内容正文:
<<第十讲
浮力>>
知识网络梳理
项目
具体内容
说明
注意
浸在液体中的物体受到液体向上的
浸入气体中的
定义
力,就是①
,浮力的方向是竖
物体也受到
打入地下的桥墩不受
浮
直②
浮力
到水的浮力,水中的
桥墩上的田螺受到
浮力产生
浸没在液体中的物体受到液体对其上、下两个表面的
浮力
的原因
③
差,就是浮力产生的原因,即F浮=F向上一F向下
内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的④
公式:F净=⑤
公式变形式:求液体密度P液=⑥
;求排开液体的体积V推=⑦
阿基米
说明:(1)“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是浸没;二是物体的一部分浸入液体里,
德原理
另一部分露在液面以上。(2)G排是指被物体排开的液体受到的重力,还可推导出F浮=
浮
G排=m排g=P液gV持,m排指物体排开的液体的质量。(3)V排指物体排开液体的体
积,当浸没时V排=V物;当物体只有一部分浸入液体里时,则V排=V浸<V物
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
凳
物体的
条件
F浮⑧
G
F浮⑨
G
F净⑩
G
F浮①
G
F浮十F支②
G
P液③
P物P液④
P物
P液⑤
0物
P液⑥
D物
P液⑦
D物
沉
可以停留在液体
是“上浮”过程
是“下沉”过程
条件
处于动态(运动状态不断改
的任何深度处
的最终状态
的最终状态
变),受非平衡力作用
其应
处于静止状态,受平衡力作用
轮船
做成⑧
能使它排开更多的水,增大可利用的浮力,漂浮于水面上
潜水艇
靠四
来实现上浮和下潜
应
气球和飞艇
充入密度小于空气的气体,通过改变“体积”实现升降
利用漂浮条件来测量液体密度的仪器。同一支密度计在不同液体中所
密度计
受浮力②⑩
64
第十讲浮力
经典例题详解
典例1如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧
没时下表面距水面距离h=50cm一30cm=
测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀
20cm=0.2m,金属块下底面受到水的压强
速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测
p=p水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m
力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变
2×103Pa,故D错误。
化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池
[答案]B
水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法
典例2(2024·达州)如图所示,水平桌面上两
中正确的是(不计液面变化)
相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,
容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等
的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球
F/N
46
沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对
77777777777
26
容器底部压强相等。下列说法正确的是(
0
305070h/cm
甲
A.金属块所受重力大小为26N
电子秤
电子秤
B.金属块的密度为2.3×103kg/m
A.液体密度P甲<p乙
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为
B.两小球受到的浮力FA=FB
26N
C.两电子秤示数相等
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),
水的压强为5×103Pa
左侧电子秤示数变化较大
[解析]由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数
[解析]由题可知,两液体对容器底部的压强相
为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡
等,且甲液体的深度小于乙液体的深度,根据液
条件可知,金属块的重力G=F拉1=46N,故A
体压强公式p=pgh可得p甲>p乙,A错误;两小
错误;金属块的质量m=
G 46N
球体积相等,A球排开液体的体积大于B球排
g 10 N/kg
=4.6kg;
开液体的体积,且p甲>p2,根据F浮=P减gV'
由图像可知,当h=50cm之后,弹簧测力计示
则两小球受到的浮力FA>F,B错误;两液体
数不变,金属块浸没水中,受到的浮力F浮=
对容器底部的压强相等,由F=S可知,两液
G-F拉2=46N-26N=20N;由F#=P发gV排
体对容器底的压力相等,A球沉底,B球漂浮,
F浮
可得金属块体积V=V接=
装甲液体的容器还受到A球的压力,则两电子
0水8
秤示数不相等,C错误;将A、B两个小球取出
20N
=2×103m3,金属块
1×103kg/m3×10N/kg
后,电子秤示数的变化量为小球的质量,由浮力
