1、专题七 浮力,考点一 认识浮力,A组 2014-2018年湖南中考题组,五年中考,1.(2016湖南张家界,7,2分)两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木 块上浮,大石块下沉,比较松手时两者所受的浮力 ( ) A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较,答案 B 因为浸没在水中时,V排=V物,所以小木块和大石块浸没在水中时,V木排V石排,根据浮力 计算公式F浮=水gV排可知,木块所受浮力小于石块所受浮力,故A、C、D错误,B正确。,解题关键 浮力大小的比较,明确浮力大小的影响因素是解题关键,不能被所谓“上浮”“下 沉”所误导。
2、,思路分析 根据物体的沉浮条件判断物体的浮沉,然后根据阿基米德原理公式F浮=液gV排判断 两物体所受浮力的大小。,2.(2016湖南邵阳,19,2分)小欢同学把一石块挂在弹簧测力计的挂钩上。在空气中称量时弹簧 测力计的示数是2.5 N,把石块浸没在水中称量时,弹簧测力计的示数是1.5 N。石块此时受到 水的浮力是 N。,答案 1,解析 在空气中称量时测力计示数(测力计对石块的拉力)是2.5 N,由二力平衡可知石块重力 为2.5 N;石块浸没在水中称量时,测力计对石块的拉力为1.5 N,比石块重力小了1 N,说明石块 此时受到水的浮力大小为1 N。,思路分析 对物体进行受力分析,物体受到的重力等
3、于水对物体的浮力加上拉力(弹簧测力计 的示数)。,解题关键 此题考查学生对浮力大小的计算这一知识点的理解和掌握,计算浮力的方法很多, 这是最简单的一种,也是测量浮力常用的方法。,3.(2018湖南衡阳,23,4分)我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器的艇体由双层船壳构 成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金作主材。潜水器在上浮和下潜时,其体积是一定的。潜 水器规格:长8.2 m、宽3.0 m、高3.4 m。该潜水器悬浮在海水中时总质量为22 t。2017年6月23日,“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7 062.68 m海底,创造了深潜水的世界纪 录。在这一深度,海水对潜水器1 m2表面产生的
4、压力为7.3107 N。(下列答案用科学计数法表 示,取g=10 N/kg) (1)潜水器的外壳选择了钛合金板作主材,这主要是因为这种合金的硬度 (选填“大” 或“小”)。 (2)假设海水密度不随深度变化,潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力,(选填“变小”“不变”或“变大”)。 (3)“蛟龙号”悬浮在海水中,所受到的浮力为 N。 (4)“蛟龙号”载人潜水器下潜到7 062.68 m海底时,海水对其表面的压强为 Pa。,答案 (1)大 (2)不变 (3)2.2105 (4)7.3107,解析 (1)潜水器要下潜到较深的海水中,外壳要能承受较大的压强,选择钛合金板作为主材, 主要是因为这
5、种合金的硬度大; (2)潜水器在上浮且未浮出水面过程中,排开海水的体积不变,海水的密度不变,由F浮=海水V排g可 知浮力不变; (3)该潜水器悬浮在海水中时受到的浮力 F浮=G=mg=22103 kg10 N/kg=2.2105 N; (4)海水对其表面的压强 p= = =7.3107 Pa。,4.(2018湖南邵阳,27,2分)请你在下图中画出静止在水中的小球所受力的示意图。,答案 如图所示,解析 静止在水中的小球悬浮,受到重力和浮力作用,所受重力和浮力大小相等,是一对平衡力。作图时要注意:重力和浮力的作用点画在小球的重心,重力竖直向下,浮力竖直向上,两条线段长度要相等。,思路分析 先对小球
6、进行受力分析,然后确定力的作用点,画出力的示意图。,解题关键 本题考查力的示意图的正确画法,牢记重力的方向总是竖直向下的,浮力的方向总 是竖直向上的。,5.(2018湖南衡阳,26,6分)为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示。把弹簧测力计上端 固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属 块,下端放一小杯。在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯 跟金属块、粗铁丝都不接触。(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸入水中(如图甲乙丙),在此过程中,弹簧测,力计示数:F甲 F丙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)
