浮力第三课时(教师版).doc

浮 力 例1、均匀蜡烛长20厘米,密度为0.9103千克/米3,下面吊着一小石块,竖直立于水面,上端露出水面1厘米,然后点燃蜡烛, 当燃到蜡烛还剩多长时,烛火被淹灭?解析：蜡烛在燃烧的过程中,其重力将减小,浮力随着减小,蜡烛浸入液体中的体积将减小,故蜡烛将上浮,到一定程度时, 蜡烛露出水面部分将燃完,而下部将悬浮于水中。按常规解题方法,要对蜡烛前后两次状态分别列方程,然后解方程组可求解。 本题如果采用假设法解题,则只需一个很简单的平衡方程就可求解。如右图所示,设蜡烛最终将燃烧到AB线处熄灭 ，我们不妨假设在火焰未点燃之前,先用刀片将蜡烛从AB部分切断,则可知AB以下部分将悬浮在液体中,其重力和浮力相等,当AB以下的部分游离后,其对AB以上部分没有影响,故此时,我们只须列AB以上部分的平衡方程即可。 AB以上部分的浮力与重力相等. 故 F上浮=G上 即:水g(h-h1-x)S=蜡g(h-x)S例2、有一密度为1半径为r的半球,放在密度为0的液体中 ,它的底部与容器紧密接触,如右图所示,若液体的深度为h,问半球对底面的压力是多大?解析：要求半球对底面的压力,则必须先求出水对半球向下的压力 ,而水对半球向下的压力必须用到较深的数学知识, 这样就显得很难。如果我们采用假设法求解,就可轻而易举的解决。假设半球与容器底之间有空隙,则半球此时受到浮力作用。 F浮=F向上-F向下 则F向下=F向上-F浮=0ghr2-0g (4/3) r3(1/2) =0ghr2- (2/3)0gr3容器底部受到的向下压力为F压,则:F压 = F向下+G = 0ghr2-(2/3)0gr3+(2/3)r31g例3、如图3所示,有一圆台体,体积为200厘米3,高10厘米,底部与容器底连成一整体, 底部面积为8厘米2,全部浸在水中,顶面距水面5厘米处,它受到的浮力是多大?解析：此圆台侧壁受到水对它向上的压力,上表面受到水的压力,其压力差,就是浮力,但侧壁向上的压力不太好求, 故我们不妨采用假设法。此题,我们可仿照例2进行假设(略),也可采用另一种方式假设,假设将圆台体分成圆柱体和扇状侧面体两部分, 如图4，扇状侧面体将受到水的浮力,圆柱体受到水对其向下的压力,其两者之差即为浮力。设圆台体距水面的高为h1，扇状侧面的体积为v，则v=(200厘米3-80厘米3)=120厘米3则F浮=F扇浮-F柱压=水gv-水gh1S=1.0103千克/米39.8牛/千克(120厘米3) -1.0103千克/米39.8牛/千克0.05米810-4米2 =0.784牛。例4、漂浮在湖面的船上载着一些石头, 将石块抛入水中沉入湖底,湖面上升还是下降?解析：此题如果运用常规思维方法,则要先求出船排开水的体积,然后再求出将石头抛入湖中以后,船和石头排开的体积之和,比较前后两次的体积变化情况,从而判断水位升降情况。 如果此题采用假设法,则可省去这些运算过程,只需简单推理,即可得出结论。 假设将石头系于船底,则此时船和石头的总重力没变, 故浮力不变,所以排开水的总体积没变,水位没有改变, 当我们剪断船底的绳子时,石头排开的体积不会变化,而船要上升, 排开的体积将减小,故此时船与石头排开水的总体积将减小,故船将上升。例5、如图所示，密度均匀的木块漂在水面上，现沿虚线将下部分截去，则剩下的部分将A上浮一些 B静止不动C下沉一些 D无法确定解析：设木块原体积为V，截去一部分后体积变为V，由阿基米德原理有水V排g木Vg即水(VV露)g木Vg得截去一部分后，以V表示剩下木块的体积，以V露表示它漂浮于水面上露出部分的体积，则同上可以得到比较以上两式可见，由于VV，则有V露V故剩下部分将下沉一些答案：C例6、如图所示，在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块，在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B，金属块B浸没在液体内，而木块漂浮在液面上，液面正好与容器口相齐某瞬间细线突然断开，待稳定后液面下降了1；然后取出金属块B，液面又下降了2；最后取出木块A，液面又下降了3由此可判断A与B的密度比为（ ）A3（12）B1（23）C（21）3D（23）1 以Vo表示容器的容积，VA入表示最初A浸入水中部分的体积，VB表示B的体积，V水表示容器中水的体积，则对于最初状态有以S表示容器的截面积，则当A、B间连线断后，容器中水面下降h1，并以VA入表示此时A浸入水中部分的体积，乃有取出B后，水面又下降h2，仍有再取走A后，水面又下降h3，上述的体积关系则变为又分别以A、B、0表示A、B、水的密度，则根据物体漂浮于水面上时受力平衡的关系针对题述的先后两情况可列方程为： 依题述还有A、B体积相等，设其为V，即：VAVBV综合解上述各式得：答案：A例7、如图所示，两只完全相同的盛水容器放在磅秤上，用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球，全部没入水中，此时容器中水面高度相同，设绳的拉力分别为T1和T2，磅秤的示数分别为F1和F2，则（ ）AF1F2，T1T2BF1F2，T1T2CF1F2，T1T2DF1F2，T1T2解析：两盛水容器中水的深度相同，所以水对容器底的压强相等，又两容器相同，则其底面积相同，由此两容器所受水对它的压力相同，则两磅秤的示数相同显然，这一结论与水中是否悬有一铝球或铅球是无关系的，因为容器受到的是水对它的压力，而水中的铝球或铅球并没有力直接作用于容器上所以有F1F2又对于悬吊在水中的球来说，它受到自身的重力G、水对它的浮力f和悬线对它的拉力T三个力的作用而处于平衡，则此三力间应有关系为TGf以题述的铅球和铝球相比较，由于两者是质量相等的实心球，故有G1G2而铅的密度大于铝的密度，则铅球的体积小于铝球的体积，故两者均浸没于水中时，铅球所受水的浮力f1小于铝球所受水的浮力f2，即 f1f2故得T1T2例8、小明用薄玻璃管做了一个液体密度计，他先把管的下端封闭，装入少许铅粒，然后竖直放入水中，在水面的位置做个刻度，标为1.0，这个刻度的单位是什么？如果再设法做出其他刻度，则较大的刻度在上面还是在下面？管中为什么要放入铅粒？如果不放铅粒而放别的颗粒，对这种物质的密度有什么要求？解析：这个刻度的单位是g/cm3。较大的刻度在它的下面。玻璃管中放入铅粒是为了加大密度计的质量，同时使密度计的重心下移，使它插入液体中时能较好的保持稳定，竖直漂浮，以便读数。如果不放铅粒而改放别的物质颗粒，同样要求密度计竖直漂浮于液面，即有即放别的物质颗粒时，该种物质的密度要比水的密度大很多才行。例9、把一蜡块放入盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是4克；若把该蜡块放入盛满水的容器中，已知蜡0.9103kgm3，酒精0.8103kgm3，则溢出水的的质量是（容器足够大）（ ）A4g B4.5g C5g D3.6g解析：蜡的密度大于酒精的密度，所以把蜡块放在酒精中的它会下沉，则溢出酒精的体积与蜡块的体积相等又蜡块的密度小于水的密度，所以把蜡块放在水中时它会漂浮在不面上，则由此时蜡块所受浮力与其重力相等的关系可得到溢出水的质量等于蜡块的质量即m水m蜡又由于蜡块体积与溢出酒精的体积相等，即V蜡=V酒答案：B课后练习一、选择题1、甲、乙二物体都浸没在同种液体中，关于它们所受浮力大小下面各种说法中正确的是（ ）A.如果甲物体比乙物体重，则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力大B.如果甲物体的密度比乙物体大，则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力小C.如果甲物体的体积比乙物体小，则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力小D.