10﹣3m3的贵重物体不慎掉入河里,一名潜水员下水去打捞它.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)物体的重力;(2)物体的密度;(3)物体在水中受到的浮力;(4)潜水员潜到水下5m深处时受到水的压强.30.在南极考察中使用的海洋破冰船,针对不同的冰层有不同的破冰方法.其中一种破冰方法是:接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎.(1)当破冰船航行于海面时,它的排水体积约为1500m3,求船自身的重力.(2)在一次破冰行动中,当船冲到冰面上时,船的排水体积变为原来的三分之一,船与冰层接触面积为5m2,此时破冰船对冰层的压强是多少?(海水的密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg)浮力的计算参考答案与试题解析一.解答题(共30小题)1.(2016?麻城市模拟)自钓鱼岛事件发生后,中国派出先进的海监船在钓鱼岛附近海域巡航,“中国海监50”是中国海监船建设项目二期工程中吨位最大、科技含量最高的一艘船,型长98米,型宽15.2米,型深7.8米,排水量4000吨.该船在其姐妹船“中国海监83”的基础上对一些重要设备进行了升级改造,对舱室布置作了优化调整,采用了当今世界先进的ABB电力全回转推进系统,最大航速18节,续航力大于8000海里,自持力60天.(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)满载时,“中国海监50”船受到的浮力有多大?(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?(3)从某一时刻开始,“中国海监50”受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示,“中国海监50”的运动速度v与时间t的关系如图乙所示.第50s钟到100s钟内牵引力的功率为多少?【解答】解:(1)船的排水量为:m排=4000t=4×106kg,“中国海监50”所受到的浮力为:F浮=G排=m排g=4×106kg×10N/kg=4×107N.(2)船底某处的压强为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa.(3)由甲图知,“中国海监50”在第50s钟到100s钟内匀速行驶,所以F=8×108N,由乙图知,船的速度是v=0.5m/s,船的推进力的功率:P=Fv=8×108N×0.5m/s=4×108W.答:(1)满载时,“中国海监50”船受到的浮力是4×107N.(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是6×104Pa.(3)第50s钟到100s钟内牵引力的功率为4×108W.2.(2015?盘锦)如图甲所示,正方体石料在钢丝绳拉力作用下,从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降,直至没入水中.图乙是钢丝绳拉力F随时间t变化的图象.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).求:(1)石料全部没入水中时受到的浮力.(2)石料的体积.(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率.【解答】解:(1)由图象可知:在空气中受到的拉力F1=2.5×104N,浸没在水中受到的拉力F2=1.5×104N因为匀速下降浸没水中石料全部浸没水中受到的浮力F浮=F1﹣F2=2.5×104N﹣1.5×104N=1.0×104N;(2)根据F浮=G排=ρ液V排g石料的体积V石=V排===1m3;(3)根据V=l3=1m3,得石料边长l=1m由图可知200s至300s之间石料下降1m石料运动的速度V石===0.01m/s;石料浸没后钢丝绳拉力的功率P===Fv=1.5×104N×0.01m/s=150W.答:(1)石料全部没入水中受到的浮力1.0×104N;(2)石料的体积1m3;(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率150W.3.(2015?怀化)如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体.弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示:(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体始终没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?(2)筒内液体密度是多少?(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?【解答】解:(1)由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=18N;当h≥10cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F=13.2N;所以F浮=G﹣F=18N﹣13.2N=4.8N;(2)物体排开液体的体积V排=V物=60×10×10﹣6m3=6×10﹣4m3由F浮=ρ液gV排得:ρ液===0.8×103kg/m3(3)液体的质量m液=ρ液V液=0.8×103kg/m3×100×20×10﹣6m3=1.6kg将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对地面的压力F′=(m液+m筒)g+G物﹣F拉=(1.6kg+0.5kg)×10N/kg+18N﹣13.2N=25.8Np==2.58×103Pa.答:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是4.8N;(2)筒内液体的密度是0.8×103kg/m3;(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是2.58×103Pa.4.(2015?兰州)某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:(1)木块受到的浮力是多少?(2)液体的密度是多少?(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?【解答】解:(1)木块受到的浮力为F浮=F+G=2N+1.2N=3.2N;(2)因为F浮=ρ液gV排,所以液体的密度为ρ液===1.6×103kg/m3;(3)因为G=mg,所以木块的质量为m===0.12kg,木块的密度为ρ===0.6×103kg/m3,因为ρ<ρ液,所以木块最终静止在液面上,受到的浮力为F浮′=G=1.2N.答:(1)木块受到的浮力是3.2N;(2)液体的密度是1.6×103kg/m3;(3)剪断细绳,木块稳定时处于静止状态,所受浮力是1.2N.5.(2015?潍坊)如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)(1)求物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强.【解答】解:(1)已知V排=4.0×10﹣5m3,则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N.(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,则质量m===0.04kg;物块的密度ρ===0.8×103kg/m3;(3)由ρ=得水的体积为V水===5×10﹣4m3,物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积V=V水+V物=5×10﹣4m3+5×10﹣5m3=5.5×10﹣4m3则水的深度为h===0.11m,所以水对容器底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa.答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;(3)此时水对容器底的压强1.1×103Pa.6.(2015?南充)如图所示,用细绳系住体积为3×10﹣4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5N,容器和水的总质量是0.7kg,容器与水平桌面的接触面积是100cm2.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)物体A受到的浮力;(2)物体A的密度;(3)容器对桌面的压强.【解答】解:(1)物体所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=3N;(2)由于物体处于静止状态,受力平衡,则G A =F 浮+F 拉=3N+1.5N=4.5N , 质量为m A ===0.45kg ;则物体的密度ρA ===1.5×103kg/m 3.(3)容器内水和容器的重力: G′=m′g=0.7kg×10N/kg=7N,以容器、水以及物体作为整体研究,受力平衡,桌面受到的压力大小为: F=G′+F 浮=7N+3N=10N , 所以容器对桌面的压强:p===1000Pa .答:(1)物体A 受到的浮力为3N ; (2)物体A 的密度为1.5×103kg/m 3; (3)容器对桌面的压强为1000Pa . 7.(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/m 3×10N/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 . 8.(2015?莆田)在弹簧测力计下悬挂一个小球,示数为4.2N .当把小球的一半体积浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.7N .已知水=1.0×103kg/m 3,g 取10N/kg .问: (1)小球所受的浮力为多大? (2)小球的总体积为多大?(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中. 【解答】解:(1)小球受到水的浮力: F 浮=G ﹣F 拉=4.2N ﹣1.7N=2.5N ; (2)由F 浮=ρ水gV 排得: 小球排开水的体积:V 排===2.5×10﹣4m 3.由于小球的一半体积浸没在水中时,则物体体积:V=2V 排=2×2.5×10﹣4m 3=5×10﹣4m 3.(3)小球浸没在水中所受的浮力:F 浮′=ρ水gV 排=1×103kg/m 3×10N/kg×5×10﹣4m 3=5N >4.2N , 即F 浮′>G ,所以,小球浸没在水中所受的浮力放手后,不能悬浮在水中,会上浮. 答:(1)小球所受的浮力为2.5N ; (2)小球的总体积为5×10﹣4m 3.