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1、初中物理初中物理初中物理浮力典型例题解析例1下列说法中正确的是()物体浸没在水中越深,受的浮力越大密度较大的物体在水中受的浮力大重的物体受的浮力小同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大精析阿基米德原理的数学表达式为:F浮=液gV排,公式表明了物体受到的浮力大小浮液排只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎刃而解了解A选项:物体浸没在水中,无论深度如何,V排不变,水的密度不变,F浮不变.A排浮选项不正确B选项:物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系,B选项不正确.C选项:重力的大小对物体所受的浮力无影响.例如:大铁块比小铁块要重一些,但将两者浸没于
2、水中,大铁块受的浮力反而大些,因为大铁块的V排大.C选项不正确.排D选项:同体积的铁块和木块,浸没于水中,V排相同,水相同,F=F,铁块和排水浮铁浮木木块受的浮力一样大答案D注意:物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关例2质量为79g的铁块,密度是7.9g/cm3,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少?(g取10N/kg)精析这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别计算物体重力:G=p物gV物物物计算物体在液体中受的浮力:F浮=p液gV排.可以说:从计算的方法上没有本质的区别,浮液排但计算的结果却完全不同已知:m=
3、79g=0.079kgp=7.9g/cm3铁求:m铁排F浮解m铁=0.079kg铁G=mg=0.079kgX10N/kg=0.79N铁铁=10cm3m79gv=v=铁=排铁7.8g/cm3铁m=PgV=1g/cm3X10cm3=10g=0.01kg排液排FVVB排A排BA比较密度:CBACBA比较出密度后,由G=mg=Vg,就可比较出物体重力:GCGBGCBA上述分析看出:由物体的状态,作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键.答案c的重力和密度最大,B居中,A最小.例5将一个蜡块(蜡=0.9X103kg/m3)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较蜡它受的浮力大小和排开液体的体
4、积大小.(盐水水蜡酒精)盐水水蜡酒精精析确定状态T受力分析T比较浮力T比较V排排此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题.解蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态.-盐水水蜡酒精蜡块在酒精中下沉,最后沉底;在水和盐水中最后处于漂浮状态.设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为匚、F2和F3,蜡块重力为G.对蜡块进行受力分析:FVG,F2=G,F=G.同一物体,重力G不变,所以FVF尸F123123F根据阿基米德原理:浮排g液酒精中:v=v排酒精物F水中:匕排水=2排水pg水盐水中:排排水F3盐水g密一蜡块酒精(a)水(b)图152盐水(c)/F=
5、F,pVp2r水,盐水VV排水排盐水而Vvv排酒精排水排盐水把状态用图152大致表示出来.答案蜡块在酒精中受的浮力最小,排液体积最大;在水和盐水中受的浮力相等,排水体积大于排开盐水体积.例6(广州市中考试题)将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是N.精析此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水面,还是沉于水中.有的学生拿到题后,就认定V排=0.5dm3,然后根据排浮液凶排,求出浮力F浮=4.9N.【分析】当题目未说明铜球静止时处于什么状态,可以用下面两种方法判定物体的状态mG4.5N解法1求出铜球的密度:P球=(g
6、取10N/kg)球=球VgV球10N/kgx0.5dm3球球=0.9kg/dm3=0.9kg/dm3X103kg/m3这是一个空心铜球,且P球VP水,所以球静止后,将漂浮于水面,得Fe=G=4.5N.球水浮解法2求出铜球浸没在水中时受的浮力F浮=P液gV排=1X103kg/m3X10N/kgX0.5X浮液排103m3=5N答案4.5N例7(广州市中考试题)把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g(P酒精=0.8X103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质酒精TOC o 1-5 h z量是()A15gB12.5gC10gD8g精析分析出金属块在酒精和
