会分析物体在水中的浮沉问题(5陷阱点7题型)-2025年中考物理复习易错题原卷版_第1页
会分析物体在水中的浮沉问题(5陷阱点7题型)-2025年中考物理复习易错题原卷版_第2页
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文档简介

易错点09会分析物体在水中的浮沉问题

目录

01易错陷阱

易错点一、浮力的方向判断

易错点二、浮力与物体浸在液体中深度的关系

易错点三、物体体积与排开液体体积的关系理解

易错点四、物体在液体中沉浮时的各种状态分析

易错点五、浮力综合应用——密度计、浮力秤

02举一反三—易错题型

题型一.浮力产生的原因方向

题型二.阿基米德原理及应用

题型三.浮力的图像分析

题型四.物体浮沉条件的应用

题型五.密度计浮力秤

题型六.浮力中的绳子、弹簧、杆的问题

题型七.液面变化问题

03易错题通关

易错点一、浮力的方向判断

易错点二、浮力与物体浸在液体中深度的关系

易错点三、物体体积与排开液体体积的关系理解

【链接知识】

知识点一、浮力

1.浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到竖直向上的力,这个力叫做浮力。

“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入(即浸没)”两种情况,也就是说浸没在液体内部和

浮在液体表面的物体都受到浮力的作用O

2.浮力的方向:竖直向上

无论物体的形状如何、是否运动,也无论液体(静止的液体)如何放置,浸在液体中的物体受到

的浮力的方向总是竖直向上的。

3.浮力的施力物体与施力物体

(1)浮力的施力物体:魅(或气体)。

(2)浮力的受力物体:浸在液体(或气体)中的物体。

4.浮力产生的原因

我们以浸在液体中的长方体为研究对象探究浮力产生的原因。浸没在液体中的长方体的六个面

分别受到液体对其的压力,如表所示。

位置深度压强压力图示

F向后、F向前是一■对

前、后六个

相等相等平衡力,合力为

T~F

F向左、F向右是一,对1

左、右六个F\

相等相等平衡力,合力为/*--T,h

-----1._L

零j~

上表面所受压强F向下(Fi)<F向上

上、下两个上表面深度小于

小于下表面所受

(F2)