(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,小球不能悬浮在水中,会上浮. 9.(2015?钦州)如图甲所示,用吊车将棱长为1m 的正方体花岗岩石从距水面1m 高的A 处沿竖直方向匀速放入水中.在整个过程中,钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示.求:(1)花岗岩石浸没在水中时受到的浮力;(2)花岗岩石下落到图甲B 处(h 0=2m )时下表面受到水的压强; (3)花岗岩石的密度.【解答】解:(1)V 排=V 物=1m 3,F 浮=ρgV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×1m 3=1.0×104N ,(2)花岗岩石下落到图甲B 处(h 0=2m )时,下表面距离水的深度h=2m+1m=3m , 下表面受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m 3×10N/kg×3m=3×104Pa , (3)由图可知,花岗岩石的重力G=F=2.8×104N , 花岗岩石的质量m===2.8×103kg ,花岗岩石的密度ρ===2.8×103kg/m 3.答:(1)花岗岩石浸没在水中时受到的浮力为1.0×104N ;(2)花岗岩石下落到图甲B 处(h 0=2m )时下表面受到水的压强为3×104Pa ; (3)花岗岩石的密度为2.8×103kg/m 3. 10.(2015?乐山)如图所示,用弹簧秤悬挂一物体,在空气中弹簧秤示数为6N ,当物体浸没在水中弹簧秤的示数是4N ,g=10N/kg .求: (1)物体的重力G ;(2)物体浸没在水中受到的浮力F 浮;(3)物体浸没时排开水的体积V 和物体的密度ρ. 【解答】解:(1)由题意知,物体的重力G=6N ;(2)物体浸没在水中受到的浮力F 浮=G ﹣F 视=6N ﹣4N=2N . (3)由F 浮=ρgV 排,可得,V=V 排===2×10﹣4m 3,物体的质量m===0.6kg ,物体的密度ρ===3×103kg/m 3.答:(1)物体的重力G 为6N ;(2)物体浸没在水中受到的浮力F 浮为2N .(3)物体浸没时排开水的体积V 为2×10﹣4m 3,物体的密度ρ为3×103kg/m 3. 11.(2015?昆明)将一边长是0.1m 的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg 的水.(g 取10N/kg ,ρ水=1.0×103kg/m 3). (1)求正方体受到的浮力; (2)求正方体排开水的体积;(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据; (4)求正方体的密度. 【解答】解:(1)根据阿基米德原理可知,正方体受到的浮力: F 浮=G 排=m 排g=0.6kg×10N/kg=6N; (2)由得,正方体排开水的体积:V 排水===6×10﹣4m 3;(3)正方体的体积V=(0.1m )3=1×10﹣3m 3>V 排水,所以,正方体在水中静止时处于漂浮状态.(4)因为正方体在水中静止时漂浮,所以G=F 浮=6N , 正方体的质量为m===0.6kg ,正方体的密度==0.6×103kg/m 3.答:(1)正方体受到的浮力为6N ;(2)正方体排开水的体积为6×10﹣4m 3;(3)正方体在水中静止时处于漂浮状态,判断依据是正方体的体积大于其排开水的体积; (4)正方体的密度0.6×103kg/m 3. 12.(2015?广西)破冰船是赴极地考察的重要工具.我国“雪龙”号破冰船满载时的总质量是2×104t ,求:(1)破冰船在海上满载航行时,受到的浮力是多大?(2)某次破冰时,破冰船与冰面的接触面积是10m 2,冰面受到压力为破冰船满载时总重力的0.1倍,破冰船对冰面的压强是多大? 【解答】解:(1)满载时总质量约为m=20000t=2×107kg ; 根据阿基米德原理可知:满载时所受的浮力F 浮=G=mg=2×107kg×10N/kg=2×108N ; (2)冰面受到的压力F=0.1G=0.1×2×108N=2×107N , 船对冰面的压强p===2×106Pa .答:(1)满载时所受的浮力是2×108N ; (2)船对冰面的压强为2×106Pa . 13.(2015春?安顺期末)如图所示,边长为10cm 的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m 3,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求: (1)木块静止在水中时所受浮力的大小; (2)木块浸在水中的体积; (3)水对木块下底面的压强. 【解答】解:(1)V=(0.1m )3=10﹣3m 3由可得,木块的质量:m=ρV=0.6×103kg/m 3×10﹣3m 3=0.6kg ; 木块的重力:G=mg=0.6kg×10N/kg=6N,因为ρ木<ρ水,所以,木块静止在水中时处于漂浮状态,则 F 浮=G=6N ;(2)由F 浮=ρgV 排可得,V 排===6×10﹣4m 3;(3)深度h===0.06m则利用压强公式p=ρgh,代入数据,p=1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.06m=6×102Pa ; 答:(1)木块在水中所受浮力的大小为6N ; (2)木块浸在水中的体积6×10﹣4m 3; (3)水对木块下底面的压强6×102Pa .14.(2014?巴中)一边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:(1)木块所受的浮力大小?(2)细线的拉力大小?(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?【解答】解:(1)∵木块完全浸没,∴V排=V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,(2)G木=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N.∵F浮=F拉+G,∴绳子对木块的拉力:F拉=F浮﹣G=10N﹣6N=4N;(3)木块漂浮在水面上:F浮=G木=6N;浮力是液体对物体上下表面的压力差,所以下表面的压力F=F浮=6N,下表面的压强p===600Pa答:(1)木块所受的浮力为10N;(2)绳子对木块的拉力为4N;(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是600Pa.15.(2014?遂宁)如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h.现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?(3)物体的密度是多少kg/m3?(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?【解答】解:(1)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1m)3=104N;(2)由图象可知露出水面后绳子的拉力即物体的重力G=3×104N,当重物未露出水面时,拉力F1=G﹣F浮=3×104N﹣104N=2×104N;(3)物体的质量m===3×103kg,密度ρ===3×103kg/m3;(4)从上表面离开水面到下表面离开水面用时10s,所以运动速度:v===0.1m/s,上表面从水底上升至表面用时30s,所以物体据液面深度:h=vt=0.1m/s×30s=3m,p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa.答:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是104N;(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是2×104N;(3)物体的密度是3×103kg/m3;(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是3×104Pa.16.(2014?衡阳)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4N,当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6N,g=10N/kg,求:(1)金属零件所受浮力为多少?(2)金属零件的体积为多少?。
浮力压强30道计算题1.物体A的体积是2×10﹣3m3,将它放入水中,露出水面的体积是整个体积的四分之一,物体下表面距液面0.15m,如图所示.(g取10 N/kg)求:(1)物体A所受的浮力是多少?(2)物体A的密度是多大?(3)物体下表面受到的液体压强有多大?(4)在A上放一个多重的物体可以使A刚好全部浸入水中?2.将边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大水槽内.待木块静止时,从水槽中溢出了600g 水,g取10N/kg,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。
3.如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2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,求:(1)木块浸没在水中受到的浮力(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少解:4.如图所示,不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为150cm2.现将一边长为0.1m、质地均匀的正方体物块放在容器底部,当缓慢持续地向容器中注入400cm3的水时,物块对容器底部的压力恰好为零.求:(1)水对容器底部的压强是多少?(2)物块受到水的浮力是多少?(3)再次向容器中缓慢注水,当容器中水的深度达到12cm时停止注水,第二次注入水的质量是多少?解:5.如图所示,边长分别为0.1米和0.2米的实心正方体甲、乙放置在水平地面上,物体甲和物体乙的质量均为6千克.求:①物体甲的密度.②物体乙对水平地面的压强.③小明设想在保持物体甲、乙原有放置方式的情况下,分别在甲和乙的上部沿水平方向截去体积相等的部分,甲对水平地面的压强减小量为△P甲,乙对水平地面的压强减小量为△P乙.则△P甲:△P乙= (写出计算过程).6.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B 控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有3/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,即没有发生形变(已知水的密度为1.0×103kg/m3,不计弹簧所受的浮力,g取10N/kg)(1)求此时容器底部受到水的压强;(2)求木块A的密度;(3)先向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没在水中,此时弹簧对木块的作用力为F1,再打开阀门B缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求F1与F2之比。
