内容正文:
专题08 浮力综合
(知识梳理+模考题型训练+历年真题拔高)
知识点01:浮力概念
浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到的液体(或气体)对它的向上和向下的压力差。
说明:(1)对于漂浮物体,F浮= F向上,浮力大小等于物体液体对它向上的压力;
(2)和底部紧密贴合,没有空隙的物体不受浮力,如大桥的桥墩等。
知识点02:计算浮力的方法
1.压力差法:F浮= F向上—F向下;
2.称量法:F浮= G—F拉(实验题常用);
3.阿基米德原理:F浮= G排= m排g =ρ液gV排;
4.受力分析:(1)物体漂浮或悬浮,F浮= G物; (2)物体沉底,F浮+F支= G物。
知识点03:浮沉条件
1.三种状态的判断: 注意:先假设物体完全浸没在液体中。
方法一:受力比较
方法二:密度比较
运动
最终静止状态
F浮> G物
ρ液>ρ物
上浮
漂浮
F浮= G物
ρ液=ρ物
悬浮
悬浮
F浮< G物
ρ液<ρ物
下沉
沉底
2.三种状态的特点:
ρ液>ρ物 ρ液=ρ物 ρ液<ρ物
状态: 漂浮(静止) 悬浮(静止) 沉底(静止)
V排与V物关系: V排<V物 V排=V物 V排=V物
受力分析: F浮= G物 F浮= G物 F浮+F支= G物
m排与m物关系: m排=m物 m排=m物 m排<m物
知识点04:浮力应用
1.轮船:
说明:(1)轮船漂浮原理:轮船采用制成空心的办法,增大排开水的体积,从而增大可以利用的浮力,可以理解为轮船的平均密度减小。
(2)轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量(m排)。
(3)轮船换水域航行:因为轮船漂浮,G物= F浮=ρ液gV排,换水域航行时G物不变,所以V排与ρ液成反比,ρ液越大,轮船的V排越小,吃水线位置越低。
2.潜水艇:
说明:(1)工作原理:通过改变自身重力实现上浮和下沉;
(2)注意潜水艇是悬浮的,所以V排=V物。
3.密度计:
说明:(1)原理:密度计漂浮,利用F浮=G物;
(2)刻度特点:刻度值上小下大,且刻度不均匀。
知识点05:浮力的多情境问题
分析思路:
(1)确定研究对象,分情境进行受力分析,列出力的平衡方程;
(2)一般利用F浮=ρ液gV排,有时利用G物=ρ物gV物。
一.选择题
1.(2023•平原县二模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有两种不同的液体,将两个相同的物块A、B分别放入两种液体中,物块静止时两容器中液面相平。则下列说法正确的是( )
①物体所受浮力FA<FB
②容器中所装液体密度ρ甲<ρ乙
③液体对容器底的压力F甲>F乙
④容器对桌面的压强p甲<p乙
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
2.(2023•通州区一模)如图所示,水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器。甲容器内盛有水,水面上漂浮着一个木球;乙容器内用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在酒精中。此时,两个容器中的液面一样高。已知木球和铝球的体积相同,ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ木=0.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3。则下列说法中正确的是( )
A.甲容器底部受到水的压强比乙容器底部受到酒精的压强小
B.甲、乙容器对桌面的压力相同
C.木球受到的浮力比铝球受到的浮力小
D.将两球从液体中取出后,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
3.(2023•长沙模拟)小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,西红柿沉在盆底。她用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力大于它受到的重力
B.茄子受到的浮力一定大于西红柿受到的浮力
C.西红柿排开水的重力等于自身的重力
D.茄子的密度小于西红柿的密度
4.(2023•河源一模)如图所示,在水槽中放一只不吸水的陶瓷小碗,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,则碗沉入水底时比漂浮在水面上时水面高度将( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
5.(2023•固始县模拟)某冰块中有一小金属块,将它们放入盛有水的圆柱形容器中,恰好悬浮于水中(如图甲所示)。当冰全部融化后,水面下降的高度为h(如图乙所示),容器的底面积为S,则冰块中冰的体积为( )
A.Sh B.5Sh C.9Sh D.10Sh
二.填空题
6.(2