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第十章浮力(原卷版)

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加钠点®顾

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向上的托力叫做浮力;

(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;

(3)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。

2、影响浮力大小的因素:通过实验探究发现(控制变量法):浮力的大小跟物体浸在液体中

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,浮力就越大。

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)公式表不:%=6排二夕液%遥;

(3)液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、

重力、形状、浸没的深度等均无关

(4)适用条件:液体(或气体)。

2、浮力大小的计算:

(1)两次称量求差法F;¥二F「FZ

(2)二力平衡法F浮=6物

(3)阿基米德原理法F声G排。

知识点3:物体的浮沉条件及应用

1、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;

(2)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;

(3)潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的;

(4)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、氨气、热空气),从

浮力与重力的大小关系来解释气球升空;

(5)密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。

汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也随

之增大。

2、物体的浮沉条件及其应用:

(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。

(2)物体在液体中的浮沉条件

上浮:Fj5>G悬浮:Fj?=G漂浮:F;^=G

下沉:F3<G沉底:F浮+N=G

(3)如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①p物

<P液,上浮②P物=P液,悬浮③P物>P液,下,几;

(4)冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁块、

石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。

※漂浮问题的几个规律:

规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等壬它受的重力;

规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;

规律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小;

规律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;

规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等壬液体对物体增大的

浮力。

善的台祈

考点1浮力

【典例1】(2022•罗庄区二模)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。

图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验,图乙为某物理老师做的浮力实

验。下列说法错误的是()

A.液体内部存在向各个方向的压强,是由于液体受重力,且有流动性

B.图甲,太空中失重状态下,水的密度小到零

C.图甲,液体对乒乓球没有压力差,因此浮力消失

D.图乙,乒乓球受到液体压力,因此受到浮力作用

【典例2](2022•沂南县二模)小沂同学做了如图所示的小实验,他在水桶中装多半桶水,

用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中他感觉到越来越费劲,同时观察到水面

越来越高。由此小沂猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关,为验证他的猜想,

小沂做了如图所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作()

A.①②③B.②③④C.③④⑤D.①②⑤

【典例3】(2022•苏州模拟)在地球上,乒乓球会漂浮在水面上,而在2021年12月9日神

舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富的“天宫课堂”中,在太空失重背景下发现乒

乓球停留在水中,如图所示,其原因是乒乓球和其排开的液体所受的力均近似为

零,因此乒乓球可停留在水中,此时乒乓球的质量(选填“为零”或“不为零”)。

【典例4】(2022•乳山市模拟)如图是一位同学居家完成的一些小实验,甲图对着漏斗吹气,

发现漏斗中的乒乓球不会掉落,原因是

;乙图向漏斗中加水,水向下流出时发现漏斗

中的乒乓球不会浮起来,原因是_______________________________________________

【典例5】(2022•日照)为了探究铝块在液体中所受浮力的大小跟液体密度的关系,小明将

同一铝块用测力计提着分别浸入水和煤油中,如图所示。已知水的密度为L0Xl()3kg/m3,

煤油的密度为0.8Xl()3kg/m3,请根据实验作出铝块在水和煤油中所受浮力的示意图。

【典例6】(2022•包头)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验

证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)

a

1-

.”

.,

.■•

.=I

:.

.:

.:

n.2NlLF=1.3N

Fi=4NIr-6

F=0.5NF=3N.

23■

X1

甲z丙

(i)使用弹簧测力计前,要将指针调在__________位置。

(2)实验中所用物块的重力为No

(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力.

(填“偏大”或“偏小”)。

(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为N,

物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小o

(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物

块受到的浮力大小与有关。换用酒精再次实验的目的是(填

“减小误差”或“寻找普遍规律”)。

考点2阿基米德原理的应用

【典例7】(2022•政和县模拟)图甲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变化关系的图像,则下列说法中正确的是()

A.物体受到的最大浮力是5N

B.物体的密度是2.25X103kg/m3

C.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N

D.物体刚浸没时下表面受到水的压强是8Xl()2pa

【典例8】(2022•沈阳二模)如图甲所示,水平桌面上盛满水的容器中放有一个钢珠。再把

木块轻轻放入容器中,木块静止时如图乙所示。以下说法正确的是()

