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专题学习知识清单一 浮力的基础型分析与计算
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知识点一 物体浮沉条件的应用
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为0.6g/cm3
C
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2.有一木块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3。把它浸没在水中
时,它受到的浮力是__________N;松手后,木块静止时排开水的质量
是__________kg(g取10N/kg)。
2
0.16
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知识点二 液面升降问题
3.如图所示,一烧杯中装有部分水,将一块冰放入水中,冰漂浮在水中,已知ρ水=1.0g/cm3,ρ冰=0.9g/cm3。由于气温高于0℃,一段时间后冰块开始熔化。请分析说明冰熔化前后水面位置的变化情况。
【答案】 由于冰块漂浮,F浮=G冰,由阿基米德原理可知F浮=G排;又因为冰熔化前后重力不变,G冰=G冰化水,即G排=G冰化水,因为F浮=G排=ρ水V排g,G冰=G冰化水=ρ水V冰化水g,所以ρ水V排g=ρ水V冰化水g,故V排=V冰化水。所以冰熔化前后水面不升也不降。
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4.如图所示,在码头上,当货轮在水中的吃水线由M下降到N,关于货
轮装卸货物和受到的浮力的变化情况,下列说法正确的是( )
A.正在卸货,浮力不变
B.正在装货,浮力变大
C.正在卸货,浮力变小
D.正在装货,浮力不变
C
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5.某同学进行如下实验:先在一玻璃水槽中注入一定量的水,再将盛有小石子的塑料小碗放入水中,如图所示,测得碗底到水面的距离为h,再每隔一定时间向水里加盐并搅动,直至食盐有剩余。在他所绘制的碗底
至水面的距离h随溶盐量m变化的图像中,最合理的是( )
D
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知识点三 浮力秤或台秤类问题
6.如图所示,弹簧测力计下挂一铝块,铝块逐渐浸入台秤上盛有水的圆柱体容器中,直至浸没水中(不接触容器,无水溢出)。
(1)在铝块逐渐浸入水中的过程中,台秤示数逐渐__________
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)请推导这个过程中台秤示数变化值ΔF与水的密度ρ和铝块浸
入水中的体积的变化值ΔV的定量关系。
变大
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【答案】 (2)铝块受到水的浮力F浮=ρgV排,因为物体间力的作用是相互的,水对铝块有浮力,铝块对水有一个等大的作用力,该力传到台秤上,所以台秤示数会增大,且增大值就等于浮力大小的变化值,而浮力随铝块浸入体积的增大而增大,故ΔF=F浮=ρgΔV。
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7.在青少年科技创新大赛中,某同学发明的作品《浮力秤》参加展评,该作品可方便称量物体的质量,其构造如图所示。已知小筒底面积为10cm2,总高度为20cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水中的深度为8cm,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)小筒和秤盘的总重力是多少牛?
(2)该浮力秤能称出物体的最大质量是多少千克?
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【答案】 (1)小筒底面积为10cm2,秤盘中不放物体时,小筒浸入水中的深度为8cm,故小筒排开水的体积V排1=Sh1=10cm2×8cm=80cm3=8×10-5m3,
因浮力秤漂浮在水面上,故小筒和秤盘的总重力G秤=F浮=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-5m3=0.8N。
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(2)该浮力秤称最大质量的物体时,V排=V秤=Sh=10cm2×20cm=200cm3=2×10-4m3,
此时物体和浮力秤的总重力G=F浮总=ρ水gV排=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×2×10-4m3=2N,
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知识点四 浮力的综合计算
8.如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重力为6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木球浸没时(g取10N/kg),求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力。
(2)细线对木球的拉力。
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积。
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【答案】 (1)木球浸沉时受到浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg ×1.0×10-3m3=10N。
(2)F拉=F浮-G球=10N-6N=4N。
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9.如图所示为一种木制的“菱桶”(可看成是圆柱体),是江南地区常见的采菱时的载人工具。已知“菱桶”的底面积为2m2,高约25cm,质量为20kg(g取10N/kg)。请通过计算回答问题:
(1)一只空“菱桶”放入水中静止时受到的浮力是多少?
(2)静止时,空“菱桶”露出水面的高度是多少?
(3)若图中采菱人的质量为60kg,“菱桶”