初中物理浮力典型例题解析21458.pdf

《初中物理浮力典型例题解析21458.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中物理浮力典型例题解析21458.pdf（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、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

2、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 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 解 m铁,G

3、铁m铁g10N/kg,V排V铁铁铁m37.8g/cm79g10 cm3 m排液gV排1g/cm310 cm310g=,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，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 5 将一个蜡块（蜡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）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

4、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gF液浮;酒精中：V排酒精V物;水中：V排水gF水2;盐水中：V排水gF盐水3 酒精 水 盐水（a）（b）（c）图 152 F2F3，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 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

5、 6（广州市中考试题）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 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 dm3，然后根据 F浮液gV排，求出浮力 F浮 【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：球球Vm球gVG（g 取 10N/kg）球3dm5.0kg/N10N5.4dm3dm3103kg/m3;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 2 求出铜球浸没在水中时受的浮力 F浮液gV排110

6、3kg/m310N/kg103m35N答案 N 例 14（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 20cm3，时，细绳对木块的拉力为将细绳剪断，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 10Nkg）（a）（b）图 156 精析 分别对（a）（b）图当中的木块进行受力分析 解 图（a），木块静止：F拉GF浮1 F拉F拉1F拉2;F拉水g（VV露1）水g（V52V）F拉水g（VV露153V）水g（52VV露1）代入数值：103kg/m310N/kg（52V2105m3）;V2104m3 图

7、（b）中：F浮乙水g53V103kg/m310N/kg532104m3 答案 木块在图（b）中受浮力 例 15 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103kg/m3求：甲、乙铁块的质量比 图 157 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 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 先求出甲和乙体积比:铁V甲（甲

8、乙）V乙 乙甲VV铁水铁3333/109.7/10)19.7(mkgmkg7969;质量比：乙甲mm乙铁甲铁VV乙甲VV7969 答案 甲、乙铁块质量比为7969 例 18（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 6103kg/m3质量为（取 g10N/kg）（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，求水对容器底部压强的变化 解（1）VBBB

9、m33/1066.0mkgkg103m3;图（a）A、B 共同悬浮：F浮AF浮BGAGB 公式展开：水g（VAVB）水gVAmBg;其中 VA（）31103m3 AABBAVmVV水水代入数据：A3333333333m100.6kgm100.1kg/m10m10kg/m101103kg/m3 （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排水AVA333335kg/m101m10kg/m100.5103m3 液面下降hSVSVVAA排 233330.04mm100.5m101 液面下降p水gh103kg/m310N/kg125P

10、a 答案 A 物体密度为103kg/m3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 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FG;1gVFgV（为金属密度）;1gV

11、F（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g1gV m液gF1VBnF1V;FpS1gVnF;1g（V液V）nF;1gV液1gVnF m液BnF1V 答案 金属球密度为1gVF，容器中液体质量 m液BnF1V 例 20 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m3）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（1）因为铝水，放入容器中，铝块将沉底，容器底部增加的压

12、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积铝m3/7.227cmgg10cm3 铝块排开水质量：m排水V铝1g/cm310cm310g 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 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 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

13、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 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排冰冰m 冰熔化成水后，质量不变：m水m冰;求得：V水水冰m水冰m;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g V排盐盐水冰m 冰熔化成水后，质量不变，推导与问题（1）相同V水水冰m 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（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 23（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 的体积和重以及瓶中的

15、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 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 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：水水水水)2(21)(1010VVgGAVgVVgGgVA 水g21V水gV1 2 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

16、玻VV02V1V0 玻玻VmA玻gVGA )3()3(0101VVgVVg水010123VVVV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当冰熔化后，水面又下降了设量筒内横截面积为 50cm2，求石块的密度是多少（水103kg/m3）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 V冰V石Sh150cm2230 cm3冰熔化后，水面下降 h2 Vh2S50cm222 cm3 m冰m水 冰V冰水V水 冰水VV19.0109，V水109V冰;VV冰V水V冰109V冰101V冰;冰22 cm3 V石230 cm3220

17、cm310 cm3;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;石石冰冰石冰水VVV)(3333310cmcm220cm/9.0cm230cm/1gg 3cm 答案 石块密度为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 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 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Vm，所

18、以要求得，关键是求 m 和 V比较（a）和（b）图，金属块体积 VV2V1 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）Vm铁1213VVVV水 答案 1213VVVV水 例 26 如图 1519 所示轻质杠杆，把密度均为103kg/m3的甲、乙两个实心物体挂在A、B 两端时，杠杆在水平位置平衡，若将甲物体浸没在水中，同时把支点从 O 移到 O时，杠杆又在新的位置平衡，若两次支点的距离 O O为OA 的51，求：甲、乙两个物体的质量之比 图 1519

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103kg/m3，甲到支点 O 的距离是力臂 lOA，乙到支点的距离是力臂 lOB，lO O51lOA 求：乙甲mm 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：（G甲F浮甲）（lOA51lAO）G乙（lOB51lAO）由得 G甲56 lAOF浮甲56 lAOG乙lOB51 G乙lAO将代入得 56G甲lAO56F浮甲56 lAOG甲

20、lOA51G乙lAO;约去 lAO，并将 G甲、F浮甲，G乙各式展开 56g V甲56水g V甲水g V甲51g V乙;将103kg/m3代入，单位为国际单位 564103V甲561103V甲4103V甲514103V乙;得乙甲VV12 又 甲、乙密度相同：乙甲mm乙甲VV12 答案 甲、乙两物体质量之比为 21 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 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21Whh m5.0m2J5436N;将 G 和 F浮展开gV水gV36N 将式展开gV水gV（V51V）40N;gVgV)54()(水水N40N36;水水54109 103kg/m3 答案 物体密度为103kg/m3