如果甲物体空心，乙物体实心，则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力大2、把由密度大于水的物质制成空心的小球，用手置于盛满水的烧杯底部，用手置于盛满水的烧杯底部，使它全部浸没，放手后的状态是（ ）A.小球一定上浮出水面 B.小球一定仍静止 C.小球一定悬浮在水中 D.无法确定3、如图所示，一个铁球分别放在水中、盐水和水银中，受到的浮力最大的是（ ）A在水中 B在盐水中 C在水银中 D条件不足，无法确定4、同一个正方体先后放入a、b、c三种液体中，静止时，如图所示，下列判断中正确的是（ ）A.物体受到的浮力FaFbFc B.液体的密度abcC.物体下表面受到液体的压力F a= FbFcD.物体下表面受到液体的压强 pa pbpc5、质量相同的木块和石蜡，把木块放在盐水中，石蜡放在水中，比较它们受到的浮力大小，那么（ ）A.木块受到盐水的浮力大 B.石蜡受到水的浮力大C.它们受到的浮力一样大 D.由于液体的密度不同，木块与石蜡的密度也不同，所以无法判定6、一个空心金属球的质量是0.5千克,体积是610-4米3。把它投入水中，静止时它将（ ）A.漂浮在液面上 B.悬浮在液面上 C.沉入水底 D.以上三种情况都有可能7、一潜水艇在从大海某一深度潜行到内陆河的过程中，下列说法中正确的是（ ）A.潜水艇在大海里受到的浮力较大B.潜水艇在大海里受到的浮力较小C.潜水艇在大海里和内陆河里受到的浮力一样大D.条件不足，无法确定8、甲、乙两个物体的质量之比是5：3，密度之比是10：3，若将它们全部浸没在同种液体中，则它们所受到的浮力之比是（ ）A5：3 B.10：3 C.2:1 D.1:29、一空心球,截面积如图所示,球的总体积为V,空心部分的体积是球总体积的1/4,当将此球投入水中时,有1/4的体积露出水面,若将球的空心 部分注满水,然后使其浸没水中,静止释放后,球将 ( )A.上浮 B.下沉 C.悬浮 D.漂浮10、质量相等的两个实心小球甲和乙,已知它们的密度之比是 甲：乙=2：3 。 : 现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中，当甲、乙两球静止时，水对两球的浮力F甲：F乙=6：5，两球的密度分别是（ ）A.甲=0.8103千克/米3 B.乙 =1.2103千克/米3C.乙=1.2103千克/米3 D.乙=0.8103千克/米311、如图所示，在盛盐水的烧杯中浮着一块冰,待冰溶化后发现 ( )A.水面下降了 B.水面上升了 C.水面高度不变 D.条件不足,无法确定12.将塑料球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的3/8,如图(a)所示。当把细绳剪断后，塑料球沉底，木球露出水面的体积是它自身体积的1/2，这时塑料球受到池底对它的支持力为F，如图（b）所示。若已知塑料球和木球的体积之比是1：8，则（ ）A木球的重力为4FB塑料球所受的浮力为FC塑料球的密度为2.0103千克/米3D. 绳子剪断前后,两物体所受的总浮力相差2F二、计算题21.一金属球在空气中称重是14.7牛，浸没在水中称重是4.9牛。已知金属球的密度为2103 千米/米3，此球是空心的还是实心的？若是空心的，其空心部分的体积是多少？22.停留在空气中的充满氢气的飞艇体积为 3103米3，空气的密度为1.29 千克/米3，氢气的密度为0.09千克/米3，艇重300牛，求货物的重是多少？23.潜水艇潜行时的排水量是6.4106千克，浮在海面上的排水量是5.0106千克，求潜水艇在海面上时，水上部分的体积是多少？24.将质量为0.1510-3千克的物体A放入水中，如图所示，物体A有一半的体积浸在水中。求（1）物体A的体积（2）如图所示，在物体A的上面再放一个体积是A二倍的物体B时，恰好使A、B两物体全部浸入水中，物体B所受到的重力是多大？B物体的密度是多大？参考答案一，选择题：1.C 2.D 3.C 4.