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文档简介
第十章浮力
划重点之精细讲义系列
Q
知识点1:浮力
1.浮力产生的原因:
(1)浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直包上的托力叫做浮力;
(2)浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力即Fi?=F
向上-F向下;
(3)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
巨
(1)对“浸在”的理解
"浸在"包括"部分浸入"和"全部浸入(即浸没)"两种情况。也就是说,不管是在液体
表面漂浮的物体,还是在液体内部悬浮或者沉底的物体,都受到浮力的作用。
(2)称重法测浮力原理
如图所示,对浸在液体中的物体受力分析:物体受竖直向下的重力G、竖直向上的浮力
F冷、弹簧测力计对它竖直向上的拉力F,在这三个力的作用下,物体处于静止状态,因此
有G=F∕F,变形得F*=G-F°
场■划重W
理解:两种特殊情况下的浮力
(1)物体漂浮时的浮力(图甲):物体漂浮时,上表面不受液体压力,因此F浮=F向上°
(2)不受浮力的情况(图乙):浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用,当物体的下表面
与容器底部(或河床等)紧密贴合时,液体对它没有向上的压力,即F命上=ON,这时物体不受浮力
的作用,如插入河床中的木桩、桥墩等。
目索验赠点
重点实验:探究浮力的大小跟哪些因素有关
实验探究浮力大小与物体浸没探究浮力大小与物体浸在探究浮力大小与液体的密
目的在液化中的深度的关系液体中的体积的关系度的关系
I
)(
实验;j(1I
图示盐L
水
i水围水;L5
甲乙Fi耳2P2
物体浸入液体中的体积相
控制液体密度相同,物体浸入液物体浸在液体中的体积相
同,液体密度相同,物体
变量体的体积不同同,液体密度不同
所处深度不同
(1)测出物体的重力G:
(1)测出物体的重力G;(1)测出物体的重力G;(2)
(2)将物体浸在同一液体
实验(2)将物体浸没在同一液将物体浸没在不同液体中,
中,改变物体浸入液体的体
操作体中不同深度,分别读出并记录弹簧测力计的读数
积,分别读出弹簧测力计的
弹簧测力计的示数F“FFι,F
2________示数一、Fz2
实验乙、丙两种情况,弹簧测乙、丙两种情况,弹簧测力乙、丙两种情况,弹簧测力
现象
力计的读数相同,?PFi=F2计的读数不同,且F>Fz计的读数不同,且F∣>Fz
根据Fm=G-F可知,两种情根据F产G-F可知,两种情
实验根据F*=G-F可知,两种
况下物体所受浮力不相等,况下物体所受浮力不相等,
分析情况下物体所受浮力相等
且f⅛l<F浮2且F浮ι<F浮2
浮力大小跟物体浸在液体浮力大小跟液体的密度有
中的体积(排开液体的体关,物体浸在液体中的体积
实验浮力大小跟物体浸没在液
积)有关,液体密度相同时,(排开液体的体积)相同
结论体中的深度无关
物体浸在液体中的体积越时,液体的密度越大,物体
大,物体所受的浮力越大所受的浮力就越大
(1)实验时,容器内的液体体积要适量,以能浸没物用;又不溢出液体为准;
注意(2)在探究过程中,要沿竖直方向拉弹簧测力计,并上L物体不能与容器的底部和侧
事项壁接触;
(3)读数时,等弹簧测力计的示数稳定后再读
重点:
(1)浮力的影响因素:物体在液体中所受浮力的大小只与物体浸在液体中的体积和液体的密度
有关,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
(2)实脸原理:Fa=G-F。
【典例1】关于浮力,下列说法中正确的是()
A.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.浮力的施力物体只能是液体
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【答案】A
【详解】AD.浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力,即受浮力作用,漂浮的物体受浮力,
下沉的物体也受浮力,故A正确,D错误;
B.浮力方向与重力的方向相反,始终为竖直向上,故B错误;
C.物体浸在空气中也会受到浮力的作用,故C错误。
故选A。
【典例2】如图是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实脸甲、乙和丙中弹簧测
力计的示数分别为2.8N、2.7N和1.2N,实验中盐水的密度为1.1XlO兀g/n^,则下列结论正确的
是()
A.物体A的密度为3.8X10%g∕m3
【答案】A
【详解】ABC.对于甲图,可得
GF=F示
对于乙图,可得
G-G'=曝
根据阿基米德原理
/=∕⅞g%
带入甲、乙图对应的方程式,可得