FA>FB、FA<GA和FB=GB。可知mA>mB,
的密度0-2X09m=2.3X102kg/m,
则左侧电子秤示数变化较大,D正确。
故B正确、C错误;不计液面变化,金属块刚浸
[答案]D
第十讲浮力
65
实验突破
W实验1
探究浮力大小与哪些因素有关m
[实验装置]
[实验现象]
1.物体浸入水中的体积越①
弹簧测力计的示
数越小;当物体浸没后,增加物体浸没的深度,弹簧测
力计的示数②
宝
宝
2.物体浸没在盐水中比浸没在水中弹簧测力计的示数偏小
水
水
水
盐水
[实验方法]
[实验结论]
控制变量法
物体在液体中所受的浮力大小与③
和④
有关,物体排开液体的体积越⑤
,液体的
[实验原理]
密度越⑥
,物体受到的浮力就越⑦
称重法测浮力F浮=G一F
与物体浸入液体中的深度⑧
针对练习
能力提升
小明同学按照如图所示的操作,探究影响浮力
(6)通过图C、E的探究,
(选填“能”或“不
大小的因素。
能”)得出浮力大小与液体密度是否有关
(7)小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体
3.5
N
3N
3.2N
和圆柱体进行如图所示的实验,由此小明得
出的结论是:浮力的大小与物体的形状有
精
关,你认为这个结论
(选填“可靠”
A
或“不可靠”),主要原因是
基础考法
(1)观察弹簧测力计的零刻度线
和分
度值;调零时,弹簧测力计应在
(选
填“竖直”或“水平”)方向上调零。
(2)小明在实验中主要用到的科学探究方法是
3水
(3)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是
N。
(8)小明猜想浮力的大小可能与物体浸在液体
(4)观察A、B、C、D四幅图,可得出物体受到的
中的深度有关。为了验证自己的猜想是否
浮力大小与
有关;与浸没在水中
正确,他设计并完成了实验,并将详细的实
的
无关。
验数据记录在表格中。请在图中画出浮力
(5)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大
大小F浮与物块下表面所处深度h之间的关
小与
有关。
系图像。
66
第十讲浮力
(9)经进一步计算可知物体体积V=
m3,
物块下
表面所
0
1
2
3
4
5
6
8
9
物体的密度ρ=
kg/m3,酒精的密
处深度
h/cm
度P酒精二
kg/m3。(g取10N/kg)
核心素养
弹簧测
力计示
3.83.63.43.23.0
3.03.03.03.0
(10)小明用弹簧测力计吊着圆柱体金属块缓慢
数F/N
浸入水中,从金属块底面接触水面开始,直
物块所
受浮力
到金属块处于D图位置,能正确表示物体
0
0.20.40.60.81.01.01.01.01.0
F¥/N
所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关
↑F¥/N
系的图像是
1.4
12
F/N
AF/N
F/N
1.0
0.8
h/cm
0
h/cm
h/cm
0
0.6
h/cm
0.4
A
C
0
0.2
012345678910h/cm
m实验2探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系M
实验装置]
主要实验器材的选取及使用]
1.物体的选取要求:重力不能超过弹簧测力计
的量程、密度大于水且不吸水
2.正确使用溢水杯:溢水杯中的液体应达到溢
甲
丙
水口,以保证物体排开的液体全部流入小桶
实验步骤]
实验数据处理]
1.如图甲,测出小桶所受的重力G桶
G一F=G桶水一G桶
2.如图乙,用测力计测出某物体所受的重力G
3.如图丙,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,
[实验结论]
读出此时测力计的读数F;同时用小桶收集物体
浸在液体中的物体受到①
的浮力,浮
排开的水
力的大小等于②
4.如图丁,测出小桶和排开水所受的总重力G桶水
针对练习
基础考法
在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与
【实验探究】
“理论探究”两种方式进行研究,请你完成下列
(1)通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟排
任务。
开液体所受重力的关系,物体受到的浮力是
N,物体排开液体的重力是
N,
第十讲浮力
67
由实验可得结论
,这
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
就是阿基米德原理。
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同
2.0N
的铁块进行实验
1.0
(10)小明又进行了如下深入探究,如图所示,将
0.5N
溢水杯中注满水放在电子秤上,其示数为
m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,
待杯中水停止外溢时,其示数为m2,则m
甲
丙
能力提升
(选填“>”“<”或“=”)m2。
(2)为减小实验误差,你认为更为合理的实验顺
序是
(填序号)。
(3)若实验之前溢水杯中未盛满水,所测得的结
果会是F浮
(选填“>”“<”或
电子秤
电子秤
“=”)G排。
(11)得出“阿基米德原理”后,小明对实验进行了
(4)在情景乙中,溢水口还在溢水时,小明同学
改进,装置如图戊所示,两个测力计A和B
便急忙把小桶移开,开始测量小桶和溢出水
