浮力实验和计算压轴题

(1)圆柱体的重力G=N；浮(2)圆柱体浸没在水中后所受浮力F=N；浮(3)比较(b)、(c)两图可得：浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟有关；(4)比较图可得：当圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中，受到的浮力不变；(5)徐亮完成如图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘浮种液体中受到的浮力F′=N．实验表明，浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟浮．(3)比较b、c两图的不同点，得出浮力大小与物体排开液体体积的关系；(4)根据浮力大小与排开液体体积的关系得出结论；VV(5)根据物体完全浸没时测力计的示数及其重力求出浮力；浮(3)(b)、(c)两图，液体的密度相同，排开液体的体积不同，测力计的示数不同，可知浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟物体浸入液体的体积(物体排开液体的体积)(4)c、d两图，圆柱体完全浸没，下沉过程中，测力计的示数不变，即所受浮力不变；时测力计的示数为2N，则F′=G﹣F′=6N﹣2N=4N；浮由由F=ρgV得，浮液排=排，则=则解得：ρ=×103kg/m3．液故答案为：(1)6；(2)5；(3)物体浸入液体的体积(物体排开液体的体积)；(4)c、d；(5)4；液体的密度；×103．【点评】此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了学生分析图象和数据的能力，注意分析问题过程中控制变量法的应用，同时要熟练掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到实验。他们选用了不同质量(m＜m)的冰块，分别放入盛有相同体积水的烧杯中，冰块熔12ab然后他们又将相同质量的冰块放入盛有相同体积的不同液体中重复实验(?＞?＞?)，冰块熔化前后液面变化情况如图(c)、(d)所乙甲水12密度大于水的液体中，熔化后液面高度变大，且液体密度越大，冰块熔化后液面上升的高【解析】排开的水的体积，所以冰熔化后水面不发生变化；(2)如果冰漂浮的液体的密度大于水的大，冰块熔化后液面上升的高度越大。3．(5分)(2008?连云港)为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力 方法1：称重法．测量过程及示数如图(甲)所示，则金属块所受的浮力为N． 方法2：阿基米德原理法．测量过程与示数如图(乙)所示，则排开水的体积为mL， 根据F=G=ρVg可计算出浮力．浮排水排第二小组：探究木块上浮的条件．要测量木块浸没时的浮力，你准备选用上述两方法中的【解析】试题分析：第一小组：对于下沉的物体，在水中受浮力的测量方法：①称重法F=G﹣F′，浮排浮第二小组：对于上浮的物体，还可以测出V利用阿基米德原理计算F，注意在测量V排浮排浮方法二(阿基米德原理法)，排∴F=ρVg=1×103kg/m3×2×10﹣5m3×10N/kg=．浮水排排再利用阿基米德原理计算F；浮点评：本实验题考查了量筒的使用、弹簧测力计的使用、称重法测浮力、阿基米德原理、排水法测固体体积(上浮的借用助沉法)，知识点多，但都属于基本实验能力，难度不大．都相同的实心铜块和铁块(已知铜的密度大于铁的密度)，进行了如图的实验。 (1)步骤C中的铁块在水中所受到的浮力为N． (2)验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关？小聪应该选取图中的步骤(填字母符号)进行对比．根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块受到D (4)利用本实验的数据，测得铁块的密度大小是kg/m3。 