思维特训(六)浮力

新课标（RJ） 物理 八年级下册 全品优等生思维特训(六)浮力|典|例|分|析| 浮力的比例计算典例1有质量相同的两个实心球，其密度分别为水的密度的2倍和5倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端，然后将两球浸没在水中，此时两球所受浮力之比为_，两弹簧测力计的示数之比为_。解析 由题意可知，两球的密度之比为25，由于质量相等，所以它们的体积比为52，当两球浸没在水中时，液体密度相同，则它们所受的浮力与排开液体的体积也就是物体的体积成正比，为52。水的密度分别是两球密度的和，所以两球浸没在水中时受到的浮力即排开的同体积的水重分别为自身重力的和，因而弹簧测力计的拉力大小分别为各自重力的和，由于两球质量相等，所以两球重力相等，因而两弹簧测力计的示数之比为58。答案 5258 压强与浮力典例22017广东将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同容器中，甲球下沉至容器底，乙球漂浮，丙球悬浮，如图6TX1所示，下列说法正确的是()图6TX1A三个小球的质量大小关系是m甲m乙m丙B三个小球受到的浮力大小关系是F甲F乙p乙p丙D三个容器对桌面的压强大小关系是p甲p乙p丙解析 甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，所以甲球的密度大于水的密度，乙球的密度小于水的密度，丙球的密度等于水的密度，因此三个小球的密度大小关系是甲丙乙，根据mV可知：质量大小关系是m甲m丙m乙，故A错误。由于甲、乙、丙三个实心小球体积相同，则根据图可知排开水的体积关系：V甲排V球，V乙排V球，V丙排V球，所以V甲排V丙排V乙排；根据F浮液V排g可知：F甲F丙F乙，故B错。因为三个相同容器中都装满水，放入球后容器中液面高度不变，根据pgh可知容器底部受到水的压强相等，即p甲p乙p丙，故C错误。球放入之前，三个相同容器中都装满水，里面的水的重力G水相等，由于容器对桌面的压力等于容器的总重力，则放入小球后对桌面的压力为FG容器G水G球G排，又G排F浮，据此可得：F甲G容器G水G甲G排甲G容器G水G甲F甲，F乙G容器G水G乙G排乙G容器G水G乙F乙，F丙G容器G水G丙G排丙G容器G水G丙F丙；由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，则G甲F甲，G乙F乙，G丙F丙，所以F甲F乙F丙，由于容器的底面积相同，根据p可得：容器对桌面的压强关系是p甲p乙p丙，故D正确。答案 D 液面升降问题典例3将冰块放在水中，液面位置如图6TX2所示，若冰完全熔化，杯中液面高度将()图6TX2A下降 B上升C不变 D无法确定解析 冰块漂浮于水面上，要想判断冰熔化之后，水面是否变化，则需要比较冰块排开水的体积V排跟冰熔化成水后的体积V水的大小。若V排V水，则水面不变；若V排V水，则水面下降。因为冰块漂浮于水面上，所以F浮水gV排G冰，又因为冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，所以G水水gV水G冰，由可得：水gV排水gV水，所以V排V水，故冰化为水后液面高度不变。答案 C|思|维|集|训|1如图6TX3所示，在铁架台上用弹簧测力计挂住一个铁球，在圆盘测力计的托盘上放一烧杯，烧杯中注入适量水，先分别读出两测力计的示数，当把小球浸没在水中时(水未溢出)()图6TX3A圆盘测力计的示数等于烧杯和水的总重力B弹簧测力计的示数等于水对铁球的浮力C两测力计示数均减小D两测力计示数之和保持不变22017青岛有边长为a的正方体木块A和小铁块B。如图6TX4所示，将A放入盛有适量水的烧杯中，浸入深度为h1；再将B叠放在A上，A浸入深度变为h2。