完全相同,现用弹簧测力计A悬挂物块a,
的总重力,这样会导致测量的物体排开液体
将其缓慢浸入装满水的溢水杯中,直到完全
所受重力
(选填“偏大”“偏小”或
浸没为止,整个过程中物块α均未接触杯底
“不变”)。
和侧壁,同时用弹簧测力计B悬挂着的小杯
(5)如果将图中物体换成不吸水的木块,
子收集从溢水杯中溢出的水。则从物块a
(选填“能”或“不能”)完成本实验
的下表面开始接触水面到上表面刚刚没入
(6)另一实验小组在步骤乙的操作中,只将物体
水中的过程中,下列说法中正确的是
的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则
(选填“能”或“不能”)验证阿基米
A.测力计A的示数就是物块所受浮力的
德原理是正确的。
大小
(7)小明通过几次实验发现F浮≠G排,造成这种
B.测力计A的示数变小,电子秤的示数
结果的原因不可能是
(填序号)。
变大
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
C.测力计A的示数变化量等于测力计B
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
的示数变化量
C.石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
(8)小王用水做完实验后,将水换成其他液体再
重复几次实验,其主要目的是
A.多次测量求平均值,减小误差
B.多次测量寻找普遍规律
电子秤
(9)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操
戊
作中不合理的是
68
第十讲浮力
核心素养
【原理应用】
(12)【理论探究】
水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底
第一步:建立模型—选取浸没在液体中
薄壁容器,内装质量为m的液体。现将一
的长方体进行研究,如图己所示:
个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中,
第二步:理论推导—利用浮力产生的原
圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没
因推导阿基米德原理。
(与容器底接触但不密合),整个过程液体
请你写出推导过程,提示:推导过程中所用
未溢出,金属圆柱体静止时所受浮力F浮=
物理量需要设定(可在图己中标出)。
安徽中考精选
考点1探究浮力实验
长方体容器上标出此时的水位线MN(如图
1.(2021·安徽节选)小华按图示的步骤进行探
甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆
究浮力的实验:
筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后(金
①在弹簧测力计下悬挂一个金属球,如图甲
属块不接触容器底部),在长方体容器上标出
所示,弹簧测力计的示数为2.6N;
此时的水位线PQ(如图乙所示);再向长方体
②将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数
容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在
如图乙所示;
同一水平面上(如图丙所示)。测出PQ与此
③将金属球从水中取出并擦干水分,再将它
时水面的距离为h1,与MN的距离为h2。若
浸没在另一种液体中,弹簧测力计示数如图
圆筒的底面积为S,长方体容器的底面积为
丙所示。
4S,A点到圆筒底部的竖直距离为h,不计细
由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮
线的质量和体积,已知P水和g。
力大小为
(1)求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小(用
题中给定的物理量符号表示)。
(2)求金属块的体积V(用题中给定的物理量
1
符号表示)。
2.6N
(3)若h1=0.07m,h2=0.03m,0水=1.0×
103kg/m3,求金属块的密度p。
液体
h
甲
丙
h
M
考点2阿基米德原理的应用
沙
S水
2.(2024·安徽)某兴趣小组要测量一金属块的
甲
丙
密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄
壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放
置的长方体透明薄壁容器中,待圆筒静止后,
在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在
第十讲浮力
69
3.(2023·安徽)“浮沉子”最早是由科学家笛卡
(1)图2中A所受浮力的大小。
儿设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小
(2)图2中A排开水的体积。
玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”;
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的
水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均
