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文档简介
第十章浮力
一、考点知识梳理
(一)浮力
1、浮力
(1)定义:浸在液体(或气体)中的物体会受到向上的力,这个力叫做浮力。
(2)浮力的施力物体是液体(或气体),方向是竖直向上。
练习:轮船、鸭子等能浮在水面上,是山于受到水向上的浮力。而在水中搬石头比在空
气中搬石头轻,也是由于石头受到了浮力的作用。
(3)浮力产生的原因:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)对物体向上的压
力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力。
注意:所谓尽早液体中的物体,既包括漂浮在液体表面的物体,也包括沉入液体中的物
体,但不包括浸在液体中但下表面不在液体中或与容器下表面结合紧密的物体。例如插入河
底淤泥中的木桩和一粘在杯底上的铁块都不受水的浮力。浸在气体中的物体也受到气体对它
竖直向上的浮力,但一般情况下不考虑气体对物体的浮力。
(3)利用弹簧测力计测浮力:
根据力的平衡原理,因为物体浸在水中时,受到三个力的作用——重力G、弹簧测力计
的拉力F扬和浮力F浮,其中重力方向竖直向下,弹簧测力计的拉力和浮力的方向都是竖直向
上,根据同一直线上力的合成,可知F后G-F拉。这样利用称重法可测浮力的大小。
练习:一个物体挂在弹簧测力计下,示数为30N,浸没在水中时,示数为20N,则物体
所受浮力的大小为为N,方向是竖直向上。此时物体受重力、拉力和逐力的作用,物体所受
的力的施力物体分别为地球、挂钩和液体。
2、决定浮力大小的因素
(D物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的望度有关;还与物体排开液体的体积有
关,而与浸没在液体中的深度无关。
注意:在判断浮力大小时,要首先根据浮力产生的原因确定物体是否受到浮力作用,不
能误认为只要物体浸在液体中就受浮力作用。
(2)弹簧测力计下挂着一个物体,当物体逐渐浸入水中时,弹簧测力计的示数逐渐减小,
物体受到的浮力逐渐增大。将一个空心的金属球浸没在水中并上浮,随着露出水面的体积逐
渐增大时,球所受的浮力将逐渐变小,球所受的重力丕变,当球浮在水面静止时,所受浮力
I
和它的重力相等。
注意:所谓“物体排开的液体的体积”是指物体浸入液体的部分的体积,这部分体积排
开了本来处于这一位置的液体。物体浸入液体中的体积逐渐变大,物体受到的浮力也随着增
大,这表明物体受到的浮力的大小与浸没在液体中的体积有关,不能理解为与浸没在液体中
的深度有关。
(二)阿基米德原理
1、阿基米德的灵感
(1)两千多年前,古希腊学者阿基米德跨进盛满水的浴缸时,看见浴缸里的水向外溢,
他想到:物体浸在液体中的体积,就是物体排开液体的体中,从而找到了测量王冠佳枳的方
法,最终准确鉴定出王冠是否由纯金制成。
(2)物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,它所受的浮力就越大。因此,我们
推想,浮力的大小跟物体排开液体的质量密切相关,而液体的重力大小跟它的质量成正比,
因此可以进一步推想,浮力的大小跟排开液体所受的电力也密切相关。
2、阿基米德原理
(1)实验:浮力大小与物体排开液体所受的重力的关系
①用弹簧测力计测出物体所受的重力小桶所受的重力G2;
②把物体浸入液体,读出这时弹簧测力计的示数为F„(计算出物体所受的浮力F浮
=G~Fi)并且收集物体所排开的液体;
③测出小桶和物体排开的液体所受的总重力G3,计算出物体排开液体所受的重力G推
=GS-G2o
⑵内容:
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体所受的重力。
练习:浸在水中的苹果受到竖直包上的浮力,浮力的大小等于苹果排开的水所受的重力。
(3)公式:F>?=G昨=P泄gV加
(4)从阿基米德原理可知:浮力的只决定于液体的密度、物体排开液体的体积(物体浸
入液体的体积),与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。
注意:阿基米德原理当中提到的体积是浸入液体中的物体排开的液体的体积,也就是物
体浸入到液体里的那部分物体的体积。当物体全部浸没时,V#=V物,当物体部分浸入液体中
