2023年中考物理复习《浮力切割问题》

浮力切割问题 一、浮力切割问题规律 由于漂浮，根据力的平衡有：F浮=G物，展开得：ρ液gV排=ρ物gV物，变形得： 结论：切去露出的体积后，新露出的部分与剩余体积之比是定值。 二、浮力切割问题解读 相信大家都遇到过这种浮力切割问题。 举个例子：比如你早上做“早餐”，假如它不溶于水。现把它切为两半，你说这两半它是上浮呢？还是下沉呢？还是原地不动呢？其实，这种浮力切割问题，它涉及到的知识点是：物体密度和液体密度的大小关系，决定物体是上浮还是下沉。如果物体的密度比液体小，它就上浮，最后漂浮；如果物体的密度和水相等，它就会悬浮；如果物体的密度比水大，它就会下沉。 现把浮力切割问题分为两种情况，分别是：①物体密度不均匀；②物体密度均匀。 先看物体密度不均匀的情况。 比如一个苹果在水里处于悬浮状态，从水中取出苹果分成一个大块和一个小块，再将小块放入水中，发现小块沉入水底，据此现象可以推断：若将大块浸没入水中，松手后大块将会怎么运动？ 我们回到开始，苹果在不里处于悬浮状态，这说明整个苹果的平均密度等于水的。现把它切成两块之后，小块会沉入水底，说明小块的密度大于水，则大块的密度大于水，综合起来：整个苹果的密度才等于水。所以大块的密度小于水就会上浮。 如果物体的密度均匀，悬浮在水中，现在把它切成大小不同的两块，它们将怎么运动？ 现在，一密度均匀的实心物体浮在水面上，将露出水面的部分切去并取走，那么剩下部分将怎么运动？ 从浮力和重力角度分析： 如图所示，密度均匀的木块漂浮在水面上，现沿虚线将下部分截去，则剩下的部分将上浮一些还是下沉一些？ 三、浮力切割问题训练 1.一实心木块漂浮在水中，如图所示。 （1）若沿aa′截去上半部分，木块将会如何运动？（向上运动） （2）若沿bb′截去右半部分，木块将会如何运动？（不动） （3）若沿cc′截去下半部分，木块将会如何运动？（向下运动） 2.由同种材质制成的实心正方体，放在水中有的部分露出水面，现将露出水面的部分切去，剩余部分（ A ） A.将有部分露出水面 B.将有部分露出水面 C.将要下沉至水底 D.将悬浮在水中 3.一质地均匀的长方体放在水中（小部分露出水面，大部分没入水中），现在将它露出水面的部分截取走，剩余部分静止时人漂浮于水面上。若第二次漂浮时露出水面的体积是物体原来体积的，则此长方体的密度为 0.8 g/cm3。（ρ水=1g/cm3） 解析：长方体放在水中小部分露出水面，大部分没入水中，说明长方体处于漂浮状态， 漂浮时长方体受到的浮力等于重力，即：F浮=G物 可以得出：，设长方体的密度为x，则： 所以，，解得：， 由于（小部分露出水面，大部分没入水中） 故舍去 所以，，即长方体的密度为0.8g/cm3。 4.一个体积为V的实心长方体，放入水里，静止时长方体能浮在水面。现将它露出水面的部分切去，再把它剩余部分放入水里。若要求长方体剩余部分静止时，露出水面的体积V′与长方体的体积V的比值为最大，则长方体的密度为多少？ 解析：设长方体总高度为1，露出部分为x，水中部分为1－x。现把露出部分切掉，剩余总高度变为1－x， ( x 1- x 1- x （ 1- x ） x =－ x 2 + x = － （ x － ）＋　　　　　　　 ) ∴ 当时取最大值 根据题意有： 于是：，则ρ物=0.5g/cm3 第 3 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $