浮力实验和计算压轴题

1、1.徐亮同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下悬挂一圆柱体，当圆柱体下表面与水面相平时幵始缓慢下降，直到与烧杯底接触为止，如图甲所示.圆柱体的重力G= N圆柱体浸没在水中后所受浮力F浮=N比较(b)、(c)两图可得：浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟有关.另一种液体的密度P液=kg/m3【答案】(1)6; (2)5; (3)物体浸入液体的体积(物体排幵液体的体积);(4)C、d; (5)34;液体的密度；0.8 X 10.【解析】3(b)、(c)两图，液体的密度相同，排幵液体的体积不同，测力计的示数不同，可知 浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟物体浸入液体的体积

2、(物体排幵液体的体积) 有关;(4) 比较图可得：当圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中，受到的浮力不变;徐亮完成如图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的示数F与物体下降高度h的F-h图象.那么物体浸没在这种液体中受到的浮力F浮=N.实验表明，浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟有关;试题分析:(1)根据图a得出物体的重力大小;由图c及a根据F浮=G- F得出所受浮力的大小;比较b、c两图的不同点，得出浮力大小与物体排幵液体体积的关系;(4) 根据浮力大小与排幵液体体积的关系得出结论;根据物体完全浸没时测力计的示数及其重力求出浮力;根据物体在两种

3、液体中排幵液体的体积不变得出液体的密度.解：(1)由a知，G=6N(2)由c知，圆柱体浸没在水中后所受浮力F浮二G F=6N 1N=5N（4）c、d两图，圆柱体完全浸没，下沉过程中，测力计的示数不变，即所受浮力不变;（5）由图乙知，物体完全浸没时测力计的示数为2N,则F浮二G- F =6N- 2N=4N由实验知，浸在液体里的物体受到的浮力大小还根据液体的密度有关;F竺由F浮=P液gV排得，V排=4N则L0X1 OU/irXlOW/kg Q液XlON/kw33解得：P液=0.8 X 10 kg/m.故答案为：（1）6; （2）5; （3）物体浸入液体的体积（物体排幵液体的体积）；（4）C、d;(

4、5)4;液体的密度；0.8 X 103.【点评】此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了学生分析图象和数据的能力，注意分析问题过程中控制变量法的应用，同时要熟练掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到灵活应用.2.为了探究容器中漂浮在液面上的冰块熔化前后液面变化情况,同学们组成兴趣小组进行实验。他们选用了不同质量（m甲水），冰块熔化前后液面变化情况如图（C）、（d）所示，图中hi”、“V”【解析】【答案】（1）减小、增大、=（2）合理均可（3）方便操作、误差小、更直观【解析】试题分析：(1)重物浸入水中的体积越大，它受到的浮力也就越大，弹簧测力计就越小。重物排幵的水越多，弹簧测力计B的示数越大。根

5、据阿基米德原理，浸在液体中的物体所受到的浮力，等于它排幵液体所受到的重力，重物受到的浮力增大多少，弹簧测力计A的示数就变化多少，弹簧测力计B的示数也就变化多少。所以两个弹簧测力计示数的变化是相同的。(2)玻璃弯管与塑料瓶连接的地方不能漏水 重物未浸入水中时，水面与溢水口相平(3)改进后，实验操作更方便，不需要多次用弹簧测力计进行测量2改进前，由于水桶内的水不能全部倒尽，存在一定的误差 改进后，实验现象更加直观，不需要进行计算推理 考点：阿基米德原理8.小红在洗苹果时逐渐向盆中加水，看到如图所示的情景:(选填“大于”、“等于”或“小于)水的密度。(3)小红又拿来一个装水的大量筒，水的体积为Vi,