时.,V水V物。原理中所说的密度指的是物体浸入到什么物质当中,这种物质的密度,而不是
浸入的物体的质量。
2
3、浮力大小的计算方法
(1)称重法
把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数为G,再把物体浸入液体中,记下弹
簧测力计的示数F,则F;¥=G-F。
(2)压力差法
这是利用浮力产生的原因,F;y=F向厂F向下,该方法适用于高度已知的形状规则的正方体、
长方体或圆柱体。
(3)公式法
这是利用阿基米德原理,FMGxnutgnp^gVa普遍适用于计算任何形状物体受到的
浮力。
(4)平衡法
即物体漂浮或悬浮时,物体处于平衡状态:F"G。
(三)物体的浮沉条件及应用
1、物体的浮沉条件
状态F浮与G物V排与V物对实心物体P物与P液
上浮F浮>6物P物<P液
下沉F浮VG物Vtt=V的P物〉P液
悬浮F浮=6物P物二P液
漂浮F浮=6物V排<丫物P物〈P液
注意:总有同学认为“上浮的物体受到的浮力大,下沉的物体受到的浮力小”,这种说
法是不正确的。事实上物体的沉浮决定于物体受到的浮力和物体重力的大小关系,而不是只
决定于物体受到的浮力大小。大石块受到的浮力再大,只要还小于自身的重力,就不会上浮;
小木块受到的浮力再小,只要还大于自身的重力,就不会下沉。
悬浮与漂浮有相似之处,也有重要区别。相似之处是:物体都处于平衡状态,各自所受
重力和浮力是大小相等的一对平衡力。重要区别是:(1)它们在液体中的位置不同,悬浮是
物体可以静止在液体内部任一地方,而漂浮则是物体静止在液体表面上;(2)处于悬浮状态
的物体,其密度与液体密度相等,处于漂浮状态的物体,其密度小于液体的密度,其体积大
于物体排开液体的体积。
通常情况下,判断物体的浮沉有两种方法:一是根据力的关系来判断,即根据浮力和重
3
力的大小关系,结合浮沉条件来判断:二是根据物体密度与液体密度的关系来判断。
2、浮力的应用
(1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量。
轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但
是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。
(2)潜水艇是靠改变自身的重:力来实现上浮或下潜。
(3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来实现升空的:靠改变自身体积的大小来
改变浮力的。
(4)密度计是漫建在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。
注意:采用空心的办法增大可以利用的浮力,我们知道,木块能漂浮在水面上,是因为
木材的密度小于水的密度,如果把木头挖成空心的独木舟,可以减小自身的重力,多装货物,
以增大可利用的浮力,因此可见,我们要把密度大于水的密度的物质做成物体浮于水面,可
采用“空心”的办法,增大体积从而增大浮力,使物体浮于水面,用钢铁做成轮船就是根据
这•原理。
热气球是靠改变自身体积,达到改变浮力大小。利用密度比空气密度小的气体,通过充
入或放出气体的多少来改变自身的体积,从而改变所受浮力的大小来实现升降,气球和飞艇
都是利用空气浮力升空的。
二、重点难点解读
例L人在水中会下沉,却能漂浮在死海上,那么,是不是浮力的大小跟液体的密度有
关?小红找来烧杯、清水、盐水、细线、弹簧测力计、一块橡皮泥(不溶于水),想通过实
验来验证猜想.
(1)用细线将橡皮泥拴好悬挂在弹簧测力计下,读出弹簧测力计的示数H,这就是橡
皮泥受到的___.
(2)把橡皮泥浸没在清水中,读出弹簧测力计的示数展,求出橡皮泥受到的浮力F浮
(3)接下来应进行的操作是:,并读出弹簧测力计的示数,求出橡皮泥
此时受到的浮力.
⑷比较橡皮泥在清水和盐水中受到的浮力的大小,若两个力的大小(选填“相
等”或“不相等”),说明浮力的大小和液体的密度有关;反之,则无关.
4
(5)由于橡皮泥的形状容易发生变化,小红认为浮力的大小可能还跟物体的形状有关,
要继续验证这个猜想,她只需要改变这块橡皮泥的—,重复上面步骤中的(填一个
序号),通过比较橡皮泥在同种液体中前后两次受到的浮力的大小,判断浮力的大小是否与
物体的形状有关.