浮力20道计算题含答案1.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,溢出水的质量是多少g.将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是多少g.( 酒=0.8×103kg/m3)2.一个金属块挂在弹簧测力计上,在空气中称读数为34牛,把它侵没在水中称测力计读数为24牛,此金属块受到的浮力是多少? 体积为多大?密度为多大?(g=10N/㎏)3.有一金属块挂在弹簧测力计下,在空气中称时弹簧测力计的示数为15N,将它浸没在水中称时弹簧测力计的示数为5N,g=10N/kg.求:①金属块受到的浮力;②金属块的体积;③金属块的密度。
4.如图所示,将边长是10cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的大水槽中。
待木块静止时,从水槽中溢出了550g水,g取10N/kg,求:(1)木块静止时受到的浮力大小;(2)木块的密度;(3)木块静止时下表面受到的水的压强大小。
5.为增加学生的国防知识,某中学九(7)班同学到东海舰队参观某型号潜水艇。
潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造,最大下潜深度可达350m.潜水艇的总体积为1.5×103m3,艇内两侧有水舱,潜水艇截面如图所示。
通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。
(海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg)(1)水舱未充海水时,潜水艇总重力为9.27×106N,此时,漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少?(2)为使潜水艇完全潜入水中,至少应向水舱充入海水的重力是多少?(3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么?6.如图所示,容器重为16N,底面积100cm2,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着并完全浸没在水中,已知水重200N,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,g取10N/kg,试求:(1)容器对桌面的压强是多少?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?7.如图所示,边长分别为0.2米和0.1米的实心正方体A、B放置在水平地面上,ρA=0.1×103kg/m3、ρB=0.8×103kg/m3。
物理浮力题20套(带答案)含解析一、浮力1.甲、乙两个相同的溢水杯分别盛满密度为ρ1、ρ2的液体,若将质量为m 的小球A 轻放入甲溢水杯,小球A 浸没在液体中,从甲杯溢出16g 液体。
若将小球A 轻放入乙溢水杯,小球A 静止时有1/5的体积露出液面,从乙杯溢出20g 液体。
若用细线拉住小球A 使其分别浸没在两杯液体中,如图所示,细线对小球A 的拉力分别为T 1,T 2,则下列判断正确的是A .T 1=0.05NB .T 2=0.04NC .ρ1:ρ2=25:16D .ρA :ρ1=5:4【答案】D 【解析】 【详解】A .根据题意和阿基米德原理可得,小球完全浸没在甲中时,受到的浮力F 浮甲=mg =0.016kg ×10N/kg=0.16N ;小球在乙中漂浮,则小球浸没45的体积,此时小球在乙中受到的浮力为F 浮乙=G =G 排=mg =0.02kg ×10N/kg=0.2N ;小球的质量等于排开液体的质量,即m =20g ;由甲图可得:T 1=G-F 浮甲=0.2N-0.16N=0.04N ;故A 错误; B .因为小球浸没45的体积,此时小球在乙中受到的浮力为F 浮乙=0.2N ;则当小球全部浸没在乙中时,小球受到的浮力:F 浮乙′=0.2N45=0.26N ;故由乙图可得:T 2=F 浮乙′-G =0.25N-0.2N=0.05N .故B 错误; C .小球在乙中漂浮,即F 浮=G ,ρ 2×45V A g = ρ A V A g即ρ A :ρ2=4:5;F 浮甲=ρ 1gV A =0.16N ,F 浮乙= ρ 2×45V A g =0.2N , 12ρρ=0.16N 50.2N4⨯=16:25,故C 错误;D .ρ A :ρ 1=A 2ρρ:12ρρ=54:1625=54;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.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲所示).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( )A .密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大B .密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大C .乙烧杯中液体的密度较大D .丙烧杯中液体的密度较大【答案】D 【解析】试题分析:由于两个密度计在两种液体中都处于漂浮状态,浮力等于重力,而密度计本身的重力是一定的,所以在两种液体中所受的浮力是相等的,故A 、B 都错;当浮力相等时,排开液体的体积越小,液体的密度就越大,由图示可知,排开丙液体的体积小,所以丙液体的密度大,故C 错,D 正确;应选D . 【考点定位】密度计的应用4.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。
八年级浮力经典例题一、浮力的基本概念与阿基米德原理相关例题1. 例题一个正方体金属块,边长为10cm,质量为5kg,将其浸没在水中,求它受到的浮力。
(g = 10N/kg)2. 解析(1)首先求出正方体金属块的体积V。
因为正方体边长a = 10cm=0.1m,根据正方体体积公式V=a^3,可得V=(0.1m)^3=1×10^-3m^3。
(2)根据阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排。
当金属块浸没在水中时,V_排=V = 1×10^-3m^3,水的密度ρ_水=1.0×10^3kg/m^3,g = 10N/kg。
则F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×1×10^-3m^3=10N。
二、物体浮沉条件相关例题1. 例题一个物体重为5N,体积为600cm^3,将其放入水中,求这个物体静止时受到的浮力。
(g = 10N/kg)2. 解析(1)先求出物体的密度ρ_物。
已知物体重力G = 5N,根据m=(G)/(g),可得物体质量m=(5N)/(10N/kg)=0.5kg。
物体体积V = 600cm^3=6×10^-4m^3,根据密度公式ρ=(m)/(V),可得ρ_物=(0.5kg)/(6×10^-4)m^{3}≈0.83×10^3kg/m^3。
(2)因为ρ_物<ρ_水(1.0×10^3kg/m^3),所以物体在水中静止时漂浮。
(3)根据漂浮条件F_浮=G = 5N。
三、浮力的计算与多个物理量综合例题1. 例题有一个用细线系着的实心铜球,体积为100cm^3,将它缓慢浸没在某种液体中时,细线对球的拉力为0.98N,求这种液体的密度。
(ρ_铜=8.9×10^3kg/m^3,g = 9.8N/kg)2. 解析(1)先求出铜球的重力G。
根据m=ρ V,铜球体积V = 100cm^3=1×10^-4m^3,ρ_铜=8.9×10^3kg/m^3,可得铜球质量m=ρ_铜V = 8.9×10^3kg/m^3×1×10^-4m^3=0.89kg。
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/cm79g =10 cm 3m 排=ρ液gV 排=1g /cm 3×10 cm 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—3m 3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—3m 3V 空=V —V 铜=1×10—3m 3—0.49×10—3m 3=0.51×10—3m 3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=Vm =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=0.5 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 /dm 3×103kg /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 ×0.5×10-3m 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 =10cm 3金属块在水中:V 排水=V 金属块=10cm 3 m 排水=ρ水V 排水=1g /cm 3×10cm 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=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 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。