7、再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁)。可以计算出图丙中金属 块所受到的浮力约为 N,此时浮力的测量数值比真实数值将 (选填“偏大” 或“偏小”)。,答案 (1)等于 (2)1.2 偏大,解析 (1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸入水中(如图甲乙丙),由阿基米德 原理可知,在此过程中金属块受到的浮力等于排开的水所受的重力,故F甲=F丙; (2)由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,由图丁可知G总=F示=4.4 N,图丙中F示=3.2 N, 图丙中金属块所受到的浮力约为: F浮=G总-F示=4.4 N-3.2 N=1.2 N; 金属块完全离开水面时表面有一
8、些小水滴,使G总的数值偏大,根据F浮=G总-F示可知,此时浮力的 测量数值比真实数值将偏大。,6.(2016湖南衡阳,27,4分)如图所示为探究“浮力的大小等于什么”的实验。以上探究中,操作的合理顺序是 (只填字母)。若图中F1、F2、F3、F4四个力之间的关系 式 成立,则可得出结论F浮=G排。,答案 DBCA(或BDCA) F2-F3=F1-F4,解析 实验中求浮力,用铁块的重力减去铁块浸没在水中时弹簧测力计的读数,即F浮=F2-F3;求 排开水的重力,用桶和排开水的总重减去空桶重,即G排=F1-F4,即可得到结论F浮=G排。,易错警示 小桶是用来接排出的水的,在接水之前必须先测出空桶的重
9、;物块要先测重力 再直接浸入水中。,思路分析 从实验的目的出发,根据实验明确实验顺序,实验中要探究的是浮力大小与物体排 开液体的重力的关系,围绕这一核心便可对测量的结果进行有针对性的分析。,7.(2018湖南邵阳,33,9分)某次物理活动举行了“造船”比赛,他们用的材料是密度为1.5 103 kg/m3的橡皮泥,其中王强同学选了一块竖立在水平桌面上的圆柱体橡皮泥,它的底面 积为1.010-3 m2、高为0.2 m,最后造出了最大排水体积为6.010-4 m3的小船。(水=1.0 103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)王强同学所选橡皮泥的质量。 (2)橡皮泥对桌面产生的压强。 (3
10、)王强同学造的船在水中最大排水时受到的浮力。,答案 (1)0.3 kg (2)3103 Pa (3)6 N,解析 (1)橡皮泥的体积V=Sh=1.010-3 m20.2 m=210-4 m3 橡皮泥的质量m=V=1.5103 kg/m3210-4 m3=0.3 kg (3分) (2)橡皮泥的重力G=mg=0.3 kg10 N/kg=3 N 橡皮泥对桌面产生的压强p= = = =3103 Pa(3分) (3)王强同学造的船在水中最大排水时受到的浮力 F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg6.010-4 m3=6 N(3分),解题关键 本题考查了对密度公式、重力公式、阿基米德原理、
11、压强公式的掌握和运用,涉 及利用“空心”的方法增大浮力。,8.(2018湖南怀化,32,9分)2018年5月13号第一艘国产航母山东舰第一次海试。山东舰的排水 量约为6.5104吨,最大航速约为54 km/h,额定功率约1.5105 kW。海试时,航母在某段海域以 最大航速匀速航行了2小时。(g=10 N/kg)求: (1)该航母在2小时内所行驶的路程; (2)该航母满载时所受浮力的大小; (3)该航母以最大速度匀速航行时的牵引力。,答案 (1)108 km (2)6.5107 N (3)1107 N,解析 (1)已知v=54 km/h,t=2 h s=vt=54 km/h2 h=108 km
12、(3分) (2)m排=6.5104 t=6.5107 kg F浮=G排=m排g=6.5107 kg10 N/kg=6.5108 N(3分) (3)方法一: v=54 km/h=15 m/s P=1.5105 kW=1.5108 W F= = =1107 N(3分) 方法二: W=Pt=1.5108 W23 600 s=1.081012 J s=108 km=1.08105 m F= = =1107 N(3分),考点二 浮沉条件,1.(2018湖南怀化,15,3分)一支密度计分别放入甲乙两种液体中,静止时位置如图所示。若密度 计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲乙两种液体的密度分别为甲、
13、乙。下列说法正 确的是 ( )A.F甲F乙 C.甲乙,答案 C 因为密度计漂浮,所以F浮=G,即密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计 受到的重力,故F甲=F乙;根据题图可知,密度计排开液体的体积V甲排V乙排,由F浮=液gV排可知,甲 乙。故选C。,解题要点 本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类 题目的关键。,2.(2017湖南郴州,8,2分)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液 体中,物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物 体A、B所受浮力分别为FA、FB。则 ( )A.p
14、甲FB C.p甲p乙,FA=FB D.p甲p乙,FAFB,答案 C (1)由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮, 由物体漂浮、悬浮条件可知:FA=G,FB=G,所以FA=FB。 (2)甲液体中的A漂浮,甲液A, 乙液体中的B悬浮,乙液=B, 两种液体的密度:甲液乙液; 又因为两容器内液面等高,所以由p=gh可知, 两种液体对容器底压强:p甲p乙。故C正确。,解题关键 本题考查了学生对漂浮条件、悬浮条件、液体压强公式的理解和运用。根据物 体的浮沉(悬浮、漂浮)确定A、B与液体的密度大小关系是解本题的关键。,3.(2016湖南衡阳,14,2分,)有一个长方体
15、木块,放在如图所示的容器中。现缓慢持续地往容 器中注水,一段时间后,木块浮起并上升到一定高度时停止注水,下列说法正确的是 ( )A.停止注水时木块上表面受到的压强等于木块下表面受到的压强 B.木块缓慢上升过程中,水对容器底部的压强不变 C.木块缓慢上升过程中,木块所受的浮力不变 D.木块缓慢上升过程中,木块所受的浮力逐渐增大,答案 C 停止注水时木块处于漂浮状态,上表面无压强,下表面受到液体压强,故A错误;木块 缓慢上升过程中,一直加水,水面升高,水对容器底部的压强增大,故B错误;木块缓慢上升过程 中,处于平衡状态,浮力等于重力,浮力不变,故C正确,D错误。,思路分析 根据p=gh分析液体压强
16、大小变化;根据F浮=水gV排分析木块缓慢上升过程中, 木块所受的浮力变化。,解题关键 此题考查液体压强的特点和阿基米德原理,解答此类题目的关键是抓住液体压强 公式和浮力公式,利用控制变量法进行分析。,4.(2016湖南邵阳,23,2分)潜水艇是一种重要的军事舰艇。它在水下航行时,是靠改变 来实现上浮或下沉的。,答案 自身重力,解析 潜水艇沉没在水中时,体积是一定的,所受浮力不变,它是靠改变水舱内水的质量从而改 变自身总重力来实现浮沉的。,思路分析 潜水艇浸没在水中,潜水艇的体积不变(排开水的体积不变),所受浮力不变;通过让 海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,然后再根据物体的浮沉条件分析是怎
17、样上浮或下 沉的。,解题关键 本题考查对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,潜水艇是物体的浮沉条 件的典型应用。,5.(2017湖南长沙,32,6分)“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置。某科技小组的 同学为测量背漂浸没在水中时的浮力,进行了如下实验:在底部装有定滑轮的圆台形容器中加 入适量的水后,再静放在水平台秤上(如图甲),台秤的示数m1为6 kg;然后把质地均匀的长方体 背漂放入水中,用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中,拉力F的方向始终竖直向 上,当背漂的一半体积浸入水中时(如图乙),台秤的示数m2为5 kg,当背漂的全部体积浸在水中 时,台秤的示数m3与m2相比变
18、化了2 kg。则(不考虑滑轮的摩擦,在整个过程中水始终没有溢出, 背漂不吸水、不变形,且未与容器接触,取g=10 N/kg,水=1.0103 kg/m3):,(1)容器、水和滑轮的总重力为 N; (2)台秤的示数m3为 kg; (3)为确保儿童游泳时的安全,穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面,若儿童头部的体积占 人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.08103 kg/m3,则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过 kg(结果保留整数)。,答案 (1)60 (2)3 (3)21,解析 (1)因为台秤的读数m1=6 kg,即容器、水和滑轮的总质量为6 kg,故容器、水和滑轮的总 重力G1=m1g=6