答案:(1)重力;(2)F:-F“(3)把橡皮泥浸没在盐水中;(4)形状;(2).
解析:(1)用细线将橡皮泥拴好悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数即为橡皮泥受到的重力;
(2)橡皮泥受到的浮力F:=G-F'=F:-E,
(3)接下来的操作是,把橡皮泥浸没在盐水一上读出弹簧测二计的示数,求出橡皮泥此时受到的浮力
(4)椽皮泥在清水中受到的浮力不等于在好水中受到的浮力,说明浮力与液体的密度有关,否则无关;
(5)探究浮力的大小可能还跟物体的形状有关时,只需改变物体的形状,然后浸没
在水中测出受到的浮力即可.
考点:探究浮力大小的实验
例2:(2014•荆州)2014年3月8日发生的“马航失联”事件牵动着亿万国人的心.事发后
在疑似飞机坠毁海域派出了“蓝鳍金枪鱼-21”自主式水下航行器进行搜索,如图所示,假
设该航行器为圆柱体,长5m,直径为0.5m.某次它在水下4000m进行搜索时,该航行器受
到海水产生的压强为Pa,受到海水的浮力为N.(g取10N/kg,海水密度为
1.03X10:'kg/ni\计算结果用科学计数法表示,且保留3个有效数字)
5
答案:4.12X10";1.01X10-.
解析:(1)由公式p=Pgh得,航行署受到的压强为:
p=pgh=1.03X10:kg/m:X10N/kgX4000m=4.12X10Pa;
7r;:
(2)d=0.5m,则底面积为:S=兀r;=d-3.14X----=1>96xiom,
4I,
V-:=V>-=Sh=1.96X10:m:X5m=9.8X10'.
由阿基米德原理得,航行器受到的浮比为:
5:::
F.=G-:=p7V-:g=l.03X10kg/mX9.8X10'mX10N/kg=l.01X10N.
考点:液体的压强的计算;浮力大1、的计算
例3:(2014•梅州)将重为3N的小球放人装有水的容器甲中,静止的状态如图所示,则小
球所受浮力的大小为—N.小球的体积为—m;,;若向水中加人足量的盐,小球将—(选
填“上浮”“悬浮”或“下沉.).(g取10N/kg)
答案:3;3X10';上浮.
解析:(1)由图可知,小球处于悬浮状态,
根据悬浮条件可知:小球受到的二力FF3N;
F:孽
由F,=pgV-得:V=V-:=——-----------3---------=3X10.餐.
P水gIX10jkg/m3X^NAg
(2)若向水中加入足量的盐,加体密度灯1/于九:一定,
由F户PgV:可知:小球受到的浮72大,大于重力,小球将上浮.
考点:物体的浮沉条件及其应7”阿基考看原理.
例4:(2013•柳州)一正方体塑料块A边长L=0.2m,密度PFO.5XlOlg/mS;另一正方体
33
B边长11t=0.1m,密度未知.(水的密度P*=1.0X10kg/m,取g=10N/kg)
(1)塑料块A的重力是多少?
(2)A、B分别放在水平地面时,B对地面的压强是A对地血压强的4.5倍,B的密度是多
少?
6
(3)如图所示,将B置于A上表面后放入一个水平放置、底面是正方形(边长1=0.3m)的
水槽,向水槽注入多少体积水后A的底面刚好能离开水槽?
答案:(1)塑料块A的重力是40N;
(2)B正方体的密度是4.5X10:kg/m:;
(3)向水槽注入8.5X10':m:水后A的底面刚好能离开水槽.