7、水中的状态,是解决问题的关键解pP,PP金属酒精金属水金属块在酒精和水中均下沉,完全浸没.V金属=V排水=V排酒精由m排酒精=8gm得V=排酒精排酒精P酒精=10cm30.8g/cm3金属块在水中:V#=V金尸块=10cm3m排.=p.V排,=1g/cm3X10cm3=10g排水金属块排水水排水答案C在上面的解题中,好像我们并没有用阿基米德原理的公式F、=G排.但实际上,因为G浮排排=尬排液g,而其中m排液=P液V排,所以实质上还是利用了阿基米德原理分析了问题.排排液排液液排例8体积是50cm3,质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是g.将其缓缓放入装满酒精
8、的烧杯中,溢出酒精的质量是_g(=0.8X103kg/m3)酒解判断此物体在水中和酒精中的状态m45g求出物体密度:P物=0.9g/cm3物V50cm3/P物VP物体在水中漂浮.物水F=G水浮mg=mg排水物m=m=45g排水物又TP物VP酒精,物体在酒精中沉底.物酒精F=PVg,浸没:V=V=50cm3酒精浮酒精排排m=PV=0.8g/cm3X50cm3=40g排精浮酒精排答案溢出水的质量是45g,溢出酒精的质量是40g有的同学对物体在液体中的状态不加判断,而是两问都利用V排=50cm3进行求值.造成排结果错误.V排=50cm3进行求解。造成结果错误.排例9(南京市中考试题)如图153中,重
9、为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是()A.5N,竖直向下B.3N,竖直向上C.2N,竖直向卜D.8N,竖直向下精析结合浸没在水中物体的受力分析,考查学生对受力分析、合力等知识的掌握情况.【分析】绳子未断时,A物体受3个力:重力GA,拉力F,浮力F浮.3个力关系为:TOC o 1-5 h zA浮Ga+F=F浮,求得F浮=5N+3N=8N.绳子剪断后,物体只受重力和浮力,且浮力大于重力,A浮浮物体上浮,浮力大小仍等于8N.合力F合=F:eG=8N5N=3N合浮合力方向:与浮力方向相同,竖直向上.答案B例10以下
10、是浮力知识的应用,说法正确的是()-艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大-艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大【分析】轮船在河里和海里航行,都处于漂浮状态,F*=G.浮因为轮船重力不变,所以船在河里和海里所受浮力相同.A选项正确.又因为海水海水河水,所以V排海kv排甲排乙v甲乙答案A例11(北京市西城区中考试题)如图155,展示了一个广为人知的历史故事“曹冲称象”曹冲运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重.请你写出他运用的与浮力相关的两条知识.(1);(2).图155精析此题考查学
11、生通过对图形的观察,了解此图中G象=6石的原理.象石【分析】当大象在船上时,船处于漂浮状态,Fy=G+G象,曹冲在船上画出标记,浮船象实际上记录了当时船排开水的体积为V排.排用这条船装上石头,船仍处于漂浮状态,FJ=G*+G且装石头至刚才画出的标记浮船石,处,表明此时船排开水的体积VJ=V排.根据阿基米德原理,两次浮力相等.两次浮力相排排等.便可以推出:0象=6石.象石答案(1)漂浮条件(2)阿基米德原理例12(长沙市中考试题)已知质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比A:B=1:2,现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比F:F=8:5,则=kg
12、/m3,P=kg/m3.(P=1X103kg/m3)ABAB水精析由于A、B两物体在水中的状态没有给出,所以,可以采取计算的方法或排除法分析得到物体所处的状态.【分析】(1)设A、B两球的密度均大于水的密度,则A、B在水中浸没且沉底.由已知条件求出A、B体积之比,mA=mB.TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark26mp2A=AA= HYPERLINK l bookmark28mp1BBBA、B浸没:VV物排物 HYPERLINK l bookmark32FpgV2二浮A=水A= HYPERLINK l bookmark30FpgV1浮B水BF8F2题目给出浮力比
13、/=而现在得,孚A=1与已知矛盾.说明假设(1)不成立. HYPERLINK l bookmark34F5F1B浮B(2)设两球均漂浮:因为mA=mBAB则应有Ff=Ff=G=G浮A浮BABF1浮a=,也与题目给定条件矛盾,假设(2)不成立.F1浮B用上述方法排除某些状态后,可知A和B应一个沉底,一个漂浮.因为AvB,所以B应沉底,A漂浮.解A漂浮FA=G严AVAAAgB沉底FB=水gVB排二P水代十 HYPERLINK l bookmark24VF8AgA=A=VF5水gABB=2代入.初中物理FV81P=AXBp=XX1X103kg/m3=0.8X103kg/m3AFV水52BAB=2A=
14、1.6X103kg/m3答案A=0.8X103kg/m3,B=0.8X103kg/m3例13(北京市中考试题)A、B两个实心球的质量相等,密度之比A:B=1:2.将它们分别放入足够的酒精和水中,它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是(P酒精=0.8X酒精TOC o 1-5 h z103kg/m3)()A.1:1B.8:5C.2:D.2:A水酒精B精析从A、B两个小球所处的状态入手,分析几个选项是否可能.一个物体静止时,可能处于的状态是漂浮、悬浮或沉底.以下是两个物体所处状态的可能性A悬,B漂A漂,B漂A沉,B漂A漂,B悬A悬,B悬A沉,B悬A漂,B沉A悬,B沉A沉,B沉由题目我们可以推出1mA=