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.....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,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 /cm 3,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 =0.079kg ρ铁=7.9g /cm 3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/cm79g =10 cm 3m 排=ρ液gV 排=1g /cm 3×10 cm 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—3m 3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—3m 3V 空=V —V 铜=1×10—3m 3—0.49×10—3m 3=0.51×10—3m 3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=Vm =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=0.5 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=3dm5.0kg /N 10N 5.4⨯=0.9kg /dm 3=0.9kg /dm 3×103kg /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 ×0.5×10-3m 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 .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 /cm 3×10cm 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=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 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。
《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;。
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。
浮力典型计算题20例解析1 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 A ρ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.2 (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 100.1N8.933⨯⨯=1×10—3m 3 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—3m 3V 空=V —V 铜=1×10—3m 3—0.49×10—3m 3=0.51×10—3m 3答案 0.51×10—3m 33 质量为79g 的铁块,密度是7.9g /cm 3,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 =0.079kg ρ铁=7.9g /cm 3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/cm79g=10 cm 3 m 排=ρ液gV 排=1g /cm 3×10 cm 3=10g =0.01kgF 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.4 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.5 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=Gm 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。
必刷04 浮力压力差法求浮力例24.现有一边长为10 cm 的正方体物块漂浮在水面上,如图1所示,其上表面距水面2.5 cm,它的下表面受到的水的压力是多大?它受到的浮力为多大?物块的密度是多少?(g 取10 N/kg)图1【答案】(1)7.5 N ;(2)7.5 N ;(3)0.75×103 kg/m 3。
【解析】(1)正方体物块的底面积: S =10 cm×10 cm =100 cm 2=0.01 m 2,浸入水中的深度:h =10 cm -2.5 cm =7.5 cm =0.075 m ,下表面受到的压强:p =ρ水gh =1000 kg/m 3×10 N/kg×0.075 m =750 Pa 。
下表面受到的压力:F =pS =750 Pa×0.01 m 2=7.5 N 。
(2)物块受到的浮力等于上、下表面的压力差,上表面不受压力,故浮力大小等于下表面所受的压力,F 浮=7.5 N 。
(3)由于物块漂浮,浮力等于重力, G =F 浮=7.5 N ,m =G g =7.5 N 10 N/kg =0.75 kg ,物块的体积:V =(10 cm)3=1000 cm 3=0.001 m 3, 物块的密度:ρ=m V =0.75 kg0.001 m 3=0.75×103 kg/m 3。
答:它的下表面受到的水的压力是7.5N ;它受到的浮力为7.5N ;物块的密度是0.75 kg/m 3。
称重法求浮力例25.小宇用弹簧测力计吊着金属块逐渐放入水中(如图2甲所示),图乙反映了这个过程中弹簧测力计的示数变化情况。
求:(g 取10 N/kg) (1)金属块的质量是多少。
(2)金属块浸没在水中所受的浮力是多大。
图2-ZT -4【答案】(1)0.5kg ;(2)3N【解析】(1)由图像可知,金属块的重力G =5 N ,金属块的质量为m =G g = 5 N 10 N/kg =0.5 kg ;(2)当h =6 cm 时,金属块全部浸入水中,此时弹簧测力计的拉力F 拉=2 N ,金属块受到的浮力为F浮=G -F 拉=5 N -2 N =3 N 。
物理浮力练习题20篇及解析一、浮力1.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们都放入水中,静止时两球受到的浮力之比为F甲:F乙=4:5,则乙球的密度为()A.23ρ水 B.54ρ水 C.56ρ水 D.45ρ水【答案】C【解析】根据题意知道,m甲=m乙,ρ甲:ρ乙=3:2,由ρ=m/V知道, V甲:V乙=2:3;当两球在水中静止时的状态有下面几种情况:(1)甲乙都下沉:则排开水的体积之比等于V甲:V乙=2:3,由阿基米德原理知道受到的浮力等于排开水的体积之比,应是2:3,故不符合题意;(2)甲乙都漂浮:所以受到的浮力都等于自重,而两球质量相等、重力相等,受浮力相等,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;(3)甲漂浮、乙下沉:因为甲漂浮,所以F甲=G甲=mg;乙下沉,F乙<G乙=mg,即F甲>F 乙,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;(4)甲下沉、乙漂浮:甲下沉,F甲<G甲=mg;乙漂浮,F乙=G乙=mg,所以F甲<F乙,而F甲:F乙=4:5,故符合题意;甲下沉乙漂浮时,甲受到的浮力F甲=ρ水V甲g,乙受到的浮力F乙=m乙g=ρ乙V乙g;因为F甲:F乙=4:5,即ρ水V甲g:ρ乙V乙g=4:5,ρ乙=5ρ水V甲/4V乙=5ρ水×2 /4×3=5/6ρ水,故选C。
2.小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成简易密度计.现使吸管竖直漂浮在不同液体中,测量出液面到吸管下端的深度为h,如图所示.则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中,可能正确的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】密度计漂浮在不同的液体中,根据漂浮条件,所受浮力等于自身重力,即浮力不变,据此判断浮力F与浸没液体中深度h的关系;根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh,浮力和密度计的横截面积一定时,判断出液体密度与浸没液体中的深度的关系.【详解】同一只密度计,重力G不变,竖直漂浮在不同液体中,由漂浮条件F浮=G可知,浮力不变,与浸没液体中的深度无关,故AB错误;由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得,g是定值,ρh的乘积为定值,所以ρ、h的关系呈现反比例函数图象,故C错误,D正确.3.三个相同容器里盛有密度不同的三种液休,将同一个小球先后放人三个容器中,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.丙液体的密度最小【答案】D【解析】由图可知,同一个小球在甲液体中处于漂浮状态,在乙液体中处于悬浮状态,在丙液体中沉底.A.根据漂浮条件,在甲液体中小球所受的浮力等于其自身重力,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,因此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液时漂浮,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.根据漂浮条件,ρ物>ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时漂浮,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.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.如图所示物体A由大小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知V A=1dm3,大圆柱体上表面受水向下压力5N,小圆柱体下表面受到水向上压力8N,下列说法正确的是A.物体A受浮力3NB.物体A受浮力13NC.大圆柱体下表面受向上压力7ND.大圆柱体下表面受向上压力10N【答案】C【解析】【详解】由题可知,物体A由大、小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知V A=1dm3,则物体A排开水的体积:V排=V A=1dm3=1×10﹣3m3,根据阿基米德原理,物体A所受的浮力:,根据浮力产生原因可得:F浮=F向上小+F向上大﹣F向下,所以大圆柱体下表面受向上的压力:F向上大=F浮﹣F向上小+F向下=10N﹣8N+5N=7N。