6、借助这个量筒测出了苹果的密度:在丙图中，她轻轻取出苹果，将量筒中的水倒入盆中，当盆中的水被填满时，量筒中剩 余水的体积为V小红用针把苹果完全压入盛满水的盆中，水从盆中溢出后，再取出苹果，并继续将量筒 中的水倒入盆中，当盆中的水再次被填满时，量筒中剩余水的体积为3苹果密度的表达式：P=(4)如果把丙图中的水换成盐水，苹果静止时，露出液面的体积将“不变”或“变小”)。【答案】B、小于、无关、(V1-V2)P水/(V2-V3)、变大A的示数(1)比较甲乙两图可知:图中苹果受到的浮力较大，从乙图可以判断苹果的密度(2)分析乙丙两图可知：浮力大小与容器中水的多少(选填“有关”或“无关”)试题分析：(1)

7、比较前两图，液体的密度不变，苹果排幵水的体积增大，苹果受到的浮力 增大;苹果漂浮在水面上，苹果的密度小于水的密度.(2)后面两图可知，液体的密度不变，排幵水的体积不变，苹果受到的浮力不变，所以浮力大小跟容器内水的多少无关.(3)苹果放在水中，苹果漂浮在水面上,量筒测量体积，阿基米德原理测量体积；同体积的水等效替代的方 法.9.一圆筒形容器内装有水，竖直放置在水平桌面上，筒内底面积为挂一金属块，手提弹簧测力计让金属块有的体积浸入水中静止时，弹簧测力计的示数是6N,此时水深为11.5cm，如图甲所示；当把金属块没入水中静止时，弹簧测力计的示数是5.5N，如图乙所示.求:(1)金属块的密度.所以，G

8、 F孚G排水gv排水g(V1V2)，所以，苹果的质量:7K(VIV2)，苹果的体积为：V(V2V3)，苹果的密度为:(ViV2)水V2V3(4)苹果漂浮的液面上,物体的重一定，受到的浮力相等，盐水的密度大，苹果排幵盐水的体积小，露出液面的体积将变大。考点：固体的密度测量实验；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用.点评：测量固体密度时一定要想法测量物体的质量和体积.测量固体质量的方法:用天平测量质量；用弹簧测力计测量重力求质量；利用漂浮条件和阿基米德原理求重力,再求出质量.测量固体体积的方法:100cm2.弹簧测力计上(2)金属块的体积.(3)容器内水的质量.(g=10N/kg)【答案】(1)金

9、属块的密度为3.2 X 103kg/m3.(2)金属块的体积为2.5 X 104m.(3)容器内水的质量为0.95kg.【解析】 试题分析：(1) (2)根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力，根据公式列出等式；两式联立分别求得金属块的体积和密度;(3)当金属块有体积没入水中时，水深为11.5cm,将此时水的体积减去金属块排幵的水的 体积，即为容器内水的体积，然后利用密度公式求得水的质量.解：(1)当金属块有4体积没入水中时，金属块受3个力而处于平衡状态:5F拉+F浮=G物, 已知口F拉=6N, F浮二p水噂V物,G物二m物g=p物gV物,当金属块全部没入水中时，金属块也受3个力而处于平衡

10、状态:斥+卩孑G物,由可得,6N 5.5N二P水gV物p水誌V物，代入数值可得V物=2.5 X 104m，(2)把V物=2.5 X 104m，代入可得F孑哙=&物，解得P物=3.2 X 103kg/m3,(3)当金属块有体积没入水中时，水深为11.5cm，由可得，m水二P水V水=1.0 X 103kg/m3x( 100X 104m X 0.115m半X 2.5 X 104m) =0.95kg .答：(1)金属块的密度为3.2 X 103kg/m3.已知F=5.5N,F谭二P水gV物,(2)金属块的体积为2.5 X 104m.(3)容器内水的质量为0.95kg.【点评】此题是一道有关浮力知识的计

11、算题，同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,此题有一定的拔高难度，属于难题.10.学完“浮力”知识后，小芳同学进行了相关的实践活动.(1)她选取一质量为750g、体积为1250cm长方体木块，让它漂浮在水面上，如图甲所示.求木块受到的浮力.(2)取来规格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母质量为漂浮的木块上.问：放多少只螺母时，木块刚好浸没在水中?(3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验，弹簧测力计静止时的示数为0.4N.求合金材料的密度.【答案】(1)木块受到的浮力7.5N;(2)放10只螺母时，木块刚好浸没在水中;(3)合金材料的密度5X 103kg/m3.【解析】试题分析：