15、mB,pA:pB=,则Va=VB=pA:pB=2:1ABAB2ABAB我们可以选择表格中的几种状态进行分析:设:(1)A、B均漂浮Av酒精,Bv水,与已知不矛盾,这时F浮An:1”选项可能.(2)设A、B都沉底FPgV428浮A=酒精A=X=,B选项可能.FPgV515浮B水A(3)设A漂浮,B沉底,这时PAVP酒精,PBVPA酒精B水FGPgV2P浮A=A=AA:=A,B选项可能.FFPgVP浮B浮B水B水(4)设A沉底,B漂浮VA应酒精-PB=2PA应有B酒精水,B不可能漂浮FPgV2p上述状态不可能,而这时的J浮A=酒精“A=酒精.F一pgVP浮B水ABD选项不可能.答案D例14(北京市
16、中考试题)如图156(a)所示,一个木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3,时,细绳对木块的拉力为0.6N.将细绳剪断,木块上浮,静止时有2的体积露出水面,如图(b)所示,求此时木块受到的浮力.(g取10N/kg)(a)(b)图156精析分别对(a)(b)图当中的木块进行受力分析.TOC o 1-5 h z已知:图(a)V=20cm3=2X105m3,F=0.6N露i拉2图(b)V=V露25求:图(b)F浮木,解图(a),木块静止:F拉+G=F拉浮1一F=FF拉拉1拉22F拉二水gg露I水g5V)TOC o 1-5 h z32F=g(VVV)=g(VV)拉水露
17、i5水5露i2代入数值:0.6N=103kg/m3X10N/kgX(V2X105m3)V=2X104m3亠3图(b)中:F浮乙=P水05V3=1.0X103kg/m3X10N/kgX、X2X104m3=1.2N答案木块在图(b)中受浮力1.2N.例15如图157所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9X103kg/m3.求:甲、乙铁块的质量比.图157精析当几个物体在一起时,可将木块和铁块整体做受力分析,通常有几个物体,就写出几个重力,哪个物体浸在液体中,就写出哪个物体受的浮力.已知:P=7.9X103kg/m3铁m求:甲m
18、乙TOC o 1-5 h z解甲在木块上静止:F=G木+G甲浮木木甲乙在木块下静止:F浮木+F浮乙=6水卫乙不要急于将公式展开而是尽可能简化一F=GG浮乙乙甲PgV=PgVPgV尸水乙尸铁乙尸铁甲先求出甲和乙体积比铁V甲=(甲乙)VTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark45pp(7.9-1),103kg/m369 HYPERLINK l bookmark47p7.9,103kg/m379乙铁 HYPERLINK l bookmark49mpVV69质量比:甲=铁甲=甲= HYPERLINK l bookmark51mpVV79乙铁乙乙答案甲、乙铁块质量比为6979
19、初中物理初中物理例16(北京市中考试题)如图158所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg)图158精析分别对木块所处的几种状态作出受力分析.如图159(a)(b)(c).(a)(b)(c)图159图(a)中,木块受拉力匚,重力和浮力.图(b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V排.排图(C)中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再施加F2=1N的压力,仍有部分体积露出水面.已知:F=2N,F=1N,V,=20cm32X
20、105m312求:水水解根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark53F=G+F浮11 HYPERLINK l bookmark55水时,A放入水中,A沉底,木块和A共同排开水的体积为:V木排+V木排FGGG浮木+A=水+APggPgPg水水水水比较和,A水,式v式.A水液面下降D选项中,A放在木块上和悬挂在木块下面,两次比较,A和木块均漂浮,F浮=GA+G水不变,V排不变,前后两次注解面无变化.排液面下降.D选项中,A放在木块上和悬挂在木块下面,两次比较,A和木块均漂浮,木不变,V排排不变,前后两次液面无变化.答案B、D例
21、23(北京市东城区中考试题)自制潜水艇模型如图1516所示,A为厚壁玻璃广口瓶,瓶的容积是V。,B为软木塞,C为排水管,D为进气细管,正为圆柱形盛水容器.当瓶中空气的体积为匕时,潜水艇模型可以停在液面下任何深处,若通过细管D向瓶中压入空气,潜水艇模型上浮,当瓶中空气的体积为2V时,潜水艇模型恰好有一半的体积露出水面,水的密度为恰水,软木塞B,细管C、D的体积和重以及瓶中的空气重都不计.水图1516求:(1)潜水艇模型.的体积;(2)广口瓶玻璃的密度.精析将复杂的实际向题转化为理论模型.把模型A着成一个厚壁盒子,如图1517(a),模型悬浮,中空部分有”部分气体,体积为片.1图(b)模型漂浮,有