G-8g%=2.8N
G-PJt水g%=2∙7N
解得
%=l×10^4m3
由于物体完全浸没,因此物体体积为IXiCrm:将体积代入
G-AKg%=2.8N
解得
G=3.8N
因此物体的质量为
G3.8N
Hl=一=0.38kg
gION/kg
物体的密度为
tn0.38kg
P———=≈3.8×103kg∕m3
VIXIoTm3
图乙中,物体A受到的浮力为
=G-F--=3.8N-2.7N=1.1N
故A正确,BC错误;
D.由于不知道液体的体积、深度和底面积,因此无法求出容器底部受到的压力。故D错误。
故选Ao
【典例3】如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀
速直线运动。上升到离水面一定的高度处,图乙是绳子拉力尸随时间t变化的图象。根据图象信息,
下列判断正确的是()
A.该金属块重力的大小为136N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C.该金属块的密度是7.8X1θ3kg∕ι√
D.在匕至七时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
【答案】C
【详解】A.金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图
中的G9段,则由图可知,该金属块重力
G=尸*=156N
故A错误;
B.当金属块未露出液面时,即为图中的48段,从图可知,此时绳子的拉力为136N,则浸没在水中
的金属块受到的浮力大小
尸三=夕尸#=156N-136N=20N
故B错误;
C.根据阿基米德原理
F*=p«V»g
所以金属块排开水的体积(金属块的体积)
20N________
=0.002n√
1.0×103kg∕m3×10N∕kg
由
G=mg
可得金属块的质量
GI56N
m=——=15.6kg
gIoNzkg
金属块的密度
tn15.6kg
=7.8×103kg∕m3
%=M0.002m3
故C正确;
D.从图可知,在力至&时间段内绳子的拉力逐渐变大,由公式
Fif=G~F技
可知,金属块受到的浮力逐渐变小,故D错误。
故选C.
【典例4】一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,将
圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数下与圆柱体下降高度变化关系的图像。
(g取10N∕kg)下列说法正确的是()
B.圆柱体受到的最大浮力是12N
C.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa
D.圆柱体的密度是1.2X1θ3kg∕r√
【答案】C
【详解】A.由图像可知,当Λ=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平
衡条件可知,物体的重力为
公尸产12N
故A错误;
B.由图像7~9cm段可知,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体
受到的最大浮力为
F行G-F短=12N-4N=8N
故B错误;
C.由图像可知,圆柱体从开始浸入水中到完全浸没下降的高度为
∕p7cm-3cm=4cm
此下降的高度等于圆柱体的高度,故圆柱体刚好全部浸没时,下表面的深度为4cm=0.04m,下表面
受到水的压强为
Fp*gg.0×103kg∕m3X10N/kgX0.04m=400Pa
故C正确;
D.由B选项解析可知,圆柱体浸没时受到的浮力尸产8N,由阿基米德原理可得,圆桂体的体积
8N
V=L==8×10^4m,
夕水g—1.0X103kg∕m3XION/kg
圆柱体密度为
mG12N
P-....=---------=---1-.--5-×---1--0-,--k-g--∕---m--,-------
VgV10N∕kg×8×10^4m3
故D错误
故选C。
【典例5】小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等,对浸在液体中的物体所受
浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(g取ION∕kg)
(1)分析甲、乙、丙图的实脸,说明浮力的大小与有关;比较甲、丁、戊图的实验,
说明浮力的大小与有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可比较甲、和丁三图的
实验,并得出当物体完全浸没于液体中,浮力大小与物体浸入液体的深度:当物块浸没
在水中时,受到的浮力是N;
(3)根据实验可知,物块的密度是kg∕m3,盐水的密度是kg∕m3:
(4)若图丙中容器底面积为IooCm1物块浸没后水未溢出,则放入物块前、后比较,水对容器底部
压强增加Pa»
【答案】物体排开液体的体积排开液体的密度丙无
