浮力专题：液面升降问题知识讲解

1、浮力专题：液面升降问题精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除浮力专题：液面升降问题一、判断液面升降方法：比较V排的变化物体浸在液体中，若浮力变大， V排变大，液面;若浮力变小，则V排变小，液面;若浮力不变，则 V排 不变，液面。（填“上升”或“下降”或“不变”）1、如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入相同的甲、乙两杯水中.静止时甲杯中橡 皮泥所受的浮力（填“大于” “小于”或“等于）乙杯中橡皮泥 所受的浮力，杯中水面.2、（1）如图所示，小船和石块一起漂浮在水中，将石块（或金属块）从船中取出放入水中后，水面（2）如图2所示，在一较大容器的水面上放一木块，木块上面3放一

2、个体积为1dm、重7.84N的物体，此时木块漂浮.如果将物 体从木块上拿下并放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将（ ）A .上升 B .下降 C .不变 D.无法判断3、将冰块分别放在水、盐水和煤油（或酒精）| | 0 | |酒精K中，冰块完全熔化后，判断液面的变化。 （填浮沉状况），则水面 。检测： （1）在图中，容器内装有一定量的水，水面上浮有|凸|匚木块甲，在甲上放有铁块乙，甲与乙之间用细纯相连，当木块翻转，铁块乙没入水中时，则（）A.容器内液面高度一定不变 B .容器内液面高度一定降低C.容器内液面高度一定升高 D .容器内液面高度先升高后降低（2）现将绳子剪断，当木块和铁块

3、都静止后，下列分析正确的是（）A.铁块沉底，木块漂浮 B .水面下降，容器底受到水的压强变小2、将木块（密度为p ,底面积S3,高为ho）立放于容器中（容器底| 口 I面积So）,向容器中加水（，密度为p水），水面高度为h,木块未浮起，则V排=,加入水量 丫水=。当木块恰好漂浮时，水面高度 卜水=。 F . -1）冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面 。2）冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面 。I公3）冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面。4、冰块内包有一个木块漂浮在水面上，冰块熔化后，水面 。5、冰块内包有一个石块（石块密度大于水的密度）漂浮在水面上，冰块熔化后，石块 TOC o 1-5

4、 h z C.桌面受到的压力变小 D .桌面受到的压强不变I I2.重为5N的木块A,在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为性昌3N,若绳子突然断了，水面 （填“上升”或“下降”或“不变”），最 终木块所受浮力为 ,水对容器底的压力 （填“增加”或“减 小” ）X。二、液面升降的定量计算n1、容器底面积S,盛有适量水，柱形木块底面积 So,放入水 1 1中，水面上升 h,则木块排开液体的体积 V排=。现向容器中加水，水面又升高 hi,则木块排开液体的体积 V排，=,力口入水量 丫水=。卜TTH 由*若木块被按压又下降h （水未溢出），则水面升高高度4 h2=o练习:1、1 .如图所示，不计外壁厚

5、度且足够高的柱形容器置于水平桌面上，容 器的底面积为150cmi现将一边长为0.1m、质地均匀的正方体物块放在容 器底部，当缓慢持续地向容器中注入 400cm的水时，物块对容器底部的压 力恰好为零.求：（1）水对容器底部的压强是多少？（力物块受到水的浮力是多少？.O（3）再次向容器中缓慢注水，当容器中水的深度达到 12cm时停止注水，第二次注入水的质量是多少？3.如图所示，密度为0. 6x103kg/m3,体积为10-3m3的正方体木块，用一条质量可忽略不计的细纯，两端分别系在木块底部中心和柱形容器的中心。细纯对木块的最大拉力为 3N,容器内有一定质量的水，木块处于漂浮状态，但细纯仍然松软，对

6、木块没有拉力。求：（1）木块露出水面的体积有多大？（2）向容器内注水（容器容量足够大）直至细绳对木块的拉力达到最大值，在细绳处于断裂后一瞬间，停止注水。此时木块浸入水中的体积多大？（3）细绳断裂后，木块再次漂浮，若柱形容器底面积为2X10-2m2,止匕时容器里的水面与细绳断裂前的瞬间的水面相比，高度变化了多少？容器底部受到的压强变化了多少？（取 g=10N/kg）.如图所示，底面积为200cm2的容器底部有一固定轻质弹簧，弹簧上方连有一边长为10cm的正方体木块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有后的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，没有发

7、生形 变.（不计弹簧受到的浮力，g取10N/kg）求：（1）此时容器底部受到的水的压强；（2）木块A的密度；（3）向容器内缓慢加水，直至木块 A刚好完全浸没水中，立即停止加水，弹簧伸长了 3cmi求此时弹簧对木块A的作用力Fi是多大？容器底部受到水的压强变化了多少？. （5分）如图，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V铝=10cm,当冰块（含空心铝球）悬浮时，排开水的体积 V排二45cm.冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度p 力k=0.9 x 103kg/m3,求：（1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力；（2）空心铝球最终对水槽底部的压力大小.