《浮力》综合大题20道含解析《第10章浮力》综合大题20道1.如图所示,用细绳系住体积为3×10﹣4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5N,容器和水的总质量是0.7kg,容器与水平桌面的接触面积是=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:100cm2.(ρ水(1)物体A受到的浮力;(2)物体A的密度;(3)容器对桌面的压强.2.在水平桌面上放置一个底面积为100cm2,质量为为400g 的圆筒,筒内装有16cm深的某种液体.弹簧测力计的下端挂着一个底面枳为40cm2、高为8cm的金属柱,当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时.弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示.(圆筒厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,g=lON/kg)求:(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,受到液体的浮力是多少?(2)圆筒内所装液体的密度是多少?(3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时.圆筒对桌面的压强是多少?3.如图所示,体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N=1.0×103kg/m3,的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ水绳子重力不计).求:(1)木块此时受到浮力.(2)木块的重力.(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积.4.如图甲,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的水,放在水平桌面上;底面积为60cm2、高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下.小王要探究圆柱形物体A逐渐浸入圆筒形容器内的水中时(水没有溢出容器),弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系.(使用刻度尺测量h,不计细线重)(1)小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前,分别记下多组F、h,并将测量的结果填写在实验表格中,依据实验表中数据,在图乙中的方格纸中画出了F与h关系的图象.①由图象乙可知,物体A的重力为N.②观察图象乙,可以得出结论:在物体A没有浸没之前,当h增大时,弹簧测力计的示数F (选填“增大”、“减小”或“不变”);在物体A浸没后,当增大h时,弹簧测力计的示数 F (选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度(选填“有关”或“无关”).③由图象乙可知:当h等于10cm时,物体A受到的浮力为N.(2)物体A在容器内浸没后与未放入物体A前比较,水对容器底产生的压强增加了Pa.(g取10N/kg)5.水平桌面上放置一底面积为100cm2,重为6N的柱形容器,容器内装有20cm深的某液体.将一体积为400cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为5.2N.(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底.g=10N/kg),求:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;(2)筒内液体密度;(3)物体浸没时,容器对桌面的压强.6.如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h.现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化=1.0×103kg/m3)求:的关系如图乙所示.(g=10N/kg,ρ水(1)物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?(3)物体的密度是多少kg/m3?(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?7.如图所示,一个圆柱形容器中装有一定量的水,一个质量为780g的石块挂在弹簧测力计上并浸没水中,石块静止时弹簧测力计的示数为 4.2N,容器的底面积为180cm2,g=10N/kg.求:(1)石块在水中受到的浮力.(2)石块的密度.(得数保留1位小数)(3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降多少厘米?(附在石块上的水忽略不计)8.小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度.(g取10N/kg)①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号.②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中.③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中.④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中.问:(1)铁皮罐的体积有多大?(2)铁皮罐和沙石的总重有多大?(3)盐水的密度有多大?9.小明在完成“动手动脑学物理”时,认识了密度计.将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度.(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力(选填“变大”、“变小”或“不变”);装水的容器是(选填“甲”或“乙”).(2)小明将一只铅笔的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;c.像标示弹簧测力计刻度的方法一样,他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3将整个铅笔均匀标上刻度;d.他将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处.①如丙图所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在点(选填“p”或“q”).②在实验步骤c中,小明这样均匀标示刻度对不对?,若被测液体的密度为ρ,密度计浸入被测液体的深度为h液(如图丁)、自制密度计的质量为m铅笔的横截面积为s,的关系式(用给定的字母表示推请你推导出h与ρ液导结果)10.在弹簧测力计悬挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部将要接触为止(水未溢出),如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象:求:(1)分析图象可知,圆柱体重力是N;(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是N;(3)圆柱体的密度是kg/m3(g=10N/kg);(4)在圆柱体浸没后逐渐下降的过程中,水对烧杯底的压力,烧杯底对桌面的压强(选填“变大”“变小”或“不变”)11.一边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:(1)木块所受的浮力大小?(2)细线的拉力大小?(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?12.如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象,若不计水的阻力(g=10N/kg,=1.0×103kg/m3),求:ρ水(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?(2)石料的体积是多少?(3)石料的密度是多少?14.将一边长是0.1m的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg的水.(g取10N/kg,=1.0×103kg/m3).ρ水(1)求正方体受到的浮力;(2)求正方体排开水的体积;(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据;(4)求正方体的密度.15.如图所示,一边长为10cm的立方体木块,密度是ρ木=0.5×103kg/m3在液体中静止时,刚好有二分之一露出液面.(g取10N/kg),求:①木块漂浮时的浮力?②液体的密度是多大?③如图,此时容器底受到液体的压强是多大?④用手将木块缓慢压入液体中,当木块刚好全部没入液体中时,手对木块的压力是多大?16.如图所示,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=1×103 kg/m3,g取10N/kg).求:然伸长状态(已知ρ水(1)物块A受到的浮力;(2)物块A的密度;(3)往容器缓慢加水,至物块A刚好浸没水中,立即停止加水,弹簧伸长了3cm,此时弹簧对木块A的作用力F.17.小明利用18cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计.(1)制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器,现有250mL的量筒和400mL的烧杯供选择,则小明应选择.(2)小明将自制的密度计放入水中,发现密度计不能直立漂浮,其原因可能是,实验改进后,小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm,则= cm,小明将该密度计放入某吸管浸入水中的深度h水液体中,吸管浸入液体的深度为9cm,则此液体的密度是多少?(ρ=1.0×103kg/m3)水(3)小明的同学也用吸管制作看密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是.A.换大的容器做实验 B.换细的吸管制作密度计C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重.18.小柯在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化.(1)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在A处(如图甲).此时,密度计受到的浮力重力(选填“<”、“=”或“>”).(2)使用中,小柯发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯液体密度(如图乙),杯中液面将(填“上升”、“下降”或“仍在A处”).19.在弹簧测力计下悬挂一个小球,示数为4.2N.当把小球的一半体积浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.7N.已知水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.问:(1)小球所受的浮力为多大?(2)小球的总体积为多大?(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中.《第10章浮力》综合大题20道参考答案与试题解析一.解答题(共20小题)1.