关41.25X1031.1×103400
【详解】(1)[1]由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,
物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[2]由丁、戊中,排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,测力计示数不同,由称重法测浮力,
受到的浮力不同,所以,分析图甲、丁、戊实验,说明浮力的大小与排开液体的密度有关。
(2)[3]为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否关系,需要控制液体的密度相同,排开
的液体的体积相同,所以,可比较甲、丙、丁三图的实验。
[4]观察丙、丁两图可知,物体完全浸没于液体中,排开液体的体积不变,物体在水中的深度增加,
弹簧测力计示数不变,受到的浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。
[5]物体的重力为5N,浸没在水中时弹簧测力计示数为1N,正方体受到的浮力是
/=G-F=5N-1N=4N
(3)[6][7]正方体在水中受到的浮力
⅜=4N
由7⅞=Z⅛g%F可得,正方体的体积为
V-V=——=------------------------------=4×107m,
n,3
排2tcg1.0×lOkg∕m×1ON/kg
正方体的质量为
»=』_=o,5kg
gɪON/kg
正方体的密度为
m0.5kg33
p-V7-4×10~,m3=1.25×10kg∕m
由甲、戊实验,正方体浸没在盐水中受到的浮力
/'=G-F'=5N-0.6N=4.4N
由阿基米德原理。=λ⅛g∕可知,盐水的密度是
_修_4.4N
,,
Pffi*-花^-ION∕kg×l×10-3m3=l.l×10kg∕m
(4)[8]由V=SZz得,水增加的深度为
V4xl(Γtm3
Ah=-=0.04m
SIOOXl(T4π√
放入正方体后水对容器底部增加的压强为
△p=PgAh=1.0×103kg∕m3×10N∕kgX0.04m=400Pa
Q
知识点2:阿基米德原理的应用
1.阿基米德原理的应用:
(1)阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到
的重力:
(2)公式表示:Fit=G*=∏I#g=p*gVtt;
(3)适用条件:液体(或气体)。
划重置
对阿基米德原理的理解
(1)物体"浸在液体中"包括"全部浸入(即浸没)"和"部分浸
入”两种情况。不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。
(2)浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
①浸没时:V排=Vit=V扬,此时物体受到的浮力等于排开液体的重力,F⅛=G⅛=P⅛gVw=P⅛gV
SS=P.⅛gVfto
②部分浸入时:V#=V⅛‹V⅛,F⅛=p⅛gVW=p⅛gV⅛<P⅛gV≈⅛o
③另一种特殊情况(如图所示):橡皮泥做成圆球型沉底,此时V*=Vi⅛=Vg,F*VG*;而做
成船型可以漂浮在水面上,此时V林>V*=Vg,F*=G*=Gil,说明空心物体的V播应该包含浸没部分
的体积加上浸没部分所围的空心部分体积。
(3)同一物体浸没在不同的液体中时,由于液体的密度不同,物体受到的浮力也不同。根据公
式F∕p∙*gV*浸没时,Vtt=Vλ,当pa⅛不同时,浮力也随之变化。
(4)阿基米德原理同样适用于气体。
(5)由F*=G』"=m排g=pi⅛gV粹可以看出,浮力的大小只和PQVit有关,与物体的形状、密度、
浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
巨
船体的排水量
(1)排水量是指排开水的质量,是用来表示船舶尺度大小的重要指标,是船舶按设计要求装满
货物(满载)时排开水的质量。排水量通常用吨位来表示,所谓排水量吨位,是指船舶在水中所排
开水的吨数。
(2)已知船舶的排水量,则可以利用阿基米德原理计算船舶满载时所受到的浮力:F浮=G排=m排
go
目索验幅以
重点实验探究:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
【实验目的】探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
【实验设计】用“称重法"测出物体在水中受到的浮力,同时测出物体受浮力时排开液体的重力,
然后比较二者之间的数量关系。
【实验器材】小石块、细线、水、溢水杯、小桶、弹簧测力计。
【实验步躲】
(1)将小石块用细线系住,挂在弹簧测力计下,如图甲,测出小石块的重力Gi;
(2)将小桶挂在弹簧测力计下,如图乙,测出其重力GM;