12、(1)木块漂浮，此时木块受到的浮力等于木块本身的重力，已知木块质量，利 用F浮=G=m計算;(2)已知水的密度和木块的体积， 根据阿基米德原理F浮=G排可以计算出木块完全浸没在水 中时受到的浮力，再根据平衡条件计算出需要的螺母的重力，最后计算个数;(3)已知螺母质量和弹簧测力计的示数，利用F浮二G-F计算出浮力，再根据阿基米德原理F浮二p水gV排计算出体积，最后根据p=计算密度.解：(1)木块漂浮，由F浮二G得, 木块受到的浮力：F浮二G木=m g=750X 103kg X 10N/kg=7.5N;(2)木块完全浸没.由阿基米德原理得,（P水=1.0 X 103kg/m3）50g，将螺母逐个放

13、置在此时木块受到的浮力：F浮二G排二P水gV排二P水gV木=1.0 X 103kg/m3x 10N/kg X 1250X 1063m=12.5N,螺母的重力为:G螺母总二F浮G木=12.5N-7.5N=5N,螺母的个数为:申-=10只;G蠟垠50X1 0违gXlON/kg(3)螺母完全浸没在水中，由F浮=G- F得,螺母受到的浮力：F浮螺母二G螺母-F =0.5N-0.4N=0.1N,=O.INP 卅1.0X1 Okg/mXlONAg螺母的体积：V螺母,c-53=10 m,由卩=得，合金材料的密度：p合金丿台金=50X10 kg=5X 103kg/m3.VV答：(1)木块受到的浮力7.5N;(

14、2)放10只螺母时，木块刚好浸没在水中;(3)合金材料的密度5X 103kg/m3.【点评】本题综合考查了重力的计算、浮力的计算(阿基米德原理、漂浮条件)密度的计算，知识点多，尤其是(2)中的判断木块的平衡状态， 木块是由于螺母才完全浸没在水中,但木块本身也有一定重力，此时，F浮=G*+G螺母，在计算过程中单位要统一.11.物体A的体积是2X 103m,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:物体A所受的浮力是多少?物体A的密度是多大?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

15、?【答案】(1)物体A所受的浮力是15N;(2)物体A的密度是0.75 X 103kg/m3;=1X 103kg/m3x 2X 103m x 10N/kg(3)物体下表面受到的液体压强有1.5 X 103Pa;(4)在A上放一个5N重的物体可以使A刚好全部浸入水中.【解析】解：(1)物体排幵水的体积:V排=V浸=V球v露球二丄X2X 103m=1.5 X 103m,44物体受到的浮力:33-33=1X 10 kg/m x 1.5 x 10 mx 10N/kg =15N;(2)v物体漂浮在水面上,F浮=G,g卩：p水g申二p物gv,3333 p物=p水=X 1 X 10 kg/m =0.75 x

16、 10 kg/m ;44(3)物体下表面受到的压强:P=P gh =1.0 X 103kg/m3X 10N/kg x 0.15m =1.5 X 103Pa;(4)物体刚全浸入水排幵水的体积:-33v排=v=2X 10 m,此时物体受到的浮力:=20N;F浮=G+G,物体A的重:=1X 103kg/m3x 2X 103m x 10N/kgG=F浮一G=20Nh 15N=5N答：(1)物体A所受的浮力是15N；33（2）物体A的密度是0.75 X 10 kg/m;3)物体下表面受到的液体压强有1.5X103Pa;(4)在A上放一个5N重的物体可以使A刚好全部浸入水中.点评】本题考查了学生对密度公式

17、、重力公式、阿基米德原理、漂浮条件、液体压强公 式、同一直线上力的合成的掌握和运用，知识点多、综合性强，是一道力学综合题，要求 灵活运用各个公式.12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 X 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Fi,再打幵阀门B缓慢放水，直