【答案】(1)(2)ABCD等于无关(3)物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大(4)解析】三力平衡，根据题图可知，步骤C中的铁块在水中所受到的浮力为F=G-F=；(2)验证浮拉知道铜块受到的浮力为F=G-F=，铁块受到的浮力F=G-F=，两物体所受的浮力铜铜铜拉铁铁铁拉大小相等，所以可知物体所受的浮力大小与物体的密度无关；(3)随着铁块浸入水中的体积增大，铁块受到浮力由增大到，所以当液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，所所以可求出铁块的体积等于排开水的体积为：V=V=F/ρ水g=5×10-5m3，铁块的密度大小排浮是ρ=m/V=800kg/m3。铁度的测定(1)在量筒内倒入40cm3的水(如图甲所示)；(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图乙所示)，此时水面与80cm3刻度线相平；(3)让小瓶口朝上沉没在水中(如图丙所示)，这时水面与60cm3刻度线相平．量是g；制造小瓶的玻璃的体积是cm3；制造小瓶的玻璃的密度是_______kg/【答案】4040202×103解析】试题分析：由乙甲知，瓶子漂浮时水面到达的刻度为80cm3，则排开水的体积为V排=80cm3-40cm3=40cm3；又因为漂浮，所以G=F=ρgV=×103kg/m3×10N/kg×40×10-6m3=，浮水排所以，小瓶的质量m=G/g=4g；由丙图知道小瓶口朝上沉没在水中时水面0cm3刻度线相平，则排开水的体积即是制作小瓶的玻璃的体=80cm3-60cm3=20cm3，则制造小瓶的玻璃的密度是ρ=m/V=4g/20c32×103kg/cm3考点：量筒的使用密度公式漂浮的条件6．(8分)小青和小红都想测量某种液体的密度。 (1)小青的方法是：首先将天平放在水平桌面上，并将游码移至标尺的零刻度线处，发现 12由以上数据可以得到液体的密度ρ=__________g/cm3。(写出具体数值)液 (2)小红用水、石块(密度大于被测液体密度)、烧杯、弹簧测力计也测到了该液体的密 1度，如图所示(ρ为已知)：水12由以上数据可以得出液体密度的表达式ρ=_________________，石块密度的表达式ρ_液石=_______________(用本次实验收集到的物理量表达，水的密度用ρ表达)。水(3)从实验操作的简单、方便这个角度来看_________(选填：“小青”或“小红”)的方【答案】(1)右20(2)浸没GF2pGp(3)小红GF水GF水11【解析】试题分析：(1)将天平放在水平桌面上，并将游码移至标尺的零刻度线处，发现指针偏向分度盘中央刻度线左侧，说明左侧重于右侧，她应向右侧调节平衡螺母，直至指针指在分度盘中央刻度线。①瓶和液体的总质量等于砝码质量加上游码质量，③量筒测出倒入液体的体积20mL，液体的密度ρ液=m/v=(2)用弹簧测力计拉住石块使其浸没在待测液体中；11V=F浮水=GF1，石块浸没在待测液体中，测得拉力为F，则在待测液体中受到的浮力pgp2水水g2VgGF水(3)小红操作简单7．同学们在学习“阿基米德原理”这节课上．仔细观察了老师所做的演示实验(如图甲所(1)实验中同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧秤A的(2)通过分析，你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题?(请写出两条)①___________________________________________________________________；②___________________________________________________________________。①_________________________________________________________________；②___________________________________________________________________；③____________________________________________________________________。【答案】(1)减小、增大、＝(2)??合理均可(3)方便操作、误差小、更直观等解析】B中的物体所受到的浮力，等于它排开液体所受到的重力，重物受到的浮力增大多少，弹簧测(3)①改进后，实验操作更方便，不需要多次用弹簧测力计进行测量由于水桶内的水不能全部倒尽，存在一定的误差验现象更加直观，不需要进行计算推理(选填“大于”、“等于”或“小于)水的密度。