19、kg10 N/kg=60 N。 (2)如图 先用力F1,背漂浸入一半体积,再用力F2,背漂全部浸入,采用整体法,对水、容器、背漂、滑轮 受力分析,向上受到F及台秤的支持力,向下受到水、容器、背漂和滑轮的重力, 由于向下的力不变,向上的力F(线拉力)增大,可知F压减小,故m3m2,所以m3=3 kg;,(3)由(1)可知,G总=G1=60 N; 则对(2)中左图整体分析有:G1+G背-F1=m2g,即60 N+G背-F1=50 N,F1-G背=10 N 对右图整体分析有:G1+G背-F2=m3g,即60 N+G背-F2=30 N,F2-G背=30 N 再对左、右两图中背漂综合分析得 F浮=G背+
20、F2=2(G背+F1),即F2-2F1=G背 由得出:F1=15 N,F2=35 N,G背=5 N,F浮=40 N 对于儿童而言,设儿童体积为V人,密度为=1.08103 kg/m3 要想安全游泳,有F浮总G总 即F浮+F浮人G背+G人 即:40 N+0.9水gV人5 N+人gV人 即临界状态有:35 N=(人-0.9水)gV人, 有m人=人V人 由解得 = = ,解得m人=21 kg 故儿童体重不能超过21 kg。,B组 20142018年全国中考题组,考点一 认识浮力,1.(2017北京,15,2分)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水 杯放到电子秤上,按实验操
21、作规范将溢水杯中装满水,再用细绳系住铝块并将其缓慢浸入溢水 杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是 ( )A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小 B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大 C.铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力 D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理,答案 D 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯内的液面没有发生变化, 即溢水杯中水的深度不变,水对溢水杯底的压强、压力都不变,A、B错误;对铝块进行受
22、力分 析,其受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和绳的拉力,绳对铝块的拉力等于铝块的重力减去 铝块受到的浮力,C错误;由题意可知,铝块对杯中水的作用力等于排出的水对杯中水的作用力 时,电子秤的示数不变,铝块对杯中水的作用力的反作用力是铝块受到水给的浮力,排出的水对 杯中水的作用力等于G排,若电子秤的示数不变,则F浮=G排,即验证了阿基米德原理,D正确,故 选D。,解题关键 熟练掌握液体压强的知识,会受力分析,知道用绳吊着物体浸入液体中且物体不与 容器接触时,物体对液体的压力与液体对物体的浮力是相互作用力,大小相等。,易错警示 不要认为物体浸入液体后,液体对杯底的压强就会变大,要认真审题仔细思考液体
23、 的深度是否会增加,再来判断液体对杯底的压强如何变化。,2.(2015江苏连云港,9,2分)潜水员潜水时呼出的气泡在水中上升的过程中,体积不断变大。关 于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是 ( ) A.压强变大,浮力变大 B.压强变大,浮力变小 C.压强变小,浮力变大 D.压强变小,浮力变小,答案 C 气泡在水中上升,深度变小,压强变小;上升过程中体积会不断变大,V排变大,浮力变 大。故选C。,3.(2018福建A,29,7分)小明要测量木块的密度。实验器材有:木块、弹簧测力计(05 N)、底部 固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(g取10 N/kg) (1)先用弹簧测力计测木块的
24、重力,如图甲,示数为 N;再用细线绕过滑轮将木块与测力计 连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静止时测力计示 数为1.6 N。木块的体积为 m3,密度为 kg/m3。本实验中滑轮的作用是 。(2)小明分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把测力计的刻度改 成相应的密度值,将该装置改装为测量液体密度的“密度计”。原测力计的1.0 N刻度处应标,注为 kg/m3,该“密度计”的刻度分布 (选填“均匀”或“不均匀”)。 (3)若要增大这种“密度计”的最大测量值,可以采取的方法有 (写 出一种即可)。,答案 (1)2.4 410-4 0.6103