(2015•南充)如图所示,用细绳系住体积为3×10﹣4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5N,容器和水的总质量是0.7kg,容器与水平桌面的接触面积是100cm2.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)物体A受到的浮力;(2)物体A的密度;(3)容器对桌面的压强.【解答】解:(1)物体所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=3N;(2)由于物体处于静止状态,受力平衡,则GA =F浮+F拉=3N+1.5N=4.5N,质量为mA===0.45kg;则物体的密度ρ===1.5×103kg/m3.A(3)容器内水和容器的重力:G′=m′g=0.7kg×10N/kg=7N,根据力的作用是相互的,可知,水对物体向上的浮力等于物体对水向下的压力F=G′+F=7N+3N=10N,浮所以容器对桌面的压强:p===1000Pa.答:(1)物体A受到的浮力为3N;(2)物体A的密度为1.5×103kg/m3;(3)容器对桌面的压强为1000Pa.2.(2015•枣庄)在水平桌面上放置一个底面积为100cm2,质量为为400g的圆筒,筒内装有16cm深的某种液体.弹簧测力计的下端挂着一个底面枳为40cm2、高为8cm的金属柱,当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时.弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示.(圆筒厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,g=lON/kg)求:(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,受到液体的浮力是多少?(2)圆筒内所装液体的密度是多少?(3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时.圆筒对桌面的压强是多少?【解答】解:(1)由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=10N;当金属柱有一半的体积浸在液体中时,即当h1=h=×8cm=4cm时的拉力F1=6N;所以F浮1=G﹣F1=10N﹣6N=4N;(2)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,物体排开液体的体积:V排1=S物h1=40cm2×4cm=160cm3=1.6×10﹣4m3由F浮=ρ液gV排得:ρ液===2.5×103kg/m3;(3)由ρ=得液体的质量:m液=ρ液V液=2.5×103kg/m3×100×10﹣4m2×0.16m=4kg,容器和液体的总重力:G总=(m容器+m液)g=(0.4kg+4kg)×10N/kg=44N,当圆柱体的一半浸入液体中时,对地面的压力:F=G总+F浮1=44N+4N=48N,p===4.8×103Pa.答:(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,受到液体的浮力是4N;(2)圆筒内所装液体的密度是2.5×103kg/m3;(3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时.圆筒对桌面的压强是4.8×103Pa.3.(2013•南充)如图所示,体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力不计).求:(1)木块此时受到浮力.(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,所以木块完全浸没在水中时,V排=V=2×10﹣4m3,则受到的浮力为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;所以G木+F=F浮,则G木=F浮﹣F=2N﹣0.8N=1.2N.(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,即:ρ水V排′g=G木所以排开水的体积V排′===1.2×10﹣4m3.答:(1)木块此时受到浮力为2N.(2)木块的重力为1.2N.(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积为1.2×10﹣4m3.4.(2013•雅安)如图甲,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的水,放在水平桌面上;底面积为60cm2、高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下.小王要探究圆柱形物体A逐渐浸入圆筒形容器内的水中时(水没有溢出容器),弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系.(使用刻度尺测量h,不计细线重)(1)小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前,分别记下多组F、h,并将测量的结果填写在实验表格中,依据实验表中数据,在图乙中的方格纸中画出了F与h关系的图象.①由图象乙可知,物体A的重力为9 N.②观察图象乙,可以得出结论:在物体A没有浸没之前,当h增大时,弹簧测力计的示数 F 减小(选填“增大”、“减小”或“不变”);在物体A浸没后,当增大h 时,弹簧测力计的示数F 不变(选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度无关(选填“有关”或“无关”).③由图象乙可知:当h等于10cm时,物体A受到的浮力为6 N.(2)物体A在容器内浸没后与未放入物体A前比较,水对容器底产生的压强增加了900 Pa.(g取10N/kg)【解答】解:(1)①分析图象数据可以得出结论:在物体A没有浸没之前,弹簧测力计的示数为9N,即物体重力为9N;②当h增大时,弹簧测力计的示数F减小;在物体A浸没后,当增大h时,弹簧测力计的示数F不变;③由图象乙可知:当h等于10cm时,弹簧测力计的拉力为F=3N,所以此时受到的浮力为F浮=G﹣F=9N﹣3N=6N;(2)物体完全浸没时排开水的体积为V排=V=Sh=60cm2×12cm=720cm3排开水的深度为h===9cm=0.09m增加的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa.故答案为:(1)①9;②减小;不变;无关;③6;(2)900.5.(2014•雅安)水平桌面上放置一底面积为100cm2,重为6N的柱形容器,容器内装有20cm深的某液体.将一体积为400cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为5.2N.(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底.g=10N/kg),求:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;(2)筒内液体密度;(3)物体浸没时,容器对桌面的压强.【解答】解:(1)由图象知,圆柱体完全浸没,此时F=2N;所以F浮=G﹣F拉=10N﹣5.2N=4.8N,(2)因为浸没,所以V排=V物=400cm3=4×10﹣4m3由F浮=ρ液gV排得:ρ液===1.2×103kg/m3;(3)液体的体积V液=100cm2×20cm=2000cm3=2×10﹣3m3液体的重力G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg=24N,容器对桌面的压力F=(G液+G容器+G物)﹣F拉=(24N+6N+10N)﹣5.2N=34.8N;受力面积:S=100cm2=10﹣2m2,p===3480Pa.答:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力为4.8N;(2)筒内液体密度为1.2×103kg/m3;(3)物体浸没时,容器对桌面的压强为3480Pa.6.(2014•遂宁)如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h.现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?(3)物体的密度是多少kg/m3?(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?【解答】解:(1)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1m)3=104N;(2)由图象可知露出水面后绳子的拉力即物体的重力G=3×104N,当重物未露出水面时,拉力F1=G﹣F浮=3×104N﹣104N=2×104N;(3)物体的质量m===3×103kg,密度ρ===3×103kg/m3;(4)从上表面离开水面到下表面离开水面用时10s,所以运动速度:v===0.1m/s,上表面从水底上升至表面用时30s,所以物体据液面深度:h=vt=0.1m/s×30s=3m,p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa.答:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是104N;(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是2×104N;(3)物体的密度是3×103kg/m3;(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是3×104Pa.7.(2015•铜仁市)如图所示,一个圆柱形容器中装有一定量的水,一个质量为780g的石块挂在弹簧测力计上并浸没水中,石块静止时弹簧测力计的示数为4.2N,容器的底面积为180cm2,g=10N/kg.求:(1)石块在水中受到的浮力.(2)石块的密度.(得数保留1位小数)(3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降多少厘米?(附在石块上的水忽略不计)【解答】解:(1)石块质量m=780g=0.78kg,则重力G=mg=0.78kg×10N/kg=7.8N;石块受到的浮力:=G﹣F′=7.8N﹣4.2N=3.6N;F浮(2)由F浮=ρ水gV排得石块的体积:V=V排===3.6×10﹣4m3,石块密度:ρ==≈2.2×103kg/m3.(3)若将石块从水中取出,则水面下降的高度:△h===0.02m=2cm.答:(1)石块受到的浮力为3.6N;(2)石块的密度为2.2×103kg/m3;(3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降2cm.8.(2015•常州)小明来到素有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度.