内容正文:
专题07 浮力的现象和辨析(原卷版)
考点直击
解浮力现象题时应注意以下四个概念的不同:浸在与浸没、上浮和下沉、漂浮与悬浮、排开与排出。公式法(阿基米德原理)与平衡法是解题的常用方法。
典例分析+变式训练
考点1 漂浮问题的几个规律
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
规律3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几(密度计工作原理);
推断如下:
F浮=G物 ρ液gV排=ρ物gV物 ρ液V排=ρ物V物
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
※易错提醒:(1)船是漂浮在水面上的,所浮力永远等于重力,浮力随重力的变化而变化,船由海进入河,因为液体密度发生改变(海水密度比淡水密度大一点),所以排开液体体积也发生改变(根据阿基米德原理),所以船会下沉一些;相反如果从河进入海,则船会上升!
【典例1-1】(2023•铁西区模拟)一个边长为10cm的正方体物块漂浮在水面,浸入水中的深度为8cm,物块不吸水。g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,则下列说法正确的是( )
A.物块受到的重力为6N
B.物块下表面受到的压力为8N
C.物块受到的浮力为10N
D.物块的密度为0.6×103kg/m3
【典例1-2】(2023•大安市校级一模)如图所示,质量相同的A、B两实心物块放入水中,物块A漂浮,有的体积浸入水中,则物块A的密度是 kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3)。物块B恰好悬浮,则A、B下表面受到水的压力的大小关系是FA FB。
【变式1-1】(2022春•泰山区校级期中)一物体漂浮在水中,有体积露出水面,则物体的密度为( )
A.0.25g/cm3 B.0.75g/cm3 C.0.8g/cm3 D.1.25g/cm3
【变式1-2】(2023•宝应县一模)如图甲所示,底面积S为25cm2的圆柱形平底容器内装有适量的未知液体,将容器放入水中处于直立漂浮状态,容器下表面所处深度h1=10cm,该容器受到的浮力是 N;如图乙所示,从容器中取出100cm3的液体后,容器下表面所处深度h2=6.4cm时,则该容器所受浮力减少了 N,未知液体的密度是
kg/m3。(g取10N/kg)
考点2 物体浸没问题的几个规律
规律1:物体浸没在液体中,物体排开液体的体积等于物体的体积;
规律2:同一物体在不同液体(密度不同)里漂浮,所受浮力不同;
规律3:同一物体在不同液体里浸没,在密度大的液体里受到的浮力大;
规律4:浸没物体的重力是它浸没时受到浮力的几倍,物体密度就是液体密度的几倍;
推断如下:
V排=V物
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
【典例2-1】(2023•任城区一模)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,如图﹣1。图﹣2是弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系图像。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(不考虑水面高度的变化)下列说法正确的是( )
A.下降高度h=8cm后物体受到的浮力变大
B.物体浸没时受到的浮力为5N
C.物体刚浸没时下表面受到水的压强是8×102Pa
D.物体的密度是2.25×103kg/m3
【典例2-2】(2023•新北区校级模拟)甲图所示底面积为200cm2、重为10N、足够高的薄壁厚底柱形容器,内装有20cm深的水,静止置于水平桌面上,用弹簧测力计吊着均匀材料制成的实心圆柱体物体从空中匀速下放到盛水的柱形容器中(圆柱体物体始终未与容器底接触)。圆柱体物体下放过程中,弹簧测力计示数F随圆柱体物体底下降高度h变化的关系图像如图乙所示。求:
(1)柱形容器内水的重力?
(2)圆柱体物体材料的密度?
(3)若圆柱体物体在水中所处的位置如乙图图像C点所指示的位置,计算柱形容器对水平桌面的压强?(g取10N/kg)
【变式2-1】(2022•兴宁区校级开学)水上救援需要打捞沉没的货物,我们将该情景简化为如图所示的物理过程。假设物体浸没在水深h=0.5m的容器底部(非密合),现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出,当物体有一半体积