浮力及其应用(提高)

浮力与其应用

[知识点]

1. 浮力的计算方法

（1）压力差法：F浮=F向上-F向下

（2）称重法：F浮=G—F, （3）阿基米德原理：F浮= G排=m排g=ρ液V排g （4）平衡法：F浮=G物<适合漂浮、悬浮〕 2. 物体的沉浮条件 上浮 下沉 悬浮 漂浮 F浮____G ρ液____ρ物 [物体的沉浮条件与应用]

F浮____G F浮____G ρ液____ρ物 F浮____G ρ液____ρ物 V排____V物 ρ液____ρ物 V排____V物 例 将水平桌面上的大烧杯装满水,然后往杯中轻放入一小球,溢出的水共100g,据此现象,下列判断正确的是〔 〕

A．水对烧杯底的压强会增大 B．小球的质量不小于100g C．小球的体积一定大于100cmD．小球受到的浮力等于0.1N

例 如图所示,海监部门在某海域放置浮标以监测水文变化.监测发现,从春季至夏季,海水温度升高、体积膨胀导致海水密度变小〔浮标体积不变〕.则浮标〔 〕

A．浮力变大,露出海面体积变小 B．浮力变小,露出海面体积变大 C．浮力不变,露出海面体积变大 D．浮力不变,露出海面体积变小

例 如图所示,同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯处于漂浮状态,所受浮力为F甲,在乙杯处于悬浮状态,所受浮力为F乙.以下判断正确的是〔 〕

A．F甲＜F乙B．F甲＞F乙

C．向甲杯中加盐,鸡蛋所受浮力会增大 D．向乙杯中加水,鸡蛋所受浮力会减小

例将三个小球放入水中,A球漂浮在水面上〔部分露在水面以上〕,B球悬浮在水中,C球沉至容器底〔对容器底有压力〕.已知A、B两球质量相等,B、 C两球体积相等.则下列说法正确的是〔 〕

A、C球的体积大于A球的体积 B、A球所受浮力大于C球所受浮力 C、B球所受浮力大于C球所受浮力 D、三球所受浮力相等

例将同一物体放在不同液体中的三种情况如图所示,比较它受到的浮力大小,其中浮力最小的是〔 〕

A、图甲 B、图乙 C、图丙 D、无法比较 例将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中,鸡蛋下沉至杯底,如图甲所示.向水中加适量盐并使其溶解,鸡蛋恰好处于悬浮状态,如图乙所示.继续加盐并使其溶解,鸡蛋处于漂浮状态,如图丙所示.三种状态下鸡蛋所受的浮力分别为F甲F

乙

、F丙 ,则F甲、F乙、F丙的关系为〔 〕

A 、 F甲F丙 D 、F甲>F乙>F丙

例体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图所示的状态,试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度A、B、C．

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[浮力与受力分析]

例如图所示,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,木块所受浮力的大小和方向是〔〕 A．8N,竖直向上B．5N,竖直向下 C．3N,竖直向上D．2N,竖直向上

例 上图中,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．5N,竖直向下 B．3N,竖直向上

C．2N,竖直向上 D．8N,竖直向下

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例用弹簧测力计称得容器和水的总重为5 N <如图甲所示>．将体积为10cm的物体A全部投入水中,弹簧测力计的示数T1为0.4 N <如图乙所示>．若将容器、水和浸投水中的物体A用弹簧测力计一起称量 <如图丙所示>,弹簧测力计的示数为T2．则< >

A．浸没水中的物体A所受浮力为0.1 N B．浸没水中的物体A所受浮力为0.4N C．弹簧测力计的示数T2为5.5N D．弹簧测力计的示数T2为5.1 N

例小宇爸爸从工地上拿回一金属块,想请他帮忙测出金属块的密度,稍加思考后,小字立即设计出测量方案﹣﹣﹣\"漂浮法〞测密度．将边长为10cm的立方体木块A放入水中,有3/5的体积没入水中,将金属块B放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出水面的高度h1=1cm,如图乙,再用轻质细线将金属块捆绑在木块中央,放入水中静止后测出此时木块露出水面高度h2=3cm,如图丙．则以下说法正确的是〔 〕 A．金属块的密度1.5×103kg/m3 B．甲图中木块的重力4N

