初中物理浮力典型例题解析1.pdf

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1、初中物理浮力典型例题解析初中物理浮力典型例题解析例例 1 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

2、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、自身的形状无关例例 2 2质量为 79g 的铁块，密度是 cm，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3解解m

3、铁,G铁m铁g10N/kg,V排V铁m铁铁79g310 cm37.8g/cmm排液gV排1g/cm 10 cm 10g=,F浮m浮g10N/kg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 是区别液和物33，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33例例 5 5将一个蜡块（蜡10 kg/m）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）精析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解蜡块放入不同液体中

4、，先判断蜡块处于静止时的状态盐水水蜡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：F1G，F2G，F3G同一物体，重力 G 不变，所以 F1F2F3根据阿基米德原理：V排F浮液g;酒精中：V排酒精V物;水中：V排水F2水g;盐水中：V排水F3盐水g酒精水盐水（a）（b）（c）图 152F2F3，水盐水V排水V排盐水;而 V排酒精V排水V排盐水;把状态用图 152 大致表示出来答案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例 6 6（广

5、州市中考试题）将重为、体积为的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是_N精析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 dm，然后根据 F浮液gV排，求出浮力 F浮【分析】【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解法 1 1求出铜球的密度：球3m4.5NG3333（g 取 10N/kg）球dm dm 10 kg/m;3V球10N/kg0.5dmgV球这是一个空心铜球，且球水，所以球静止后，将漂浮于水面，得 F浮G解法解法 2 2求出铜球浸没在水中时受的浮力 F浮液

6、gV排110 kg/m 10N/kg10m 5N答案答案N例例 1414（北京市中考试题）如图 156（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，时，细绳对木块的拉力为将细绳剪断，木块上浮，静止时有求此时木块受到的浮力（g 取 10Nkg）333335的体积露出水面，如图（b）所示，2（a）（b）图 156精析精析分别对（a）（b）图当中的木块进行受力分析解解图（a），木块静止：F拉GF浮1F拉F拉1F拉2;F拉水g（VV露1）水g（V2V）5F拉水g（VV露13332V）水g（VV露1）55代入数值：10 kg/m 10N/kg（54233V21

7、0m）;V210m5433333图（b）中：F浮乙水gV10 kg/m 10N/kg210m 55答案答案木块在图（b）中受浮力例例 1515如图 157 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10 kg/m 求：甲、乙铁块的质量比33图 157精析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解解甲在木块上静止：F浮木G木G甲;乙在木块下静止：F浮木F浮乙G水G乙不要急于将公式展开而是尽可能简化 F浮乙G乙G甲;水g V乙铁g V乙铁g V甲先求

8、出甲和乙体积比:铁V甲（甲乙）V乙铁水铁V甲m甲V甲69(7.91)103kg/m369;质量比：33V7979V乙m乙V乙7.910 kg/m铁 乙铁V甲6979答案答案甲、乙铁块质量比为例例 1818（河北省中考试题）底面积为 400cm2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 1511（a）所示已知物体 B 的密度为 610 kg/m 质量为（取 g10N/kg）33（a）（b）图 1511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

9、底部压强的变化3mB0.6kg310m;图（a）A、B 共同悬浮：F浮AF浮BGAGBB6103kg/m3解解（1）VB公式展开：水g（VAVB）水gVAmBg;其中 VA（）110m333A水VA水VBmBVA代入数据：1103kg/m3103m3103kg/m30.1103m30.6kg33A10 kg/m3310m（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AGA;水gVA排AgV;VA排VAA水30.5105kg/m3103m3310m33110 kg/m1103m30.5103m3VVAVA排液面下降h2SS0.04m液面下降p水gh10 kg/m

10、 10N/kg125Pa答案答案A 物体密度为10 kg/m 液体对容器底压强减少了 125Pa例例 1919（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1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解（1）金属球浸没在液体中静止时 F浮FG;1gVFg

11、V（为金属密度）;13333FgV（2）解法 1如图 1512，球沉底后受力方程如下：F浮FG（N 为支持力）;NGF浮F;液体对容器底的压力 FnF;Fm液g1gVm液FnF1V1V;FpS1gVnF;1g（V液V）nF;1gV液1gVnFgBm液nF1VBFnF，容器中液体质量 m液1VgVB答案答案金属球密度为1例例 2020如图 1513（a），在天平左盘放一杯水，右盘放砝码，使天平平衡（a）（b）图 1513（1）将一质量为 27g 的铝块（铝m）放入左盘水中，水不溢出，天平还能平衡吗（2）将铝块如图 1513（b）方式放入左盘中，天平还能平衡吗解解（1）因为铝水，放入容器中，铝块将

12、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水gh S水gV铝F浮铝块体积，V积3m铝27g310cm2.7g/cm333铝块排开水质量：m排水V铝1g/cm 10cm 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例 2121如图 1514 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 1514精析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