18、至木块A完全离幵水面时，再关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，求Fi与F2之比。答案】(1)2X103Pa;（2） 0.6X103kg/m3;（3） 2/3解析】试题分析：(1)弹簧恰好处于自然状态时，容器底部受到水的压强：P=p gh=103kg m-3X 10N/kg X 0.2=2 X 103Pa;2)当弹簧处于自然状态时，G木=F浮，即p木Vg二p水3/5Vg，所以p木=0.6 X 103kg/m3;(3)A完全浸没时，G木+F1=F1浮，F1=2/5 p水Vg=2/3G木，当A完全露出时，F2=G*故F/F2=2/3。考点：压力和压强;浮力13. (6分)如图所示，放在水平桌

19、面上的薄壁圆柱形容器重6N,底面积100cm，弹簧测力计的挂钩上挂有重为27N的金属块，现将金属块浸没在水中，容器内水面由20cm上升到30cm33(g取10N/kg，p水=1.0 X 10 kg/m)。求:(1)金属块未放入水中时(如图甲)，容器底部受到的水的压强;(2)金属块浸没在水中静止后弹簧测力计的示数;3【答案】(1)2X 10 pa(2)17N(3)3.6【解析】 试题分析：(1)最初水的深度h=20cm=0.2m,容器底部受到的水的压强：p= pgh=1.0 X 103kg/m3x 10N/kg x 0.2m=2X 103Pa;(2) 由图 可知，水 面升高 的高度 h=0.3m

20、-0.2m=0.1m， 金属块受到的浮力：F浮=p水gV排=p水gS容3342_ _h=1.0 X 10 kg/m X 10N/kg X 100X 10 mX 0.1m=10N;所以测力计 的示数F示二G-F浮=27N-10N-17N;(3) 容器中水的重：G水二p水gV水二p水gMS容=1.0 X 103kg/m3x 10N/kg x 0.2mX 100X 10-4m=20N,容器对桌面的压强p二F/S=(G容+G水+F浮)/S= ( 6N+20N+10N /100X 10-4m=3.6 X 103Pa；【考点定位】压力和压强；浮力14. (5分)如图所示，水平桌面的正中央放着三个底面积均为

21、500cm的薄壁容器，容器内装有适当的水，在圆柱形的乙容器中放入一个密度为0.6 X 103kg/m3，体积为1dm的木块漂浮在水面，现用力F将木块刚好压没于水中静止，水未溢出。求:(1)静止时所施加的压力F的大小;(2)乙容器中木块被压没后和没有放入木块时相比水对容器底部的压强增加了多少?(3)若也将木块压没于甲、丙两容器中(木块未触底、水未溢出)水对容器底部的压强增加量的大小关系。【答案】(1)4N;(2)200Pa； (3)甲最小，丙最大(3)金属块浸没在水中(未与底部接触，如图乙)，容器对桌面的压强。3X 10 pa，静止时判断三容器中p=F/S=10N/100X10-4m2=1000

22、Pa。解析】33-33试题分析：(1)木块所受到的浮力为F浮二p水gV排=1.0 X 10 kg/m X 10N/kg X 1X 10-m=10N,-物体的重为G物二p物gV物=0.6 X 10 kg/m X 10N/kg X 1 X 10-m=6N,所以施加的压力F的大小为F=F浮-G物=10N-6N=4N;(2)压力的变化量为F1=10N，所以压强的变化量为Pi=10N/5X 10-2m=200Pa；(3)甲水面上升的高度最小，压强变化最小，丙水面上升的高度 最大，所以压强变化最大。考点定位】压强与浮力的计算15.如图所示，用细绳系住体积为3X 10-4m的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水

23、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水=1.0 X 103kg/ m3,g=10N/kg)求:物体A受到的浮力;容器对桌面的压强。【答案】(1)3N;(2)1.5 X 103kg/m3; (3)1000Pa解析】试题分析：(1)物体A受到的浮力：F浮二p水gV排=1.0 X 103kg/m3x 10N/kg X 3X 104m=3N(2)由于物体处于静止状态，受力平衡，则G=F浮+F拉=3N+1.5N=4.5N，质量为-4333m=G/g=4.5N/10N/kg=0.45kg;则物体的密度pA=mVV=0.45kg/ 3X 10-m=1.5