22、一半体积露出水面.中空部分有2V的气体.1517(b)设:模型总体积为V解(1)图(a),A悬浮.,FGG(模型里水重)图(b),A漂浮浮A1FGG浮A2将公式展开:,pgVGp(V-V)水A水01pg1VGAp(V-2V)水2水、1p水g2V=p水gVi=2V1(2)由(1)得:GA=p水gVp水gA水水(VOV1)=p水g2V+p水gV-p水g水1水1水=p飞(3VV)水10V=VV=2VV玻010mAV玻GAgV由玻pg(3V-V)水1og(3V-V)103VV HYPERLINK l bookmark1131op2V-V水 HYPERLINK l bookmark1611o正好悬浮于水
23、中,此时量筒内例24一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,的水面升高了4.6cm.当冰熔化后,水面又下降了0.44cm.设量筒内横截面积为50cm2,求石块的密度是多少?(p水=0.9X103kg/m3)水精析从受力分析入手,并且知道冰熔化,质量不变,体积减小,造成液面下降.已知:S=50cm2,h=4.6cm,h=0.44cm12求:p石石V+V=Sh=50cm2X4.6cm=230cm3冰熔化后,水面下降h.=hS=0.44cmX50cm2=22cm32m=m冰水9V10冰TOC o 1-5 h z0.99水=110冰w=VV=V冰水冰9V10冰1V10冰初中物理浮力 #初中物理初中物
24、理浮力 #初中物理初中物理浮力 初中物理初中物理浮力 #初中物理0-_水=22cm35=230卅一220卅=0卅冰、石悬浮于水中:F浮“冰+G石P弄(V冰+V石)=P弄水十P弄(V,V)-水冰石冰冰V石1g/cm3x230cm3一0.9g/cm3x220cm310cm3=3.2g/cm3答案石块密度为3.2g/cm3例25(北京市中考试题)在量筒内注入适量的水,将一木块放入水中,水面达到的刻度是匕,如图1518(a)所示;再将一金属块投入水中,水面达到的刻度是再,女口图所示;若将金属块放在木块上,木块恰好没入水中,这时水面达到的刻度是J如图所示.金属密度P=.(a)(b)(c)图1518精析经
25、题是将实验和理论综合,要能从体积的变化,找到金属块的质量和体积.m解因为=V,所以要求得,关键是求m和V.比较4)和(b)图,金属块体V=V-V.21金属块质量可从浮力知识出发去求得.图(a)中,木块漂浮6木=木浮木图(c)中,木块和铁漂浮:G木+G=F木铁铁浮木一G=F一F铁浮木浮木mg=水g(V木一V,排)=水g铁水木木排水m=飞(VV)铁水31 HYPERLINK l bookmark139-V31 HYPERLINK l bookmark149-V HYPERLINK l bookmark6521答案V3-V水21一V1例26如图1519所示轻质杠杆,把密度均为4.0X103kg/m3
26、的甲、乙两个实心物B两端时,杠杆在水平位置平衡,若将甲物体浸没在水中,同时把支点从0移到0时,杠杆又在新的位置平衡,若两次支点的距离00为0A的5,求:甲、乙两个物体体挂在A、的质量之比.B图1519精析仍以杠杆平衡条件为出发点,若将其中一个浸入水中,杠杆的平衡将被破坏,但重新调整力臂,则可使杠杆再次平衡.已知:甲、乙密度=4.0X103kg/m3,甲到支点0的距离是力臂l0A,乙到支点的距离是力臂l0B,-=0八51OA初中物理浮力 初中物理初中物理浮力 初中物理m求:一m乙解支点为0,杠杆平衡:G甲IOA=G乙IOB甲OA乙OB将甲浸没于水中,A端受的拉力为GF浮甲,为使杠杆再次平衡,应将
27、0点移至0点,0点位于0点右侧.以0为支点,杠杆平衡:11(GF)(I+I)=G(II)甲浮甲0A5A0乙0B5A0661由得GIFI=GI-GI甲5A0浮甲5A0乙0B5乙A0将代入得6661GIF=GGI5甲A05浮甲5A0甲0A5乙A0约去IA0,并将G甲、F甲,G浮甲乙各式展开661pgVp.gV=pgVpgV5甲5水甲水甲5乙将=4.0X103kg/m3代入,单位为国际单位.661X4X103V一X1X103V=4X103V一X4X103V5甲5甲甲5乙V2甲=得V1乙又甲、乙密度相同:TOC o 1-5 h zmV2二甲=甲=mpV1乙乙答案甲、乙两物体质量之比为2:1例27(北京
28、市中考试题)某人用绳子将一物体从水面下2m深处的地方匀速提到水面10.5m处的过程中,人对物体做功为54J.当将物体拉到有5体积露出水面时,让其静止,此时绳子对物体的拉力为40N.不计绳子的质量,忽略水的阻力,求物体的密度.(g取10N/kg)精析分析物体受力,从做功的公式出发,列出方程1已知:h=2mh=0.5mW=54JV=V,F=40N12露5求:解物体在水中受的拉力为GF浮浮拉力做功:w=(GFJ(hh)浮12物体在水面静止时:受拉力、重力和浮力F=GF浮由得GF厂54J2m-0.5m将G和F浮展开pgVp水gV=36N浮水1将式展开pgVp水gV(VV)=40N水5十(p-p)gV水
29、4(p-)gV5水36N40Np-p,水4p-5pk5水910p=2.8X103kg/m答案物体密度为2.8X103kg/m328.底面积为100cm2的烧杯中装有适量水。当金属块浸没在水中静止时,如图(甲)所示,弹簧测力计的示数J=3.4N,水对杯底的压强为pi;当金属块总体积的1/4露出水面静止时,如图(乙)所示,弹簧测力计的示数为f2,水对杯底的压强为p2;若p2之差为50Pa,g取10N/kg。求:1)据液体压强的变形公式得水面降低的高度为因为水面下降的体积等于金属块露出的体积所以(2)金属块浸没水中时,金属块的重力金属块部分露出水面时,金属块受的浮力弹簧测力计的示数巧用比例法解决浮力
