八年级物理浮力经典难题-副本

1、中学物理浮力典型例题解析例 13（北京市中考试题）a、b 两个实心球的质量相等，密度之比ab 1 2将它们分别放入足够的酒精和水中，它们受到浮力，其浮力的比值不行能的是（酒精 0. 8× 103kg/m3）（）a 1 1b 8 5c 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a 漂， b 漂 a 悬， b 漂 a沉， b 漂a 漂， b 悬 a 悬， b 悬 a沉， b 悬a 漂， b 沉 a 悬， b 沉 a沉， b 沉由题目我们可以推出ma mb，ab 1 ，就

2、va vbab 2 12我们可以挑选表格中的几种状态进行分析：设：（ 1） a、b 均漂浮a酒精 ，b水，与已知不冲突，这时f 浮 a 1 1， a 选项可能（ 2）设 a、b 都沉底f浮af浮b酒精 gva水 gva 4 ×52 815， b 选项可能（ 3）设 a 漂浮， b 沉底，这时a酒精 ，b水，f浮af浮b gaf浮ba gva水 gvb 2a水， b 选项可能（ 4）设 a 沉底， b 漂浮a 应酒精b 2a 应有b酒精水， b 不行能漂浮上述状态不行能，而这时的f浮af浮 b酒精 gva2酒精水 gvabd 选项不行能答案d例 14（北京市中考试题）如图1 5 6（

3、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5的体积露出水2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3已知：图（ a） v 露 120cm25 2× 103m ， f 拉 0. 6n图（ b） v 露 2v5求：图（ b） f 浮木 ，解图（ a），木块静止：f 拉 g f 浮 1 f 拉 f 拉 1 f 拉 2f 拉水 g（ v v 露 1）水 g（v2 v）5f 拉水 g（

4、 v v 露 13 v）水 g（52 v v 露 1）5332 53代入数值： 0. 6n10kg/m×10n/kg×（v 2× 10m ）5v 2× 10 43m3图（ b）中： f 浮乙 水 gv5333 43 1. 0×10 1. 2nkg/m× 10n/kg×× 2× 10m5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/m3求：甲、乙铁块的质

5、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33已知：铁 7. 9× 10 kg/mm甲求：m乙解甲在木块上静止：f 浮木 g 木 g 甲乙在木块下静止：f 浮木 f 浮乙 g 水 g 乙 不要急于将公式绽开而是尽可能简化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（甲乙） v 乙v甲铁水 7.91103 kg / m369v乙铁7.9103 kg / m379m甲质量比：m乙铁v甲v甲铁 v乙v乙 6979答案甲、乙铁块质量比为69

6、 79例 16（北京市中考试题）如图15 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3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 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f1，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3施加 f2 1 n 的压力，仍有部分体积露出水面已知

7、： f1=2n， f2=1n， v 20cm3 2× 10 5m求：水解依据三个图，木块均静止，分别列出受力平稳过程f浮1f浮 2f浮 3gf1gg2f2将公式中各量绽开，其中v 排指图（ b）中排开水的体积水 gv水 gv排木 gvf1木 gv木 g v排v 木 gv排f2 v 指图 c中 露 出 的 体积代入数值事理，过程中用国际单位（略）2水 v木 v 10水 v 排木 v（水 v 排木 v 排 ） 1 10 5水× 2× 1033约去 v 排和 v，求得：水 0. 6×10kg/m3答案木块密度为0. 6× 103kg/m 2例 17如

8、图 1 5 10（ a）所示的圆柱形容器，底面积为200cm3，里面装有高20cm 的水，将一个体积为500cm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3（ 2）图（ b）中容器对水平桌面的压强和压力（不计容重视，铝2. 7× 103kg/m， 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 4 5×10343m ，铝 2. 7× 10m 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

9、 ，解放入铝球后，液体增加的深度为h hv500cm 3s200cm 2 2. 5cm 0. 025m（ 1）水对容器底的压强p p 水 g（h h）33 1. 0× 10 kg/m × 10n/kg×（ 0. 2 0. 025） m 2250pa水对容器底增加的压力 f ps水 g h· s水 gv 1. 0× 1033kg/m×10n/kg× 5× 10 43m 5n f g 铝球（ 2）图（ b）中，容器对水平桌面的压力f g 水 g 球（水 v 水蚀 v） g（水 sh铝 v） g33233 43（ 1.

10、0× 10 53. 5nkg/m× 0. 02m× 0. 2m 2. 7×10kg/m× 5×10m ）× 10n/kgpf53.5n 2675 pa s0.02m2答案图（ b）中，水对容器底的压强为2250 pa，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1 511（a）所示已知物

11、体b 的密度为6× 103kg/m3质量为0. 6kg（取 g 10n/kg）（ a）（ b）图 15 11求：（ 1）木块 a 的密度（ 2）如将 b 放入水中，如图（b）所示，求水对容器底部压强的变化2已知： s 400cm2 0. 04m3，a 边长 a 10cm0. 1m，b 6× 10kg/ m2， mb 0. 6kg求：（ 1） pa；（ 2） p解（1） v mb 0.6kg 0. 1× 33mb3b61010kg / m3图（ a）a、 b 共同悬浮： f 浮 a f 浮 b gagb公式绽开：水 g（ va vb）水 gva mbg其中 va（

12、0. 1m）3 33 1×10m水 vaa水vbmb va代入数据：110 3 kg/m 310 3 m 3103 kg/m 30.110 3 m 30.6kga3310ma 0. 5× 1033kg/m（ 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 ga水 gva 排 agvava 排 a va 0.5105 kg/m3310 3 m33水110 kg/m 0. 5× 10 33m液面下降 h v v asv a排s1103 m 30.510 3 m 30.04m 2 0. 0125m液面下降 p水 g h1. 0