13、，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，就可得出结论解解（1）如图 l514（a）冰在水中，熔化前处于漂浮状态F浮G冰水g V排m冰g;V排m冰冰冰熔化成水后，质量不变：m水m冰;求得：V水m冰水m冰水;比较和，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 1314（b），则 F盐浮G冰;盐水g V排盐m冰gV排盐m冰盐水冰熔化成水后，质量不变，推导与问题（1）相同V水m冰水比较和，因为水盐水;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

14、前在盐水中的体;所以，冰在盐水中熔化后液面上升了答案答案（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，液面又如何变化例例 2323（北京市东城区中考试题）自制潜水艇模型如图 1516 所示，A 为厚壁玻璃广口瓶，瓶的容积是 V0，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 Vl时，潜水艇模型恰好有一半的体积露出水面，水的密度为恰水，软木塞 B，细管 C、D 的体积和重以及

15、瓶中的空气重都不计求：（1）潜水艇模型的体积；（2）广口瓶玻璃的密度精析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 1517（a），模型悬浮，中空部分有”部分气体，体积为 y11 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 1517设：模型总体积为 VF浮 GAG1(模型里水重)解解（1）图（a），A 悬浮图（b），A 漂浮F浮 GAG2水gV GA水g(V0V1)将公式展开：1gV GA水g(V02V1)水2水g1V水gV122 V1（2）由（1）得：GA水g V水g（V0V1）水g 2V1水g V1水g V0水g（3V1V0）V玻

16、VV02V1V0玻mAGAV玻gV玻水g(3V1V0)g(3V1V0)3V1V0水2V1V0例例 2424一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当冰熔化后，水面又下降了设量筒内横截面积为 50cm，求石块的密度是多少（水10 kg/m）精析精析从受力分析入手，并且知道冰熔化，质量不变，体积减小，造成液面下降解解V冰V石Sh150cm 230 cm 冰熔化后，水面下降 h2Vh2S50cm 22 cm m冰m水2323233冰V冰水V水V水V冰0.999913，V水V冰;VV冰V水V冰V冰V冰;冰22 cm101010101333V石230 cm 220

17、 cm 10 cm;冰、石悬浮于水中：F浮G冰G石水g（V冰V石）水g V冰水g V石;石水(V冰V石)冰冰V石31g/cm3230cm30.9g/cm3220cm33cm310cm答案答案石块密度为cm例例 2525（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 V1，如图 1518（a）所示；再将一金属块投入水中，水面达到的刻度是 V2，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 V3如图（c）所示金属密度_（a）（b）（c）图 1518精析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解因为m，所以要求

18、得，关键是求 m 和 V比较（a）和（b）图，金属块体积 VV2V1V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浮木图（c）中，木块和铁漂浮：G木G铁F浮木G铁F浮木F浮木m铁g水g（V木V木排）水g（V3V1）m铁水g（V3V1）m铁VV3V1水V2V1答案答案V3V1水V2V133例例 2626如图 1519 所示轻质杠杆，把密度均为10 kg/m 的甲、乙两个实心物体挂在 A、B 两端时，杠杆在水平位置平衡，若将甲物体浸没在水中，同时把支点从 O 移到 O时，杠杆又在新的位置平衡，若两次支点的距离 O O为OA 的1，求：甲、乙两个物体的质量之比5图 1519精析精析仍以

19、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10 kg/m，甲到支点 O 的距离是力臂 lOA，乙到支点的距离是力臂 lOB，lO O331lOA5求：m甲m乙解解支点为 O，杠杆平衡：G甲lOAG乙lOB将甲浸没于水中，A 端受的拉力为 GF 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：11lAO）G乙（lOBlAO）55661由得G甲lAOF浮甲lAOG乙lOBG乙lAO将代入得5556661G甲lAOF浮甲lAOG甲lOAG乙lAO;约去 lAO，并将 G甲、F浮甲，G乙

20、各式展开555566133g V甲水g V甲水g V甲g V乙;将10 kg/m 代入，单位为国际单位555（G甲F浮甲）（lOAV甲26613333410 V甲110 V甲410 V甲410 V乙;得555V乙1又甲、乙密度相同：m甲m乙V甲V乙21答案答案甲、乙两物体质量之比为 21例例 2727（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处的过程中，人对物体做功为 54J当将物体拉到有1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，5求物体的密度（g 取 10N/kg）精析精析分析物体受力，从做功的公式出发，列出方程解解物体在水中受的拉力为 GF浮;拉力做功：W（GF浮）（h1h2）物体在水面静止时：受拉力、重力和浮力 FGF浮由得GF浮W54J36N;将 G 和 F浮展开gV水gV36Nh1 h22m 0.5m将式展开gV水gV（V(水)gV水136N9V）40N;44540N10水(水)gV5510 kg/m3333答案答案物体密度为10 kg/m