有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面
积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体
积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所
示,小瓶内空气柱的高度为h。手握大瓶施加
适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3
所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气
看成一个整体A,A的质量为,水的密度为
P水g为已知量,求:
空气
h
空气
小瓶
水
大瓶
图
图2
图3
全国真题精选
考点1浮力
考点2阿基米德原理
1.(2024·上海)小浦用一个弹簧测力计竖直悬
3.(2024·齐齐哈尔)如图所示,有一个内外壁皆
空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为
为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一
3.0N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力
个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的
器的示数变为2.0N,则浮力的大小是
牛,
弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当
方向为
;若将物体继续向下移动,则
物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为
弹簧测力计的示数大小
(选填“变
大”“变小”或“不变”)。
7N:当物体的。体积浸人水中时,弹簧测力计
2.(2024·达州)如图所示,一重
示数为4N。现将物体从弹簧测力计上取下放
为20N的正方体木块静止在
入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是
盛水的薄壁柱形容器中,已知
N,该物体的密度为
kg/m3。
容器底面积S=200cm,则木
块下底面受到水的压力为
N,木块放
入容器前后水对容器底部的压强变化量
为
Pa。
70
第十讲浮力
4.(多选)(2024·天津)水平桌面上有一底面积为
7.(2024·临沂)水平桌面上的两个相同的烧杯
S1的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面
中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在
积为S2的实心圆柱体(与容器底不密合),圆
液体中静止时两液面相平,如图所示。下列
柱体对容器底的压强为力,如图所示。向容器
选项中的物理量,相等的是
中注入质量为的液体后,圆柱体仍直立于容
器底且未完全浸没,则
(
77777
甲
A.两物块底部受到的压力
B.两物块排开液体的质量
A.圆柱体所受浮力为s—S”8
S
C.两液体对烧杯底的压强
D.两烧杯对桌面的压强
52
B.圆柱体所受浮力为s,一Sm8
考点4浮力的应用
C.容器底所受液体压强可能为”g十S
8.(2024·眉山)物理兴趣小组的同学制作了一
S1-S2
个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两
D.容器底所受液体压强可能为ms十pS
个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计
S
考点3物体的浮沉条件
在液体中受到浮力F甲
F乙,液体对杯
5.(2024·贵州)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中
底的压强饣甲
巾乙。(两空均选填“>”
浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶
“<”或“=”)
叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由
于浮力大于重力而
;茶叶充分吸水后
由于其密度
水的密度而下沉。
9.(2024·自贡)在传统农耕文化中,劳动人民
般采用“盐水选种”的方法挑选种子,下列
6.(2024·苏州)将鸡蛋放入盐水中出现如图所
说法正确的是
(
示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下
列说法正确的是
盐水
A.种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
7077777
B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
A.加盐可以让鸡蛋悬浮
B.鸡蛋悬浮时液体密度大
C.下沉的种子密度比盐水的密度大
C.鸡蛋悬浮时浮力大
D.沉底的种子只受到重力和支持力
D.鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
第十讲浮力
71平整,空气会进入吸盘内,吸盘会脱落。排尽空气后的吸盘
受到的大气压力F=pS=1×10°Pa×2×10-8m2=200N,
吸盘挂钩受自身重力和物体对挂钩向下的拉力而不会掉落