13、× 103kg/m3× 10n/kg× 0. 0125 m 125pa33答案a 物体密度为0. 5× 10 kg/m 液体对容器底压强削减了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，假如各量没用单位，就结果也不必加单位

14、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 fg1gv fgv（为金属密度）1f gv（ 2）解法 1如图 1 5 12，球沉底后受力方程如下：图 1 5 12f 浮 fg（ n 为支持力）n g f 浮 f液体对容器底的压力f nf f m 液 g1gvm 液 fg1vnf1vbf ps1gv nf1g（ v 液 v） nf1gv 液1gv nf nfm 液1 vbfnf答案金属球密度为1gv，容器中液体质量m 液1vb例 20如图 15 13（ a），在天平左盘放一杯水，右盘放砝码，使天平平稳（ a）（ b）图 1 5 13（ 1）将一质量为27g 的铝块（铝 2

15、. 7g/m3）放入左盘水中，水不溢出，天平仍能平稳吗？（ 2）将铝块如图1 513（ b）方式放入左盘中，天平仍能平稳吗？解（ 1）由于铝 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稳，左盘下沉，右盘增加27g 砝码，可使天平再次平稳（ 2）铝块浸没于水中，但未沉底，此时容器中液面上升h，容器底部增加的压力f水 g h·s水 gv铝 f 浮铝块体积， v 积m27g10cm3铝2.7 g / cm333铝块排开水质量：m 排水 v 铝 1g/cm × 10cm10g天平不平稳，左盘下沉右盘再放10g 砝码，可使天平再次平稳例 21如图 15 1

16、4 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精析这道题可以用运算的方法来判定，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 冰水 g v 排 m 冰 gm冰v 排冰冰熔化成水后，质量不变：m 水 m 冰m冰m冰求得： v 水水水比较和，v 水 v 排也就是冰熔化后体积变小了，恰好占据了原先冰熔化前在水中的体积所以，冰

17、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），就f 盐浮 g 冰盐水 g v 排盐 m 冰 gm冰v 排盐盐水冰熔化成水后，质量不变，推导与问题（1）相同m冰v 水水比较和，由于水盐水v 水 v 排排也就是冰熔化后占据的体积要大于原先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摸索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；假如

18、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） ，下面说法正确选项（）（ 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，就f 浮 g 水 gav 排f浮g水ga水 g水 ga 从木块上拿下后，如a水 ，就 a 和木块均漂浮在水面，a 和木块共同排开水的体积为va 排 v 木排f浮 a水 gf浮木g ag木水 g水 g比较和

19、， a 选项中，容器中水面不变，而不是上升当a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a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 f浮木水 ggag水ga水 g水 g水 g比较和，a水，式式液面下降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 ga 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15 16 所

20、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，如通过细管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

21、积露出水面中空部分有2 v1 的气体（ a）（ b）设：模型总体积为vf浮解（ 1）图（ a）， a 悬浮f浮图 1 5 17gag1 模型里水重 g ag2图（ b）， a 漂浮将公式绽开：水 gvg a1水 gvga 2水 gv0水 g v0v1 2v1 1水 g 1 v水 gv2 2 v1（ 2）由（ 1）得： ga水 g v水 g（ v0 v1）水 g 2v1水 g v1水 g v0水 g（ 3v1 v0） v 玻 vv0 2v1 v0am玻v玻gagv玻水 g3v1g3v1v0 v0 3v1v0· 水2v1v0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

22、，此时量筒内的水面上升了4. 6cm当2冰熔化后，水面又下降了0. 44cm设量筒内横截面积为50cm，求石块的密度是多少？（水 0. 9× 1033kg/m ）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 50cm2， h1 4. 6cm，h20. 44cm求：石2解v 冰 v 石 sh1 50cm3× 4. 6cm 230 cm冰熔化后，水面下降h22v h2s 0. 44cm× 50cm3 22 cmm 冰 m 水冰 v 冰水 v 水v水0 .9v冰199， v 水v 冰1010v v 冰 v 水 v 冰30. 1v 冰 2

23、2 cm9 v 冰 101 v 冰103v 石 230 cm3 220 cm3 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 石水 v冰石v石 冰冰v石3 1g / cm3230cm30.9g / cm3220cm10cm 3 3. 2g/ cm 3答案石块密度为3. 2g/ cm 3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 15 18（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；如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

24、金属密度 （ a）（ b）（ c）图 1 5 18精析经题是将试验和理论综合，要能从体积的变化，找到金属块的质量和体积解由于 m ，所以要求得，关键是求m 和 v比较（ a）和（ b）图，金属块体积v v v 21v金属块质量可从浮力学问动身去求得图（ 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（ v3 v1）m 铁水 g（ v3 v1）m铁v3v1·水vv2v1水答案v3v1 ·v2v133例 26如图 1 5 19 所示轻质杠杆，把密度均为4. 0× 10 kg/m 的甲、乙两个实心物体挂在a、b 两端时，杠杆在水平位置平稳，如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稳，如两次支点的距离o o为 oa 的1 ，求：甲、乙两个物体的质量之比5图 1 5 19精析仍以杠杆平稳条件为动身点，如将其中一个浸入水中，杠杆的平稳将被破坏，但重新调整力臂，就可使杠杆再次平稳已知：甲、乙密度 4. 0× 10 1 loa53kg/m3，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 om甲求：m乙