(g取10N/kg)①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号.②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中.③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中. ④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中.问:(1)铁皮罐的体积有多大? (2)铁皮罐和沙石的总重有多大? (3)盐水的密度有多大?【解答】解:(1)由②图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F 浮1=ρ水V 排1g=ρ水×V 罐g ,在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F浮2=ρ水V 排2g=ρ水×V 罐g ,由于铁皮罐处于漂浮,则F 浮1=G 罐,F 浮2=G 罐+G 砝码1, 所以,F 浮2﹣F 浮1=G 砝码1,即ρ水×V 罐g ﹣ρ水×V 罐g=G 砝码1, 则V 罐=====1×10﹣3m 3;(2)一半浸入水中漂浮时受到的浮力F 浮1=ρ水V 排1g=ρ水×V 罐g=1.0×103kg/m 3××1×10﹣3m 3×10N/kg=5N ,由于铁皮罐漂浮在水面上,则G 总=F 浮1=5N .(3)将该铁皮罐放入盐水中,铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮,则根据漂浮条件可得: F 浮3=G 罐+G 砝码2,即:ρ盐水V 罐g=G 罐+G 砝码2, 所以ρ盐水====1.2×103kg/m3.答:(1)铁皮罐的体积有1×10﹣3m3;(2)铁皮罐和沙石的总重有5N.(3)盐水的密度有1.2×103kg/m3.9.(2014•宁夏)小明在完成“动手动脑学物理”时,认识了密度计.将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度.(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力不变(选填“变大”、“变小”或“不变”);装水的容器是乙(选填“甲”或“乙”).(2)小明将一只铅笔的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:a .将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm 3;b .将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm 3;c .像标示弹簧测力计刻度的方法一样,他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm 3将整个铅笔均匀标上刻度;d .他将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm 3刻度处.①如丙图所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在 p 点(选填“p”或“q”).②在实验步骤c 中,小明这样均匀标示刻度对不对? 不对 ,若被测液体的密度为ρ液,密度计浸入被测液体的深度为h (如图丁)、自制密度计的质量为m 铅笔的横截面积为s ,请你推导出h 与ρ液的关系式 h= (用给定的字母表示推导结果)【解答】解:(1)当密度计置于水、酒精的容器中, ∵密度计漂浮, ∴F 浮1=G 物,F 浮2=G 物, ∴F 浮1=F 浮2,即:ρ水gV 排1=ρ酒精gV 排2,∵ρ酒精=0.8×103kg/m 3<ρ水=1×103kg/m 3,∴V排1<V排2.则由图可知:装水的容器是乙.(2)①∵V排1<V排2,∴密度计放在酒精中,液面的位置在纯水密度值刻度线的上方,即刻度0.9应该在p点.②∵V=Sh,∴F浮=G物,即:ρ液gV排=ρ液gSh浸=G物,∴h浸=,则密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比,所以密度计刻度不均匀,即小明这样均匀标示刻度不对;③自制密度计的质量为m,则G=mg,若被测液体的密度为ρ液,密度计处于漂浮状态时,F浮=G,即:ρ液gV排=mg,∵V排=sh,∴ρ液gsh=mg,∴h==.故答案为:(1)不变;乙;(2)p;不对;h=.10.(2016•长春模拟)在弹簧测力计悬挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部将要接触为止(水未溢出),如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象:求:(1)分析图象可知,圆柱体重力是12 N;(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是8 N;(3)圆柱体的密度是 1.5×103kg/m3(g=10N/kg);(4)在圆柱体浸没后逐渐下降的过程中,水对烧杯底的压力不变,烧杯底对桌面的压强不变(选填“变大”“变小”或“不变”)【解答】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N.(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析可知,F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N.(3)由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得:V排===8×10﹣4m3,因为物体是全部浸没,所以V物=V排=8×10﹣4m3,由公式G=mg可求出物体的质量,m===1.2kg,ρ物===1.5×103kg/m3;(5)在圆柱体浸没后逐渐下降的过程中,排开水的体积不变,液面不再上升,所以水对容器底的压强和压力都不变;烧杯底对桌面的压力不变,压强不变.故答案为:(1)12;(2)8;(3)1.5×103;(4)不变;不变.11.(2014•巴中)一边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:(1)木块所受的浮力大小?(2)细线的拉力大小?(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?【解答】解:(1)∵木块完全浸没,∴V排=V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,(2)G木=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N.∵F浮=F拉+G,∴绳子对木块的拉力:F拉=F浮﹣G=10N﹣6N=4N;(3)木块漂浮在水面上:F浮=G木=6N;浮力是液体对物体上下表面的压力差,所以下表面的压力F=F浮=6N,下表面的压强p===600Pa答:(1)木块所受的浮力为10N;(2)绳子对木块的拉力为4N;(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是600Pa.12.(2014•黔东南州)如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象,若不计水的阻力(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?(2)石料的体积是多少?(3)石料的密度是多少?【解答】解:(1)由图乙所示图形学可知,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即:F=G=1400N,石料的质量:m石===140kg,当石块完全浸入后,拉力等于重力减去浮力,F浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N;(2)根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排,得:V排===5×10﹣2m3,因为石料完全浸没,石料的体积:V石=V排=5×10﹣2m3;(3)石料的密度:ρ石===2.8×103kg∕m3.答:(1)石料浸没水中时受到的浮力为500N;(2)石料的体积为5×10﹣2m3;(3)石料的密度是2.8×103kg∕m3.13.(2015•绵阳校级自主招生)如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动.如图乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t 变化的图象.设t=0时汽车开始提升重物.忽略水的阻力和滑轮的摩擦.g取10N/kg求:(1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度.【解答】解:(1)由乙图可知,物体出水后汽车拉动重物的功率为800W,则汽车对重物的拉力:F===4000N,∵物体匀速上升,∴物体的重力G=F=4000N,圆柱形重物的质量:m===400kg;(2)由乙图可知,物体浸没时汽车拉动重物的功率为700W,则汽车对重物的拉力:F′===3500N,物体受到的浮力:F浮=G﹣F′=4000N﹣3500N=500N,物体的体积:V=V排===0.05m3,物体的密度:ρ===8.0×103kg/m3.答:(1)圆柱形重物的质量为400kg;(2)圆柱形重物的密度为8.0×103kg/m3.14.(2015•昆明)将一边长是0.1m的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg的水.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).(1)求正方体受到的浮力;(2)求正方体排开水的体积;(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据;(4)求正方体的密度.【解答】解:(1)根据阿基米德原理可知,正方体受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.6kg×10N/kg=6N;(2)由得,正方体排开水的体积:V排水===6×10﹣4m3;(3)正方体的体积V=(0.1m)3=1×10﹣3m3>V排水,。
浮力典型题归类汇总题型一:求浮力的几种方法方法一、称重法:F浮=G-F拉(浮力的测量方法)【例1】小华将一金属块悬挂在弹簧测力计下,示数为7.5N.当把金属块一半体积浸在水中时,测力计示数为 6.5N,金属块所受浮力为 1 N;当金属块全部浸在水中时,测力计示数为 5.5 N;若改变金属块浸没的深度,物体所受浮力不变。