30、难题!【类型一】当p液相同时,v排不同导致浮力不同。例1一个石块,将其一半浸入水中时,测得浮力大小为9.8N,若将其全部浸入水中,所受浮力大小为多少?常规解法:当其半浸入水中,所受浮力F浮1二p水gv排1则v排1二F浮1/(p水g)=9.8/(1000X9.8)=10-3m3当其浸没时,v排2=2v排1=2X10-3m3浸没时,浮力F浮2=p水gv排2=1000X9.8X2X10-3=19.6N比例解法:浸入一半体积时F浮1二p水gv排1全部浸没时,F浮2=p水gv排2由于浸入同种液体中,p水相同,则F浮2/F浮1二v排2/v排1即F浮2=(v排2/v排1)F浮1=(2/1)X9.8N=19.
31、6N【类型二】当v排相同时,p液个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装液体密度为p的液体,将挂在弹簧测力计下的金属块A浸没在该液体中A与容器底未接触,金属块A静止时,弹簧测力计的示数为F。将木块B放入该液体中。静止后木块B露出液面的体积与其总体之比为7:12,把金属块A放在木块B上面,木块B刚好没入液体中,若已知金属块A的体积与木块B的体初中物理浮力 初中物理初中物理浮力 #初中物理积比为13:24,则金属块A的体积为G金二F浮+FTOC o 1-5 h zG金二pV金+FG木二p5/12V木pV木二G金+G木由得:pV木二pV金+F+p5/12V木设:V金R3VV木:24V代入解得V=?V
32、金H3V如图,圆柱形容器底部面积为8dm2,容器内放一个边长为0.1m的正方体木块,木块的密度为0.8X103kg/m3,木块水平放置,且木块不吸水,现在向容器中慢慢注入一定量的水,恰好使木块对容器底部的压力为零,求:(1)注入容器中的水的深度;(2)容器中水的质量。由V排二V没入二S木h,解得h=V排/S木二8X10-4尬3/(0.伽乂0.伽)二8曲。注入水的质量mS容-S木)hp水二0.56kg。一、浮力的概念浮力的产生原因:由于浸在液体里的物体上下底面的深度不同,所受液体的压强不同,下底面向上的压强大于上底面向下的压强,从而使物体受到向上的压力大于向下的压力,这两个压力差就是浮力。浮力的
33、方向:总是竖直向上的。显然,当物体浸在液体中,且底面与容器底部密接的时候,物体底部不再受到液体向上的压强时,它就不受浮力。比如,建筑在水中的桥墩;再比如,陷在泥中的物体。同学们都有这样的体会,在泥泞的水中走路时,有时,鞋会被泥“吸”住而被拽下来,就是因为鞋受到大气压和水向下的压强,而没有受到向上的浮力。阿基米德定律:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力。它不仅适用于液体也适用于气体。公式:F浮二p液gV排物体的浮沉条件:这是指物体只受浮力和重力而没有其他力作用的情况而言:浸在液体中的物体,如果受到的浮力大于它的重力,物体就上浮;如果浮力小于重力,物体就下沉;如果浮力
34、等于重力,物体就可以停留在液体里任何深度的地方。物体上浮、下沉、悬浮和漂浮的物理过程分析:物体全部浸入液体中所受浮力最大。当F浮G物,则物体上浮,一直到露出液面瞬间仍是如此。当物体继续上升时,F浮减小,直到最后物体静止地漂浮于液面时,F浮二G物,此时F浮与G物是一对平衡力。若F浮G物,物体下沉,一直到底,此时物体所受F浮虽不变,但增加一个容器底的支持力,在三力作用下物体处于平衡状态。当物体在液体内部某处满足F浮二G物的条件,物体将静止在液体里某处,这种现象叫悬浮。根据浮沉现象可分析P物与P液的关系:当物体全部浸入液体时:P物卩液则上浮;卩物卩液时下沉;P物二P液则悬浮。比如把一块泡沫塑料按在水
35、里,因为卩塑卩水,一松手,塑料块将上浮。石块的密度比水大,把石块投入水中,会下沉。人体的平均密度大约与水相当,当人完全没入水中时,会悬浮,可以游潜泳。鱼类则是靠着鱼膘的鼓与瘪来调整鱼的体积,进而改变鱼的平均密度,使它可以上浮或下沉。二、浮力大小的计算浮力大小的计算可归纳为三种方法:求物体上下表面的压力差F浮二F向上-F向下通过测量,从受力情况入手,由平衡条件推算出F浮二G-G。其中G为物体在空气中的重力,G为物体浸入液体中的视重(此时从弹簧测力计上显示的物重)。(3)应用阿基米德定律F浮二P液gV排值得注意的是:应用以上方法计算浮力,要具体情况具体分析,首先要弄清每个公式的适用条件,物理意义,
36、不可死背乱套。例题1:甲乙两个体积相等的实心球吊在弹簧测力计下,分别浸在水和酒精中静止。已知P甲=3p水,p乙=3p酒,p水卩酒。比较两个弹簧测力计示数的大小,下列判断正确的是()挂甲球的示数大B.挂乙球的示数大C.两个示数一样大D.无法确定哪个示数大分析与解答:依据关系式F浮二G-G可以变形为G,二G-F浮,此G为物体的视重也就是弹簧测力计的示数。G甲二p甲gV甲,就有G甲二p甲gV甲-p水gV甲二(3p水-p水)gV甲=2p水gV甲。同理可知G乙二G乙-F浮乙二p乙gV乙-p酒gV乙=(3p酒-p酒)gV乙=2p酒gV乙TV甲二V乙.G甲=2p水gV,G乙=2p酒gV。又Tp水卩酒.G甲G
37、乙选A。例题2只用一个弹簧测力计和一杯水,怎样测定一块合金的密度?分析与解答我们只要按照图乙所示的方法,读出两种情况下测力计G1与G2,就可以计算出物体的密度了。从图中可以看出,这里G1就是合金块所受的重力,G2是合金块在水中时的视重(即弹簧测力计的读数)。合金块受到的浮力为F浮二G1-G2由阿基米德定理:F浮二G排水,且物体浸没时V排二V物,.G1-G2二p水gV物(1)又TG1二m物g,(2)式(2)除以(1)得。这是一个巧妙的方法,本来求密度是离不开测物体体积的,这里通过浮力的计算代替掉了,只用弹簧秤和水就可以了。既不用天平也不用量筒就可以求物体密度了。三、物体所受浮力的分析方法浮力是物