C．甲图中木块底部所受的压强400Pa D．金属块B的体积为300cm3

例用同种铝合金制成质量相等的金属盒和金属球各一个,若把球放在盒内密封后,它们恰能悬浮在水中,如甲所示：若把球和盒用细绳相连,放进水里静止后,盒有1/6体积露出水面,此时细绳对球的拉力为20N,如图乙所示,则下列说法错误．．的是< >

A．盒内最多能装重50N的水

B．这种铝合金的密度为3.0103kg/m3

C．图乙中若剪断细绳,盒静止时有一半体积露出水面

D．图甲中球对盒的压力为20N

[液面升降的问题]

例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．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〔b〕,容器中水面不变

例一个水槽内漂浮着一个放有小铁球的烧杯,若将小铁球取出放入水槽里,烧杯仍漂浮在水槽中,则水面将< >A．上升 B．不变 C．下降 D．无法判断

例如图所示,烧杯中的冰块漂浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平,待这些冰全部熔化后< > A．将有水从杯中溢出B．不会有水从杯中溢出,杯中水面也不会下降C．烧杯中水面下降D．熔化过程中水面下降,完全熔化后有水溢出

例浮在杯中水面上的冰块中含有一小块不溶于水的其他物体,当冰完全融化后,杯中水面下降,则这个物体可能是〔 〕〔ρ石＞ρ水,ρ木、ρ塑料、ρ石蜡＜ρ水〕

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A．木块 B．石块 C．塑料块 D．小石蜡块

例在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示．将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示．下列说法正确的是〔 〕 A．甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5：2 B．甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等

C．甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2：5

D．甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力

[浮力与图像]

例一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中.图中是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像.〔g取10N/kg〕下列说法正确的是〔 〕

A.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700pa B.圆柱体受到的重力是8N C.圆柱体受到的最大浮力是4N

乙

例弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图〔甲〕；图〔乙〕是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是〔 〕

A．物体的体积是400cm3

B．物体受到的最大浮力是5N C．物体的密度是2.5*103kg/m3

D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N

例如图甲所示,将一挂在弹簧秤下的圆柱体金属块缓慢浸入水中〔水足够深〕,在圆柱体接触容器底之前,图乙中能正确反映弹簧秤示数F和圆柱体下表面到水面距离A关系的图是〔 〕

A B C D

例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；容器底面积为300cm2,细线长8cm,t1=60s,t2=300s．

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〕每秒钟倒入水的质量是多少？

〔4〕从60s﹣t3,容器底部受到水的压力变化了多少？ [比例题]

例在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示．将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙所示．下列说法正确的是〔 〕

A．甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5：2 B．甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等

C．甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2：5

D．甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力

ρ2的液体,若将质量为m的小球A轻放入甲溢水杯,小球A浸没例甲、乙两个相同的溢水杯分别盛满密度为 ρ1、

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

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D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3

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20g液体．T2取．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T1、则下列判断正确的是〔 〕

A．T1=0.4NB．T2=0.1NC．ρ1：ρ2=16：25D．ρA：ρ1=4：5 [浮力变化]

例有一个弹簧测力计挂着一个实质圆柱体,当圆柱体逐渐浸入装有水的柱形烧杯过程中〔如图所示〕,观察记录弹簧测力计的示数变化如下表所示.〔g=10N/kg〕 圆柱体浸入深度h 测力计示数F〔N〕 0 3 0.6 1.2 1.8 2.4 2.4 3.0 2.4 3.6 2.4 4.2 2.4 4.8 2.4 6 2.4 2.85 2.70 2.55 试根据表中所给条件求：

<1> 圆柱体的质量； <2> 圆柱体的密度.

例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/m3．求：甲、乙铁块的质量比． 例在一个足够深的容器内装有深4cm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测力计上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧测力计示数为4N,如图甲所示．已知弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm．若往容器内

缓慢加水,此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示．〔1〕求未往容器内加水时容器底部所受的液体压强；〔2〕求塑料块的密度：〔3〕当物体所受的浮力为2N时,所加水的体积为多少？ 例有一个足够深的容器底面积为100cm2,内装有深4cm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,如图所示.已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,g取10N/kg.若往容器内缓慢加水. ．〔1〕求未往容器内加水时容器底部所受的液体压强；

〔2〕求塑料块的密度；

〔3〕当塑料块受到的浮力为2N,所加水的体积为多少？

例木块浸没在水中,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20cm3的体积露出水面．求木块的密度．

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