(3)将水倒入溢水杯中,使水面恰好到达溢水杯的溢水口处,并将小桶放在溢水口下,然后将
小石块慢慢浸入水中,直至浸没,读出此时弹簧测力计的示数F;
(4)用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重G2;
(5)分别计算出小石块受到的浮力F泮和排开水所受的重力Gtt,并比较它们的大小是否相同。
【注意事项】
(1)倒入溢水杯中的水,水面必须与溢水口恰好相平,若溢水杯中水未装满,会导致测出的小
石块排开的水的重力偏小。
(2)利用小桶收集溢出的水时,必须待小石块浸没在水中后,溢水杯中的水不再溢出为止。
(3)为寻求普遍规律,本实验应换用不同的小石块或液体多次进行实验。
重点
本实验为避免因活水而使测得的小石块重、空桶重偏大,应先测小石块重、空桶重,测量顺序
不能颠倒。
【实验结论】
小石块受到的浮力等于它排开水的重力。
【典例1】如图所示,小美将放在水平桌面上的溢水杯盛满水,把一个物体挂在弹簧测力计上,弹
簧测力计的示数为2N:将该物体缓慢浸没水中(未接触溢水杯底),溢出的水流入小桶,弹簧测力
计的示数为1.6N。下列判断正确的是()
甲乙
A.水对溢水杯底部的压强PYPCB.水对溢水杯底部的压力Fr<Fc
C.物体排开的水受到的重力G枪D.该物体的体积为1.6X1(TW
【答案】C
【详解】A.甲乙液面相平,且液体均为水,根据不0g∕;可知,水对溢水杯底部的压强相等,故A
错误:
B.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据后PS可知,水对杯底的压力不
变,即FXFj故B错误;
C.根据称重法,物体浸没在水中所受的浮力为
∕=%fp-%c=2N-l∙6N=0∙4N
根据阿基米德原理,物体浸在水中所受的浮力等于物体排开的水受到的重力,所以物体排开的水受
到的重力G#=0.4N,故C正确;
D.根据F济=04%可得,物体排开的水的体积为
0.4N
=4?-5It
‰=。水g10kg/m?fON/kg
由于物体完全浸入在水中,故物体的体积等于其排开水的体积,即为4X10-5∏Λ故D错误。
故选C0
【典例2]如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为800g,杯的底
面积为IOoCm1现将一个质量为600g,体积为400Cm3的实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入
烧杯的水中(烧杯厚度不计,水未溢出,g取10N∕kg)o则下列说法错误的是()
烧杯
A.物体A未放入烧杯前烧杯对台秤的压强为800Pa
B.物体A一半浸入水中后,物体A所受到的浮力2N
C.物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压力为14N
D.物体A一半浸入水中后,烧杯对台科表面的压强IOc)OPa
【答案】C
【详解】A.物体A未放入烧杯前烧杯对台秤的压强为
G_mg_0.8kg×10N∕kg
I00×10j*m2
故A正确,不符合题意;
B.物体A一半浸入水中后,物体A所受到的浮力
33400x10m
Fn=。水g½t=1.0XIOkg∕m×1ON/kg×=2N
故B正确,不符合题意:
C.烧杯和水的总质量为800g,重为
G=mg=0.8kg×1ON∕kg=8N
当物体A一半浸入水中后,受到浮力为2N,浮力的反作用力向下,大小与浮力相等,也为2N,所以
烧杯对台秤表面的压力增加到10N,故C错误,符合题意;
D.物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强
,FG+E8N+2N
P=-=--------4--=------------T-T=ι1nOnOnOnPa
SS100×l0∙4m2
故D正确,不符合题意。
故选Co
【典例3】取一只空牙膏管,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水
中,水均不溢出。则下列说法正确的是()
甲乙
A.两次牙膏管所受浮力F甲=F乙
B.两次水对杯底的压强p中=P乙
C.两次排开水的体积/尹VV乙
D.继续向乙中加水,牙膏管浸入水中的体积将增大
【答案】C
【详解】A.牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以
㈣尸加乙
G甲=G乙
甲图中牙膏管下沉
/:甲VG甲
乙图中牙膏管漂浮
%乙=G乙
所以
耳孚甲<七乙
故A错误;
BC.由于液体的密度相等,由
品=P水g匕非
可得,两次排开水的体积
%甲V%乙
而且两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,所以
由
P=P水gh
得
∕⅞<P乙
故B错误;C正确;
D.继续向乙中加水,牙膏皮仍然处于漂浮状态,所受的浮力大小不变,由
知,排开水的体积不变,故D错误。
故选Co
