八下物理专题--浮力分类习题训练

八年级下册物理浮力分类训练习题解析一、浮力大小1在下图(1)中，P、Q的示数分别如图所示，则在图 (2)中，P、Q的示数分别是（）A2.0 N、1.0 NB1.9 N、1.1 NC2.1 N、1.1 ND2.0 N、1.1 N1. D【解析】浸入液体中的物体由于受到向上的浮力所以导致弹簧测力计的示数减小了0.1 N。即物体在液体中受到的浮力的大小是0.1 N，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受的浮力大小等于它排开液体的重力，也就是从左边排出了0.1 N的液体到右边，所以Q的示数增加了0.1 N。力的作用是相互的，液体对物体施加了一个方向向上、大小为0.1 N的浮力，则物体对液体施加一个方向向下，大小为0.1 N的反作用力，所以P的示数不变。2在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，一组同学根据生活经验提出了如下猜想：A浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟深度有关；B浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟排开液体的体积有关；C浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟液体的密度有关。实验桌上有如下器材：量程符合实验要求的弹簧测力计一个，一个大水槽里盛有足够深的水，体积相同的若干钩码。该组同学所做的实验过程如图所示。（1）钩码浸没在水中时受到的浮力是 N。（2）比较 ，可知猜想A是错误的。（3）比较b、c、d，可知猜想 是正确的。（4）完成该实验后，该组同学在此实验的基础上，设计了一个实验来证明：“浸在液体中的物体所受的浮力大小与它排开液体的体积成正比”。请你根据现有器材写出主要的实验步骤。2. （1）0.2 （2）d、e （3）B （4）实验步骤：把三个钩码挂在一起，然后挂在调节好的弹簧测力计下，测出它们的总重为G，记录在表格中。用弹簧测力计吊着三个钩码，使最下方的钩码浸没在水槽里的水中，读出此时弹簧测力计的示数为F，记录在表格中。依次增加钩码浸没在水中的个数，仿照步骤分别读出弹簧测力计的示数，直至三个钩码全部浸没在水中，记录每次弹簧测力计的示数。 利用计算出各次钩码所受的浮力，记录在表格中。【解析】（1）a测量的是钩码的重力G=0.5 N，d或e测量的是钩码浸没在水中时钩码受到的竖直向上的拉力，F拉=0.3 N，此时钩码受到的浮力为F浮=G-F拉=0.5 N-0.3 N=0.2 N。（2）猜想A认为，浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟深度有关，那就需要把钩码浸入同种液体中，改变钩码在液体中的深度，然后比较弹簧测力计的读数，如题中d、e，实验发现，深度不同，测力计读数相同，即浮力相同，这说明猜想A错误。 （3）比较b、c、d可知，浸在液体里的物体受到的浮力大小跟排开液体的体积有关，可知猜想B是正确的。（4）改变浸入液体中的物体排开液体的体积，测量出随之变化的浮力的大小，找出其中的关系，分析得出结论。3物理实验课上，老师让同学们自选器材测量物体的密度。小雨选择了天平、量筒、水和细线，测量橡皮泥的密度。实验操作过程如下图所示。（1）上图中合理的操作顺序是 (填序号)。（2）由图可知，橡皮泥的质量m= g，橡皮泥的体积V= cm3，则橡皮泥的密度= kgm3。（3）测量完密度后，小雨还想知道浮力的大小与物体所受的重力大小是否有关，再给你一只弹簧测力计，请你帮他设计一个实验验证他的猜想。(简要写出实验过程及分析论证)3.（1）CAB(或ACB) （2）24.4 20 1.22103 (3)实验过程：将橡皮泥分成大小不等的两块，将小块橡皮泥用细线系好挂在弹簧测力计下，测出小块橡皮泥受重力为G1，再将小块橡皮泥浸入装有适量水的量筒中记下水面到达的刻度V，并记下弹簧测力计示数F1。取出小块橡皮泥，用同样方法测出大块橡皮泥受重力为G2，将大块橡皮泥浸入量筒中使水面到达刻度V，记下弹簧测力计示数F2。分析论证：分别求出小块、大块橡皮泥所受浮力F1=G1-F1，F2=G2-F2，比较F1与F2若相等，说明浮力大小与物体重力无关。若F1与F2不相等，说明浮力大小与物体重力有关。【解析】（1）用天平和量筒来测量固体的密度时，要先测量固体的质量，再利用量筒和水测量固体的体积，顺序不能颠倒，否则固体上沾有水，测量的质量不准确，给实验带来误差。（2）游码对应的刻度值是4.4 g，物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值=20 g+ 4.4 g=24.4 g，物体的体积V =80 mL-60 mL=20 mL=20 cm3，=1.22 g/cm3=1.22103 kg/m3。（3）浮力大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，在探究浮力和重力的关系时，采用控制变量法。采用水做实验保证液体密度相同，采用橡皮泥浸入前后水面到达的刻度相同保证橡皮泥排开水的体积相同，把橡皮泥分成重力大小不同的两块，分别测量重力和在水中时弹簧测力计的示数，求出浮力，比较浮力和重力，得出结论。4如图所示，将一个体积为1.010-3 m3、重6 N的木块用细线系在底面积为400 cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，求：（g取10 N/kg）（1）木块浸没在水中受到的浮力。