面下表面深度

压强F浮二F向上一F向下

知识点二、阿基米德原理

1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。

2.公式:F浮二G排二m排g二P液gV排。

F浮=推g=p淞gV休

【陷阱分析】

一、原理概念理解误区

1、“浸入液体的体积”理解偏差:阿基米德原理指出,浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力

大小等于它排开液体所受的重力

2、浮力产生原因与阿基米德原理关系不清:浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差,而

阿基米德原理是从力的大小关系角度给出了浮力的计算方法。有些同学不能清晰理解两者之间的联

系和区别,在分析问题时思路混乱。

二、公式运用错误

1、公式中物理量取值错误:在运用F浮=Gj«=m掖g=p浓gV排计算浮力时,需要准确确定公式中各个

物理量的值。

三、特殊情况分析失误

1、物体在不同液体中状态变化分析错误:当物体在不同密度的液体中漂浮或悬浮时,根据阿基米德

原理,浮力始终等于物体自身重力,但排开液体的体积会随着液体密度的变化而改变。

【解题技巧】

1、区分体积概念:在解题时,首先要明确V排和V物的关系。

2、理清浮力产生原因与原理联系:理解浮力产生原因是液体对物体上下表面的压力差,阿基米德原

理是从力的大小关系给出浮力计算方法。在分析问题时,对于简单的受力分析,可从压力差角度思

考;计算浮力大小时,运用阿基米德原理公式。

易错点四、物体在液体中沉浮时的各种状态分析

【链接知识】

知识点三、浮沉状态与上浮、下沉的动态过程

悬浮、漂浮、沉底是静态浮沉状态,物体受力平衡,能等出力的等式关系,而上浮、下沉是

动态过程,受力不平衡,只能得出力的不等式关系。

动态过程浮沉状态

上浮下沉悬浮漂浮沉底

1产1

P------1---——-11f1

卜三奉目d

LT___立C-

匕一一一一(,——|后我鼠

L..一«,(、____

[__一一一|

匕---------

F浮+FN=G物

F浮>G物F浮<6物F浮=G物F浮=G物

p液>p物p液<p物p液二p物p液>p物p液<p物

可以停留在液体是“上浮”过程的最是“下沉”过程的最

终状态终状态

处于动态,受力不平衡的任何深度处

处于静态,受力平衡

知识点四、漂球问题

(1)同液体、同体积:A、B、C体积相同一使用阿基米德原理

厂并的大小关系।外</=匕

浮力的大小关系:F.FB=FC

小球密度大小关系:PA<PB〈PC

(2)同液体、同质量:A、B、C质量相同一受力分析

浮力的大小关系:FA=FB>FC

%的大小关系:吸=为>%

小球密度大小关系MA<PB<PC

同液体不同物,越漂P粉越小

(3)同物体、不同液体一受力分析

浮力的大小关系:F『FB=FC

液体密度大小关系:paVpzVpw

容器底受到到的液体压强关系:取<%

【陷阱分析】

一、浮沉状态判断误区

1、仅依据密度判断浮沉:物体的浮沉由物体受到的浮力和重力的大小关系决定,即当浮力大于重力

时,物体上浮;浮力等于重力时,物体悬浮或漂浮;浮力小于重力时,物体下沉。.

2、悬浮与漂浮状态混淆:悬浮是指物体完全浸没在液体中,且处于静止状态;漂浮是物体部分浸入

液体,也处于静止状态。

二、密度与浮力关系理解偏差

1、密度与浮力大小关系误判:有些同学认为物体密度越大,受到的浮力就越小,或者液体密度越大,

物体受到的浮力就一定越大。

2、空心物体密度与浮沉关系错误理解:对于空心物体,其平均密度会小于实心部分的密度。在判断

空心物体浮沉时,若用实心部分密度与液体密度比较,会得出错误结论。

【解题技巧】

一、准确判断浮沉状态

1、依据力的关系判断:拿到题目,首先通过比较物体所受浮力和重力的大小来判断浮沉。

2、区分悬浮与漂浮:牢记悬浮时物体完全浸没在液体中,丫排刈物;漂浮时物体部分浸入液体,V

排小于V物。但无论悬浮还是漂浮,物体都处于平衡状态,浮力都等于重力。在分析物体受力和计

算浮力时,抓住这一关键,不要被物体的浸没程度干扰。

易错点五、浮力综合应用一一密度计、浮力秤

【链接知识】

知识点五、浮力秤的原理

GaGg

不放物体放上物体G被

图3浮力秤受力分析图

①工作原理:F浮=G«,

⑨在留F一[平衡法:F浮=G物=m物g

[阿基米德原理:F浮=p液gV排=p液gSh

③)物体质量:F浮2=G物+G自一>G物=F浮2—G自一>m物=

④求最大称重的质量:方法同③,即此时F浮2取最大值,即112取最大值,即圆筒恰好全部浸

入水中时的高度。

知识点六、液面变化问题

G石

图6液面升降问题受力分析图

①液面变化定性判断:G排越大,液面越高,浮力越大

液面一V排—'F浮总i=F浮石1+F浮杯1=(G石—F支)+G杯

液面一V排一'F浮总2=F浮石1+F浮杯2=G石+G杯

②液面变化定量判断:

h—'Sh—'AV排一■AF浮—AF浮=F支一F支=6石一F浮石i

题型一.浮力产生的原因方向

1.如图所示,用细绳吊着柱体浸没在水中,柱体所受浮力为F浮,柱体上、下表面受到水的压力分

别为F向下、F向上。下列关系式一定成立的是()

A.F浮=F向下B.F浮<F向上C.F??>F向下D.F浮>5向上

2.如图所示,装有水的柱状容器置于水平地面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,

若物块上表面受到水的压力为F1、下表面受到水的压力为F2、受到的重力为G、受到的浮力为

F浮,则()

A.Fi大于F2

B.Fi与F2是一对平衡力

C.Fi与F2的合力大小大于F浮

D.Fi与F2的合力大小等于G

题型二.阿基米德原理及应用

3.一个物体所受的重力为0.5N,将它轻轻放入装满水的容器中时,从容器里溢出的水的重为0.3N,

则该物体所受的浮力()