25、 改变力的方向 (2)0.85103 均匀 (3)换用更大量程的弹 簧测力计(换用体积更小的木块、换用密度更大的物块等),解析 本题考查与浮力相关的知识。(1)弹簧测力计的分度值是0.2 N,甲图指针停留在2 N下 两格,故读数是2.4 N。从乙图的装置可以看出,浸没在水中的木块受到竖直向下的重力和拉 力、竖直向上的浮力,此时浮力的大小F浮=G木+F拉=2.4 N+1.6 N=4 N,由阿基米德原理F液=水gV排, 得V排= = =410-4 m3,因为浸没,V木=V排=410-4 m3,又G木=木V木g,得木= = =0.6103 kg/m3。乙图实验中滑轮的作用就是改变力的方向,在弹簧 测
26、力计向上拉时,可把木块拉入水中。 (2)在测力计读数为1.0 N时,浮力F浮=2.4 N+1.0 N=3.4 N,由阿基米德原理知液= =0.85103 kg/m3。由乙图实验知道F浮=G木+F拉,F拉就是弹簧测力计的读数。 由阿基米德原理F浮=液gV排,可得G木+F拉=液gV排,浸没时V排=V木,所以F拉=液gV木-G木,因为g、V木、 G木均是定值,所以F拉=液gV木-G木是线性方程,故“密度计”的刻度是均匀分布的。 (3)由F拉=液gV木-G木,可得液= ,要增大“密度计”的最大测量值,可以增大测力计的最大,测量值,也就是换用更大量程的弹簧测力计,当然,也还有其他办法,由液= +木知,可
27、换用体 积更小的木块或换用密度更大的物块。,4.(2018河南,18,6分)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步 骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 N。 (2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受 的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出。,(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。 (4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是 。 A.用原来的方案和器材多次测量取平均值 B.用原来的方案将水换成酒精进行实验 C.用
28、原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验 (5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。,答案 (1)(1分)3.8 (2)(2分)1.4 AD (3)(1分)它排开的水所受的重力 (4)(1分)A (5)(1分)能,解析 (1)由B中弹簧测力计示数可知,石块重力为3.8 N。(2)石块受到的浮力F浮=G-F拉=3.8 N- 2.4 N=1.4 N。石块排开水所受的重力G排等于空桶和水的总重力减去空桶的重力,故由A、D 两个步骤可以测出。(3)结合(2)的答案可知,浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开
29、水所 受的重力。(4)本实验中多次实验的目的是找普遍规律,排除偶然性,故A错误。(5)根据阿基米 德原理可知,不管物体是否浸没,其所受浮力均等于它排开液体所受的重力。,考点二 浮沉条件,1.(2018河北,21,3分)(多选)水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将 质量分别为mA、mB、mC,密度分别为A、B、C的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮, B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为FA、FB、FC。下列选项正确的是 ( )A.若mA=mB=mC,则FA=FBFC B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮 C.只取出A球,容器中液面的高度降低了 D
30、.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了(mA+mB+ ),答案 ACD A漂浮,FA=mAg,B悬浮,FB=mBg,C下沉,FC=mCg-F支,若mA=mB=mC,则有FA=FBFC,故A 正确;因为C球下沉,所以C球的密度大于液体的密度,将C球截去部分后剩余部分密度不变,仍 下沉,B错误;取出A球后,容器中体积减小量V=VA排= = ,则液面高度降低了h= =,又因为B球悬浮,液=B,所以h= ,C正确;三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变 化是由球受到浮力引起的,要求压强变化量可以先求压力变化量,即F=FA+FB+FC=mAg+mBg+ 液gVC=mAg+mBg+Bg =(mA