A.钢珠不受浮力作用B.两图中容器对桌面的压强相等

C.两图中水对容器底的压强不相等D.木块受到的浮力一定比钢珠受到的浮力大

【典例9](2022•怀化)体积相同的实心物块甲和乙,它们分别挂在一根轻质不等臂杠杆

AOB的左右两端,保持水平位置平衡,已知甲和乙的密度之比为1:2,则AO:OB=,

若将甲、乙如图所示同时浸没在水中,则杠杆端将下降。(选填"A”或"B”)

【典例10】(2022•通辽)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“=")。

【典例11](2022•广西)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。

(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端处时,发现指针偏向

分度盘的左侧,此时应向调节平衡螺母,使横梁平衡。

(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加祛码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中

的祛码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是go

(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度

是kg/m3o

(4)整理实验器材时发现,使用的祛码有磨损,则测得的密度值偏o

(5)实验小组讨论后,不用祛码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊

坠的密度。请将实验步骤补充完整。

①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;

②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水

到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,如图丁所示;

③,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,

并记下再次加入水的体积为V2;

④吊坠密度的表达式为p=o(用Vi、V2、p水表示)

【典例12】(2022•重庆)底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器

置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50cm2、质量为450g、密度为0.9g/cm3的不吸

水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0

后,只取走测力计,再打开阀口K向外放水。求:(取g=10N/kg,水的密度P水=1.0义

103kg/m3)

(1)圆柱体的体积;

(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数;

(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,水对容器底的压强。

考点3物体的浮沉条件及应用

【典例13】(2022•日照)成语“沉李浮瓜”的意思是吃在冰水里浸过的李子和瓜,形容夏

天消暑的生活。“李子在水里下沉,瓜浮在水面”,从物理学的角度分析,下列判断正确

的是()

A.李子的质量大于瓜的质量

B.李子的体积小于瓜的体积

C.李子受到的重力大于瓜受到的重力

D.李子的密度大于水的密度,水的密度大于瓜的密度

【典例14】(2022•常州)2022年1月,海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺,为实施人道

主义救援,中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后,停泊于码头旁并通过管道向陆地

输送550t淡水,如图所示,输水过程中,五指山舰()

A.舰体略上浮,受到浮力不变B.舰体略上浮,受到浮力变小

C.舰体略下沉,受到浮力不变D.舰体略下沉,受到浮力变大

【典例15](2022•大连)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po的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m甲;再将

小球放入乙液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m乙。则m甲m乙(选填

“=”或“<”);乙液体的密度p乙=(用已知条件所给的字母表示)。

【典例16】(2022•鞍山三模)如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器

中,静止时木块有1的体积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时

5

相比增大了200Pa;若在木块上放一块铁块,使木块刚好全部压入水中,且木块没接触容

器底部。求:

(1)木块的密度是多少?

(2)铁块的重力与木块重力之比是多少?

(3)这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了多少?

n我也利珠

一、选择题。

1.(2022•瓯海区一模)小朋友牵着气球在公园内游玩,气球所受浮力的方向正确的是()

A.D.

2.(2022•河池)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所

示的实验探究。下列说法正确的是()

A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下

B.石块在水中受到的浮力大小为1.0N

C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.2X10-4m3

D.丙图中盐水的密度为LlXlCpkg/n?

3.(2022•泉港区模拟)如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形

容器,其中甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器内有一个装有铝块

的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行,且塑料盒的底面积等于圆柱

形容器底面积的一半,丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。已知四个容

器中的水面一样高,p木=0.6XIC^kg/n?;p酒精=0.8义lO^kg/nr3;p铝=2.7义ItPkg/n?,

对于这一情景,有如下一些说法,其中说法正确的是()

A.向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大

B.甲、乙、丙、丁容器对水平桌面的压强相同

C.将悬吊铝球的细线剪断后,丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力的大小

D.将丙容器塑料盒内的铝块取出放入到水中,待塑料块和铝块稳定后,则丙容器中的液

面不变

4.(2022•遵义)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关

该潜艇说法正确的是()

A.核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉

B.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大

C.浸没在水中的核潜艇下潜时,所受浮力大于自身重力

D.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力

5.(2022•东营)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的

液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止,A球沉底,B球

A.两个小球的重力:GA<GBB.两个小球的浮力:F浮A>F浮B

C.两种液体的密度:p甲<p乙D.两个容器对桌面的压强:p甲=p乙

二、填空题。

6.(2022•河东区二模)小明在探究浮力大小与哪些因素有关时,做了如图所示的实验,将

悬挂在弹簧测力计下的圆柱体从水面上方缓慢浸入水中,此过程中弹簧测力计的示数如

甲、乙、丙、丁所示(水均未溢出),当该圆柱体浸没在水中时,所受到浮力的大小为N;