【典例4]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为尸巴乙杯中橡皮泥所受的浮力为尸匕,则()
A.FFF0,两杯中的水面一样高B.FKFd甲杯中的水面比乙杯中的水面高
C.FKFj乙杯中的水面比甲杯中的水面高D.FQFj甲杯中的水面比乙杯中的水面高
【答案】C
【详解】AD.根据浮沉条件可知,橡皮泥在甲中下沉,此时浮力和重力的关系
FKG
在乙中漂浮,此时浮力和重力的关系
尸匕二G
因为橡皮泥的重力G保持不变,所以
FKFC
故AD不符合题意;
BC.根据阿基米德原理厂产0*g∕⅛>可知,当下KFc时,排开液体的体积
V横KV“匕
那么甲杯中的水面高度小于乙杯中的水面高度,故B不符合题意,C符合题意。
故选Co
(典例5]为了探究物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,小明先利用某圆柱体和水进
行了如图A、B、C、D所示的实验。
(1)该实验最合理的顺序是
(2)若A、B、C、D四次弹簧测力计的示数分别是尸,、F2、F3、F4,且尸,、B分别为8N和4.8N,则
33
圆柱体的体积为m,则圆柱体的密度为kg∕m
(3)小明将该圆柱体悬挂在弹簧测力计下,缓慢浸入另一种未知液体中,弹簧测力计示数月随圆柱
体下表面浸入液体的深度h变化的关系图像如图,则圆柱体刚刚浸没时,未知液体对圆柱体下表面
的压强为Pa,未知液体的密度为kg∕m3
【答案】D、A、B、C3.2x10"2.5×ɪO35001.25×103
【详解】(1)[1]实脸用A、B两次弹簧测力计示数之差计算浮力,用C、D两次弹簧测力计示数之差
计算排开液体所受的重力。图A测圆柱体重力,应放在圆柱体浸水(图B)之前,图D测空桶重力
应放在桶接水(图C)之前,而先测空桶重力又比先测圆柱体重力节约时间,为减小误差和缩短实
验时间,最合理的顺序是D、A、B、Co
(2)[2]圆柱体在水中完全浸没时受到的浮力为
%=E∕=8N-4.8N=3.2N
由G=Z⅛g/得,圆柱体的体积为
Z¾_3.2N
=3.2X10Tm3
P水g1×103kg∕m,×10N∕kg
[3]圆柱体的质量为
G8N
fn=—=0.8kg
810N∕kg
圆柱体的密度为
_∕π_0.8kg,3
p-V^^3.2×10^4m,=2.5×10kg∕m
(3)[4][5]由图像可知,当圆柱体在未知液体中刚好完全浸没时,圆柱体下表面的深度为4cm,此
时弹簧测力计的示数为4N,圆柱体在未知液体中完全浸没时受到的浮力是
骂孚'=G-F=8N-4N=4N
由耳乎二∕⅛gV排得,未知液体的密度是
_______4N_______
=1.25×103kg∕m3
32×104m3×10N∕kg
圆柱体刚刚浸没时,未知液体对圆柱体下表面的压强为
352
P=P液gh=125χlOkg∕mX1ON/kg×4×10m=500Pa
量出点理嵬
Q
知识点3:物体的浮沉条件及应用
1.物体的浮沉条件及其应用:
前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
θɪlɪ
物体的浮沉情况归纳
____________________浮沉条件____________________
状态特点
浮力和物体重力比较物体密度和液体密度比较
ɪF浮>GP液>P的
上浮处于非平衡状态,
分析运动状态变化
⅞Γ的过程
JΓFKG。液Vp物
下沉
处于平衡状态,根
HF浮二G。液二P物据平衡条件进行分
析
悬浮
□
F;FGP液>p物
漂浮
F浮VG
P液VP物
1ɪΓ(F浮+F支二G)
沉底
目
漂浮问题的几个规律:
(1)物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力:
(2)同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
(3)同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积上;
(4)漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
(5)将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力差无液体对物体增大的浮力。
2.浮力的利用:
(1)调节浮力的大小:采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上,如轮
船采用了把它做成空心的办法,使它能够排开更多的水,增大浮力,使轮船能漂浮在水面上;
(2)潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的;
(3)气球和气艇:气球和飞艇,体内充有密度小于空气的气体(氢气、氮气、热空气),通过
改变排开空气的体积(也是自身的体积)即可实现升降;
(4)密度计是利用物体漂浮时浮力等于重力的原理制成的(F*=G).