是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力。
3.D[解析]该实验为覆杯实验,纸片和塑料管里的水不会掉
落是因为大气压对纸片产生了压力,将纸片紧紧压在塑料
管口,故D符合题意。
4.A[解析]吸盘在大气压的作用下被紧紧压在墙上,故A符
合题意;连通器利用的是液体压强,故B不符合题意;重垂线
利用的是重力的方向竖直向下,故C不符合题意:书包带做的
比较宽是通过增大受力面积减小压强,故D不符合题意。
5.大小于6.B
7.B[解析]飞机获得升力靠飞机机翼上凸下平的形状,使得
机翼上面流速大,压强小,下方流速小,压强大,从而产生一
个向上的压力差,使得飞机飞起来,故应选择B选项中的
形状。
8.B
9.【明确思路】压强
【收集证据】(1)橡胶管脱落(2)夹住(3)注射器
【交流结论】(1)大(2)三
[解析]【明确思路】空气流动取决于气体压强,空气由压强
大的位置流向压强小的位置。【收集证据】(1)用细线把气
球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止
橡胶管从三通玻璃管上脱落。(2)充气结束后立刻用夹子
夹住连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,防止气球内的空
气跑出。(3)解开其中一根细线,是解开注射器这边的细
线,拔出注射器,是为了用注射器再次吸取一定体积的空
气。【交流结论】(I)由图像可知,球的半径为2cm时的压强
差大于4cm时的压强差(即半径为2cm的气球内部气压较
大),因空气由压强大的位置流向压强小的位置,所以它们
相连通后空气将向半径大的气球流动。(2)两个规格相同、
装有不同体积空气的气球相连通,由题图乙可知,有可能半
径小的气球内部气压大,则此时空气从半径小的气球流向
半径大的气球:也可能半径小的气球内部气压小,则此时空
气从半径大的气球流向半径小的气球:还可能两球内部气
体压强相同,则此时空气不流动,所以空气流动可能发生的
情况有三种。
第十讲浮力
知识网络梳理
①浮力②向上③压力④重力⑤G#=PgV#
F
⑥V张g
⑧>⑨<⑩=①=②=③>
P液g
④<⑤=⑥>⑦<⑧“空心”©改变自身重力
④相等
实验突破
实验1①大②不变③物体排开液体的体积
④液体的密度⑤大⑥大⑦大⑧无关
针对练习
(1)量程竖直(2)控制变量法(3)1
(4)排开液体体积深度(⑤)液体密度(6)不能
(7)不可靠未控制物体排开液体的体积相同
(8)如图所示
F海/N
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
012345678910h/cm
(9)1×10-44×1030.8×103(10)C
[解析](9)物体的体积V=V=F正=
0g
m G
1×103kg/m×10NVkg
1X10mi,物体的密度0=7=g7
4N
10N/kgX1X10+m=4X10kg/m,酒精的密度P精=
4N-3.2N
gV#10N/kg×1X10+m=0.8X10kg/m2。(10)用测
力计吊着物体缓慢浸入水中,从物体底面接触水面开始,到刚
浸没在水中的过程中,物体排开液体的体积逐渐变大,受到浮
力变大:完全浸没后,到物体继续浸没到达D图位置的过程
中,排开液体的体积不变,受到的浮力大小不变,故能正确表示
物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度关系的图像是题
图中的C选项。
实验2①向上②它排开液体所受的重力
针对练习
(1)11F降=G栋(2)丁→甲→乙→丙(3)>
(4)偏小(5)能(6)能(7)B(8)B(9)A(10)=
(11)C
(12)【理论探究】解:设长方体的底面积为
S、高为h,液体密度为P微,长方体上、下表
面所处的深度及受力情况,如右图所示
由于同种液体中,深度越深,液体的压强越
大,长方体的上下面表面积相同,由
F=S可得,液体对长方体向上的压力大
于液体对它向下的压力,两者之差即为浮力,F浮=F?一F=
Pgh2S-pgh1S=pg(h2一h1)S=PghS=pgV#=G#。
S2
【原理应用】S—Smg
[解析](3)若实验之前溢水杯中未盛满水,则测得的金属块排
开水的重力偏小,故所测得的结果会是F屏>G特。(4)若溢水
口还在溢水时,把小桶移开测重力,因为少测了一部分溢出的
液体,会导致测量的排开液体所受的重力偏小。(5)因为阿基
米德实验适用于浸在液体中的物体,物体可以漂浮、悬浮或沉
底,所以木块也可以用于该实验的探究。(6)只将物体的一部
分浸入水中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,物体受
到的浮力也减小,仍能得出F浮=G#。(I0)铁球浸没在水中,
受到的浮力等于排开水的重力,即F浮=G#,物体间力的作用
是相互的,故铁球也会给水一个压力,即F:=F弹。铁球浸没
在水中,排出水的重力为G排,故电子秤的压力增加了F浮,又
减少了G挂,因F浮=G转,故电子秤受到的压力不变,因此
m1=m2。(11)从物块a的下表面开始接触水面到上表面刚
刚没入水中的过程中,由于物体Q受到水的浮力,弹簧测力计
A的示数减小:排出的水流入小桶,弹簧测力计B的示数增
加:弹簧测力计B的增加量等于弹簧测力计A的减小量:由于
物块α受到的浮力等于它排开液体的重力,所以电子秤的示
数不变,故AB错误,C正确。(12)由阿基米德原理可得,金属
圆柱体静止时所受浮力F弹=G特=P:gV特=P微gS2h=
m
P浅
PagS:SS:-S-Sg.