分析实验步骤,说明物体所受浮力的大小跟有关。

7.(2022•辽宁)2022年5月,全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号(如图所示)

在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨,满载时受到的浮力为N,船上的无

人机起飞后船身受到的浮力(填“变大”“变小”或“不变”),无人机受到重力

的方向»(g取10N/kg)

8.(2021•桂林)如图所示,充满氢气的气象探测气球携带探空仪(体积不计)在高空测量,

工作完毕后释放部分氢气,气球体积缩小,所受浮力随之,气球下落。气球球囊

(厚度不计)、细绳及探空仪的总质量为mo,空气密度为p空,当它恰能缓慢下降时,球

内氢气密度为P氢,此时气球的体积为(用题中已知物理量表示)。(不计空气阻

力)

9.(2022•娄底)如图甲所示,一个棱长为10cm、重为9N的正方体物块M,水平放置在一

个方形容器中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随

时间t的变化关系如图乙所示,当t=100s时,物块M在水中处于(选填“沉底”、

“悬浮”或“漂浮”)状态,图乙中a的值为cm(g=10N/kg)o

三、实验探究题。

10.(2022•青岛)小明在厨房帮妈妈煮饺子,发现饺子刚入锅时沉在水底,一段时间后饺子

鼓起来,煮熟后漂浮在水面上。小明猜想,物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体

积有关,于是设计实验进行探究。他把适量砂子装入气球,并充入少量空气,制成一个

“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。

1.0N0.7N

6b白白口

甲乙丙丁成

(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出“饺子”的重力G=No

(2)如图乙所示,将“饺子”浸入水中,“饺子”沉底,它受到的浮力F乙与其重力G

的大小关系为F乙Go

(3)用测力计把“饺子”竖直拉离水底,在水中静止,测力计的示数如图丙所示,它受

到的浮力Fp^=No

(4)向“饺子”中充入适量空气,体积变大,浸入水中,测力计的示数如图丁所示,此

时它受到的浮力为F丁,则F丁与F丙的大小关系为F丁______F丙。

(5)向“饺子”中充入更多的空气,浸入水中,“饺子”排开水的体积更大,最终漂浮

在水面上,如图戊所示。至此,小明验证了自己的猜想,即物体受到的浮力大小与它排

开液体的体积有关,且排开液体的体积越大,浮力越。

四、计算题。

11.(2022•湘西州)从高处掉入水里的苹果,最终会漂浮在水面上。设苹果的质量m=150g,

苹果密度均匀,其密度p苹=0.6Xl()3kg/m3,水的密度p水=L0X103kg/m3,g取10N/kg,

求:

(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小;

(2)苹果浸没在水中时受到的浮力的大小。

12.(2022•柳州)如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个圆柱浮筒A,其重为GA

22

=4N,底面积为Si=0.02m,高度为H=0.16m»一个重力及厚度不计、面积为S2=0.01m

的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。A和B用质量不计、长为l=0.08m的轻质细杆相

连。初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用。水的密度为p=L0X

103kg/m3,g取10N/kg,,

(1)求A所受浮力的大小F浮。

(2)求A浸入水的深度hi。

(3)开始注水后轻杆受力,且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时,B

刚好被拉起使水箱排水,求此时杆对B的拉力大小F。

(4)水箱开始排水时,进水管停止注水。为增大一次的排水量,有人做如下改进:仅增

2

大B的面积为S2-0.012m»试通过计算说明该方案是否可行?若可行,算出一次的排

水量。(水箱底面积S=0.22m2供选用)

供水管

第十章浮力(解析版)

I浮力产生的原因I

知识点1浮力

;影响浮力大小的因素]

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向上的托力叫做浮力;

(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;

(3)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。

2、影响浮力大小的因素:通过实验探究发现(控制变量法):浮力的大小跟物体浸在液体中

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,浮力就越大。

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:F浮=6排=夕液%田;

(3)液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、

重力、形状、浸没的深度等均无关

(4)适用条件:液体(或气体)。

2、浮力大小的计算:

=

(1)两次称量求差法FSFI-F2

(2)二力平衡法F浮=6物

(3)阿基米德原理法F;¥=G排。

知识点3:物体的浮沉条件及应用

1、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;

(2)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;

(3)潜水艇:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的;

(4)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、氯气、热空气),从

浮力与重力的大小关系来解释气球升空;

(5)密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。

汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也随

之增大。

2、物体的浮沉条件及其应用:

(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。

(2)物体在液体中的浮沉条件

上浮:F浮>G悬浮:FMG漂浮:F;?=G

下沉:F浮<6沉底:F浮+N=G

(3)如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①p物

<P液,上浮②P物二P液,悬浮③P物>P液,下沉;

(4)冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁块、

石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。

※漂浮问题的几个规律:

规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等壬它受的重力;

规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;

规律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小;

规律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;

规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力赶液体对物体增大的

浮力。

【典例1】(2022•罗庄区二模)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。

图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验,图乙为某物理老师做的浮力实

验。下列说法错误的是()

A.液体内部存在向各个方向的压强,是由于液体受重力,且有流动性

B.图甲,太空中失重状态下,水的密度小到零

C.图甲,液体对乒乓球没有压力差,因此浮力消失

D.图乙,乒乓球受到液体压力,因此受到浮力作用

【答案】Bo

【解答】解:A、液体内部向各个方向都有压强,是由于液体受到重力且液体有流动性,

故A正确;

B、质量是物体的属性,与形状、状态、位置、温度无关,到太空中是位置的改变,而质

量不变,水的体积也没有消失,则密度表示物体质量与体积的比值,密度不会减小到零,

故B错误;

C、物体受到液体(或气体)对它的上、下表面的压力的合力,这个合力就叫浮力,在中

国空间站微重力环境中,图甲中乒乓球所受重力几乎为零,乒乓球悬停处于平衡状态,

因此水对乒乓球的浮力几乎为零,即乒乓球所受压力及压力差都为零,故C正确;

D、图乙实验中,漂浮的乒乓球处于平衡状态,因此乒乓球所受水向上的压力即为乒乓球

所受浮力,和重力大小相等,方向相反,故D正确。

故选:B„

【典例2](2022•沂南县二模)小沂同学做了如图所示的小实验,他在水桶中装多半桶水,

用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中他感觉到越来越费劲,同时观察到水面

越来越高。由此小沂猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关,为验证他的猜想,

小沂做了如图所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作()

A.①②③B.②③④C.③④⑤D.①②⑤

【答案】A。

【解答】解:探究浮力大小与物体排开液体的体积是否有关,实验设计时需要控制液体

密度不变,通过改变排开液体的体积来观察浮力的变化,故只有A符合,B、C、D不符

合。

故选:Ao

【典例3](2022•苏州模拟)在地球上,乒乓球会漂浮在水面上,而在2021年12月9日神

舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富的“天宫课堂”中,在太空失重背景下发现乒

乓球停留在水中,如图所示,其原因是乒乓球和其排开的液体所受的重力均近似为

零,因此乒乓球可停留在水中,此时乒乓球的质量不为零(选填“为零”或“不为

零”)。

【答案】重;不为零。

【解答】解:太空中失重状态下,乒乓球和其排开的液体所受的重力均近似为零,根据

物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力,浮力为零,相当于浮力消失了,所以乒

乓球可停留在水中。

在太空失重状态下,乒乓球所含物质的多少没有改变,故此时乒乓球的质量不变。

故答案为:重;不为零。

【典例4】(2022•乳山市模拟)如图是一位同学居家完成的一些小实验,甲图对着漏斗吹气,

发现漏斗中的乒乓球不会掉落,原因是乒乓球顶部空气流速大,压强小,球下方气压

大,在压强差的作用下,球掉不下来;乙图向漏斗中加水,水向下流出时发现漏斗中

的乒乓球不会浮起来,原因是乒乓球的下面不会受到水向上的压力的作用。

【答案】乒乓球顶部空气流速大,压强小,球下方气压大,在压强差的作用下,球掉不

下来;乒乓球的下面不会受到水向上的压力的作用。

【解答】解:从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球顶部空气流速大,压强小,球下方气压

大,在压强差的作用下,球掉不下来;