“无关”) (3)小红又拿来一个装水的大量筒，水的体积为V，借助这个量筒测出了苹果的密度：1232②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V。3③苹果密度的表达式：ρ=。(选填“变大”、(选填“变大”、“不变”或“变小”)。V12水23【解析】试题分析：(1)比较前两图，液体的密度不变，苹果排开水的体积增大，苹果受到的浮力(2)后面两图可知，液体的密度不变，排开水的体积不变，苹果受到的浮力不变，所以浮(3)苹果放在水中，苹果漂浮在水面上，所以，G=F=G=pgV=pg(VV)，浮排水排水12水12苹果的密度为：p==12水．VVV23(4)苹果漂浮的液面上，物体的重一定，受到的浮力相等，盐水的密度大，苹果排开盐水测量固体质量的方法：用天平测量质量；用弹簧测力计测量重力求质量；利用漂浮条件和测量固体体积的方法：量筒测量体积，阿基米德原理测量体积；同体积的水等效替代的方挂挂一金属块，手提弹簧测力计让金属块有的体积浸入水中静止时，弹簧测力计的示数是6N，此时水深为，如图甲所示；当把金属块没入水中静止时，弹簧测力计的示数是，如图(1)金属块的密度．(2)金属块的体积．(3)容器内水的质量．(g=10N/kg)【答案】(1)金属块的密度为×103kg/m3．V=×104m3，物(2)金属块的体积为×104m3．(3)容器内水的质量为．解析】试题分析：(1)(2)根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力，根据公式F=GF浮(3)当金属块有体积没入水中时，水深为，将此时水的体积减去金属块排开的水的体积，F+F=G，拉浮物①GG=mg=ρgV物，拉F=ρg浮水V，物物物物==G，物②+已已知=，=ρgV，水物66N=ρgVρgV，代入数值可得水物水物((2)把V=×104m3，代入可得+=G，解得ρ=×103kg/m3，物物物(3)当金属块有体积没入水中时，水深为，mm=ρV=×103kg/m3×(100×104m2×××104m3)=．水水水×103kg/m3．(2)金属块的体积为×104m3．(3)容器内水的质量为．【点评】此题是一道有关浮力知识的计算题，同时涉及到了有关固体压强和密度的计算，水(2)取来规格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母质量为50g，将螺母逐个放置在【答案】(1)木块受到的浮力；(2)放10只螺母时，木块刚好浸没在水中；(3)合金材料的密度5×103kg/m3．解析】试题分析：(1)木块漂浮，此时木块受到的浮力等于木块本身的重力，已知木块质量，利浮(2)已知水的密度和木块的体积，根据阿基米德原理F浮=G排可以计算出木块完全浸没在(3)已知螺母质量和弹簧测力计的示数，利用F=G﹣F′计算出浮力，再根据阿基米德原浮理理F=ρgV计算出体积，最后根据ρ=计算密度．浮水排解：(1)木块漂浮，由F=G得，浮木块受到的浮力：F=G=mg=750×10﹣3kg×10N/kg=；浮木木(2)木块完全浸没．由阿基米德原理得，′=G=ρgV=ρgV=×103kg/m′=G=ρgV=ρgV=×103kg/m3×10N/kg×1250×10﹣6m3=，螺母总浮木=(3)螺母完全浸没在水中，由F=G﹣F′得，浮浮螺母螺母螺母=由ρ=得，合金材料的密度：ρ=合金由ρ=得，合金材料的密度：ρ=合金=(2)放10只螺母时，木块刚好浸没在水中；(3)合金材料的密度5×103kg/m3．【点评】本题综合考查了重力的计算、浮力的计算(阿基米德原理、漂浮条件)密度的计但木块本身也有一定重力，此时，F=G+G，在计算过程中单位要统一．浮木螺母A所受的浮力是多少？(2)物体A的密度是多大？(3)物体下表面受到的液体压强有多大？在A上放一个多重的物体可以使A刚好全部浸入水中？(2)物体A的密度是×103kg/m3；(3)物体下表面受到的液体压强有×103Pa；排浸球露球F=ρvg浮水排(2)∵物体漂浮在水面上，∴F=G，浮即：ρ即：ρgv=ρgv，水物∴∴ρ=ρ=×1×103kg/m3=×103kg/m3；物水(3)物体下表面受到的压强：(4)物体刚全浸入水排开水的体积：排F′=ρv′g浮水排浮AA浮(2)物体A的密度是×103kg/m3；(3)物体下表面受到的液体压强有×103Pa；【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮条件、液体压强公式、同一直线上力的合成的掌握和运用，知识点多、综合性强，是一道力学综合题，要求12．