难点4浮力的动态变化(原卷版+解析)-2022-2023学年八年级上册科学期中考点大串讲(浙教版)

2022-2023学年九年级上册科学期中考点大串讲难点4浮力的动态变化【知识点1】物体在弹簧测力计作用下，匀速浸入水中的动态变化如图所示，物体在弹簧测力计下，逐步进入水中的三个阶段第一阶段：A-B：物体从高处慢慢进入水中，此时G=F弹，浮力为0N。第二阶段：B-C：B点时，物体刚接触液面，此时无浮力C过程中，排开水的体积增大，物体受到液体的浮力逐渐增大C点时，物体完全浸没在液体中，此时受到的浮力最大，弹簧测力计示数最小第三阶段：C-D：从C点开始，物体完全浸没水中，此时不管物体下降的深度，物体受到的浮力不变。【知识点练习】【例1】在弹簧测力计下挂一长方体物块，将物块从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中（如图甲），图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，水的密度为，g取，忽略液面的变化，则下列说法中正确的是（）A．物体受到的最大浮力是B．物体刚浸没时下表面受到水的压力是C．物体的体积是D．物体刚浸没时下表面受到水的压强是【知识点2】物体向上漂浮的动态变化1.如图所示，物体在弹簧测力计下，逐步离开水中的三个阶段第一阶段：A-B：物体从低处慢慢接触水中，此时G=F弹，浮力为0N，此过程浮力不发生改变第二阶段：B-C：B点时，物体上表面刚接触液面，此时浮力不变，为整个过程的最大值C过程中，排开水的体积减小，物体受到液体的浮力逐渐减小C点时，物体完全脱离在液体中，此时浮力为0，弹簧测力计示数最大，最大为物体的重力第三阶段：C-D：从C点开始，物体完全浸没水中，此时不管物体上升的高度，物体不受浮力。【知识点练习】【例2】假设某水库要在湖面上修建一座大桥，图甲是使用吊车将湖底圆柱形石柱吊起的示意图；在整个吊起过程中，石柱以0.1m/s的速度匀速上升，图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像（从湖底吊起），t=0时刻吊车开始起吊石柱（忽略水的阻力），求：(1)湖底的深度是多少？(2)湖底受到水的压强多大？(3)石料浸没时受到的浮力多大？(4)石料的密度是多少？1．用弹簧测力计悬挂一圆柱体，将该圆柱体从液面开始缓慢浸入水中，如图甲所示。弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。求：（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）圆柱体的质量；（2）圆柱体的体积；（3）圆柱体的密度。2．如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，g取10N/kg，下列说法错误的是（）A．圆柱体受到的重力是9NB．圆柱体的密度是1.2kg/C．圆柱体受到的最大浮力是6ND．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为400Pa3．被誉为世界桥梁建设奇迹的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车运营，图甲是建设过程中用钢索拉着实心长方体建筑材料沿竖直方向、以0.4m/s的速度匀速下降的情景。图乙是建筑材料下沉到水底之前钢索对它的拉力F随时间t变化的图像，t=0时开始投放，t=25s时投放结束。ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，水的阻力可以忽略不计，求：（1）长方体建筑材料完全浸没在水中时所受的浮力；（2）长方体建筑材料的密度；（3）投放结束时长方体建筑材料顶部受到水的压强。4．如图甲所示，弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中；图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象。液面变化忽略不计，则下列说法中正确的是（）①物体的底面积为200cm2②物体的密度是3×103kg/m3③当h=7cm时，物体下表面受到水的压力是8N④当h=9cm时，物体上表面受到水的压力为10NA．只有②和③ B．只有②和④ C．只有①和③ D．只有①和④5．（多选）将一圆柱形木块用细线栓在容器底部，如图甲所示容器中开始没有水，往容器中逐渐加水至如图乙所示位置，在这一过程中，木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图丙所示，则由图象丙得出的以下信息正确的是（）A．木块所受重力为10N B．木块的底面积为100cm2C．细线对容器底部的最大拉力为6N D．木块的密度为0.6103kg/m36．如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在底面积为2m2容器底部，上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如乙图所示，下列说法中不正确的是（