A.一定是0.5NB.可能是0.2N

C.一定是0.3ND.可能是0.4N

4.小阳将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再将电子秤示数清零(按电子

秤的清零键后,示数显示为零)。水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为mio用

细线系好小金属块,使其浸没在水中(不碰水杯),如图丙所示,电子秤示数为m2。使金属块

沉底并松手,如图丁所示,电子秤示数为m3。已知水杯的底面积为S,水的密度为p水,下列

判断正确的是()

A.乙图中,水对杯底的压强为于

B.丁图中,金属块受到的浮力为m3g-mig

C.金属块的密度为二~~-p..

m2-m1型

D.丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力大于m2g-mig

题型三.浮力的图像分析

5,用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示,物体下放

过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面下降高度h的关系如图乙,根据图中信息,可知()

A.物体受到的最大浮力是5牛

B.物体的体积是500厘米3

C.物体的密度是2.25义1()3千克/米3

D.物体浸没后,下表面受到水的压力保持不变

6.如图,弹簧的一端固定在装水的容器底,另一端连着物体,水面刚好与物体下表面相平。向容

器中逐渐加水,水面与物体底边距离为h,加水的时间为t,弹簧对物体的作用力为F,物体受

到的浮力为F浮。下列图像中不可能正确的是()

A.0t/sB.0t/s

题型四.物体浮沉条件的应用

7.用盐水浸泡可以去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分

别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣〉V樱桃),分别放入盐水中,静止

时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是()

:豆1NHll^

甲乙

A.甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度

B.樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于重力

C.冬枣和樱桃所受的浮力大小相等

D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力

8,放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有质量相等的不同的液体,现将两个相同的物

块分别放入两容器中,静止时两物块所处的位置如图所示。则()

甲乙

A.甲容器中的物块受到的浮力较大

B.乙容器中的物块受到的浮力较大

C.甲容器对水平桌面的压强较大

题型五.密度计浮力秤

9.如图所示为自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液

体的甲、乙两个相同的烧杯中,它会竖直立在液体中,此时甲、乙烧杯中液面相平。下列说法

正确的是()

A.密度计静止时受到的浮力大于它的重力

B.密度计静止时两次排开液体的质量不同

C.甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度小

D.甲烧杯中液体对容器底部的压强比乙烧杯中的大

10.(多选)小华把一些铁屑塞入吸管的下端,并用石蜡将其下端封闭起来,使吸管能竖直地漂浮

在液体中。然后她将盛有液体的甲、乙两个相同容器静置于水平地面上,把这支吸管分别放入

两种液体中,静止时液面相平(如图)。下列说法正确的是()

J.1LIZ

▼__I

甲乙

A.液体的密度关系p甲:p乙=11乙:h甲

B.吸管下端所受液体压力大小关系F甲>F乙

C.容器对地面的压强大小关系p甲Vp乙

D.吸管排开液体的质量大小关系m甲>111乙

题型六.浮力中的绳子、弹簧、杆的问题

11.如图所示,三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与甲、乙、丙三个体积相

同的实心球相连。向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如图所示的情况,此时乙球下

方弹簧长度等于原长。下列判断错误的是()

A.甲球的重力小于它受到的浮力

B.乙球的重力等于它受到的浮力

C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为p甲<p乙<p丙

D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F甲>5乙>5丙

12.一轻质细杆与不吸水的正方体物块A连接,另一端固定在质量为1kg,底面积为200cm2的容器

底部,如图甲所示。容器放在水平桌面上,现向容器内缓慢地加水,物块A对杆的力F与容器

内水的深度h的关系如图乙所示,杆的体积不计。(已知水的密度是l.OXICPkg/n?)求:

(1)物块A浸没时受到的浮力;

(2)物块A的密度;

(3)物块A对杆的力F为2N时,容器对桌面的压强。

♦F/N

题型七.液面变化问题

13.(多选)在水平桌面上放一薄壁容器,将两个质地均匀大小相等的实心圆柱体A(密度为PA)、

B(密度为PB)竖直放在容器底部,然后向容器内缓慢注入水(密度为P水),两圆柱体始终直

立,停止注水时两圆柱体在如图所示的位置处于静止状态。则下列判断正确的是()

A.水和两圆柱体的密度关系为p水=pA>pB

B.两圆柱体底部受到水的压强相等

C.若继续加水,B露出水面的体积将会减小

D.圆柱体A所受的浮力较大

14.如图甲所示,在一个玻璃筒内放入一个棱长为10cm的正方体木块,现以恒定的速度向筒内注

水6min,筒内水的高度与注水时间的关系图像如图乙所示(g取10N/kg)。

求:

(1)0-2min内,木块处于状态(填“静止”或“运动”),2min之后,木块处于状

态(填“漂浮”或“悬浮”)。

(2)当t=2min时,木块底部受到的水的压强是多少?