24、 X 10 kg/m; (3)容器内水和容器的重力：Gg=0.7kg X 10N/kg=7N,以容器、水以及物体作为整体研究,F=G +F浮=7N+3N=10N所以容器对桌面的压强:考点定位】压强;浮力的计算16.(6分)如图甲所示，水平桌面上放置底面积为100cmi、质量为500g的圆筒，筒内装有100cm2。2) 物体A的密度;受力平衡，桌面受到的压力大小为：20cm深的某液体.弹簧测力计下悬挂底面积60cm、高为10c m的圆柱体，从液面逐渐浸入p=F/S=10N/100X10-4m2=1000Pa。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

25、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?【答案】(1)4.8N(2)0.8 X 103kg/m3【解析】试题分析：(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=F=18N当h10cm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示=13.2N;所以F浮二G- F示=18N- 13.2N=4.8N;(2)物体排幵液体的体积V排二V物=60X 10X 10-6m=6X 10-4m由F浮=p液gV排得：液爲6 104：

26、.8*伽0.8 103kg/m3(3)液体的质量m液二P液V液=0.8 X 103kg/m3X 100X 20X 10-6m=1.6kg圆筒对地面的压力F= (m液+m筒)g+G物-F拉=(1.6kg+0.5kg)X 10N/kg+18N 13.2N=25.8N【考点定位】浮力 压强计算17.(6分)底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为P0的液体，横截面积为S的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连，且部分浸入液体中，此时细线刚好伸直，如图19所示，已知细线所能承受的最大拉力为T,现往容器中再缓慢注入密度为P0的液体，知道细线刚好被拉断为止，请解答下列问题:(1)画出细线刚好伸直时，木块

27、在竖直方向上的受力示意图;(3)求出细线刚好被拉断时于细线拉断后容器中液面恢复稳定时,(3) 2.58 X 103Pa(2)导出细线未拉断前，细线对木块拉力F与注入液体质量m之间的关系式;容器底部所受液体压强的变化量。=1.o X io3kg/m3)【答案】（1）p=!So【解析】 试题分析：（1）细线刚好伸直时，木块在竖直方向上受重力和浮力两个力。（2）注入液体的质量为m时，细线对木块的拉力为FF= F浮=Pog hS m=poh(So-Si)F=S?Vm当细线刚好被拉断时，F浮二G+T液面恢复稳定后F浮=GPog (V排-V排)=TPoghSo=Tp=S；【考点定位】物体受力分析、阿基米德

28、原理、液体压强压力的计算（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）Sig(2) F=2mSoS118.（8分）如图所示，水平面上有一底面积为5.o X lom的圆柱形容器，容器中装有质量为o.5kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.o X io-5m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.o X 1o-5m. (g取1oN/kg，水的密度p，求此时水对容器底的压强。333【答案】(1)0.4N; (2)0.8 X 10kg/m; (3)1.1 X 10Pa【解析】 h. m水水V水水sh ;_0.

29、5kg_ 01m水s1.0 103kg/m35.0 103m2水对容器底的压强 p水g(h h) 1.0 103kg/m310N/kg (0.1m 0.01m) 1.1 103Pa。【考点定位】浮力；压强的计算19.如图1所示，体积为500cm的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中，细线对木块的 拉力为2N,此时水的深度为20cmo(取g=10N/kg)， 求：(1)水对容器底的压强;(2)木块受到水的浮力。(3)木块的密度。(4)若剪断细线待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，要使剩余木块刚好浸没在水中，在木块上应加多大的力?【答案】(1)2000Pa(2)3N(3)0.6 X 103kg/m3(4)1.2N【解析】33试题分析：(1)水对容器底的压强：p=p水gh=1.0 X 10 kg/m X 10N/kgX0.2m=2000Pa(2)木块受到水的浮力：F浮二P水V排g=1.0 X 103kg/m3x500X 10-6mX 10N/kg=5N试题分析木块受到 的浮力 大小F浮水gV排1.0 103kg/m310N/kg 4.010-5m30.4N(2)木块受的重力与浮力是一对平衡力木块的密度F浮gV木10N/kg 5.0 10-5m30.4N0.8 103kg/m3;(3