乙图向漏斗中加水,水向下流出时,乒乓球的下面不会受到水向上的压力的作用,所以

不会浮起来。

故答案为:乒乓球顶部空气流速大,压强小,球下方气压大,在压强差的作用下,球掉

不下来;乒乓球的下面不会受到水向上的压力的作用。

【典例5】(2022•日照)为了探究铝块在液体中所受浮力的大小跟液体密度的关系,小明将

同一铝块用测力计提着分别浸入水和煤油中,如图所示。已知水的密度为1.0X103kg/m3,

煤油的密度为0.8Xl()3kg/m3,请根据实验作出铝块在水和煤油中所受浮力的示意图。

【解答】解:同一铝块,重力一定,由图可知左侧弹簧测力计的示数小于右侧弹簧测力

计的示数,根据称重法浮力计算公式F浮=G-F示可知,铝块在煤油中受到的浮力小于在

水中受到的浮力,浮力方向竖直向上,作用点在铝块的重心,铝块在水和煤油中所受浮

力的示意图如图所示:

【典例6】(2022•包头)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验

证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)

r

,J

、n

=

F=3.2NF=1.3N

F2=0.5N56

甲乙丙

(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在零刻度线位置。

(2)实验中所用物块的重力为4No

(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力

偏小(填“偏大”或“偏小”)。

(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为1N,

物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小相等。

(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物

块受到的浮力大小与液体密度有关。换用酒精再次实验的目的是寻找普遍规律

(填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。

【答案】(1)零刻度线;(2)4;(3)偏小;(4)1;相等;(5)液体密度(液体种类);

寻找普遍规律。

【解答】解:(1)测量物体重力前应先观察弹簧测力计的量程、分度值,并观察指针是

否指在零刻度线;

(2)由图甲可知,物体的重力为4N;

(3)物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的

体积,物块排开水所受的重力变小,所以,测得排开水的重力会偏小;

(4)石块的重力大小是4N,石块浸没在水中弹簧测力计示数是3N,

石块浸没在水中受到的浮力:F浮=F1-F3=4N-3N=1N;

石块排开的水所受的重力可以由实验步骤A和D的差得到,石块排开的水所受的重力:

G排=F4-F2=1.5N-0.5N=IN;

(5)酒精代替水继续实验,发现此时的F3变大,由称重法可知浮力变小,排开液体的

体积相同,液体的密度不同,浮力不同,说明浮力的大小与液体的密度有关;为了使实

验具有普遍性,用酒精继续实验。

故答案为:(1)零刻度线;(2)4;(3)偏小;(4)1;相等;(5)液体密度(液体种类);

寻找普遍规律。

考点2阿基米德原理的应用

【典例7】(2022•政和县模拟)图甲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变化关系的图像,则下列说法中正确的是()

A.物体受到的最大浮力是5N

B.物体的密度是2.25X103kg/m3

C.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N

D.物体刚浸没时下表面受到水的压强是8X102Pa

【答案】Bo

【解答】解:

A、由图像可知,当h<4cm时,弹簧测力计示数为9N不变,此时物体在空气中,由二

力平衡条件可知,物体重力G=F=9N,

当h>8cm时,弹簧测力计示数为5N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FJJMG-F'=9N-5N=4N,故A错误;

B、因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以由F浮=p;8gV排可得,物体

的体积V=V排==------------里二----------=4X10-4m3,

1.0X103kg/m3XlON/kg

由G=mg可得,物体的质量:m=—=———=0.9kg,则物体的密度:p=—=

g10N/kgV

―匕9空一=2.25X103kg/m3,故B正确;

4X10-4m3

C、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F浮=F向上-F向下可得,

下表面受到水的压力F向上=F浮+F向下=F浮=4N,故C错误;

D、由图乙可知,物体从h=4cm时下表面与水面接触,到h=8cm时刚好浸没,忽略水

面的变化,则物体的高度H=4cm=0.04m,

物体刚浸没时下表面受到水的压强p=p水gH=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.04m=400Pa,

故D错误。

故选:Bo

【典例8】(2022•沈阳二模)如图甲所示,水平桌面上盛满水的容器中放有一个钢珠。再把

木块轻轻放入容器中,木块静止时如图乙所示。以下说法正确的是()

B.两图中容器对桌面的压强相等

C.两图中水对容器底的压强不相等D.木块受到的浮力一定比钢珠受到的浮力大

【答案】Bo

【解答】解:

A、钢珠浸没在水中,也受浮力作用,故A错误;

B、两图中容器对桌面的压力等于容器、水和物体的总重力;