方法二、压力差法:F浮=F向上-F向下(浮力的产生原因)【例1】将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于静止状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为 1.2 N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为 1.2 N。
【例2】边长为0.16m的正方体木块漂浮在水面上,木块的下表面距离水面0.12m,(取g=10N/kg),则木块下表面处水产生的压强为1200 Pa,木块受到的浮力为30.72 N。
【例3】将乒乓球放入瓶内,向瓶里倒水,乒乓球不浮起,说明乒乓球不受浮力;将瓶下口堵住,乒乓球浮起,说明乒乓球受浮力。
【例4】如图,将两个同样形状的长方体分别放入水平与竖直放置在盛水的容器中,则两个长方体所受到的上下压强差不相等,上下压力差相等,浮力相等。
方法三、阿基米德原理:F浮=G排=m排g=ρ液gV排【例1】如图所示,放在水平面上有一装满水的一溢水杯,弹簧测力计挂着重为10N的物块。
现将物块侵没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4kg(g取10N/kg)。
求:(1)弹簧测力计的示数。
(2)物体的密度。
答案:(1)6N;(2)2.5×103kg/m3。
【例2】取一只小塑料袋(重力不计)内部装满水,扎紧袋口后用弹簧测力计测得水重2N,将这袋水全部浸没水中,弹簧测力计示数为0N,全部浸没酒精(密度0.8×103kg/m3)中,示数为0.4N 。
提示:水中F浮=ρ水gV水=G水,酒精中中F’浮=ρ酒gV水=1.6N<G水【例3】有质量相同的两个实心球,其密度分别为水的密度的2倍和5倍。
典型例题解析:例1、边长1dm的正方形铝块,浸没在水中,它的上表面离水面20cm,求铝块受的浮力?(ρ铝=2.7×103kg/m3)解法一:上表面受到水的压强:P上=ρ水gh上=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa上表面受到水的压力F向下=P上•S=1.96×103Pa×0.01m2=19.6N下表面受到水的压强P下=ρ水gh下=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2.94×103Pa下表面受到水的压力F向上=P下•S=2.94×103Pa×0.01m2=29.4N铝块所受浮力F浮=F向上-F向下=29.4N-19.6N=9.8N解法二:V排=V物=(0.1m)3=10-3m3F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×10-3m3=9.8N答案:铝块所受浮力是9.8N。
说明:(1)解法一适用于规则物体,解法二说明浮力大小只与ρ液、V排有关,与物体密度和深度无关。
(2)题中铝块密度是多余条件,用以检验对阿基米德原理的理解。
若误将ρ铝、代入公式,求出的将是物体重力。
在用公式求浮力时,要在字母右下方加上脚标。
例2、容积为1000m3的氢气球,吊篮和球壳的质量为150kg,在空气密度1.29kg/m3的条件下,这气球能载多少吨的物体停留在空中?现在需要载900kg的物体而保持平衡,应放掉多少立方米的氢气?(氢气密度为0.09kg/m3).解析:由阿基米德原理可知,气球受到的浮力为:F浮=ρgV=1.29kg/m3×9.8N/kg×103m3=1.264×104N分析它们的受力,气球能载的物重应是浮力与它自身重量之差:即在空中能载的物重为:G1=F浮-G=1.264×104N-150×9.8N=11.17×103N它的质量为:它现在多载的物体的质量为:△m=1140kg-900kg=240kg即:△F=240×9.8N=2352N这一个力也是由气球产生的浮力,如果放掉了一部分的氢气后,体积变小浮力也变小,所以应放掉的氢气体积为:例3、如图3所示,底面积为80cm2的容器中盛有深30cm的水。
浮力典型计算题20例解析1 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=Vm =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 gVF 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.2 (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—3m 3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—3m 3V 空=V —V 铜=1×10—3m 3—0.49×10—3m 3=0.51×10—3m 3答案 0.51×10—3m 33 质量为79g 的铁块,密度是7.9g /cm 3,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 /cm 3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/cm79g =10 cm 3m 排=ρ液gV 排=1g /cm 3×10 cm 3=10g =0.01kgF 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.4 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.5 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=Gm 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。
造成结果错误.6 (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 =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 /cm 3×10cm 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.7 (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 10N 5.4⨯=0.9kg /dm 3=0.9kg /dm 3×103kg /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 ×0.5×10-3m 3=5N .答案 4.5N8 (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精析 结合浸没在水中物体的受力分析,考查学生对受力分析、合力等知识的掌握情况. 【分析】 绳子未断时,A 物体受3个力:重力G A ,拉力F ,浮力F 浮.3个力关系为:G A +F =F 浮,求得F 浮=5N +3N =8N .绳子剪断后,物体只受重力和浮力,且浮力大于重力,物体上浮,浮力大小仍等于8N .合力F 合=F 浮—G =8N —5N =3N 合力方向:与浮力方向相同,竖直向上. 答案 B9 (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 .BA V V =B A m m ·B A ρρ=12 ∵ A 、B 浸没:V 排=V 物 ∴BA F F 浮浮=B A gV gV 水水ρρ=12题目给出浮力比B A F F =58,而现在得B A 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''BA F 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÷②A g A Ag V V 水ρρ=B A F F =58∵BA V V =12代入.ρA =B A F F ×AB V V ·ρ水=58×21×1×103kg /m 3=0.8×103kg /m 3ρB =2ρA =1.6×103kg /m 3答案ρA =0.8×103kg /m 3,ρB =0.8×103kg /m 3.10 (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11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【分析】轮船在河里和海里航行,都处于漂浮状态,F浮=G.因为轮船重力不变,所以船在河里和海里所受浮力相同.A选项正确.又因为ρ海水>ρ河水,所以V排海水<V排河水,在河水中没入的深一些.密度计的原理如图1—5—4,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中,由于密度计均处于漂浮状态,所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力.可见,密度计没人液体越多,所测得的液体密度越小.甲乙图1—5—4F甲浮=F乙浮=G根据阿基米德原理:ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙∵V排甲>V排乙∴ρ甲<ρ乙答案A12(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.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 D13 (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 .14 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. 15 (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 3.16 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 '=20.02m 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 .17 (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=33/1066.0mkg 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 =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-=233330.04m 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 .18 (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=ρ1VF ′=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 .19 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.20 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.。