8、如图所示，底面积为2X10（2米2的圆柱形平底薄壁水槽放在水平地面上，一装有金属球的小盆漂浮在水槽的水面上，小盆的 质量为1千克，金属球的质量为1.6千克，金属球的体 积为 0.2乂10（3米3。 若把金属球从盆中拿出并放入水槽中后，小球沉入水底，求容器对水平地面压强的变化量。求水对水槽底部的压强变化量.如图甲所示，一个底面积为 50 cm2的烧杯装有某种液体，把重2.4N的小石块放在木块上,静止时7体深;如图乙所示，将小石块放入液体中，液体深甲乙四h2=12 cm,石块对杯底的压力 F=1.6N;如图丙所示，取出小石块后(假设没有液体带出),液体深h3=10cm 求:8.下面是小明自制 浮力

9、秤”的装置图(如浮力科”但用斑明宅结杓 津力样山舟诔*上簿他成.洋体包括 料我和盘显为次、底面有壕为功的圜粒体，升 曾是匿善高粕.向挣为打的阑柱惠信明太笥使用 窗外芮中加建量水.甚浮侬变支世 入斗药的小中，视特地体放在料盘上网白衿伸 鼎园社体浸入小的翼度或可以“称f白粕豚的 武札(1)小石块的密度；(2)液体的密度；(3) hi的深度。(g取10N/kg)图)和使用说明书.已知水的密度为p水，秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵 入水中的深度为h。，请根据上述内容和条件解答：(1)在图中画出未称物体时，浮体在水中沿竖直方向受力的示意图;(2)推倒出被称物体质量 m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关

10、系式；（3）求出要使此浮力秤”能够达到最大称量值，使用前应在外筒中至少加入的水的质量.m=0.4kg ,体积9.下图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量Vi=3X10-3m3的浮筒P,另有一厚度不计，质量m2=0.2kg , 面积8=8刈0-3状的盖板Q盖在水箱底部的排水管上，用细 线将P、Q连接，当供水管上流进水箱的水使浮筒刚好浸 没时，盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所， 当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求：（1）浮筒受到的浮力大小（2）细线对浮筒P的拉力大小。（3）水箱中水的深度。io.底面积为400cm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

11、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（a）所示.已知物体B的密度为6X103kg/m3.质量为 0.6kg .（取 g=10N/kg）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.(a)(b)11 .如图所示,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 X10 kg/m .求:甲、乙铁块的质量比.12. 一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均时，物体M刚好漂浮且露出水面的高度为 4cm,如图乙所示(已知p水=1.0 x 10kg/m

12、3)。求：(1)圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h;(2)圆柱体M的密度p ;(3)圆柱形容器的内底面积So【浮力与密度实验练习】1.用图所示的方法可以粗测出橡皮泥的密度.请你将李明同学测橡皮泥密度的实验步骤补充完整，并用测得的物理量表示出橡皮泥密度的表达式.实验步骤：(1)将适量的水倒入烧杯中，用刻度尺测出烧杯中水的深度 hi.(2)将橡皮泥捏成球状后放入烧杯中(如图甲所示)，用刻度尺测出此时烧杯中水的深度 h2.(3) .橡皮泥密度的表达式：.小红的妈妈有一只翠玉手镯，她想知道手镯的密度。现在只有如下器材：一个水槽和足量的水、细线、刻度尺、一个正方体木块。请你按照下面的实验设计思路，把实验

13、步骤补充完整，并利用测量中的表示符号和水的密度P水，写出测量翠玉手镯密度的数学表达式。实验步骤：水槽中装入适量水，将木块放入水槽中，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离hi；将手镯放于木块上，如图所示，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h2；。翠玉手镯密度的数学表达式：p =。.如图，小明自制土密度计并测定盐水的密度.实验器材：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水.实验步骤： 在竹筷的一端缠上适量细铅丝，制成土密度计.用刻度尺测出竹筷的长度L.把土密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度hi （如图所示）.精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档收集于网络