解析:(1)塑料块A的体积为:=(J.2m):=8>.10'm:,
:p=m/V,...塑料块的质量为JUFPv„=0.5XLvkg/m:/:dX10':I:=4kg,
塑料块A的重力为G.=nug=4kgX10N/kg=ON;
(2)正方体对水平地面压强关系为p:=4.5p.如,5p.gL=P:gl:代入数值,
并化蔺得4.5X0.5X10kg/m-XO.2m=P:X0.1-..”-.信p:=4.5X10kg/m';
(3)正方体B的体积为V:=(1:):=(0.■..):=10:m:,
:::s:
,/p=m/V,/.正方体B的质量为M"r'V:=4.5、'xOkg/mX_j=4.5kg,
正方体B的重力为Gr=m:g=4.5kgX10N/\=45N;
两个物体受到的总重力为G=G.g=40N+45N=85N;
要使正方体A的底面刚好离开水槽,F:=G=85N,
•F:=p-gV->
,水槽中注入水的体枳为V“厂一谆一---------子85%---------=8.5X10
P水g1.0X103kg/m3X10N/kg
考点:密度公式的应用:重力的计算;压强的大小及其计算;阿基米德原理
三、巩固练习热身:
1.(2014•郴州)小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步
实验中弹簧秤的示数件、F2、F3、F“下列等式正确的是()
7
A.F浮=F2-F:?B.F浮=F,I-F3C.F浮=F2-FiD.F浮邛2-Fi
答案:A
解析:阿基米德原理:浸在液体中的物心受到向上的浮力作用,浮力大小等于物体排开裱体受到的重力.
根据称重法可知,浮力等于物体在浸入液仲后的岸黄测力计小数之差,所以F,=F「F:;
根据浸在液体中的物体受到向上的浮力作用・浮力大小等工:仃.排开液即受到的重力.所以F:=F.-F:.
对照选项可知,A正确,BCD错误.
故选A.
考点:阿基米德原理
2.(2014•广西)澳大利亚用“蓝鳍金枪鱼”水下航行器下海搜索失联的“马航”客机,航
行器在水下下潜的过程中,它受到水的压强和浮力的说法正确的是()
A.压强变大,浮力变大B.压强变大,浮力不变
C.压强不变,浮力变大D.压强不变,浮力不变
答案:B
解析:航行器在水下下潜的过程中,水的深度变大,根据卡”可知,受到水的压强变大;
航行器在下潜的过程中,排开水的体积不变,根据阿尸F■理F可知,潜水艇受到的浮力不变.
故ACD错误,B正确.
考点:液体的压强的特点;阿基米德原理
3.(2014•孝感)如图所示,玻璃水槽中装有一定深度的水,一正方体木块漂浮在水面上,
在水槽口下方设有固定的水平金属网.现缓慢向水槽中注水,使水槽内水面上升,直到水面
与水槽口相平.则在注水过程中,木块下底面受到水的压力变化情况是()
8
A.先增大,后减小B.先增大,后不变C.先不变,后增大D,一直增大
答案:C
解析:木块在水中是处于漂浮状态,即随着向容器中倒火,在木灯没有接触金属网之前,木块所处的位置
变高,但所浸入液体中的深度是不变的,即h不变,据公式p=Pgh可知,木块底部所受的液体的压强不变,
而后再由公式XpS可知,木块底部所受Y&力不变,
当木块接触到金属随后,由于金属网是束缚庾得木块不''.泊次上升,即随着倒水,木块浸入水中的深度
不断增加,据公式p=Pgh可知,木块底部学科干匕,.可向液体的压三殳大,而后再由公式后PS可知,木块
底部所受的压力变大.
故选C.
考点:浮力的利用
4.(2014•莆田)如图所示,将苹果放在水中,静止后会漂浮在水面上.若将苹果露出水面
的部分切掉,余下部分重新放入水中,则余下苹果将()
A.漂浮B.悬浮C.下沉D.无法确定
答案:A
解析:苹果处于漂浮状态,依据密度与浮况关系可用P=<P苹果的密度较均匀,切去一半后仍小于水
的密度,所以仍可处于漂浮状态.
故选A.
考点:物体的浮沉条件及其应用
5.装有不同液体的甲、乙两烧杯,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰
好相平,如图所示.液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别是P”,、Ps液体对两物体的浮力
分别是F甲、F,,下列判断正确的是()
圜H
,/»,〃〃
A.P甲>P乙,F甲二F乙B.P甲二P乙,F甲>F乙
9
C.P甲<P乙,F甲二F乙D.P甲二P乙,F甲VF乙
答案:A
解析:两木块完全相同,它们在液体穴都是静上的,施工力平衡,即浮力都等于物体的重力;
.'.Fe=F由于物体在甲中浸入液面的体积比乙中的,故由F,=P:gV;得:Pr>P
"''p=P:gh得,由于灌面高度相同,*,.p=>>.
