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文档简介

回归教材重难点03浮力

0It材方位・击/

浮力是第十章的内容,在力学部分占据非常重要的地位,通过对浮力的讲解,要求考生什么是浮力、

浮力产生的原因以及影响浮力大小的因素;掌握阿基米德原理及其计算;掌握物体的浮沉条件。能够利用

阿基米德原理、物体浮沉条件和压强有关知识解决物体浸在液体中关于浮力、密度和体积等综合性问题。

提升考生解决综合性问题水平。

本考点是中考五星高频考点,难度中等偏上,在全国各地中考试卷中多次考查,中考主要题型有选择

题、填空题、计算题和实验探究题。各种题型涉及计算较多,所占分值较高,并经常与压强和其他知识点

结合以压轴题形式出现在中考试卷中。

重难点背诵归纳

1.浮力

(1)浮力的方向竖直向上;

(2)浮力产生的原因向上、向下的压力差就是浮力;

(3)浮力大小的影响因素:排开液体体积VM和液体密度P掖

2.阿基米德原理

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。

公式表示:/=%=夕液匕赭;

3.物体浮沉条件

(1)当旺学〉G时,物体上浮;夕液〉。物。

当耳孚=G时,物体悬浮;。液=「物。

当/〈G时,物体下沉;「液〈「物。

当K?=G(物体未完全浸没液体)时,物体漂浮;「液〉「物。

(2)悬浮与漂浮的比较:相同点:/=G物;

不同点:悬浮时,°液物,%=•物;漂浮时,。液〉°物,V排〈M物。

技巧与规律:

(1)计算浮力的方法

①称重法:F浮=G悯—(题目中出现弹簧测力计时,一般要用称重法)

②压力差法:Fw=F向上一F5(题目中出现求上下表面压力、压强,-一般要用压力差法)

③公式法:"浮液g%F=G排(P涯和V排为已知条件或能明确求出时,一般要用公式法)

④平衡法:如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态,则/=G物。

(2)物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为P的液体中,示数为F,则物体密度为:

Gp

(3)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;

(4)将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力:

(5)冰飘浮在水面上,冰化为水后液面不变;

(6)关于浮力和压强的综合分析:

①比"V/'法:不同物体浸在同一液体中,「浓相同,由F浮=6物=O淑g/何知,同一液体,V拄越大,

受到浮力越大;

②比“P滤”法:同一物体漂浮或悬浮在不同液体中,G物相同,由F浮=6物=0浓名心可知,浮力相等,

V族越大,,P液越小。

③根据P=Pgh判断容器底受到液体压强的大小

④根据p=|判断容器对桌面的压强

(7)解题步骤

第一步:梳理题干已知信息,有哪些物理量是相等的;

第二步:看物体状态,获取隐藏信息;

第三步:抓相同物理量得密度、浮力关系

第四步:受力分析得压力、压强关系

届T好题演练/

一、单选题

1.(2023・四川绵阳•统考模拟预测)如图所示,容器内装水,一个小球连接在弹簧的一端,弹簧的另一端固

定在容器的底部(弹簧处于伸长状态)。设想当地球的引力减为一半时,则图中的小球将()

A.球受到的重力减小,浮力不变,小球向上运动

B.球受到的重力减小,浮力不变,小球向下运动

C.球受到的重力减小,浮力减小,小球静止不动

D.球受到的重力减小,浮力减小,小球向下运动

【答案】D

【详解】小球受到重力、弹力以及浮力作用,而弹力大小等于重力与浮力的差;当地球引力减为一半时,g

将变为原来的一半,球的重力G=mg,因此重力减为原来的一半;而尸后7招1/柳因此浮力也减为原来的…

半,即重力与浮力之差变为原来的一半,因此弹簧被伸长的长度变为原来的一半,则小球向下运动。故D

正确,ABC错误。

故选D。

2.(2023•山东泰安・统考一模)如图所示,水平地面上有一个底面积为200cm2的盛水容器A内有边长为10cm

的正方体物块8,一根细线与容器底部相连,此时细线受到的拉力是6N。已知水的密度是lxl03kg/m3,g

取10N/kg,则下列说法中正确的是()