38、体所受到的各种力的一种,因此研究浮力对物体的作用,必须遵从力的一般分析方法,即首先要确定研究对象,对所选对象进行全面的受力分析,然后找出各物理量之间的数学关系再动手计算,求出所要求的量。例题3盘秤上放一盛水容器,秤的示数为10牛顿。将一5牛顿的物体吊在弹簧秤下放入水中,如图3所示,求当弹簧秤示数为4牛时,容器下的盘秤示数为多少?分析:物、水、秤连在一起互相之间有相互作用力,必须分开研究。对于每一部分作全面受力分析,列出平衡力的关系,才能计算出容器下盘秤的示数。如图4所示,F浮与分别是水对物的浮力与物对水的反作用力,N与V分别是秤对水的支持力与水对秤的反作用力。(盛水容器与秤看成一体)解:T+F
39、浮二G物N二+G水F浮二N=NZTT=4牛,G物二5牛/.F浮二G物-T=5牛-4牛二1牛/G水二10牛=F浮二1牛.N,=N=1牛+10牛二11牛即容器下的盘秤的示数是11牛顿。例题4某物体漂浮于水中,将密度为5克/厘米3体积为V1的金属块放在该物上,整个物体刚好浸没在水中,若将体积为V2的同种金属块挂在该物体下也可以使其刚好浸没入水中,求V1与V2之比为多少?分析:根据题所给条件,物体与小金属块共同在重力和浮力作用下处于平衡状态,因此应选物体与金属块一起作为研究对象。如图6所示。解:令物体体积为V,密度为p物,所受重力G:F浮二G1+G,即p水gV=p金gV1+p物gV二G2+G,卩水g(
40、V+V2)=p金gV2+p物gVp金gV1=(p水-p物)gV(p金-p水)gV2=(p水-p物)gVp金gV1=(p金-p水)gV2四、抓住本质,举一反三应用浮力研究的问题是很多的,要善于抓住相同物理本质的题目,把它们抽象成同样的模型,这样才能举一反三,做一个题会一个题。例题5槽中水面上浮有一个木块,木块上压着一个铁块,此时槽内水面位置在K处,若将铁块用细线系于木块下放入水中,如图7-乙所示,水面将如何变化?若将铁块取下放入水槽中沉入水底,水面如何变化?分析:如甲图所示木块与铁块浮于水面,F浮二G木+G铁,乙图所示相同的物理过程,只是铁块在下,木块在上,仍F浮二G木+G铁,所以水面不会变化。
41、丙图所示则不然,当把铁块投入水中时,浮于水面的仅剩木块,浮力减小,水面会下降。解:F浮1=p水gV排1二G木+G铁F浮2=p水gV排2=G铁+G木V排1=V排2,K二KF浮3=p水gV排3二G木G木+G铁二p水gv排V排3V2,说明水对木块的浮力较小;C、一定是V1V2,水对木块的浮力与煤油对木块的浮力一样大;D、一定是V1VV2,水对木块的浮力与煤油对木块的浮力一样大。10、蜡块悬浮于酒精和水的混合液中,要使蜡块上浮,则应:()A、往筒内加纯酒精;B、往筒内加水;C、使量筒倾斜一定角度;D、把蜡块切成两半后再放入量筒的混合液中。11实心木球和铁球,没入水中,铁球下沉,木球上浮,是由于:()A
42、、铁球比木球重;B、铁球的体积比木球的体积小;C、木球受到的浮力比铁球受到的浮力大;D、铁球的密度比水的密度大,木球的密度小于水的密度。12、一均匀实心物体恰能悬浮在水中,若将此物体切成大小不等的两块,则:()A、大的一块下沉,小的一块上浮;B、大的一块上浮,小的一块下沉;C、两块仍悬浮在水中;D、两块都上浮到水面;13、如图所示:天平处于平衡状态,若将左盘中的木块放入盛水的烧杯内,水未流出,那么:()A、天平仍然平衡;B、天平指针向右倾斜;C、天平指针向左倾斜;D、无法确定。14、如图所示:将一个物体先后放入密度为P1和P2两种不同液体中,当物体静止后,则物体所受的浮力关系和液体密度关系为:
43、()A、F1F2,p1p2;B、F1F2,p1Vp2;C、F1二F2,p1Vp2;D、F仁F2,p1p2;15、在四只相同的杯子中都盛满水,乙中浮着一块小木块,丙中浮着一块小冰块,丁的水中浮着一个空心球,下列说法中正确的是:()A、每只杯的总质量是相同的;B、在乙杯中撒些细盐,木块露出液面的体积减小;C、丙杯中的冰块熔解,液面就会升高;D、在丁杯中加些酒精,空心球要上浮。16、如图所示,同一木块C恰能停留在水中同一深度,那么图甲中所挂重物A与图乙中所放重物B的重力比较:()A、相等;B、A比B重;C、B比A重;D、无法确定。17、一空心铅球,重4.5牛顿,体积为0.5米3,如果把这个铅球浸没在
44、水中,则铅球()A、上浮;B、下沉;C、悬浮;D、无法确定。18、漂浮在水缸中的一木盒,里面有一块石头,如果将石头从木盒中取出扔到水缸里,则缸内水面高度将:()A、上升;B、下降;C、不变;D、无法确定。19、木块从水底上浮到水面(没有露出水面)的过程中,下述说法中正确的是:()A、木块所受浮力逐渐增大,且浮力大于木块重力;B、木块所受浮力逐渐减小,且浮力大于木块重力;C、木块所受浮力不变,且浮力等于重力;D、木块所受浮力不变,且浮力大于重力。20、一木块重4牛顿,浮在水面上,有一半体积浸没在水中。若使木块全部浸没在水中,其受到的浮力应等于:-()A、2牛;B、4牛;C、6牛;D、8牛。21、
45、有一小木块,当它浮在水面上时有2/5的体积露出液面,而当它浮在另一种液体中时有1/5的体积露出液面,则小木块在这两种液体中所受的浮力的比是:-()A、1:1;B、2:1;C、5:3;D、3:5。22、如图所示,把同一金属块用线吊着浸入水中的情况,哪一种情况,线对金属块的拉力最大:-()23、如图所示,甲、乙两球用细线相连,放入水杯中,细线受的力为1牛,两球正好悬浮在水中,如果细线断后,下列判断完全正确的是:()A、甲、乙两球都能下沉;B、甲球下沉,乙球上浮;C、甲球上浮,乙球下沉;D、甲、乙两球还悬浮在水中。24、如图所示,一个物体浮在液面上,它露出液面的体积为V1,液面下的体积为V2,液体密