安徽中考精选
1.1
2.解:(1)圆筒漂浮,根据浮沉条件和阿基米德原理,圆筒和细
沙的总重力G=F牌=P水gV#=P水gSh。
(2)对比题图甲、乙、丙,可知圆筒和金属块排开水的体积的
增量△V#=4S2…①。对比题图乙、丙,易知圆筒在水中的
深度不变,因此题图乙中A点距MN的距离为1,则对比
题图甲、乙,可知圆筒和金属块排开水的体积的增量△V林
S(h1+h2)+V②,联立①②,解得V=(3h2-h1)S。
(3)金属块的重力G=△F辟=P水gAV#=4印*gSh2,金属块
的密成p号品--代入
.4h2
据,解得p=6p*=6.0×103kg/m3。
3.解:(1)由题图2可知,A处于漂浮状态,由物体的漂浮条件
可知,题图2中A所受浮力F浮=G=g。
(2)由F学=P液gV#可知,题图2中A排开水的体积V#=
F连_mg_m
0水g0gP水
(3)忽略小瓶壁厚,题图2中小瓶内空气的体积V堂气2=S,
题图3中小瓶悬浮,忽略小瓶自身的体积,则小瓶内空气的
体积等于A排开水的体积。由于A受到的浮力仍等于其
重力,大小不变,因此题图3中A排开水的体积仍为心,故
题图3中小瓶内空气的体积V影=”,小瓶内空气的质量
0水
不变,根据一口可知,题图2和题图3中小瓶内空气的密
度之比些=V起=m
ps V4Sh
全国真题精选
1.1竖直向上不变[解析]由题意可知,物体的重力为
3N,将物体浸没在水中,物体受到竖直向上的浮力,由称重
法可知,浮力的大小F浮=G一F希=3N一2N=1N:物体完
全浸没在水中,若将物体继续向下移动,物体排开水的体积
不变,由F浮=PgV#可知,物体受到的浮力不变,由
F=G一F浮可知,弹簧测力计的示数大小不变。
2.201000[解析]根据二力平衡,物体漂浮时所受重力与
浮力相等,因此浮力大小等于20N。而浮力产生的原因是
物体受到液体对其向上和向下的压力所形成的压力差,物
体漂浮时所受浮力就等于下表面所受压力,所以下表面水
压就是20N。木块放入后,根据阿基米德原理,木块排开液
体的重为20N,即排开液体的质量为2kg,排开液体体积
V4--20g=200m,则液面上升量M=
V特=
p水1g/cm
2000cm3
200cm
=l0cm,容器底部压强的变化量即为△p=pg△h,
代入数据得到△p=1000Pa
3.90.9×103[解析]设物体体积为V,重力为G,根据F
1
P*gV#和称重法F年=G-F示,当物体的5体积浸入水中
时,弹簧测力计示数为7N,则有1×103kg/m°×10N/kg×
吉V=G-7N…①,当将体的号体积浸入水中时,弹簧测力
计示数为4N,则有1X10ks/m×10NWkg×2V=G-
4N…②,联立①②,解得物体体积V=1×103m,重力
G
G=9N则该物体的密度P=号=各=品
G
10VgX1×10m=0.9X10g/m<p*,所以则该物体静
止时漂浮,浮力为F浮=G=9N。
4.BD[解析]设液体密度为P演,由密度公式可得,容器内液
体的体积V发-孤,圆柱体直立在液体中且与容器底接触,
放入圆柱体后容器内液体的深度h=S一S。
V液
P(S,-S),圆柱体受到的浮力F年=P%gVt=PgX
器答武A不符合足意,B符合超意:带园
柱体对容器底部有压力,则容器底受到液体的压强p:=
P液gh=P液gX
3·者同性体对容器底
部的压力刚好为零时,即圆柱体漂浮,圆柱体所受的浮力等
于更力,此时容器底所受液体压强A:-号-m5G
mg十pS2,故C不符合题意,D符合题意。
5.上浮大于[解析]根据浮与沉的条件,茶叶表面附着气
泡使其排开水的体积增大,根据F弹=P液V特g可知,浮力
增大,由于浮力大于重力,所以茶叶上浮。过一段时间,由
于茶叶吸收了水分,茶叶的平均密度大于水的密度,所以将
会下沉到杯底。
6.D[解析]如题图,鸡蛋漂浮,根据物体的沉浮条件,向杯中
加盐,盐水密度变大,鸡蛋仍然漂浮,若适当加水,可以减小