）A．物体在露出水面前受到水的浮力是104NB．物体在露出水面前受到绳子的拉力是2×104NC．正方体提出后水对容器底部的压力是4×104ND．物体在水底时，上表面受到水的压强是3×104Pa7．如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h。现用一根轻质细绳（绳子的粗细和重力均不考虑）均匀用力将该物体从水中竖直向上拉，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，其中拉力F的大小随时间t变化的关系如图乙所示。（取g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）求：(1)物体浸没在水中时，所受浮力大小与水深_____（选填“有关”、“无关”或“随深度的增大而增大”），物体在刚要露出水面时，所受到水的浮力是多少N？_____(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N？_____(3)物体的密度是多少kg/m3？_____(4)物体在水底时，上表面受到水的压强是多少Pa？_____8．如图甲所示，圆柱形容器中盛有适量的水，其内底面积为1×10﹣2m2。弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩，将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中，弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示。求：（1）在花岗岩未露出水面前所受浮力；（2）花岗岩的密度；（3）从开始提起到花岗岩完全离开水面，水对容器底部减小的压强。9．如图所示，在一个装满水的容器中，轻质弹簧的一端连着小球，另一端固定在容器底部。已知小球的体积为5×10-4m3，小球静止时受到弹簧对它向下的拉力，拉力大小为2N。求：（1）此时小球所受的浮力是多少N；（2）该小球的密度是多少kg/m3；（3）若地球上所有物体重力均减半，即g变为5N/kg，水的密度不变，则弹簧的长度会如何变？请说明理由。2022-2023学年九年级上册科学期中考点大串讲难点4浮力的动态变化【知识点1】物体在弹簧测力计作用下，匀速浸入水中的动态变化如图所示，物体在弹簧测力计下，逐步进入水中的三个阶段第一阶段：A-B：物体从高处慢慢进入水中，此时G=F弹，浮力为0N。第二阶段：B-C：B点时，物体刚接触液面，此时无浮力C过程中，排开水的体积增大，物体受到液体的浮力逐渐增大C点时，物体完全浸没在液体中，此时受到的浮力最大，弹簧测力计示数最小第三阶段：C-D：从C点开始，物体完全浸没水中，此时不管物体下降的深度，物体受到的浮力不变。【知识点练习】【例1】在弹簧测力计下挂一长方体物块，将物块从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中（如图甲），图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，水的密度为，g取，忽略液面的变化，则下列说法中正确的是（）A．物体受到的最大浮力是B．物体刚浸没时下表面受到水的压力是C．物体的体积是D．物体刚浸没时下表面受到水的压强是【答案】C【详解】A．由图像可知，当时，弹簧测力计示数为不变，此时物体在空气中，由二力平衡条件可知，物体重力为当时，弹簧测力计示数为不变，此时物体浸没在水中受到的浮力最大，则物体受到的最大浮力故A错误；B．物体刚浸没时上表面受到水的压力为零，由浮力产生的原因是可得，下表面受到水的压力为故B错误；C．因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以由可得，物体的体积为故C正确；D．由图乙可知，物体从时下表面与水面接触，到时刚好浸没，忽略水面的变化，则物体的高度为物体刚浸没时下表面受到水的压强故D错误。【知识点2】物体向上漂浮的动态变化1.如图所示，物体在弹簧测力计下，逐步离开水中的三个阶段第一阶段：A-B：物体从低处慢慢接触水中，此时G=F弹，浮力为0N，此过程浮力不发生改变第二阶段：B-C：B点时，物体上表面刚接触液面，此时浮力不变，为整个过程的最大值C过程中，排开水的体积减小，物体受到液体的浮力逐渐减小C点时，物体完全脱离在液体中，此时浮力为0，弹簧测力计示数最大，最大为物体的重力第三阶段：C-D：从C点开始，物体完全浸没水中，此时不管物体上升的高度，物体不受浮力。【知识点练习】【例2】假设某水库要在湖面上修建一座大桥，图甲是使用吊车将湖底圆柱形石柱吊起的示意图；在整个吊起过程中，石柱以0.1m/s的速度匀速上升，图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像（从湖底吊起），t=0时刻吊车开始起吊石柱（忽略水的阻力），求：(1)湖底的深度是多少？(2)湖底受到水的压强多大？(3)石料浸没时受到的浮力多大？(4)石料的密度是多少？【答案】(1)10m；(2)1×105Pa；(3)800N；(4)3.75×103kg/m3【详解】(1)湖底的深度为(2)湖底受到的压强为(3)由图可知，当石块完全离开水中时，拉力等于重力，即石料浸没时受到的浮力(4)由可得，石料的体积为由可得，石料的质量为故石料的密度为1．用弹簧测力计悬挂一圆柱体，将该圆柱体从液面开始缓慢浸入水中，如图甲所示。弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。求：（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）圆柱体的质量；（2）圆柱体的体积；（3）圆柱体的密度。【答案】（1）0.6kg；（2）2×10﹣4m3；（3）3×103kg/m3【详解】（1）由图乙可知，圆柱体的重力G=6N，圆柱体的质量（2）由图乙可知，圆柱体浸没在水中时，弹簧测力计的示数F示=4N，圆柱体的体积（3）圆柱体的密度2．如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，g取10N/kg，下列说法错误的是（）A．圆柱体受到的重力是9NB．圆柱体的密度是1.2kg/C．圆柱体受到的最大浮力是6ND．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为400Pa【答案】B【详解】为了便于分析，给线段标上A、B、C、D四个点，如下图，根图像分析如下：A．由图像可知，当h=0时，弹簧测力计示数为9N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，故A正确，A不符合题意；B．图像中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力为3N，则圆柱体受到的浮力物体的体积物体的质量则圆柱体密度，故B错误，B符合题意；C．由图像CD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，则圆柱体受到最大的浮力，故C正确，C不符合题意；D．由图知物体下降高度到4cm时，下表面接触水面，下降8cm时圆柱体刚好浸没水中，此时圆柱体下表面距水面距离是4cm，则下表面受到水的压强，故D正确，D不符合题意。3．被誉为世界桥梁建设奇迹的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车运营，图甲是建设过程中用钢索拉着实心长方体建筑材料沿竖直方向、以0.4m/s的速度匀速下降的情景。图乙是建筑材料下沉到水底之前钢索对它的拉力F随时间t变化的图像，t=0时开始投放，t=25s时投放结束。ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，水的阻力可以忽略不计，求：（1）长方体建筑材料完全浸没在水中时所受的浮力；（2）长方体建筑材料的密度；（3）投放结束时长方体建筑材料顶部受到水的压强。【答案】（1）2×104N；（2）1.5×103kg/m3；（3）4×104Pa【详解】解：（1）由图乙可以看出，当时间为t=15s时，浮力大小不再改变，此时建筑材料完全浸没在水中，此时受的浮力F浮=G﹣F拉1=3×104N﹣1×104N=2×104N（2）由F浮=ρgV排得建筑材料的体积由图乙可知，建筑材料的重力G=3×104N，由G=mg=ρVg得建筑材料的密度（3）由图乙读出建筑材料完全在水中下落的时间t2=25s﹣15s=10s由得顶部到水面的深度h=vt=0.4m/s×10s=4m顶部受到水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa4．如图甲所示，弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中；图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象。液面变化忽略不计，则下列说法中正确的是（）①物体的底面积为200cm2②物体的密度是3×103kg/m3③当h=7cm时，物体下表面受到水的压力是8N④当h=9cm时，物体上表面受到水的压力为10NA．只有②和③ B．只有②和④ C．只有①和③ D．只有①和④【答案】C【详解】①当高度h在0~3cm时，物体受重力和拉力，重力的大小等于拉力，故物体重12N，当当高度h在3~7cm时，物体慢慢浸入，拉力变小，直到h=7cm时，刚好浸没，此时的拉力为4N，物体的高度为4cm，浸没时物体所受的浮力为物体的体积为物体的底面积为故①正确；②物体的质量是物体的密度是故②错误；③当h=7cm时，物体刚好浸没，物体下表面受到水的压强是当h=7cm时，物体下表面受到水的压力是故③正确；④当h=7cm时，物体上表面刚好与水平相平，当h=9cm时，物体上表面离水面的深度为2cm，受到水的压强为当h=9cm时，物体上表面受到水的压力是故④错误。故选C。5．（多选）将一圆柱形木块用细线栓在容器底部，如图甲所示容器中开始没有水，往容器中逐渐加水至如图乙所示位置，在这一过程中，木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图丙所示，则由图象丙得出的以下信息正确的是（）A．木块所受重力为10N B．木块的底面积为100cm2C．细线对容器底部的最大拉力为6N D．木块的密度为0.6103kg/m3【答案】BD【详解】A．由图像可知，当容器中水的高度为时，木块处于漂浮状态，受到的浮力和重力相等，因此木块的重力为6N，故A错误；B．由图像可知，当木块刚好漂浮时，木块被淹没的高度为6cm，此时木块受到的浮力为6N，由可知木块的底面积为，故B正确；C．细线对容器底部的最大拉力，故C错误；D．由图像可知，木块全部淹没受到的浮力为10N，由可知，木块的体积则木块的密度，故D正确。6．如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在底面积为2m2容器底部，上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如乙图所示，下列说法中不正确的是（