故选A.
考点:压强大小比较;浮力的利不
6.(2014•宜昌)同一支密度计先后放在甲、乙两杯液体中,静止时所处位置如图所示,以
下说法正确的是()
中勺
1乙
A.甲液体的密度较小B.乙液体的密度较小
C.密度计在甲液体中受到的浮力小D.密度计在乙液体中受到的浮力小
答案:A
解析:由F,=pgV-得,p-=Ji,匕翘可知,浮力相等,在乙中排开液体的体积小,所以甲的密度小
gv排
于乙液体的密度,所以B错误;A正确;
因为密度计在两种液体中都是漂浮,所以浮力,「丁重力,密度计在甲、乙液体中所受的浮力相等,所以CD
错误;
故选A.
考点:物体的浮沉条件及其应用
7.(2014•厦门)如图所示,苹果漂浮在水面,而梨子却沉到水底,这是因为()
A.苹果受到的浮力较大B.苹果的体积较大
C.梨子受到的重力较大D.梨子的密度较大
10
答案:D
解析:因为苹果漂浮在水面,梨子沉到水底,排开水的体积未知则灌力大小无法比较,故A错误;
因为苹果和梨子的质量未知它们的重力和优似无法比戌,故BC诺误;
因为苹果漂浮在水面上,不果密度小工小的密度,r.也到水底,梨子密度大于水的密度,所以梨
子的密度较大,故D正确.
故选D.
考点:物体的浮沉条件及其应用
8.(2014•滨州)小滨同学看到鸡蛋浮在盐水上面,如图所示,于是,他沿杯壁缓慢加入清
水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是()
,“■—.——―-/-I,--♦
A.B.C.D.
答案:D
解析:鸡蛋漂浮在水面上,浮力等于鸡蛋的事',逐井1入清水盐水的密度减小,当鸡蛋密度与盐水密
度相同时,鸡蛋悬浮,浮力还等于鸡蛋的重力,随着清水的商“1口入,盐水的密度逐渐避小,鸡蛋逐渐下
降,但鸡蛋排开水的体积不变,根据浮力•公式可知理交浮力变化情况.
.••鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力等于鸡蛋的重力
•••鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象三废是开始弓力不变,
•••鸡蛋逐渐卜降,当鸡蛋浸没水后,鸡蛋排开水的体积不变,
..•随着盐水密度激小,根据公式FJ:可"4蛋所寻。力逐渐减小,但不会减小到0,
由此分析可知:选项ABC错,D正确;
故选D.
考点:阿基米德原理
9.(2014•济宁)将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹
簧测力计的示数如图中甲、乙所示.则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是()
11
A.在水中受到的浮力为2NB.质量为3kg
C.体积为10cm:'D.密度为3.OXIO'kg/n?
答案:D
解析:(1)物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,其关系为G=F,+FH,
浸没在水中:G=F::+F=::,浸没在酒精中:G=F=;+F匚;,
F::+F:=F-;+F工:>
又由阿基米德原理F,=P-gV:,
P-gV::+Ft:=p-gV::+F=:,
::::
1.0X10kg/mXlON/kgXV-:+2N=0.8:sl0kg/mX10N/kgXV-:+2.2N.
V.;=lX10"m,
物体完全浸没,故V产VFIX101,故出凄俣;
::
(2)在水中受到的浮力F,=PrgV-=1,X10kg/rXlON/kgX1X10',»=1N,故选项A错误
(3)浸没在水中时,重力G=F.^=1^2N=3N,转量网=---^―=0.3kg;故B错误;
J1ON/kg
(4)物I体的密度户=竺=83kg-3X10:kg/m:,故选项D正确.
