内容正文:
专题12 浮力中“漂浮体”相关液面变化问题专题突破
考点解读
有关浮力的动态变化问题中,主要分为漂浮体模型(含外施力模型或外绳拉物模型);内绳拉物模型。如图所示:
图1 漂浮体模型 图2 外施力模型
图3 外绳拉物模型 图4 内绳拉物模型
题型一 漂浮体模型
(1)物体所受浮力变化量与增减的物体重力之间的关系
注意:外施力模型,外绳子拉物模型分析方式相似。
(2)增减物重与液体对容器底压力变化量之间关系
结论:增减物重等于液体对容器底压力变化量。
注意:外施力模型,外绳子拉物模型分析方式相似。
(3)增减物重与容器对桌面的压力变化量之间关系
结论:增减物重等于容器对桌面的压力变化量。
注意:外施力模型,外绳子拉物模型分析方式相似。
考点训练
1.如图所示,空心小木盒分别放入和吊上相同的铜块,然后把它们放入水中,则下列判断正确的是( )
A.把铜块由甲图放置改为乙图放置,容器里的水面升高
B.把铜块由乙图放置改为甲图放置,容器里的水面升高
C.把铜块由甲图放置改为乙图放置,或由乙图放置改为甲图放置,容器里的水面都不变
D.把铜块由甲图放置改为乙图放置,或由乙图放置改为甲图放置,容器里的水面都降低
2.如图甲所示,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一小段。图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度变化的图象(不考虑液面的变化)。分析图象可知,圆柱体重力是 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;圆柱体浸没时排开水的重力是 N;圆柱体的体积是 cm3;圆柱体的长度是 cm。
3.如图甲所示,A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体,浸没在盛有水的薄壁圆柱形容器中,容器底面积是正方体下表面积的4倍。开始时刻,A的上表面刚好与水面相平,B在容器底部(未与容器底部紧密接触),A、B之间的绳子绷直,现在沿竖直方向缓慢匀速拉动绳子,A上端绳子的拉力是F,F随A上升的距离h变化的图象如图乙所示,除了连接A、B间的绳子承受拉力有一定限度外,其它绳子不会被拉断,绳的质量和体积忽略不计,则正方体A的体积为 cm3;整个过程中水对容器底部压强的最小值是 Pa。
4.A和B都是密度为ρ=5×103kg/m3的某种合金制成的两个小球,A球的质量为mA=100g;甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为m甲=m乙=320g。若用细线把球和木块系住,则在水中平衡时如图所示,甲有一半体积露出水面,乙浸没水中(g取10N/kg)。则木块的密度为 kg/m3,如果剪断木块乙和B球之间的细线,B球静止后,所受重力和浮力的合力的大小为 N。
5.如图甲是小王同学探究影响物体浮力大小因素的实验装置。小王同学用弹簧测力计将物体A缓慢浸入水中(水未溢出),根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与物体A的下表面浸入水中的深度h的关系图象,如图乙所示。
(1)物体A浸没前,弹簧测力计的示数F随A向下运动距离的增加而 (选填“增大”或“减小”),说明浮力与 (选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关。
(2)物体A浸没后,所受的浮力为 N,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。若小王同学在使用弹簧测力计时,指针在零刻度线以上,该同学没有调零而直接进行测量,这样计算出的浮力值 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
(3)结合实验数据,物体A的密度为 kg/m3。本实验中先测金属圆柱体的重力,再放入水中测浮力。若改变操作先后顺序,物体A的密度的测量结果 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
(4)若图甲中薄壁容器的底面积为20cm2,则圆柱体A的底面积为 cm2。
(5)如果将盛水的柱形容器换成梯形容器,如图丙所示,再将A物体按上述操作进行实验,则物体放入水的过程中水对容器底部的压强增加量Δp随h的变化图象是图中的 (选填“A”、“B”或“C”)。
6.如图甲所示,盛有水的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积为100cm2,现用弹簧测力计将浸没在水中的长方体物块A从容器底部缓慢竖直向上提起,弹簧测力计的示数F与物块A下表面离容器底部的距离h的关系如图乙。求:
(1)物块A浸没在水中受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)物块A出水前后,水对容器底部压强的变化量。
7.如图甲所示,盛有水的圆柱形容器放在水平桌面上,弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,从水面开始缓