【典例1】三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球
静止后状态如图所示,关于三个容器中小球受到的浮力大小判断正确的是()
甲乙丙
A.FQFDF丙B.F甲VF乙(F丙
C.F后FBF芮D.F∙r<~FBF而
【答案】D
【详解】已知三个完全相同的小球,则其重力相等;由图知,在甲容器中下沉,浮力小于其重力;
小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等,所以小球受到的
浮力大小关系是
品<生=与J
故D正确:ABC错误。
故选D。
【典例2】水平桌面上有两个完全相同的容器,分别盛有甲、乙两种适量的不同液体,将同一个苹
果先后放入甲、乙两种液体中,苹果静止后的浮沉状况及液体的深度如图所示,对图中情景分析正
确的是()
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体对容器底部的压强等于乙液体对容器底部的压强
C.装有甲液体的容器对桌面的压强大于装有乙液体的容器对桌面的压强
D.苹果排开甲液体的重力小于排开乙液体的重力
【答案】AC
【详解】A.由图示知,甲流体中,苹果漂浮,则有
。苹果<夕相
乙液体中,苹果悬浮,则有
。苹果=P乙
两种液体的密度关系是
A1>Pc
故A正确;
B.由图示知,两个容器中液体的深度相同,甲液体的密度大于乙液体的密度,据P=Pgh知,甲液
体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故B错误;
0.苹果放入液体中,两个相同容器内液体的深度相同,即此时的总体积相同,苹果漂浮时排开液体
的体积较小,悬浮时排开液体的体积较大,所以实际,甲液体的体积比乙液体的体积大。据夕=歹知,
甲液体质量大于乙液体的质量。甲液体的重力大小乙液体的重力。那么装有甲液体的容器内的总重
力大于装有乙液体的容器内的总重力。容器对桌面的压力等于容器、液体及苹果的总重力,据P=5
知,相同容器的底面积相同,装有甲液体的容器对桌面的压强大于装有乙液体的容器对桌面的压强。
故C正确:
D.苹果漂浮时,所受浮力等于自身重力,悬浮时,所受的浮力也等于自身重力,所以苹果在甲、乙
液体中受到的浮力相等,据阿基米德原理知,苹果在甲、乙液体中排开液体的体积相等,故D错误。
故选ACo
【典例3]如图所示,一艘潜水艇漂浮在水面上,要使它潜入水中,从它开始下潜至刚没入水中的
A.浮力变大,重力变大B.浮力变大,重力不变
C.浮力不变,重力变大D.浮力不变,重力不变
【答案】A
【详解】潜水艇漂浮时,有一部分露出水面,排开海水的体积小于自身体积;没入水中时,排开海
水的体积等于自身体积。在这个过程中,排开海水的体积变大,根据阿基米德原理尸=0g%,可得,
潜水艇所受浮力变大。从漂浮到浸没过程中,潜水艇通过向水舱中注入水,增大自身的重力下潜的。
故此过程中,潜水艇所受浮力与重力都在变大。故A正确,BCD错误。
故选Ao
【典例4】小明在烧杯的水中放入一个鸡蛋,鸡蛋静止时如图甲所示;她向水中缓慢加入食盐,搅
拌使其溶解,鸡蛋静止时如图乙所示;继续加入食盐,鸡蛋静止时如图丙所示。下列判断错误的是
A.图甲:鸡蛋所受的重力大于烧杯对它的支持力
B.图乙:鸡蛋所受浮力等于鸡蛋所受的重力
0.图丙:鸡蛋排开盐水的质量等于鸡蛋的质量
D.在甲、乙、丙三种情况下,鸡蛋所受浮力的大小关系是El,色
【答案】D
【详解】A.图甲:鸡蛋沉至容器底部,受重力、浮力和支持力的作用,分析可知
G=冷+五支
所以,鸡蛋所受的重力大于烧杯对它的支持力,故A正确,A不符合题意;