31、+mB+ )g,则液体对容器底部的压强变化值p= =,D正确。,2.(2017江苏南京,11,2分)如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的 质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2。现有 以下判断:(1)若m1m2,则F1一定小于F2 (2)若m1=m2,则F1一定大于F2 (3)若V1=V2,则F1一定小于F2 (4)若V1V2,则F1一定大于F2 其中正确的是 ( ) A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4),答案 C 苹果漂浮,F1=m1g,梨子沉底,F2m2,则F1一定大于F2,故(1
32、)错误;若m1=m2, 则F1一定大于F2,(2)正确;若V1=V2,梨浸没,V梨排V苹排,由F浮=水gV排知,F1一定小于F2,故(3)正确;若 V1V2,则V梨排与V苹排无法比较大小,故F1和F2无法比较大小,故(4)错误。综上所述应选C。,3.(2017河南,14,2分)(多选)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两 种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下 列判断正确的是 ( )A.木块受到的浮力一样大 B.木块在甲液体中受的浮力较大 C.甲液体对容器底部的压强较大 D.盛甲液体的容器对桌面的压强较小,答案 AD 分析题
33、图可知,同一木块在两个容器中分别处于悬浮和漂浮状态。根据浮沉条件 可知,F浮甲=G木, =G木,所以木块受到的浮力大小相等,A项正确,B项错。从浮沉状态可以判断 出密度大小关系:木块在甲液体中悬浮,所以甲=木;木块在乙液体中漂浮,所以乙木,故甲V排乙,由于两容器相同,则V甲V乙,又因为甲乙,所以G甲G乙,则G总甲G总乙, F总甲F总乙,容器对桌面的压强p=F总/S=G总/S,相同容器底面积S相等,所以p甲p乙,故D项正确。,审题技巧 本题属于密度、浮力和压强综合题。这三个物理量的影响因素较多,而且相互之 间又有联系,所以本类题的审题过程要重点把握题中所给物理量之间的关系,如本题中所给的 相同的
34、容器,同一木块,液面相平等。,解题思路 根据浮沉状态可以判断出物体和液体的密度大小关系和浮力与重力大小关系;比 较压强大小应当区分固体产生的压强还是液体产生的压强;根据液体密度和深度可以判断出 液体压强大小关系。,4.(2016重庆B,7,3分,)甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器,盛有两种不同的液体,将两个 相同的小球分别放入液体中,小球静止时位置如图所示,此时液面相平。则 ( )A.甲中液体密度比乙中液体密度小 B.小球在甲中所受浮力比乙中所受浮力大 C.取出小球后容器底部压强变化量较小的是甲 D.取出小球后甲容器和乙容器对桌面的压力相等,答案 C 两相同小球在甲中漂浮,在乙中悬浮说明:球
35、乙,而F浮甲=F浮乙=G球,由 于是柱形容器,所以液体对容器底的压力F=G液+G球,取出球后,液体对容器底的压力减少量F= G球,因为S甲S乙,所以根据p= 可知,p甲V乙,甲乙,知G甲G乙, 则容器对桌面的压力F甲容F乙容,故D错误。,5.(2014贵州贵阳,16,2分)如图所示,两个完全相同的容器装满水,且水深均为0.3 m,其中a容器 只有水,b容器的水中漂浮着一只玩具鸭,则水对a容器底的压强是 Pa;若两个容器的总 质量分别为ma和mb,则ma mb(选填“”、“=”或“”)。(g取10 N/kg,水=1.0 103 kg/m3),答案 3 000 =,解析 水对a容器底的压强p=gh
36、=1.0103 kg/m310 N/kg0.3 m=3 000 Pa,b容器与a容器均装 满水,玩具鸭漂浮在水面上,则F浮=G排=G鸭,又因为两个容器完全相同,所以ma=mb。,6.(2018北京,31,3分)如图所示,将一个小球浸没在水中由静止释放,请根据小球的受力情况分 析其可能出现的运动情况。(可画受力示意图辅助说明),答案 示例: 小球受力示意图如图所示。若F浮G球,合力方向竖直向上,则小球上浮; 若F浮=G球,合力为零,则小球悬浮; 若F浮G球,合力方向竖直向下,则小球下沉。,解析 小球受重力和浮力,可能出现三种运动情况。,易错警示 小球被释放后,受重力和浮力作用,不受手的作用力,若