V1X104in3
考点:阿基米德原理
10.(2014•随州)将一方形木块(体积为VQ放于水中,再将一方形冰块(体积为VQ放
于木块上,静止时水面正好和木、冰交界面共面(如图),已知水、冰、木密度之比为10:
9:8,则V*:V木为(说明:图中冰块、木块大小不具暗示意义)()
A.9:8B.8:9C.1:8D.2:9
12
答案:D
解析:当木块完全浸没时,将冰块和木块作为整体进行分析,此时赛浮,浮力等于木块和冰块的总重力,
即G用-=F”
贝%PgVg+p-gV-=P-gV
p-ip:p-=10:9:8,
.V冰_P水-P木_]0_8_2
“木P冰9§
故选D.
考点:物体的浮沉条件及其应用
11.(2014•泉州)把体积为2.0X10%的物块放入水中,当它静止时浸入水中的体积为
3
1.6X1071n3,则该物块受到的浮力大小为N,该物块的密度为—kg/m.(P水
=1.0X10'kg/m'1)
答案:16;0.8X10:
v:::
解析:该物块受到的浮力大小为FK=P-V,,:=1.0.Okg/m\10N/kgX1.6X10m=16N;
把体积为2.OX10%的物块放入水中,当它*止时学乱掰浸入"中的体积为1.6X10",则该物块漂浮在
水面上;
F^=G=Jng=P>>Vg
P>-=-^=------------------------=0.8XxO:kg/m:.
Vg2.0X10~m3X10NAg
考点:浮力大小的计售
12.(2014•厦门)图中,杠杆调平衡后,将两个体积相同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B
处,杠杆仍然平衡.则两重物重力大小之比G,\:G广—;若要将两重物同时浸没在水中,
则杠杆的—端将上升.
AOB
G
*,,/,,-
13
答案:3s5;B
解析s根据图示可知,L.=5L,L:=3L;
由杠杆平衡条件G.XL.=QXL:可得,两重物1工力大小二比G.:3-L::L.=3L:5L=3:5;
物体浸入水中时,对杠杆的拉力户G-F,,因I两个物牛的体和竹等,都同时浸没在水中,所以它们受到
的浮力相等,即F:尸
杠杆A端:(G.-F-)XL=G,XL.-F杠杆-F7)XL:=G:XL:-F-XL:»
由L>L:可得,F,.XL>F-XL:.
因为G;XL产GXL,F-XL>F“XL”产:八(GXL•-XL.):(GyXL:-F-XL:),因此杠杆的右(B)
端下降.
着点:杠杆的平衡条件;阿基米德原理
13.(2014•漳州)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
实验器材:弹簧测力计、溢杯、空杯、三个大小相同的正方体物块、细线.
小凤所在小组根据老师提供的实验器材进行实验,并将实验数据记录在下表中:
研究物块重空杯重G物块浸没在水中时弹簧测杯、水总重G浮力的大小排开水所受的重
对象G/NH/N力计的示数F'/Ns/NFff/N力Gtt/N
物块11.250.351.10.50.150.15
物块21.150.351.00.50.150.15
物块30.450.350.30.50.150.15
根据实验器材和表中数据,完成下列题目:
(1)浸入液体中的物体所受浮力的大小—物体排开的液体所受重力的大小.
(2)把物块1浸没在水中,放手后将—(选填“上浮”,下沉“或“悬浮”).
(3)由本次实验可确定,浸入液体中的物体,所受浮力的大小与物体的—无关.(多选题,
只填写字母)
A.重力B.质量C.体积D.密度E.形状.
答案:(1)等于;(2)卜一沉;(3)ABD.
解析:(1)根据表格中数据可知,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体
所受堂力的大小.
(2)把物块1浸没在水中,物体1的重力大于受到的浮力,放手后将下沉.
14
(3)通过本次实验可确定,浸入液体中门诩体,乐受浮力的大小与物体的重力、质量、密度无关,只与液
体的密度和排开液体的体积有关,故选AB「
考点:探究浮力大小的实验
14.(2014•绥化)如图所示,将边长为10cm的正方形物块,放盛有水的水槽内,待物块静
止时,其下表面距水面6cm.
求:(1)物块受到水的浮力大小;
(2)取出物块,把一冰块放入水中,冰块也漂浮在水面上,待冰块全部熔化后,水面高度
会发生怎样的变化?说明理由.
--..一
答案:(1)物块受到水的浮力为6N;
(2)冰块全部熔化后,水面高度不会发生变化;冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积.