①物块B受到的浮力是10N

②物块B的密度是0.6xl03kg/m3

③剪断绳子,待物块B静止后受到的浮力为10N

④剪断绳子,待物块B静止后,容器底受到水的压强减小了300Pa

A.只有①③B.只有②④C.只有②③D,只有①④

【答案】D

【详解】①正方体物块的体积

V=L3=(10cm)3=1000cm3=1x103m3

因物体浸没时,则排开液体的体积

VV=lxlO3m3

所以,物块受到的浮力

F浮=〃次gV措=1.0xl03kg/m3xl0N/kgxlxl0'3m3=ION

故①正确;

②因物块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力作用处于平衡状态,所以,由物块受到的合

力为零可得

F》=G+F/

则物块的重力

G=F^-F/—10N-6N=4N

由6="且可得,物块的质量

G4N-

m=——=--------=0.4kg

g1ON/kg

物块的密度

p=—==0.4x103kg/m3

Vlx°i4o?3m3

故②错误

③由p<p,k可知,剪断绳子,待物块静止后处于漂浮状态,则物块受到的浮力

尸/=G=4N

故③错误;

④木块漂浮

£/=G=4N

由Fff=p潞g匕"得木块漂浮时排开水的体积

%;=£—=----~~弊--------=4X10-4m3

排p水glxlO3kg/m3xlON/kg

所以液面下降的深度为

,AK,IxIO^mMxlO^m3八〜

AA/z=-2-=----------———=0.03m

S200x1012

容器底受到水的压强减小了

。水gA/i=l.0x1O,kg/m3x1ON/kgx0.03m=300Pa

故④正确。

故选D。

3.(2023,广东广州,统考一模)小昕看到工作人员正在将船上的石块向人工湖中填,她想:船上的石块填入

湖中前后,水面高度会变化吗?于是她进行了探究:首先,她将石块b放在不吸水的木块a上,如题图所

示;然后将石块b拿出,用体积忽略不计的细线系住,让石块b沉入水底,则水面高度()

A.下降B.上升C.不变D.无法判断

【答案】A

【详解】如图,将石块b放在木块a上,它们处于漂浮状态,则

F倒a+R=Ga+Gh

让石块b沉入水底,a漂浮

F承"=G"

b沉底

F滓b<Gb

可得

F-jf(a+b)>F;?a+F浮b

由阿基米德原理尸产可知,将石块b用细线系住轻轻放水底后,a、b排开水的体积比原来变小了,

则水面高度将下降。

故选A。

4.(2023・河南洛阳•统考二模)两个相同的圆柱形容器置于水平桌面上,容器中分别盛有体积相等的甲、乙

两种液体,向液体中分别放入两个质量相等但体积不同的实心均匀物块A、B(VA<VB),静止时如图所示。

下列判断正确的是()

甲乙

A.物体受到的浮力FA<FB

B.两种液体的密度夕甲>Oz

C.液体对容器底部的压强〃区pz

D.容器底部对桌面的压力

【答案】B

【详解】A.由图可知,A、B两个物体都漂浮在液面上,根据物体的浮沉条件可知,受到的浮力等于自身

的重力,物块A、B的质量相同,则重力相同,所以A、B受到的浮力是相同的,即

FA=FB

故A错误;

B.相同容器中分别盛有体积相等的甲、乙两种液体,两容器原来液面相平,放入物体后,甲液面低,说明

A排开的液体的体积要小于B排开的液体的体积,浮力相同,根据阿基米德原理£,十渴gV/#可知,甲液体

的密度要大于乙液体的密度,即

P'!>PZ

故B正确;