37、F浮G球,合力方向竖直向上, 则小球上浮,不能说成漂浮。同样道理,若F浮G球,小球下沉,不能说成沉底。,7.(2017安徽,22,6分)如图a所示,一长方体木块质量为0.12 kg,高为4.0 cm;将木块平稳地放在水 面上,静止时木块露出水面的高度为2.0 cm。如图b所示,利用金属块和细线,使木块浸没于水 中且保持静止状态。已知水的密度水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求: (1)木块的密度木; (2)细线对木块的拉力F。图a 图b,答案 (1)0.5103 kg/m3 (2)1.2 N,方向竖直向下,解析 (1)由木块漂浮,可得F浮1=G木 于是有水g V木=木gV木 可
38、得木= 水=0.5103 kg/m3 (3分) (2)由木块漂浮时,F浮1=G木=m木g=1.2 N 可知木块浸没在水中时,有F浮2=2.4 N 于是F=F浮2-G木=1.2 N(方向竖直向下) (3分),思路分析 因为木块漂浮,所受浮力等于木块的重力,分别列出两个力关于密度的计算式,水的 密度已知,可得出木块的密度;同种液体中物体所受浮力与排开液体的体积成正比,得出木块浸 没时所受浮力,通过受力分析列式计算拉力。,审题技巧 高4 cm的木块漂浮时,露出水面的高度为2 cm,故浸没时所受浮力变为原来的2倍, 此时木块所受浮力等于自身重力与向下的拉力之和。,C组 教师专用题组,考点一 认识浮力,
39、1.(2017甘肃兰州,16,3分)如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压 强为1 000 Pa;如图乙所示,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变 了80 Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460 Pa。容 器的底面积为100 cm2,铝=2.7 g/cm3,g取10 N/kg。下列判断正确的是 ( )A.铝块浸没在液体中时所受浮力是0.8 N B.铝块的体积是100 cm3,1.(2017甘肃兰州,16,3分)如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压 强为1 000 Pa;如图乙所示,用细
40、线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变 了80 Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460 Pa。容 器的底面积为100 cm2,铝=2.7 g/cm3,g取10 N/kg。下列判断正确的是 ( )A.铝块浸没在液体中时所受浮力是0.8 N B.铝块的体积是100 cm3,C.铝块沉底时对容器底部的压力是4.6 N D.液体的密度是0.8 g/cm3,答案 D 铝块一半浸在液体中时,F浮=p1S=80 Pa0.01 m2=0.8 N,铝块浸没时所受的浮力 F浮=1.6 N,A错误;G铝=(p1+p2)S=540 Pa0.01 m2=5.4
41、N,m= =0.54 kg,V铝= = = 200 cm3,B错误;F压=G铝-F浮=5.4 N-1.6 N=3.8 N,C错误;液= = =800 kg/m3= 0.8 g/cm3,D正确。故选D。,解题关键 铝块一半浸在液体中时,利用容器对桌面压强的改变量,得到压力的改变量,而此时 铝块所受浮力的大小等于压力的改变量,进一步求出铝块浸没时的浮力;铝块沉底时,根据容器 对桌面压强的改变量,得到压力的改变量,即铝块重力大小。,2.(2018重庆A,12,2分)水平升降台面上有一个足够深、底面积为40 cm2的柱形容器,容器中水 深20 cm,则水对容器底部的压强为 Pa。现将底面积为10 cm
42、2、高20 cm的圆柱体A悬 挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸入水中,稳定后,A的下表面距水面4 cm,弹簧测力计的示数 为0.8 N,如图所示,然后使升降台上升7 cm,再次稳定后,A所受的浮力为 N。(已知弹 簧受到的拉力每减小1 N,弹簧的长度就缩短1 cm,g取10 N/kg),答案 2 000 1.2,解析 p=水hg=1.0103 kg/m30.2 m10 N/kg=2 000 Pa;A下表面距水面4 cm时,V排=SAh= 10 cm24 cm=40 cm3,A受到的浮力F浮=水V排g=1.0103 kg/m34010-6 m310 N/kg=0.4 N,则A的重力 GA=F浮+
43、F=0.4 N+0.8 N=1.2 N。 A的密度A= = = =0.6 g/cm3 A水,A处于漂浮状态时浸入水中的深度h= = =0.12 m=12 cm A的下表面距水面4 cm时,A的下表面距容器底为20 cm- =17 cm A刚好漂浮时,A的下表面距容器底为20 cm- =11 cm,A上升的高度为0.8 cm,则升降 台上升的距离为17 cm-11 cm+0.8 cm=6.8 cm7 cm,故升降台上升7 cm,再次稳定后,A处于漂浮 状态,所受浮力为1.2 N。,3.(2015江苏苏州,21,2分)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