解析:(1)物块静止时,其下表面距水面6cm,说明物体没有全部浸入水中,漂浮在水面上,根据浮力产
生的原因可知,物体受的浮力等于物体下表面受刊的压力.
下表面受的压弓虽p=Pgh=lX10'kg/mX10N/kgX0.06m=600Pa,
物体底面积S=10cmX10cm=100cm:=0.01m\
p
":p=—,二物体受的浮力F=F^pS=60G.aXO.01)K-6N
sS
(2);.冰漂浮于水面上,
.".Ft=p-gV-:=G---------------------------------——①
又:冰熔化成水后,其质量不变,重力不变
■•Gp■gV--G!————————————————————————(^2)
由①②可得:p.:gV,:=p-gV
...VFV-.,即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积.
•.・冰块全部熔化后,水面高度不会发生变化.
考点:探究浮力大小的实脸;物体的浮沉条件及其应用.
15
15.(2014•贺州)把一个边长为10cm的立方体物块,用细线系着放入底面积为200cm重
为4N的圆柱形薄壁玻璃容器底部,此时物块刚好与容器底轻触,如图甲所示,然后逐渐向
容器内倒入水(水始终未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮
力F警,并绘制了如图乙所示的图象.请你:
(1)试判断水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,细线对物块的拉力是逐渐增大,还是
逐渐减小?
(2)当容器中水的深度为8cm时,水对容器底的压强是多少Pa?
(3)当容器中水的深度为8cm时,此时物块受到的浮力是多少N?排开水的体积是多少m片
(4)当容器中水的深度为8cm时;容器中水的重力为8N,求容器对水平桌面的压强是多少
Pa?
-----------02468101214h'cm
甲7
16
答案:(1)细线对物块的拉力是逐渐够小;
(2)当容器中水的深度为8cm时,水对容器底的压强是800Pa;
(3)当容器中水的深度为8cm时,此时物块受到的浮力是8N;排开水的体积是8X10-琉;
(4)当容器中水的深度为8cm时,容器中,、的重力IJ8N,求容籥对水平桌面的压强是lOOOPa.
解析:(1)由图象可知:水的深度由。逐升,加到8「出过程亡,物块受到的浮力越来越大,浮力与拉力
之和等于重力,故细线对物块的拉力逐渐减小:
(2)p=Pgh=lX10:kg/m:X10N/kgX0.08m=800Pa;
(3)由图乙知,水的深度为8cm时,此时川应的物琼?“,浮力是8N;
根据F,=P;gV::,则排开水的体积是V-=---------.8N,----------=8X10.J;
液gL。、:103kpeu'XION/kg
(4)由图乙知,水的深度为8cm时,物块处于停浮状态•细线对物/无拉力作用,即:F,=G『8N;
:;
容器对水平桌面的压力:F^G-+G.-+Gv=8N+8N+4N=20N,受力面积:S=200cm=0.02m,
容器对水平桌面的压强是:2QH-lOOOPa.
S0.02/
考点:液体的压强的计算;压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算.
四、中考预测展望:
1.为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到自己配制的保鲜液中.再用保鲜纸包住
就能存放比较长的时间.若将同♦•个苹果先后放入甲乙两个容器的保鲜液中静止后苹果的浮
沉情况如图所示,则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较.正确的是()
甲乙
A.甲中的大B.乙中的大C.一样大D.条件不够,不能比较
17
答案:A
解析:若物体的密度大于液体的密度,则物:+、F沉;弓物体的工度小于液体的密度,则物体漂浮若物体
的密度等于液体的密度,则物体悬浮在汽体中.
甲图中,苹果漂浮在保鲜液中,所以F,.=G,且P:>P
乙图中,苹果悬浮在保鲜液中,所以P六P一.
所以,P二.
故选A.
考点:物体的浮沉条件及其应用
2.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别
放入两容器中,当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示.则
()
A.甲容器中液体的密度较大B.乙容器底部受到液体的压强较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大D.乙容器中物块受到液体的浮力较大
答案:B
解析:(1):物块在甲容器悬浮,」.PT=PA,
,•,物块在乙容器的漂浮,...p二>:“,•••西同液体的密度:P=Vp二,故A错误;
又•..两容器液面等高,P=Pgh,...两严液体对容器Gp「<p二,故B正确.