C.液体的体积相同,因为

pff>p乙

由可知,液体的质量

mtfi>m/

由G二加g可知液体的重力

G乙

由图可知,该容器为柱形容器,则液体对容器底部的压力等于液体的重力,物块A、B的重力相同,则液体

对容器底部的压力等于液体重力和物块重力之和,所以液体对容器底部的压力

尸“>尸/

底面积相同,根据p=(液体对容器底部的压强

P乙

故C错误;

D.容器对桌面的压力等于容器的重力、液体的重力以及物体重力之和,由于液体的重力

Gf/>G/

容器的重力相同、物体的重力相同,所以容器底部对桌面的压力

F乙

故D错误。

故选Bo

5.(2023•广东深圳•校考二模)如图所示,用弹簧测力计测得盛满水的溢水杯总重为6QN,将一鹅卵石用细

线系好后测得其重力为1.4N,将该鹅卵石浸没在溢水杯内的水中静止时弹簧测力计的示数为0.9N,若将溢

出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为凡则下列说法

正确的是()

A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90g

B.丙图中,浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.5N

C.丁图中,弹簧测力计的示数尸应为7.4N

D.鹅卵石的密度为1.56g/cm3

【答案】B

【详解】AB.由图乙和丙,根据称重法可知,丙图中鹅卵石受到的浮力

/=%-%=1.4N-0.9N=0.5N

根据阿基米德原理可得,溢水杯溢到小桶中水的重力

G排=2=0.5N

则溢到小桶中水的质量

G播0.5N

=----=--------=--0--.05kg=50g

邪gION/kg

故A错误,B正确:

C.将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,如图丁,则丁图中弹簧测力计的示

数为

F=G总(6.0N+1.4N)-0.5N=6.9N

故C错误;

D.鹅卵石的质量

G石1.4N

==0.14kg

glON/kg

由4=0遥/可得,鹅卵石排开水的体枳

%=——=------7-----------------------=3xium

加/?水glxlO3kg/m3xlON/kg

鹅卵石浸没在水中,鹅卵石的体积为

V=V^=5xlO_5m3

鹅卵石密度

p百=^-=一°,.=2.8x1(/kg/n?=2.8g/cm3

有嗥5xlO-5m3

故D错误。

故选B»

二、填空题

6.(2022•江苏淮安•统考中考真题)如图所示,用量程0-5N的弹簧测力计,测量未知液体的密度。根据

图中读数可知,物块浸没水中受到的浮力是N,未知液体的密度为g/cm3。将图中弹簧测力计

刻度用密度值标注,制成弹簧密度计,物块浸没待测液体中,可直接读得待测密度值,则此密度计的测量

范围是。(p木=lx103kg/m3)

【答案】2N;1.2xlO3kg/m3;0-2g/cm3

【详解】⑴从图中可知物体受到重力为4N,物体完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数为2N,根据称重

法可得,物体完全浸没在水中受到的浮力为

F浮=4N-2N=2N

再根据阿基米德原理可得物体体积为

V==---------―--------------=2x10-*m3

p水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg

⑵根据称重法可知在未知液体中物体受到的浮力为

%=4N-1.6N=2.4N

再根据阿基米德原理可得

号'=2.4N=p未知”=/^xl()N/kgx2xl(尸n?

由此可得「未知=1.2xlO3kg/m3

⑶①当弹簧测力计的示数为尸“=0时,物体浸没在液体中受到的最大浮力

F/«=G-Fy.=4N-0N=4N,

43

Vzf=V#^=2xl0-m

根据公式F桁p陵gy标得,待测液体的最大密度

p祗大==--------7f-----------=2x1kg/m3=2g/cm3

“液大咻g2xlO_4m3xlON/kg

②弹簧测力计的刻度最大值为

尸产5N>G

所以当物体浸没在液体中受到的最小浮力,E4=ON时,弹簧测力计的最大示数

F示fG-F部小=4N-ON=4N

V/J=V/M=2xl04m3

根据公式尸产p及gV俄得,待测液体的最小密度

pQ、==-------------------------=Okg/m3=0g/cm3

"灌1/g2xlO-4m3xlON/kg

由此可得测量液体的密度范围为。〜2g/cm3。

7.(2022•内蒙古通辽•统考中考真题)放在水平桌面上的两个完全相同的容器内装有适量的水,将A,B两

个体积相同的实心物体分别放入容器内,待物体静止后,如图所示,物体受到的浮力FAFB,物

体的密度PApB(两空均选填">或"=")。

【答案】<;<

【详解】口]由图可知,A、B两个正方体排开水的体积关系为

VA//<VB»