下列判断正确的是()图6TX4AA的质量mA水a3BA与B的总质量m总水a2h2C求解A的密度的思路AmAGAF浮AF浮A水gV排AV排Aa2h2 VAa3D将叠放在A上的B取下，放入水中，待A、B均静止后，V排总增大水面高度h增大水对烧杯底的压强p增大水对烧杯底的压力F增大32017呼和浩特改编将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中，静止后有72 g浓盐水溢出；若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有64 g煤油溢出(浓盐水密度为1.2103 kg/m3，煤油密度为0.8103 kg/m3，水银密度为13.6103 kg/m3)，则()A该物体前后两次所受浮力之比为910B该物体前后两次排开液体体积之比为43C该物体的密度为0.9103 kg/m3D若将该物体分别浸没在水银和纯水中，所需压力F1和F2大小之比为1274将冰块放在浓盐水中，液面位置如图6TX5所示，若冰完全熔化，杯中液面高度将_(选填“上升”“下降”或“不变”)。图6TX55一壁很薄的透明加盖瓶子，瓶身部分为圆柱形，瓶子的底面积为40 cm2，瓶中装有高度为28 cm的水(如图6TX6甲所示)，将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮(如图乙所示)，此时瓶子露出水面的高度为4.5 cm，瓶子内外水面的高度差为2.5 cm，则瓶子(含瓶盖)的重力为_N；若继续向瓶中加_kg水，瓶子将恰好悬浮。(g取10 N/kg)图6TX662017威海如图6TX7甲所示 ，一个底面积为103 m2的金属圆筒重2 N，开口向上漂浮在水面上，这时有的体积浸在水中。若向金属圆筒里倒入1.25104 m3的某种液体，水面恰好与金属圆筒相平，如图乙所示，此时水对金属圆筒底部的压强为_Pa，该液体的密度为_kg/m3。(g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3)图6TX772017达州水槽中放一个小铁盒，铁盒中放少许细线和一个铝块，铁盒漂浮在水面上。现用细线把铝块拴在铁盒下面，铁盒仍然漂浮在水面上，如图6TX8所示。则此时水槽中的水位_(选填“上升”“下降”或“不变”)，铁盒浸入水中的体积_(选填“变大”“变小”或“不变”)。图6TX882017广西如图6TX9所示，水平桌面上放置有两个底面积不同(S甲S乙)、高度相同、质量可忽略不计的薄壁圆柱形容器甲和乙，分别盛满质量相等的水和酒精，此时，甲和乙两容器对桌面的压强关系为p甲_p乙。现将两个完全相同、密度为的实心物体分别放入水和酒精中(酒精水)，待它们静止后，两物体在液体中受到的浮力关系为F水_F酒精，甲和乙两容器对桌面的压力关系为F甲_F乙。(均选填“”“”或“”)图6TX99下面是小明自制“浮力秤”的装置图和使用说明书。图6TX10已知水的密度为水，秤盘中未放物体时浮体的圆柱体浸入水中的深度为h0，请根据上述内容和条件解答：(1)在图中画出未称物体时，浮体在水中沿竖直方向受力的示意图。(2)推导出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式。(3)求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值，使用前应在外筒中至少加入的水的质量。详解详析1D解析 因铁球受水的浮力作用，故弹簧测力计示数减小，减小值等于铁球受到的浮力。力的作用是相互的，故铁球对水有向下的力的作用，则圆盘测力计示数增加，增加值等于浮力大小。2B解析 因为A在水中漂浮，所以A水，所以A的质量mAAa3水a3，故A错误；A与B的总质量m总水a2h2，故B正确；求解A的密度的思路：A，其中VAa3，mA水a2h1，故C错误；A、B叠放时浮力等于两物体的重力之和，将叠放在A上的B取下，放入水中后，B沉底，所受浮力变小，排开水的体积减小，根据pgh知水对烧杯底的压强变小，根据FpS可知水对烧杯底的压力变小，故D错误。