）A．物体在露出水面前受到水的浮力是104NB．物体在露出水面前受到绳子的拉力是2×104NC．正方体提出后水对容器底部的压力是4×104ND．物体在水底时，上表面受到水的压强是3×104Pa【答案】C【详解】A．正方体浸没在水中受到的浮力故A正确，不符合题意；B．物体在露出水面前做匀速运动，处于平衡状态，则由图乙可知，物体拉出水面后绳子的拉力等于物体的重力所以，故B正确，不符合题意；C．从上表面离开水面到下表面离开水面用时10s，所以运动速度为上表面从水底上升至表面用时30s，所以物体距水面深度此时水的深度正方体排开水的体积排开水的高度正方体拉出水面后，水的深度水对容器底的压强由可得，水对容器底的压力，故C错误，符合题意；D．物体在水底时，上表面距水面，受到水的压强，故D正确，不符合题意。故选C。7．如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h。现用一根轻质细绳（绳子的粗细和重力均不考虑）均匀用力将该物体从水中竖直向上拉，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，其中拉力F的大小随时间t变化的关系如图乙所示。（取g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）求：(1)物体浸没在水中时，所受浮力大小与水深_____（选填“有关”、“无关”或“随深度的增大而增大”），物体在刚要露出水面时，所受到水的浮力是多少N？_____(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N？_____(3)物体的密度是多少kg/m3？_____(4)物体在水底时，上表面受到水的压强是多少Pa？_____【答案】

无关；

1×104N；

2×104N；

3×103kg/m3；

3×104Pa【详解】(1)由阿基米德原理知道，所以，物体浸没在水中时，液体密度和排开水的体积不变，故所受浮力不变，即所受浮力大小与水深无关。物体的体积V=（1m）3=1m3物体在露出水面前排开水的体积V排=V=1m3物体在露出水面前受到水的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N(2)由图像知道，物体在露出水面前受到绳子的拉力是2×104N。(3)完全拉出水面时的拉力F=G=3×104N由G=mg知道，物体的质量物体的密度(4)物体从刚要露出水面到完全拉出水面，所用的时间是40s-30s=10s通过的距离是1m，由知道，物体运动的速度是由图乙知道，物体从湖底上升至上表面到达水面用时30s，所以，物体静止在湖底时其上表面所处的深度h=vt=0.1m/s×30s=3m所以，物体在水底时，上表面受到水的压强是p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa8．如图甲所示，圆柱形容器中盛有适量的水，其内底面积为1×10