14、，如有侵权请联系管理员删除二、液面升降的定量计算日出请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题：(p水=1.0g/ cm3)(1)竹筷一端缠上铅丝，是为了(2)密度计是利用 条件工作的.被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积(选填 越小”或 越大”).(3)被测盐水的密度表达式：p =.(不计铅丝体积)(4)小明计算得出盐水的密度为1.05g/cm3,已知烧杯中盐水的体积为400cm3,盐的密度为2.6g/cm3,则盐水中含盐 g.(盐放入水中溶解后，盐和水的总体积不变)一、判断液面升降上升；下降；不变1、小于上升 2、下降C 3、不变上升下降 4、不变 5、沉底下降检测：1、(1) A (2)

15、 ABD 2、下降 5N 减小 3N1、V排=$ h V 排=SAhZ&=SAhl,h2=_ShS-S0h c2、V排=SohAV水=(S-S。) h 卜水=0水练习：1. (1) 8X10 1)此时木块所受的浮力是200NPa； (2) 8N; (3) 0.6kg【解析】2试题分析：(1)正方体物块的底面积为：S=10cmriX 10cm=100 cm,谷命中水的深度是：h=V/S=400cm/ (150cn2-100cm2) =8cmi水对容器底部的压强是 p= p 水 gh=1.0 义 103kg/m 绳子的拉力是80N; x 10N/kg x 0.08m=8x 102Pa；(2)物块排

16、开水的体积是 V排=S h=100cm2x 8cm=800cr3f物块受到水的浮力是：F 浮=p 水 V排 g=1.0 x 103kg/m3x 10N/kgX8X 10 (3)剪断绳子，木块静止后，容器底所受压强改变了800Pan3=8N;(3)再次注入水的体积是 V7x=S容(h1-h) =150cm2x (12cm- 8cmj) 3=600cm,由p =m/V可得：再次注入水的质重 m=p水V水=1.0X103kg/m3x 600X 10 6m=0.6 kg 。【解析】 试题分析：（1）木块所受的浮力F浮7KgV排 1.0 103kg/.m3 10N/kg 0.02m3 200N ； 木块

17、的质量 m V 0.6 x 103kg/m3x0.02 m3=12kg木块受到的重力 G=mg=12kgi0N/kg=120N绳子的拉力 F=F浮-G=200N-120N=80N 剪断绳子，木块静止后，木块处于漂浮状态，此时受到的浮力F/浮=G=120N此时木块排开水的体积 V排 工 3120N 0.012 m3水g 1 103 kg/m3 10N/kg木块排开水的体积减少了 0.02 m3-0.012 m 3=0.008 m33s、r、，8000cm放面下降的深度为2- 8cm =0.08m1000cm2容器底所受压强改变了 p=p gh=1.0X103kg/m3x 10N/kg x 0.0

18、8m=800Pa考点：浮力和压强的计算3.解：(1)二木块漂浮,F 浮=6木=木gV木=0. 6X103kg/m3X10 N/kgX10-3m3=6N（1 分）V 排=-F = -36N=6X10-4m3 1.例 V 露=V 木水g 10 kg/m 10N / kgV 排=10-3m3 -6X10-4m3=4 X10-4m3 （1 分）（2）当 F拉=3N 时，F，浮=G木=6N=3N=9N（1分）F 浮9NCSC-4 3/ “八、V 排=-33=9X10 m （1 分）水 g 10 kg / m 10N / kg（3）二.木块再次漂浮， . V 盘尸 V 排=6 X10-4m3（1 分） V

19、排=V / 排一V /9X10-4m3-6X10-4m3（1 分） TOC o 1-5 h z 由于V %V /排所以水面下降（1分）43,V排 3 10 m lsc-2八、h= =1. 5X10 m（1 分）S 2 10 2m2P=P*gAh=1.0 X103kg/m3X10 N/kgX1. 5X10-2m=150Pa（1）此时容器底部受到的水的压强为 2X103Pa；（2）木块 A的密度为0.4X103kg/m3；（3）此时弹簧对木块A的作用力Fi是6N;容器底部受到水的压强变化了900Pa.【解析】试题分析：（1）容器底部受到水的压强p=P 水 gh=1x 103kg/m3x 10N/k