根据

Fr产p液gV线

可知,浮力的大小关系为

FA<FB

⑵由题知,A、B两个正方体的体积相同;A由图可知,A和B处于漂浮,则由浮沉条件可知

GA=FA

GB-FB

由于

FA<FB

所以

GA<GB

由于正方体A、B的体积相同,所以根据

_m_G

p=—=一

VV

可知,物体密度的大小关系

PA<PB

8.(2022•辽宁大连•统考中考真题)如图所示,水平桌面上放置两个溢水杯,分别装满甲、乙两种液体。将

一个密度为0。的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为,〃斗;再将小球放入乙液体中,小球静

止时,溢出液体的质量为胴z。则小小:_________mz(选填或乙液体的密度0z=

(用已知条件所给的字母表示)。

【答案】”才为

【详解】[1]小球在甲液体中漂浮,小球受到的浮力等于其重力,由阿基米德原理,小球受到的浮力等于排

开液体的重力,即

G诙F浮产m甲g①

小球放入乙液体中,小球下沉到容器的底部,小球受到的浮力小于其重力(重力大于浮力),故有

GQF浮片m/g②

由①②可知

m以>m乙

[2]小球的密度为例,小球的重力为

G9=mg=poVg(3)

由①③可得出小球的体积为

心也

Po

再将小球放入乙液体中,小球静止时(排开液体的体积等于小球的体积),已知溢出液体的质量为桁z,乙

液体的密度

mym,电

P。

9.(2022•湖北荆州•统考中考真题)一个边长为10cm的实心正方体(不吸水)重15N,将其悬挂在弹簧测

力计上并完全浸没在水中静止时,烧杯内水的深度为25cm,如图所示。烧杯内的水对杯底的压强为

Pa,弹簧测力计的示数为No(p*=1.0xl03kg/m3,g=10N/kg)

LT25cm

【答案】2500;5

【详解】⑴由题意可知,烧杯内水的深度

/i=25cm=0.25m

所以烧杯内水对杯底的压强为

p=pgh=l.0?10kg/m10N/kg0.25m=2500I

⑵因为正方体的边长为10cm,所以该正方体的体积为

V=(10cm)3=1000cm3=1.0xl0-3m3

因为正方体浸没在水中,所以正方体排开水的体积为

VV=1.0xl0-3m3

所以正方体浸没在水中时,受到的浮力为

%=夕水8%=1.0x10'kg/n?x1ON/kgxl.Oxl03m3=1ON

由称重法可知,弹簧测力计的示数为

F=G-F;?=15N-10N=5N

10.(2023•江苏无锡•统考一模)小明利用浮力和杠杆知识,设计了测量液体密度的装置。如图所示,轻质

杠杆A8可绕。点转动,在A、8两端分别挂有两个完全相同的正方体C、D,它们的边长为10cm,重力为

30N,Q4=30cm,O8=24cm。小明向容器中倒入不同密度的液体,每次都将C浸没于液体中,移动物体。,

使杠杆在水平位置平衡,。8上可以标出不同液体的密度值(p^=1.0xl03kg/m3,g10N/kg)求:

(1)物体C的质量为kg;

(2)当物体C浸没在水中时,物体。移动到E点时杠杆恰好水平静止,此时,A点所受拉力为N,

OE的长度为cm;