46、度与物体密度的比为:()A、V1:V2;B、V2:V1;C、(V1+V2):V2;D、V2:(V1+V2)。25、质量相同的空心铅球和空心铜球各一个(铅的密度大于铜的密度),放入水中后都悬浮,两球相比较,则:()A、铜球的体积大;B、铅球的体积大;C、铜球空心部分的体积大;D、铅球空心部分的体积大六、计算题:1、某物体悬浮在煤油中,受到的浮力为15.68牛,求(1)、物体的体积?(2)、若将此物体放入水中,它露出水面的体积为多大?(煤油密度为800千克/米3)2、一根钢丝绳的最大拉力是10000牛,能否将体积为1米3,重为17000牛的石块从水中提起?(通过计算说明)3、水雷重4400牛,体积
47、为500分米3,把它放入水中,水雷静止时受到的浮力多大?4、有一物体漂在水面上时有3/5的体积没入水中,当它漂在某液体表面上时,有1/4的体积露出液面,求该液体的密度?5、密度为7.5X103千克/米3的金属球,在空气中称时重为1.47牛,浸没在水中称时为1.176牛,这个球是空心的还是实心的?(通过计算说明)6、一个体积为1000厘米3的长方形物体,浸没在水中某处,物体的下表面受到水的压力是15牛,求物体上表面受到的水的压力是多少?初中物理浮力 初中物理初中物理浮力 初中物理7、把质量是270克的铝块挂在弹簧秤的挂钩下面,并把铝块浸没在水中,问铝块受到的浮力多大?弹簧秤的示数是多大?(铝的密
48、度是2.7X103千克/米3)。8、槽中水面上浮有一个木块,木块上压着一个铁块,如图7-甲所示,此时槽内水面位置在K处,若将铁块用细线系于木块下放入水中,如图7-乙所示,水面将如何变化?若将铁块取下放入水槽中沉入水底,如图7-丙所示,水面如何变化?甲乙丙迢-分析:如甲图所示木块与铁块浮于水面,F浮二G木+G铁,乙图所示相同的物理过程,只是铁块在下,木块在上,仍F浮二G木+G铁,所以水面不会变化。丙图所示则不然,当把铁块投入水中时,浮于水面的仅剩木块,浮力减小,水面会下降。解:F浮1二p水gV排1二G木+G铁F浮2=p水gV排2=G铁+G木.V排1二V排2,K=KZF浮3=p水gV排3二G木VG
49、木+G铁二p水gv排V排3V排1说一下关于冰放在液体中的问题答案是不变不妨记住:盐升酒降水不变,就是将冰块放入盐水,融化后液面上升。放入酒精中,融化后液面下降水中,融化后不变二、求解浮力的基本方法利用阿基米德原理计算。若已知液体密度p液和物体排开液体的体积V排,可根据阿基米德原理公式F浮二p液gV排计算(当物体浸在气体中时,则F浮二p气gV排)。2利用漂浮或悬浮条件计算。若物体漂浮在液面或悬浮在液体中时,应根据物体所受浮力与物重等大(即F浮二G物)来计算。此法也称为平衡法。3利用两次称重之差计算。若用弹簧秤先后称量同一物体在空气中和液体中物重时其读数分别为G和G,则物体在液体中所受浮力为F浮二
50、G-G。此法常称为重差法。4用压力差法计算。如果物体上、下表面积相同,并且液体对物体下表面向上的压力为F向上,对物体上表面向下的压力为F向下。则物体所受浮力为F浮二F向上-F向下。以上四种方法中,前三种的运用最普遍。在运用时还须注意:当物体下表面跟容器底部完全密合时,由于物体的下表面不再受液体向上的压力。因此液体对物体不会产生浮力。此时,以上各种方法均不能使用。在初中阶段,有关浮力的计算主要依据是阿基米德原理,即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。写成公式即为F=G=pgV浮排液排其实,只要我们稍加分析便会得知,当液体里的物体排开液体的体积有了增量V排时,它所
51、受到的浮力也有相应的增量F浮,且有排浮F=pgV二AG(2)浮液排排即浸入液体里的物体所受浮力大小的增量等于它排开的液体的增量受到的重力。(2)式虽然是从第(1)式推导而来,但从物理含义上来看,它们是有区别的。(1)式所强调的是处于液体中的物体受到的浮力的大小与其决定因素的关系。(2)式则表明某一液体中的物体所排开的液体体积的变化与相应浮力的变化的关系,而这一关系不牵涉到物体所受浮力的大小。(2)式的这一特点在解决有关问题时是非常有用的。浮力【典型例题】例1在弹簧秤下挂一个物体。物体在空气中时,弹簧秤的示数为4牛;浸没在水中时,弹簧秤的示数为3牛,求该物体的密度。分析:固体的密度p二m/V,浮
52、力F浮二p液gV排,物重G二mg。如果根据物体受力平衡时各力的关系,物体全浸时V二V排的关系等,求出物体的质量m、体积V,便可确定物体的密度。弹簧秤的示数表示秤对物体拉力的大小。物体在空气中时,可认为秤的示数为物体的重力;物体浸在水中时,可认为秤的示数为物重与浮力的差值。解答:设物重为G,物体密度P、体积V、水的密度p水,弹簧秤两次示数F1=4牛,F2=3牛。G=pgV=F1Gp水gV二F2两式相减,得p水gV=F1F2。此式与pgV=F1相比,得将F1、F2及p水=1.0X103千克/米3代入,可求出例2将密度为0.9X103千克/米3的物体,放进食盐的水溶液中,物体有的体积露出液面,求:(
53、1)食盐水的密度是多大?(2)若将物体放入水中,露出水面的部分是总体积的十分之几?分析:把物体放入盐水中,有的体积露出液面,那么物体体积的浸入盐水中,由于物体漂浮在盐水液面,从受力情况看,此时应满足:所受浮力与该物体的重量G相平衡。由阿基米德定律:而同理,将这个物体放入水中,设露出水面部分的体积为总体积的,此时该物体所受浮力应为,同样应满足。这样便可求出露出水面部分在总体积中所占的比例。解答:(1)物体排开盐水的体积2)设露出水面部分的体积为总体积的即露出水面部分为总体积的例3如图所示,体积不同、重力不同的A、B两个物体浸在水中。用绳系住A物,拉力为F时A物静止。用力F压B物,B物静止。若将A