20、gX 0.2m=2x 103Pa；（2）弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变F浮=GP水gV排=p木gV木P 木=| p 7k=0.4 x 103kg/m3；（3）木块A刚好完全浸没水中Fi=F 浮一G=p 水 gV- p 木 gV=1xi03kg/m3x 10N/kgX 10 3m3 - 0.4 x 103kg/m3x 10N/kgX 10 3n3=6N； h=x 10cm+3cm=9cm=0.09m p= p 水gAh=1x 103kg/m3x 10N/kgX 0.09m=900Pa.考点：液体的压强的计算；物体的浮沉条件及其应用点评：此题考查了学生对液体压强的大小及其计算，密度的计算，浮力

21、的计算等，此题中还有弹簧对木块的拉力，总之，此题比较复杂，稍有疏忽，就可能出错，因此是一道易错题.要求同学们审题时要认真、仔细（1） 0.45N; 0.035N【解析】试题分析：（1）冰块（含空心铝球）完全浸没时受到的浮力：F 浮=p 水 gV排=1.0 x 103kg/m3x 10N/kgX45X 10 6n3=0.45N;由于冰块（含空心铝球）处于悬浮，则冰块（含空心铝球）重力G=F浮=0.45N;(2)冰的体积 V=Vh V铝=45cm 10cn3=35cm=35X 10 6n3,由 p =m/V和G=mg马冰的重力：G=mg=冰Vg=0.9X103kg/m3x 10N/kgX35X 1

22、0 6n3=0.315N;空心铝球的重力：G球=G- G力k=0.45N-0.315N=0.135N;由于空心铝球沉在底部，则受到 的浮力：F浮=p 水gV排=水gV铝=1.0X103kg/m3x 10N/kgX10X10 6n3=0.iN；对水槽底部的压力：F=G- F浮=0.135N - 0.1N=0.035No【考点定位】物体的浮沉条件及其应用；浮力大小的计算18. (1) 6cm (2) 0.6X103 kg/m3(3)0.1m2【解析】试题分析：(1)当加入的水m水=3kg时，p水=0.6X103Pa, 由p=p gh可得，水的深度0.06m 6cm0.6 103Pa331.0 10

23、 kg/m 10N / kg(2)由于物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm,则物体M的高度H=h+h 露=6cm+4cm=10cm由漂浮条件可知：F浮-G,即：P水V排g=p物V物g,贝 p水Sh浸g=p物SHg所以 物 水6 cm 1 103kg/m3 0.6 103kg/m3;H 10cm(3)由于加入的水等于7kg与3kg时压强分别为1.0X103Pa0.6xi03Pa,/曰F G C行： p - -SS SG mg （7kg 3kg） 10N/kg 01m2P P 1.0 103 Pa 0.6 103 Pa【考点定位】液体压强浮力压强计算6.乙p容=0 ;F浮=0水g V排=0水g

24、V球= 1.0X103千克/米 3X9.8 牛/千克 X0.2X10 米 3= 1.96 牛，/5水=6 球一F 浮=1.6 千克 X9.8 牛/千克一1.96 牛=13.72 牛，p水=F水/S=13.72 牛/2X 10 2米 2=686 帕。【解析】试题分析：金属球从盆中拿出前，容器对水平地面的压力等于容器、容器内的水、小盆和金属球的重力之和，金属球从盆中拿出并放入少水槽后，容器对水平地面的压力也等于容器、容器内的水、小盆和金属球的重力之和，故压力不变，受力面积不变，所以容器对水平地面压强压强不变，变化量p容=0。 由题意知：前后水对水槽底部的压力变化量的大小等于小球的重力减去小球浸没时受到的浮力。而F浮=p水g V排=p水gV球= 1.0X103kg/m3x 9.8N/kg X0.2 X10(3吊=1.96N,压力的变化量 zF 水二G球一F浮=1.6kg X9.8N/kg 1.96N= 13.72N,压强的变化量 Ap 水=2XF水/S=13.72N/ 2X 10(2n2=686Pa考点：压强与浮力的综合计算7.(1) 2.4X103kg/m3(2) 0.8X103Kg/m3(3) 16cm【解析】试题分析：(1)由乙、内图可知 TOC o 1-5 h z 丫石=$ (h2 h3)=50 cm2 (12cm-10cn) =