(3)这个密度秤能够测量的最小液体密度为kg/m3o

【答案】3;20;20;0.6xl03

【详解】(1)四由题可知,物体C的重为30N,根据G=,”g可知,物体C的质量

G30N°,

in=—=-----------=3kg

g10N/kg

(2)[2]对物体C进行受力分析,此时受到向下的重力,向上的浮力和向上的拉力,根据阿基米德原理,受

至I」的浮力为

行33363

Fp*V/#^=1.0xl0kg/mx(10)xl0-mxl0N/l<g=10N

因此受到的拉力为

F,,:=G-F;/=30N-10N=20N

⑶根据杠杆平衡条件可得

F/..xOA=G^OE

代入数据

心xOA20Nx30cm

0E==20cm

G30N

(3)[4]由图可知,当物体。在8端时,物体C受到的拉力最大,即受到的浮力最小,此时液体密度最小。

根据杠杆平衡条件可得

F及ixOA:GxOB

代入数据

GxOB30Nx24cm「八1

---------=----------------=24N

OA30cm

此时物体C受到的浮力为

F-/=G-Fzn=30N-24N=6N

根据阿基米德原理

3

p双=—=---T------------------------=0.6x10kg/m,

fVg(10)3xl0-6m3xl0N/kg

三、实验题

11.(2022•辽宁盘锦•统考中考真题)为了测量盐水密度,小方同学进行了如下实验:

mL

—1«

(1)将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,应将平衡螺母

向调,使横梁平衡;

(2)先测出烧杯和盐水的总质量为123.2g。然后将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,如图乙所示,量筒读

数时做法正确的是:(选填"a""b"或"c");

(3)把烧杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当横梁平衡时,所用祛码和游码在标尺上的位置如图丙所示,

则烧杯和剩余盐水的总质量为g;

(4)盐水的密度为kg/m3;

(5)小方利用一把刻度尺、装有适量水的水槽和两个相同的薄壁圆柱形平底玻璃容器(容器厚度忽略不计)

也测量出了另一种液体的密度。

丁戊已

①向容器中倒入适量的液体,将容器缓慢的放入水槽中,处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出容器下表

面到水面的距离为%。

②从容器中取出一部分液体,放入另一个放在水平桌面上的玻璃容器中,如图戊所示,测量出

为hoc

③容器再次处于竖直漂浮状态,如图己所示,测出容器下表面到水面的距离为/?2。

④液体密度p折(用历、112、ho、0次表示)。

【答案】(1)右(2)b(3)54.2(4)1.15X103(5)容器内液体深(高)度#容器下表面到液面距离;

【详解】(1)⑴由图甲可知,使用前,指针停在分度盘的左侧,所以应向右调节平衡螺母。

(2)⑵量筒读数时,视线应与凹液面的最低相平,所以正确的做法是b。

(3)⑶把烧杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当天平重新平衡时,所用祛码、游码的位置如图丙所示为

20g+20g+10g+4.2g=54.2g

所以烧杯和剩余盐水的总质量为54.2g,

(4)⑷根据密度公式

m

p=—

V

可知,盐水的密度为

m123.2g-54.2g,..,,,,,,

p=—=----------------=1.15g/cm3=1.1503k31g/m3

V60mL

(5)⑸为了便于测量出倒出的液体的质量,因此要测量出容器下表面到液面的距离〃°。

⑹因为薄壁圆柱形平底玻璃容器是一样的,那么它两的底面积都为S,根据压强公式

F

p=一

S

可知,薄壁圆柱形平底玻璃容器在丁容器中受到的浮力为

6=P水gh、S

薄壁圆柱形平底玻璃容器在戊容器中受到的浮力为

F及=P木gh2s

取出的液体的重力为

G=%-%=p,Rg%S-p水gh2s=0水gS(九-库

取出的液体的质量为

GP水gS(冗一⑪,x

m=—=-------------二夕水5(4一4)

gg

液体的密度为

巴」水S(h=止劣

VS凤儿水

四、计算题

12.(2023•北京房山•统考一模)如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器静止在水平桌面上,容器内水重

6N,用轻质细线拉着物体A浸没在水中处于静止状态,物体A重3N,体积为400cm3。己知p*=1.0xl03kg/m3,

g取10

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