(3)木块的密度是多大?

1.(多选)在学习浮力产生的原因时,老师将一个矿泉水瓶底部剪去后倒置,拧去瓶盖,将甲、

乙两个乒乓球放入瓶内,如图a所示;然后向瓶内倒入一些水(瓶口处有少量水漏出),两个乒

乓球静止后如图b所示。下列说法正确的是()

A.球甲漂浮时受到的浮力小于水对它向上的压力

B.球甲漂浮时受到水对它向上的压力等于它的重力

C.注入水后,球乙没有浮起来是因为水对它没有向上的压力

D.注入水后,球乙受到的重力和水对它向下的压力的合力大于水对它向上的压力

2,某小组为解释浮力产生的原因,用乒乓球、饮料瓶和水槽等进行实验。如图(a)所示将饮料瓶

底部和瓶口剪去。瓶口倒置后放入乒乓球,如图(b)所示,再缓慢向瓶内注水,直到瓶内注满

水,乒乓球始终未上浮。将图(b)所示装置浸入水槽,如图(c)所示,当浸入水槽一定深度时

乒乓球上浮。

(1)图(b)中,若乒乓球顶部与水面距离h为0.1m,求水对乒乓球顶部的压强p水。

(2)将图(c)所示装置简化为图(d)所示模型,其中乒乓球简化为密度均匀的圆柱体a,且不

计瓶口与圆柱体a的摩擦。已知圆柱体a的密度pa(pa<p水),圆柱体a的高度为1,求瓶内外水

面高度差Ah为多大时,圆柱体a恰好上浮。

3.如图甲所示,一轻质细绳固定在正方体木块的中央,木块浸入水的过程中,细绳对木块竖直方

向的拉力F与木块下表面到水面距离h的关系如图乙所示,p木块=0.7g/cm3。下列说法正确的

是()

A.木块的重力为ION

B.木块的边长为7cm

C.当F=6N时,木块排开水的体积为OZn?

D.木块全部浸没在水中受到的浮力为10N

4.如图所示的是我国第三艘航母“福建舰”,我国也迎来了三航母时代。其设计满载排水量达到了

8.5万吨,最大吃水深度10.5m。(g取10N/kg,=1x103/c^/m3)

(1)“福建舰”满载时受到水的浮力为多少?

(2)“福建舰”满载时最底部受到水的压强为多少?

5,图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体逐渐

浸入水中。整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,g

取10N/kgo下列说法正确的是()

A.圆柱体受到的重力是8N

B.圆柱体受到的最大浮力是4N

C.圆柱体的密度是L5Xl()3kg/m3

D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700Pa

6.如图甲所示,一个实心圆柱体金属块在细绳竖直向上的拉力的作用下,从水面下一定深度开始

竖直向上以O.lm/s的速度匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处(假设水面不动)。如图乙

所示的是绳子的拉力F随时间t变化的图像。结合图像中的信息,下列判断正确的是()

A.该金属块的重力为20N

B.金属块的密度为ZXICPkg/n?

C.圆柱体的底面积是25cm2

D.浸没在水中时金属块受到的浮力大小是3ON

7.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,

直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止(水未溢出)。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读

33

数F随圆柱体下降高度h变化的图像(P^=lxl0kg/m,g=10N/kg)o下列说法正确的是

甲乙

A.圆柱体浸没在水中时所受的浮力是4N

B.圆柱体的质量是12kg

C.从B点到C点过程中,水对容器底部的压强逐渐变大

D.圆柱体下降过程中,绳子对圆柱体的拉力和圆柱体对绳子的拉力是一对平衡力

8,隔板从中间将容器隔开两边分别装有盐水、淡水(pit水〉p淡水),甲、乙实心球体积相同,若甲、

乙所受的重力和排开液体所受的重力如表,则两球静止在液体中时的情形可能是()