（2）剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积多大。（3）木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少。4（1）10 N（2）4.010-4m3（3）100 Pa【解析】（1）由F浮=液V排g得木块浸没在水中时受到的浮力：F浮=1.0103 kg/m31.010-3 m310 N/kg=10 N。（2）木块静止在水面时，由于漂浮，所以F浮=G=6 N，V排= =6.010-4 m3，V露=V- V排=1.010-3 m3-6.010-4 m3=4.010-4 m3。 （3）h减= = =0.01 m，由p减=液h减g得：p减=1.0103 kg/m30.01 m10 N/kg=100 Pa。5为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示。工件的下底面与油面的距离为h，力F与h的大小关系如图乙所示。小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了。（1）分析BC段：随着h的增大，工件所受的浮力大小将 ，油对工件下底面的压强大小将 （填“变大”“变小”或“不变”)。（2）若A点的坐标为(-a，0)，则a= 。从图像分析，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件的 。（3）求C点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。(不考虑大气压强)5. （1）变大 变大 （2）400 重力 （3）1000 N 4000 Pa【解析】（1）BC段描述的是工件的下底面与油面的距离h从0.2 m逐渐增大到0.5 m的过程中，力F的变化情况，因为该过程中，工件排开液体的体积逐渐变大，所以其受到的浮力变大，因为h在增大，油对工件下底面的压强p=gh也在变大。（2）A点的坐标为(-a，0)，B点的坐标为(0，0.2)，C点的坐标为(600，0.5)，它们在同一条直线上，据此可根据数学知识求出，a=400；A点的坐标为(-a，0)，其物理含义是，当h=0即工件的下底面刚接触油面时，需要对工件施加一个竖直向上的大小为400 N的力，工件才能缓慢下降，此时工件还受到一个竖直向下的重力，并且二力平衡，所以工件的重力G=400 N，可见，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件受到的重力。（3）在C点，工件刚好完全浸没在油中，F浮=G+F=400 N+600 N=1000 N，在不考虑大气压的情况下，工件此时所受的浮力等于油对工件下底面竖直向上的压力，即F浮=pS，其中p为油对工件下底面的压强，S为工件下底面的面积，其大小为S=（0.5 m）2=0.25 m2，所以油对工件下底面的压强p= = =4000 Pa。二、物体的浮沉条件1【实验名称】测量苹果的密度【实验步骤】（1）小红向装有苹果的盆中逐渐加水，看到的情形如图甲所示，从图甲可以判断苹果的密度 （选填“大于” “等于”或“小于）水的密度。（2）小红拿来一个装水的大量筒，水的体积为V1，在图乙中，她轻轻取出苹果，将量筒中的水倒入盆中，当盆中的水被填满时，量筒中剩余水的体积为V2。（3）小红用针把苹果完全压入盛满水的盆中，水从盆中溢出后，再取出苹果，并继续将量筒中的水倒入盆中，当盆中的水再次被填满时，量筒中剩余水的体积为V3。 苹果密度的表达式：= 。【交流】(4)如果把图乙中的水换成盐水，苹果静止时，露出液面的体积将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。1. （1）小于 （3） (4)变大【解析】（1）浸没在液体中的物体，当物体的密度小于液体的密度时，它在液体中所受到的浮力大于它自身的重力。物体在液体上浮，最后漂浮在液面上静止。（3）物体的密度等于物体的质量除以物体的体积。又苹果的重力G = 物gV物=物g(V2-V3)；根据阿基米德原理F浮=水gV排=水g(V1-V2)。从而推导得出苹果的密度为。（4）在实验中将水换成盐水，苹果所受浮力仍等于它自身的重力大小不变，但盐水的密度大于水的密度，所以由阿基米德原理可知苹果排开盐水的体积要小于它排开水的体积。2在“想想做做”教学活动中，老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60 g、密度为1.5l03 kg/m3的橡皮泥造一艘小船，然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去，看谁的小船装载的“货物”最多，最后是小华同学造的小船以装载了100 g的“货物”获胜，如图所示。求：（g取10 N/kg）（1）这块橡皮泥直接放入水中所受到的浮力。（2）小华“造”的小船装载100 g货物时受到的浮力。（3）根据上面的计算，说一说用钢铁造的船能浮在水而上的道理。2. （1）0.4 N （2）1.6 N （3）用钢铁造的船是空心的，增大了排开水的体积，增大了浮力，使船能浮在水而上。【解析】（1）因为，所以橡皮泥的体积为=410-5 m3，由于橡皮泥在水中下沉，所以排开水的体积：V排=V=410-5 m3，橡皮泥受到的浮力：F浮=gV排=1.0103 kg/m310 N/kg4105 m3=0.4 N。（2）G总=G物+G船=m物g+m船g=0.1 kg10 N/kg+0.06 kg10 N/kg=1.6 N，由于小船漂浮所以F浮=G总=1.6 N。3如图所示，某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子，管口密封，制成一个“密度计”,用来测量液体密度。已知，试管和沙子总质量为40 g, 试管底面积为2.5 cm2。当放入某未知密度的液体中静止时，“密度计”漂浮在液面上，浸入液体中的体积为50 cm3。问：（g取10 N/kg）（1）“密度计”受到的浮力是多大？（2）这种液体的密度是多大？（3）液体对“密度计”底面的压强是多大？3. （1）0.4 N （2）0.8103 kg/m3 (3)1.6103 Pa【解析】（1）“密度计”的重力G=mg=4010-3 kg10 N/kg=0.4 N，由于“密度计”漂浮在未知液体中，浮力等于重力，所以，“密度计”受到的浮力F浮=G=0.4 N。（2）根据阿基米德原理F浮=液gV排，变形得这种液体密度为。（3）方法1：“密度计”浸入液体中的深度，液体对“密度计”底面的压强p=液gh=0.8103 kg/m310 N/kg0.2 m=1.6103 Pa。方法2：“密度计”漂浮在液面上时，底面受到水的压力等于它的浮力，即F=F浮=0.4 N，“密度计”底面受到水的压强为 。4随着全球平均气温的升高，北极地区冰层融化的速度加快，北极熊的栖息地不断缩小，北极熊遭遇的生存危机是全球变暖的又一证据。相对于其他地区，气候变化对北极熊的影响尤其严重，目前北极熊脆弱的生态系统已变得岌岌可危，而位于食物链顶端的北极熊更是首当其冲，北极地区的生态系统之所以脆弱，原因是生物种类少。北极熊全身有白色的毛，有利于它捕捉猎物；多毛的脚掌，使它在冰上行走不易滑倒。这些都是北极熊对北极这一特殊环境的适应。由于全球变暖，冰层变薄而经常开裂，北极熊为了获取食物，常常从一块浮冰跳到另一块浮冰。当一只780 kg的北极熊跳到一块露出海面部分体积为100 m3的浮冰上时，请计算说明这块浮冰能否继续保持漂浮状态？（海水=1.04103 kg/m3，g取10 N/kg）4F浮=海水gV排=1.04103 kg/m310 N/kg100 m3=1.04106 N，G=mg=780 kg10 N/kg=7.8103 N，因为F浮G，所以这块浮冰还能继续保持漂浮状态。5在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时，我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想。2011年7月，我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙号”（如图所示，其主要技术参数如下表），在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后，顺利完成5000 m级海试任务。2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7000 m级发起冲击，“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实。规格：长8.2 m 宽3.0 m 高3.4 m空重：22 t（不含乘员体重及压载铁重）最大载荷：220 kg（不包括乘员体重）最大速度：25节（巡航1节）目前最大下潜深度：7000 m乘员：3人（每名乘员的体重不超过80 kg）（1）根据表中提供的信息，计算说明设计制造时，至少承受的压强是多大？（2）“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载铁，当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载铁，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业。粗略计算小铁块的体积为多大时，才能使“蛟龙号”最大负载时实现悬浮静止状态？（海水的密度取1.0103 kg/m3，g取10 N/kg，铁的密度是7.9103 kg/m3，计算结果保留1位小数）5. （1）7107 Pa （2）3.9 m3三、浮力应用1有四种飞行器：（l）直升飞机；(2)飞艇；(3)热气球；(4)滑翔机。其中利用空气浮力升空的是（）A(1)和(4)B(2)和(3)C(1)和(3)D(2)和(4) 1. 【解析】直升飞机和滑翔机是利用机翼上方空气的流速大压强小，机翼下方空气的流速小压强大，向上和向下的压力差就产生的作用在机翼上的向上的升力而升空。飞艇和热气球是利用浮力大于自身的重力而升空。2如图所示，小汽车受到的重力为G，它在平直的高速公路上以90 km/h的速度行驶时，受到地面的支持力为F。若考虑周围空气对它的影响，则下列关于G和F的大小关系正确的是（）AGFBGF CGF。3吊在室内天花板上的电风扇，静止不动时吊杆对天花板拉力为F1，电风扇水平匀速转动时，吊杆对天花板拉力为F2，则（）A F1F2BF1F2CF1F2D条件不足，无法比较3. B【解析】电风扇静止不动时吊杆对天花板的拉力F1=G。电风扇水平匀速转动时，扇叶上方空气流速大，压强小；扇叶下方空气流速小，压强大。空气对扇叶产生了一个向上的升力，所以F2。4在液体中流速越大的位置压强越 。一艘轮船停泊在平静的海里，突然发现不远处有一危险漂