比较甲、乙两图可知,乙图中减少的水的重力,即为木块排开水的重力,

而木块漂浮,则F浮=6木,根据阿基米德原理可知F浮=G排,

所以6木=6排,即木块的重力等于排开水的重力(即溢出水的重力),

所以两图中容器对桌面的压力相等,底面积相同,由p=《■可知,两图中容器对桌面的压

强相等,故B正确;

C、已知容器中装满水,把木块轻轻放入容器中,虽然有水溢出,但水的深度不变,由p

=pgh可知,两图中水对容器底的压强相等,故C错误;

D、因不知道木块和钢珠排开水的体积关系,所以由F浮=pgV排可知,无法比较木块和

钢珠受到的浮力关系,故D错误;

故选:Bo

【典例9](2022•怀化)体积相同的实心物块甲和乙,它们分别挂在一根轻质不等臂杠杆

AOB的左右两端,保持水平位置平衡,已知甲和乙的密度之比为1:2,则AO:OB=2:

L_,若将甲、乙如图所示同时浸没在水中,则杠杆B端将下降。(选填"A”或"B”)

【答案】2:1;Bo

m田gPfflVPmi

【解答】解:(1)甲和乙对杠杆的拉力之比:==_史_==―一土=工,

m乙gP乙VP乙2

FF~7c

由杠杆平衡条件可得:F甲XOA=F乙XOB,因此世=_1=-A=Z;

OBFiF甲1

(2)甲、乙同时浸没在水中,排开水的体积相同,因此受到的浮力F相同,此时动力X

动力臂=(F甲-F)X2;阻力X阻力臂=(2F甲-F)XI,由于动力X动力臂〈阻力义

阻力臂,则杠杆B端将下降。

故答案为:2:1;Bo

【典例10】(2022•通辽)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

FA<FB,物体的密度PA<PB(两空均选填或“=")。

【答案】<;V。

【解答】解:由图不可知,A、B排开水的体积关系为:V排A<V排B,

根据F浮=p水gV排可知A、B受到的浮力大小关系为:FA<FB;

A、B均漂浮在水面上,所受浮力等于自身的重力,即F浮=G物,

所以A、B的重力关系为:GA<GB,

由G=mg可知,A、B的质量关系为mA<mB,

且A、B的体积相等,由p=@可知,A、B的密度关系为PA<PB。

故答案为:<;<。

【典例11】(2022•广西)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。

ml

(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端零刻度线处时,发现指针偏向

分度盘的左侧,此时应向右调节平衡螺母,使横梁平衡。

(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加祛码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中

的祛码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是32.2go

(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度

是2.3X1Q3kg/m3o

(4)整理实验器材时发现,使用的祛码有磨损,则测得的密度值偏大。

(5)实验小组讨论后,不用祛码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊

坠的密度。请将实验步骤补充完整。

①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;

②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水

到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,如图丁所示;

③将吊坠直接放在左盘烧杯的水中,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平

衡,并记下再次加入水的体积为V2;

P水(V,+v)

④吊坠密度的表达式为「=」~5~9J。(用VI、V2、p水表示)

一%—

【答案】(1)零刻度线;右;(2)32.2;(3)2.3X103;(4)大;(5)③将吊坠直接放在

左盘烧杯的水中;④P水

%

【解答】解:(1)使用天平之前,首先把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零

刻度线处,由题意可知,天平向右端上翘,所以平衡螺母向右调节,使天平平衡;

(2)由图甲可知,吊坠的质量:

m=20g+10g+2.2g=32.2g;

(3)吊坠的体积等于量筒中水增加的体积:

V=64mL-50mL=14mL=14cm3,

吊坠的密度:

p=@=32・2g=2.3g/cm3=2.3Xl()3kg/m3;

V14cm3

(4)使用的祛码有磨损,测得的质量偏大,根据p=皿可知,测得的密度偏大;

V

(5)②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯

中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,此时天平两侧的重力大小相等,右侧

增加的水的重力等于吊坠排开水的重力,

由阿基米德原理可知,将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中时,吊坠受到的浮力:

F排水=m排水g=p水Vig,

因为F=p»gV排,

所以有P液gV排=「水Vig,

即丫排=丫1,

因为此时吊坠浸没在水中,所以吊坠的体积:

V=V排=丫1,

③将吊坠直接放在左盘烧杯的水中,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到天平平衡,

再次加入水的体积为V2,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于吊坠

的重力,

则吊坠的重力:G=G水=m水g=p水gV水=p水8(V1+V2),

p水g(Vi+V2)

吊坠的质量:m=£c=—±——~J=p水(V1+V2),

gs

④吊坠的密度:p=蚂=P水。

VV\

故答案为:(1)零刻度线;右;(2)32.2;(3)2.3X103;(4)大;(5)③将吊坠直接放

在左盘烧杯的水中;④P水(%+丫2)。

%

【典例12】(2022•重庆)底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器

置于水平桌面上,如图所示,将底面积为50cm2、质量为450g、密度为(Wg/cn?的不吸

水圆柱体用轻质细线挂在测力计下,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至测力计示数为0

后,只取走测力计,再打开阀门K向外放水。求:(取g=10N/kg,水的密度p水=1.0义

103kg/m3)

(1)圆柱体的体积;

(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数;

(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,水对容器底的压强。

0/•0

11

2二2

33

-二

4二4

55

一,

【解答】解:(1)圆柱体的体积V=上L=450g=5OOcm3;

p0.9g/cm3

(2)浸入水中的深度为2cm时,圆柱体排开水的体积Vj^uShnSOcn?XZcmnlOOcmS

=104m3;

此时圆柱体受到的浮力F浮=p水gV排=1.0X103kg/m3X10N/kgX10_4m3=IN;

圆柱体的重力G=mg=0.45kgX10N/kg=4.5N;

则此时测力计的示数:F弹=6-F浮=4.5N-1N=3.5N;

(3)将圆柱体由图示位置缓慢向下浸入水中,当测力计示数为。时,若漂浮,则F浮,

=G=4.5N,

圆柱体排开水的体积V排'==------4.5y---------------=4.5X10-4m3=450cm3,

lX103kg/m3X10N/kg

其浸入水中的深度h浸=2^——=450c_m_=9cm)

S50cm2

3

浸入过程中水面上升的高度Ah=——=450cm=3cm;则此时水的深度H=ho+Ah

S容150cm2

=4cm+3cm=7cmV9cm,

因为此时水的深度小于圆柱体浸入水中的深度,故假设不成立,则测力计示数为0时圆

柱体与容器底接触;

只取走测力计,再打开阀门K向外放水,

当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,容器对桌面的压力:F^upS容=800PaX150义

104m2=12N;

因容器对桌面的压力等于水、容器和圆柱体总重力,

则此时水的重力G水'=F压-G容-G=12N-3N-4.5N=4.5N,

由G=mg=pVg可得,放水后剩余水的体积:V水'==------4,竺-------------------=4.5

lX103kg/m3X10N/kg

X10-4m3=450cm3,

此时水的深度:h'=二水二=---45%总--------=4.5cm=4.5X10-2m,

S容-S150cm2-50cm2

此时水对容器底的压强:p'=p^gh'=1.0X103kg/m3XlON/kgX4.5X102m=450Pa;

答:(1)圆柱体的体积是500cm3;

(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,测力计的示数是3.5N;

(3)当放水至容器对桌面的压强为800Pa时,水对容器底的压强是450Pa。

考点3物体的浮沉条件及应用

【典例13】(2022•日照)成语“沉李浮瓜”的意思是吃在冰水里浸过的李子和瓜,形容夏

天消暑的生活。“李子在水里下沉,瓜浮在水面”,从物理学的角度分析,下列判断正确

的是()

A.李子的质量大于瓜的质量

B.李子的体积小于瓜的体积

C.李子受到的重力大于瓜受到的重力

D.李子的密度大于水的密度,水的密度大于瓜的密度

【答案】D。

【解答】解:ABC、李子的体积小于瓜的体积,李子的质量小于瓜的质量,根据G=mg

可知李子的重力小于瓜的重力,故ABC错误;

D、李子沉入水中,密度大于水的密度;瓜漂在水上,密度小于水的密度,故D正确。

故选D。

【典例14】(2022•常州)2022年1月,海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺,为实施人道

主义救援,中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后,停泊于码头旁并通过管道向陆地

输送550t淡水,如图所示,输水过程中,五指山舰()

A.舰体略上浮,受到浮力不变B.舰体略上浮,受到浮力变小

C.舰体略下沉,受到浮力不变D.舰体略下沉,受到浮力变大

【答案】B。

【解答】解:五指山舰始

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