(2)••.两个相同的物块,在甲容器的物出〔一.在乙容器吃M块漂浮,
..•两个相同的物块受到的浮力:F==F-=5故D错误;
F-=G-.:•',"G・p=Fi-:»故C错锲.
故选B.
考点:物体的浮沉条件及其应用;液体的压强的特点
3.辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t,它满载时所受的浮力为—N,当舰载机起飞后,
航空母舰所受浮力将—(选填“不变”、“变小”或“变大”).(g取10N/kg)
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答案:6.75X10;;变小
解析:(1)该舰满载时所受浮力:,「=G:=;0g=67500X10:kgX10N/kg=6.75X10;N;
(2)•..航母漂浮,...F,=G,
当舰载飞机起飞后,但自重G减小,则的r:;受淳力变小.
考点:浮力大小的计算
4.用弹簧测力计在空气中称得-石块重为1N,将石块完全浸入水中,弹簧测力计的示数为
0.6N,则石块在水中受到的浮力为N,此后,当石块在水中的深度增大时,浮力.(填
,,不变”、,,变大”或,,变小”)
答案:0.4;不变
解析:(1)由题意得,石块的重力G=1N,根据称重法可知,石块受到的浮力F:=G-X1N-O.6N=O.4N;
(2)根据阿基米德原理可知,浮力大小只与液体的二总体积有关,所以在水中的深度增大时浮力不变.
考点:浮力大小的计算;阿基米德原理
5.满载货物的轮船停泊在港口,它受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”)
重力.卸掉货物后,轮船排开水的体积(选填“变大”、“不变”或“变小”).
答案1等于,变小
解析:满载货物的轮船停泊在港口,轮船为连浮状态所以受弋的浮力与重力相等;
轮船卸下货物后,船自身重力减小,但船仍旧处于漂浮状态受到的浮力与重力仍旧相等,所以浮力减小,
."F:=p-V-:g,
..•排开水的体积V:变小.
考点:物体的浮沉条件及其应用;阿基・、二点原理
6.如图所示,将•重力为18N,体积为2义10一%3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,
将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是—N,此时测力计的示数是N(g=10N/kg,P
酒片0.8X103kg/m").
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答案:16;2
解析:利用F,=Pgv:可求出浮力大小,蜡块在m精中时马刀计的示数等于蜡块在空气中的重力减去
蜡块所受浮力.
将它浸没到酒精中时,所受浮力F:=PygVFO,:.l.g/jn:X10N/kgX2X10:m:=16N,
则测力计的示数F^G-F;=18N-16N=2N.
考点:浮力大小的计算
7.2014年中俄开展了海上联合军演,展示了我海军先进的装备,中国的导弹驱逐舰郑洲号
是我国最先进的导弹驱逐舰,满载时排水量为7500t.试求:(PM=1.03X103kg/m3,
g=10N/kg)
(1)该舰满载时所受到水的浮力是多少?
(2)若该舰从长江口驶向大海,浸入海水中的体积是多少?(结果保留一位小数)
(3)该舰的某声呐系统在海面下20nl深处,受到海水的压强是多少?
答案:(1)该舰满载时所受到水的浮力是7.X10N;
(2)若该舰从长江口驶向大海,浸入海水中的体积是7度6m:;
(3)该舰的某声呐系统在海面下20m深处,受到海水的压强是2.06X10;Pa.
解析:(1)驱逐舰受到的浮力:i:=G:=m:g=7500X10:kgX10N/kg=7.5X10.N;
(2)•.•驱逐舰从长江口驶向大海.亦是漂浮,时浮力不变,
,.'F.=PbV;g,/.V-:=―「浮---------=7281.6m:;
P海水g1.G——3X1''0X3kgI/i*n3XinN/kg
::£
(3)p=pgh=l.03X10kg/mX10N/kgX20m=2.06X10Pa.
考点:阿基米德原理;液体的压全的计算
8.如图所示,体积为500cn?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20cm.(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?
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答案:(1)水对容器底的压强2000Pa;
(2)木块受到水的浮力5N;
(3)木块的密度600kg/m:;
(4)若煎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
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