3C解析 由阿基米德原理F浮G排可知，该物体前后两次所受浮力之比为F1F2m排1gm排2g72 g64 g98，故A错误。排开浓盐水和煤油的质量不同，则物体受到的浮力不同，故其在液体中不能都漂浮或悬浮，也不能一漂浮一悬浮，只能是在浓盐水中漂浮，在煤油中沉底，根据阿基米德原理可得：V物V排油80 cm3；物体在浓盐水中排开液体的体积：V排盐水60 cm3；该物体前后两次排开液体体积之比：V排盐水V排油60 cm380 cm334，故B错误。由上面的分析可知，物体应在浓盐水中漂浮，由阿基米德原理F浮G排G，可知m排gmg，mm排72 g，由可得，0.9 g/cm30.9103 kg/m3，故C正确。已知物体的密度为0.9103 kg/m3，则物体在水银和水中都处于漂浮状态，受力分析，F浮GF压，V排V物，则物体在水银中受到的压力：F1F浮水银G水银gV排mg13.6103 kg/m310 N/kg80106 m30.072 kg10 N/kg10.88 N0.72 N10.16 N；物体在水中受到的压力：F2F浮水G水gV排mg1.0103 kg/m310 N/kg80106 m30.072 kg10 N/kg0.8 N0.72 N0.08 N；则F1和F2大小之比为F1F210.16 N0.08 N1271，故D错误。4上升解析 由于冰块漂浮在液面上，所以，F浮G冰，即盐水gV排冰gV冰，则V排；当冰熔化成水之后，状态变化，质量不变，所以，m冰m水，即冰V冰水V水，则V水；已知盐水水，则比较可得：V水V排，所以，若冰完全熔化，杯中液面将上升。注意：根据冰化水质量不变和漂浮条件找出关系式V排V水是本题的解题关键。510.18解析 (1)瓶子(含瓶盖)的重力等于高度为2.5 cm、底面积为40 cm2的水柱的重力，根据Gmg和可得：G瓶水gV1.0103 kg/m310 N/kg402.5106 m31 N。(2)瓶子在水中悬浮时，V排V容40 cm2(28 cm2.5 cm4.5 cm)1400 cm3，瓶子悬浮时受到的浮力：F浮水gV排1.0103 kg/m310 N/kg1400106 m314 N，由于瓶子悬浮时F浮G水G瓶，所以，瓶子在水中悬浮时瓶中水的重力：G水F浮G瓶14 N1 N13 N，瓶中水的质量：m水1.3 kg。瓶中原装有水的质量为m水0水V水01.0103 kg/m34028106 m31.12 kg；所以应注入的水的质量为mm水m水01.3 kg1.12 kg0.18 kg。630000.8103解析 金属圆筒漂浮在水面上，根据阿基米德原理和物体的浮沉条件可知，金属圆筒受到的浮力为F浮G水gV排水gV2 N，则水gV3 N；金属圆筒在图乙中，全部浸入水中时受到的浮力为F浮水gV3 N；金属圆筒上表面受到的压力为0，则下表面受到的压力为F3 N，则下表面受到的压强为p3000 Pa；此时金属圆筒漂浮，浮力等于重力，即F浮GG液，则液体的重力：G液F浮G3 N2 N1 N；液体的密度为液0.8103 kg/m3。7不变变小解析 因为细线、铝块放在铁盒中和用细线把铝块拴在铁盒下面时，整体都处于漂浮状态，所以，两种情况下整体受到的浮力都等于细线、铁盒和铝块的重力，即受到的浮力相等；由于浮力相等，根据F浮液gV排可知，两种情况下排开水的体积相同，即水槽中水位不变；第一种情况排开水的体积为铁盒排开水的体积，第二种情况排开水的体积等于铁盒、细线和铝块排开水的体积之和，所以，第二种情况下铁盒排开水的体积变小，即铁盒浸入水中的体积比原来小一些。8解析 (1)因甲、乙容器放在水平桌面上，分别盛满质量相等的水和酒精，则G水G酒精，薄壁圆柱形容器甲和乙质量忽略不计，所以甲和乙两容器对桌面的压力相等，又因为S甲S乙，所以，根据p可知，此时，甲和乙两容器对桌面的压强关系为p甲p乙。(2)将密度为的物体分别放入水和酒精中，因酒精水，所以物体会在水中漂浮，在酒精中沉底，故F水G物，F酒精G物，所以F水F酒精。(3)由(2)知，F水F酒精，所以