内容正文:
第十章 浮 力
考点一 浮力大小的判断
典例1 (2023·临沂费县期末)如图所示,小明将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种不同液体中,静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮、在丙液体中沉底。若用ρ甲、ρ乙、ρ丙分别表示三种液体的密度,则下列说法中,不正确的是( )
(典例1图)
A. 甲、乙两液体中的小球所受浮力相等
B. 丙液体的密度最小
C. 甲液体对烧杯底部产生的液体压强最大
D. 乙、丙两液体中的小球所受浮力相等
解析:静止时,小球在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,在丙液体中沉底,则根据浮沉条件可得:ρ球<ρ甲,ρ球=ρ乙,ρ球>ρ丙;所以三种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙>ρ丙,丙液体的密度最小,故B正确;液体的深度相同,根据p=ρ液gh可知,甲液体对烧杯底部产生的液体压强最大,故C正确;小球在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,小球所受的浮力等于重力,故甲、乙两液体中小球所受的浮力相等;小球在丙液体中沉底,小球所受的浮力小于重力,故乙、丙两液体中小球所受的浮力不相等,故A正确,D错误。
答案:D
方法归纳
浮力大小的比较
要比较浮力的大小,首先考虑利用F浮=ρ液gV排判断,若无法利用此式判断,则需要结合物体的浮沉条件加以判断。甲、乙两液体中小球所受的浮力都等于重力,丙液体中小球所受的浮力小于重力,所以F浮甲=F浮乙>F浮丙。
1. (2023·石家庄藁城期末)(多选题)底面积不同的两个容器,放在水平桌面上。分别装入质量相等的甲、乙两种不同液体,液面相平(如图所示)。现有两个体积相同的不同小球A和B,小球A放入甲液体中,小球B放入乙液体中,两球均处于悬浮状态,液体均未溢出。下列说法中,不正确的是( BC )
BC
(第1题)
A. 甲液体的密度大于乙液体的密度
B. 未放入小球时,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
C. 悬浮时小球A所受浮力等于小球B所受浮力
D. 若把小球B放入甲液体中,则静止时小球B所受浮力等于在乙液体中所受的浮力
考点二 漂浮条件的综合运用
典例2 如图所示,粗细均匀的蜡烛长为L0,它底部粘有一质量为m的小铁块。现将它直立于水中,它的上端距水面h。如果将蜡烛点燃,假定蜡烛燃烧时烛蜡不流下来,且每分钟烧去蜡烛的长为ΔL,那么从点燃蜡烛到蜡烛熄灭的时间为(设蜡烛的密度为ρ,水的密度为ρ1,铁的密度为ρ2)( )
(典例2图)
A. min B. min
C. min D. min
解析:设铁块受到的浮力为F,蜡烛的横截面积为S。蜡烛刚开始漂浮在水里,受力平衡分析:G烛+G铁=F烛+F,即ρL0Sg+mg=ρ1(L0-h)Sg+F ①,蜡烛灭的时候,设蜡烛燃烧的长度为x,这时蜡烛的上端刚好在水面,剩余蜡烛所受重力加铁块所受重力刚好等于蜡烛所受浮力加铁块所受浮力。G烛'+G铁=F烛'+F,即ρ(L0-x)Sg+mg=ρ1(L0-x)Sg+F ②,①-②得x=,蜡烛燃烧的时间t== min,故A正确。
答案:A
2. (2023·郑州金水校级期末)两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法中,正确的是( A )
A. 密度计A所受重力较小
B. 密度计B所受浮力较小
C. 两密度计底部所受水的压强相等
D. 两密度计在水面处的刻度值不同
(第2题)
A
3. 水面上漂浮着甲、乙两个实心球,甲的质量大于乙的质量,甲和乙露出水面的体积相等,下列说法中,正确的是( C )
A. 它们浸入水中的体积相等
B. 它们的总体积可能相等
C. 甲的密度比乙大
D. 甲的总体积比乙大,甲的密度不一定比乙大
C
考点三 物体浮沉条件的综合运用
典例3 甲、乙两个质量相等的实心小球,密度分别为ρ甲和ρ乙,且ρ甲∶ρ乙=3∶2,将它们放入足够深的水中,两球静止时所受浮力之比不可能为( )
A. 2∶3 B. 1∶1
C. 2ρ甲∶3ρ水 D. 2ρ水∶3ρ乙
解析:当两小球都漂浮或一球漂浮一球悬浮时,所受浮力等于重力,又因为两小球质量相等,则重力相等,浮力之比为1∶1,故B有可能;当两小球都下沉时,ρ甲=,ρ乙=,ρ甲∶ρ乙=∶=3∶2,则V甲∶V乙=2∶3,F浮甲=ρ水gV排甲=ρ水gV甲,F浮乙=ρ水gV排乙=ρ水gV乙,F浮甲∶F浮乙=V甲∶V乙=2∶3,故A有可能;当一个漂浮一个下沉时,因为乙的密度小,所以是甲下沉、乙漂浮,则F浮甲=ρ水gV排甲=ρ水gV甲,F浮乙'=G乙=
G甲=ρ甲gV甲,F浮甲∶F浮乙'=ρ水gV甲∶ρ甲gV甲=ρ水∶ρ甲,由ρ甲∶ρ乙=3∶2可知,ρ水∶ρ甲=ρ水∶ρ乙=2ρ水∶3ρ乙,故C不可能,D有可能。
答案:C
4. 如图