54、、B两物系在一起放入水中,它们将()一木块漂浮在一容器里的水面上,木块下面用细线连着一石块,若剪断细线,石块下沉,则容器里的水面将(下降)。一木块漂浮在一容器里的水面上,木块下面用细线连着一石块,若将石块取出放在木块上,木块仍漂浮,则容器里水面将(不变)。一块冰漂浮在一容器的盐水水面上,冰融化后容器里的液面将(不变)。一块冰漂浮在一容器的水面上,冰内含有一个木块,冰融化后,水面将(下降)。一块冰漂浮在一容器的水面上,冰内含有一个铁块,冰融化后,水面将(下降)。一块冰漂浮在一容器的水面上,冰内含有一些酒精,冰融化后,水面将(下降)。一块冰漂浮在一容器的水面上,冰内含有一些水银,冰融化后,水面将(
55、下降)。解:1:T当细线未断时,由于下部绑着一块石头使木块在水中所受到的浮力增大,.排出水的体积增大若剪断细线,石块下沉,则容器里的水面将(下降)。2:T木块伏在水面上.石头放在木块上仍受到水对自身的浮力,且浮力的大小不变若将石块取出放在木块上,木块仍漂浮,则容器里水面将(不变)3:对不起能力有限偶不会呵呵4:.木块的密度小于水的密度当水未融化时木块在冰呢而当冰融化时木块排开水的体积减小.冰融化后,水面将(下降)。5:铁在冰内使冰的使冰的重力增大,浮力增加,排开水的体积增大,所以在冰融化后,水面将(下降)。6这个跟第4题一样7这个跟5题一样木块与冰块的密度之比为2:3。体积之比为3:2。漂浮在
56、水面上。那麽。木块与冰块排开水得体积之比为(1:1)设木块排开水的体积V1,冰是V2.由于漂浮,F浮二Gp水V1g二p木V木gp水V2g=p冰V冰g代入数据可得体积相同的木块和冰块,都浮在水面上,木块受到的浮力(小于)冰块收到的浮力.木块排开水的体积(小于)冰块排开水的体积由于漂浮,F浮二GF浮木二p木V木gF浮冰二p冰V冰g木块的密度小,V样,g一样,所以浮力当然是木块小F浮二pVg都是水,p样,g样.F浮木小,体积就小一物体放在水中,它露出水面的体积是整个体积的2/5,将该物体放入某种液体时,露出液面的体积是整个体积的1/2,求:该物体的密度某种液体的密度1.V露:V=2:5V-V露:V=
57、3:5V排:V=3:5V排=0.6V漂浮时浮力等于重力F浮二Gp水V排g=pVgp水X0.6V=pVp=0.6p水=600Kg/m?2)V露:V=1:2V-V露:V=1:2V排:V=1:2V排=0.5V漂浮时浮力等于重力F浮二Gp液V排g=pVg浮力计算专题方法一、压力差法:F浮二F向上F向下(F向上二P向上S=p液ghiSF向下=P向下S二p液ghS)浮向上向下向上向上液1,向下向下液2方法二、称重法:F浮二GF(G:物体本身的重力;F:物体浸在液体中时弹簧测力计的示浮数。)方法三、原理法:F二G=mg=pgV(注意:Gm浮排排液排排:指物体排开液体所受到的重力;排:指物体排开液体的质量;p
58、V液:指物体排开的液体密度;排:指物体排开的液体的体积。)方法四、平衡法:当物体漂浮或悬浮时,F浮二G浮1酒精的密度是0.8X103kg/m3kg/m3,将体积为0.0伽的实心铝块(铝的密度为2.7X103kg/m),放入洒精中,它受到的浮力是多大?若将其放入密度为13.6X103kg/m3的水银中,它受到的浮力又是多大?(设洒精和水银都足够多,g=10N/kg)弹簧测力计下挂一物体,在空气中弹簧测力计的示数是392N,浸没在水中时,弹簧测力计的示数是342N,求:(1)该物体的体积是多少?(2)构成该物体的材料的密度是多少?3质量为316g的实心铁球,浸没在水中时受到的浮力是多大?若将该铁球
59、浸没在某种液体中时,受到的浮力是0.3136N,则这种液体的密度是多少?(p铁=7.9X103kg/m3,g=10N/kg)4如右图,将边长为0.05m重9.8N的正文体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平,根据上述条件,请你求与物块相关的五个物理量.第4题5.(08江西中考)现将一个质量为m/kg,体积为V/m3的苹果放在水中,它静止时露出水面的体积是总体积的1/10.请用两种方法求这个苹果所受的浮力.(04武汉)小明将装有水的溢水杯放在天平的左盘.在右盘加砝码使天平平衡,然后把木块轻轻放入溢水杯中后,有20cm3的水排入量筒,木块漂浮在水面上,此时天平恢复平衡小明计算
60、出了多个物理量,请你再计算出其它三个物理量.(g=10N/kg)7边长为10cm的实心正方体木块轻轻放入盛满水的烧杯中,待木块静止在水面上时,从杯中溢出600g水求:(1)木块受到的浮力;(2)木块的密度(g=10N/kg)(03江西中考)如右图所示,将边长为a的正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,已知水的密度为p水,木块静止时,从杯中溢出水的质量为块有关的物理量.(木块的面积,体积除外)一艘轮船满载时的排水量是75001,求:(1)轮船受到的浮力是多少N?(2)满载时轮船排开水的体积是多少m3在水下面3m深处水对船体的压强是多少?(轮船的排水量是指轮船排开水的质量)(g=10N/kg)3在空
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