如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底此时弹簧恰好处于自然状态，即没有发生形变(已知水的密度为×103kg/m3,不计弹簧所受(1)求此时容器底部受到水的压强；(2)求木块A的密度；(3)先向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为1212【答案】(1)2×103Pa；(2)×103kg/m3；(3)2/3 (2)当弹簧处于自然状态时，G=F，即ρVg=ρ3/5Vg，所以ρ=×103kg/m3；木浮木水木木11浮1水木2木1213．(6分)如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N，底面积100cm2，弹簧测 水(1)金属块未放入水中时(如图甲)，容器底部受到的水的压强；(2)金属块浸没在水中静止后弹簧测力计的示数；(3)金属块浸没在水中(未与底部接触，如图乙)，容器对桌面的压强。【答案】(1)2×103pa(2)17N(3)×103pa解析】水浮水排水容示浮水水水水1容=×103kg/m3×10N/kg××100×10-4m2=20N，容器对桌面的压强p=F/S=(G+G+F)/S=容水浮(6N+20N+10N)/100×10-4m2=×103Pa；(1)静止时所施加的压力F的大小；(2)乙容器中木块被压没后和没有放入木块时相比水对容器底部的压强增加了多少？(3)若也将木块压没于甲、丙两容器中(木块未触底、水未溢出)，静止时判断三容器中【答案】(1)4N；(2)200Pa；(3)甲最小，丙最大【解析】试题分析：(1)木块所受到的浮力为F=ρgV=×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N，物浮水排物物物浮物11浮力的计算此时绳子的拉力是，容器和水的总质量是，容器与水平桌面的接触面积是100cm2。(ρ水=×103kg/m3，g=10N/kg)求：(1)物体A受到的浮力；(2)物体A的密度；(3)容器对桌面的压强。【解析】浮水排由于物体处于静止状态，受力平衡，则G=F+F=3N+=，质量为m=G/g=10N/kg=；则物体A浮拉AAAA以容器、水以及物体作为整体研究，受力平衡，桌面受到的压力大小为：F=G′+F浮=7N+3N=10，N所以容器对桌面的压强：p=F/S=10N/1010-4m2=1000Pa。【考点定位】压强；浮力的计算16．(6分)如图甲所示，水平桌面上放置底面积1为00cm2、质量为500g的圆筒，筒内装 (1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少？(2)筒内液体密度是多少？(3)当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是多少？【答案】(1)(2)×103kg/m3(3)×103Pahcm不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时F=；示浮示VV×10﹣6m3=6×10﹣4m3TTF4.8N排(3)液体的质量m=ρV=×103kg/m3×100×20×10﹣6m3=液液液圆筒对地面的压力F′=(m+m)g+G﹣F=(+)×10N/kg+18N液筒物拉【考点定位】浮力压强计算17．(6分)底面积为S的圆柱形薄壁容器内装有密度为ρ的液体，横截面积为S的圆柱001形木块由一段非弹性细线与容器底部相连，且部分浸入液体中，此时细线刚好伸直，如图0(1)画出细线刚好伸直时，木块在竖直方向上的受力示意图；【答案】(1)S0【解析】(2)求物块的密度；力。(2)注入液体的质量为m时，细线对木块的拉力为FF=△F=ρg△hS浮01001F=Sg1m01FG+T浮液面恢复稳定后F’=G浮ρg(V-V’)=T0排排00TTS0基米德原理、液体压强压力的计算水.现将一个质量分布均匀、体积为×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为×10-5m3．(g取10N/kg，水的密度ρ=×103kg/m3)水(1)求物块受到的浮力大小；(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)，求此时水对容器底的压【答案】