实心球实心球所受的重力/N排开液体所受的重力/N

甲66

9.甲、乙两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,装有两种不同的液体,将物体A分别

放入两种液体中,静止时A浸入两种液体的情况如图所示,两容器中液面相平。两容器中的液

体密度分别为pi和P2;两容器中的液体对A产生的浮力分别为F1和F2;两容器中液体对容器

底部的压强分别为pi和p2;两容器对桌面的压力分别为F'i和F2。则下列判断中正确的是()

A.pi<p2B.pi>p2C.F1<F2D.F'1=F'2

10.小明利用鸭蛋、刻度尺、塑料小碗、底面积为S的柱形容器做了如下实验。他先向容器内倒入

适量的水,再放入塑料小碗使其漂浮,如图甲所示,用刻度尺测出水面到杯底的竖直高度hi;

将鸭蛋放入小碗中,小碗仍漂浮,如图乙所示,用刻度尺测出水面到杯底的竖直高度h2;将鸭

蛋从小碗中取出放入水中,鸭蛋沉底,如图丙所示,用刻度尺测出水面到杯底的竖直高度h3o

水的密度用P水表示,下列说法正确的是()

A.甲、丙两图容器对桌面的压力差是p水gS(h3-hi)

B.丙图中容器底对鸭蛋的支持力是p水g(h3-hi)S

C.乙、丙两图中水对塑料小碗压力的变化量是p水g(h2-hi)S

D.此鸭蛋的密度表达式p=水

n2—nl

11.小明用透明薄壁圆筒制作测量液体密度的密度计。已知水的密度P次=1.0X1。3的/巾3,圆筒底

面积为So

(1)用调节好的天平测空圆筒质量m;往右盘加减祛码过程中,加入最小祛码后,天平指针位置

如图甲(一)所示,将最小祛码取出,指针位置如图甲(二)所示,接下来正确的操作

是,直至指针对准分度盘中央刻度线,此时天平如图乙所示则空圆筒的质量m

=____________g;

(2)标记一定体积:向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为74.4g,计算得到圆

筒内水的体积Vo=cm3o如图丙所示,在圆筒外壁上与水面平齐处做好虚线标记后,倒

掉圆筒内的水;

(3)标记刻度线和密度值:如图丁所示,向圆筒内倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为Vo。

将圆筒放入水中处于漂浮状态,测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度「液=(用

m、S、h、Vo、p水表示)。根据表达式计算出待测液体密度p波分别为0.8、0.9、1.0、1.1(单位均

为g/cm)对应的4个h值,再在圆筒外壁上从筒底开始量取这4个h值,分别标上对应的刻度线

和密度值;

(4)交流与讨论:

①圆筒外壁上LOg/cn?的刻度线在图丙中虚线标记处的(上方/下方/同一位置);②步

骤(3)中所标的刻度线在圆筒外壁上分布(均匀/不均匀);为了使上述刻度线分布更

疏一些,在保持其它情况不变时,可以适当(填字母);

A.增大圆筒底面积S

B.增大圆筒质量m

C.增大步骤(2)中水的体积Vo

③用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒在容器中触底无法漂浮,请提出一条改进建

议:o

12.如图所示,在水平台上的盛水容器中,一个质量分布均匀的物体被固定在容器部的一根细线拉

住后浸没在水中静止。当将细线剪断后,物体上浮并最终漂浮在水面上,有;的体积露出水面。

下列说法正确的是()

①物体的密度为(0.75X103kg/m3)

②剪断细线前与漂浮时,物体受到的浮力之比为4:3

③剪断细线前容器对桌面的压强大于漂浮时桌面对容器底的压强

④剪断细线前水对容器底的压力大于漂浮时水对容器底的压力

A.只有①②③正确B.只有①②④正确

C.只有②③④正确D.只有①③④正确

13.如图,现有一质地均匀、质量为1.2kg、体积为8X10-3m3的浮标,用细绳固定在池底。随着水

池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90cm时,方块恰好完全浸没且细绳未被拉断。

下列相关分析中正确的是()

A.浮标的密度为1.5Xl()3kg/m3

B.水对池底的压强为900

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