44、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 。,答案 52 58,解析 假设两实心球是甲和乙,质量同为m,甲、乙两球密度分别为水的密度的2倍和5倍,则乙 = 甲,所以 V甲V乙= =乙甲=52; 浸没在水中时受到水的浮力之比F甲F乙=(水V甲g)(水V乙g)=V甲V乙=52。 两球的质量相同,所以两球所受重力相同,因为F示=G-F浮,所以 F示甲F示乙 =(G-F甲)(G-F乙) =(甲V甲g-水V甲g)(乙V乙g-水V乙g) =(甲-水)V甲(乙-水)V乙 = = =58。,4.(2014湖南常德,23,4分)用弹簧测力计在空气中称得一石块重为1
45、 N,将石块完全浸入水中,弹 簧测力计的示数为0.6 N,则石块在水中受到的浮力为 N,此后,当石块在水中的深度增大 时,浮力 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。,答案 0.4 不变,解析 根据测量浮力公式F浮=G-F拉=1 N-0.6 N=0.4 N。石块完全浸入液体后,在水中的深度增 大时,排开水的总量不变,根据阿基米德原理可知,石块受到的浮力大小不变。,思路分析 根据称重法求出浮力大小。根据阿基米德原理可知:浮力大小与液体的密度和排 开液体的体积有关。,解题关键 本题考查了求石块受到的浮力问题,正确理解阿基米德原理是关键。,5.(2018吉林长春,24,5分)如图所示是小明自制的用来
46、探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和 标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位 置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度)。(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上 的A位置缓慢上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟 有关,此过程中支架上 O点所受拉力的最大变化量为F1;继续向杯中注水,指针 (选填“上移”、“不动” 或“下移”);当注满水时,金属块底部受到的压强为p1。 (2)将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(液水),当指针指在C位置时,金属块底部受到的压强 为p2,则p1 p2(选填“”、“=”或“”),分
47、析推理可知:金属块所受浮力的大小还与,有关。 (3)将液体倒尽,用等体积塑料块(水”、“=”或“”)。,答案 (1)排开水的体积 不动 (2) 液体密度 (3)=,解析 (1)金属块在水中时受力平衡,G=F拉+F浮,金属块浸入水中的过程中,排开水的体积增大, 指针由A位置上移到C位置,所受拉力变小,浮力随之变大,故说明物体所受浮力跟排开水的体 积有关;浸没后继续向杯中注水,金属块排开水的体积不变,所受浮力不变,故指针的位置不 变。 (2)金属块刚好浸没在水中时,可以认为上表面不受水的压强(压力),只有下表面受到向上的压 强(压力),此时向上的压力即浮力,设此时金属块下表面受到的压强为p3,而水
48、加满时金属块下 表面受到的压强是p1,则p1p3。向杯子中倒入某种液体,指针指在C位置时,弹簧的形变量相同, 减小的力(F)相同。向杯子中倒入某种液体指针指到C时,所受浮力与水中时相等,由F浮= 液gV排可知,因液体的密度与水不同,故指针指到C时,金属块一定不会浸没,金属块底部受到 的压力等于浮力,则p2=p3,即p1p2;还可推知金属块浸没在该种液体中时受到的浮力大于浸没 在水中时受到的浮力,即金属块所受浮力大小还与液体的密度有关。 (3)同体积的金属块和塑料块逐渐浸没水中时支架O点所受拉力的最大变化量都等于它们浸 没时所受浮力,由F浮= 液gV排可知,金属块与塑料块浸没时所受浮力相等,故支点O所受拉力的 最大变化量也相等。,6.(2017湖南邵阳,31,6分)在做“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们先提出了 如下的猜想: 猜想A:可能与物体浸没在液体中的深度有关。 猜想B:可能与液体的密度有关。 猜想C:可能与物体浸在液体中的体积有关。 为了验证上述猜想,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实 验。,