B.图乙:鸡蛋悬浮,所受浮力等于自身重力,故B正确,B不符合题意;
C.图丙中,鸡蛋漂浮,根据阿基米德原理和漂浮特点可得
7⅛=Gft=Gs
即
mn=ws
故C正确,C不符合题意;
D.由甲可知,鸡蛋沉底,则
由乙丙可知
¾=G发
因此,在甲乙丙三种情况下,鸡蛋所受的浮力
故D错误,D符合题意。
故选Do
取国级3
1.水平桌面上的甲、乙、丙、丁四个圆柱形容器中别装有四种液体,液体密度分别为0八PsP
百、Pro将边长Z∙=10cm∖密度/的正立方体A分别以如图所示的方式放置于四个容器中。在容器
甲、丙中,正立方体A受到细绳的拉力F.均为4N;在容器乙中,正立方体A底面不与容器紧密结
合,正立方体A受到容器底的支持力打上=2N:在容器丁中将重2N的物块B放置于正立方体A上,
且正立方体A的上表面与液体恰好相平。静止时正立方体A的上表面总与所在容器的液面平行,细
线体积和质量均忽略不计,g取ION/kg。下列说法中正确的是()
A.甲、丙两容器中液体密度之比为2:3
B.乙容器中的液体密度PZ=IXIo3kg∕ι√
C.剪断丙容器中的细线,正立方体A静止时露出液面高度为2cm
D.丁容器中正立方体A的下表面受到液体压强为1.2X1()3Pa
【答案】B
【详解】A.正方体A的体积为
VA=C=(10cm)3=1000cm3
m
由O=M可得,正方体A的质量为
mA=p∕IK4i×1OOOcm3
正立方体A的重力为
G4=加fg=1.2kgX10N∕kg=12N
图甲中,正方体A受到竖直向上浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由正方体
A受到的合力为零可得
Fu=GA
则
F浮甲=GA-Fii=12N-4N=8N
由F浮="发g心可得,甲液体的密度为
,.甲8N
=0.8×10skg∕m,
3
gVA-1ON/kg×IOOOxl0”>m
图丙中,正方体A受到竖直向上浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力作用处于平衡状态,则
F=GA^Fji=12N+4N=16N
丙液体的密度为
/F浮因_16N
—=1.6×103kg∕m3
P丙一7vξ^-10N∕kg×1000×10■6m
所以,可得
P甲;p/9=0.8×103kg∕m3:1.6×103kg∕m3=1:2
故A错误:
B.图乙中,正方体A受到竖直向上的支持力和浮力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由正方体
A受到的合力为零可得
F;”+F支=GA
则
F=GA-F支=12N-2N=10N,
乙液体的密度为
/浮乙_ION
=l×103kg∕m3
P乙一~gV^~10N∕kg×1000×10-4,m3
故B正确;
C.剪断丙容器中的细线,正立方体A静止时处于漂浮状态,受到的浮力
信丙=GA=I2N
则正立方体A排开水的体积为
心丙12N
=7.5×l04m3=750cm3
Xvjgl.6×103kg∕m3×10N∕kg
正方体A的底面积为
SA=IJ=(10cm)?=10Ocm2=10⅛7
正方体A浸入丙液体的深度为
,V∣,750cm3__
阳=上H=------=7.5cm
2
■SAIOOcm
正立方体A静•止时露出液面高度为
h^=L-h
故C错误;
D.图丁中,正方体A和物体B整体漂浮,受到的浮力为
F*甬=GA+GB=12N+2N=14N
由浮力产生的原因£>=尸Q-尸"可得,正
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