盐水的密度,鸡蛋可以悬浮,所以鸡蛋悬浮时液体密度较
小,故AB错误:向杯中加盐,鸡蛋仍然漂浮,若加水,鸡蛋悬
浮,所受浮力均等于重力,所以浮力相等,故C错误;加水
后,盐水的总质量明显增加,对烧杯底部的压力明显变大,
根据5可知,对烧杯底部的压蛋明显变大:向杯中加
盐,盐水的总质量增加不明显,则对烧杯底部的压力增加不
明显,所以对烧杯底部的压强增加不明显,故鸡蛋悬浮时液
体对杯底的压强大,故D正确。
7.B[解析]由题图可知,物块在甲、乙两杯中分别处于漂浮
和悬浮状态,浮力等于自身重力,因此两个相同的物块在液
体中静止时受到的浮力相等。将两个相同的物块分别放在
两烧杯中,两物块受到的浮力相等,都等于物块的重力,浮
力是浸在液体中的物体上下表面受到的压力差,即F弹
F下表面一F上表西;物块漂浮是上表面受到的压力为零,悬浮时
上表面压力不为零,两物块底部受到的压力不同,故A不符
合题意:根据阿基米德原理可知,物块受到的浮力等于其排
开液体的重力,两物块受到的浮力相等,所以物块排开甲液
体的重力等于物块排开乙液体的重力,故B符合题意:根据
浮沉条件可知,物体漂浮时P甲液>P%,物体悬浮时P2液=
P物,所以P甲孩>P2液,两杯中液面相平,根据力=pgh可知,
烧杯底受到液体的压强p甲>p,故C不符合题意;由题
图知,甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大
于乙液体的密度,根据m=ρV知,甲液体的质量大于乙液体
的质量,又因为两物块的质量和两烧杯的质量都相同,根据
G一mg知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,
根据p=知,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的
压强,故D不符合题意。
8.=<[解析]由题图可知,简易密度计在甲、乙两种液体
中都处于漂浮状态,此时浮力等于重力,因同一支密度计的
重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即
F=F,。由题图知,密度计排开甲液体的体积大于排开乙
液体的体积,密度计在两种液体中所受的浮力相等,根据
F浮=P减V#g可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,静止
时液面相平,根据p一P微gh可知,甲烧杯底部受到的液体
压强较小,即p甲<p乙。
9.C[解析]种子在上浮过程中所处的深度不断减小,由
p=Pgh可知,种子受到的液体压强也在不断减小,故A错
误;根据物体浮沉条件可知,漂浮的种子受到的浮力大小等
于其自身的重力,故B错误:根据物体浮沉条件可知,下沉
的种子密度比盐水的密度大,故C正确:由物体的浮沉条件
可知,沉底的种子受到的重力大小大于浮力,所以沉底的种
子除了受重力和浮力的作用,还受容器底对其的支持力,故
D错误。
微专题(六)浮力、压强的综合计算
m 0.6 kg
1.解:)根据题意可知,木块的密度p=了=1X10m
0.6×103kg/m3。
(2)根据题意可知,木块受到的重力G=mg=0.6kg×
10N/kg=6N。
(3)根据题意可知,实心木块漂浮在水面上,则木块受到的
浮力等于木块的重力,即浮力F浮=G=6N。
F
F
(4)根据p=5可知,此时容器对水平来面的压强力=S
GGx+G_6 N+4 kgX10 N/kg-4.6X10'Pa.
S
S
0.001m
2.解:(1)水深300m处的压强p=p海水gh=1.0×10kg/m×
10N/kg×300m=3×10°Pa。
(2)加宽前,驳船满载时排开水的体积V株=200m×50m×
7m=7X10m2,驳船满载时受到的浮力F牌=Ps水gV排=
1.0×103kg/m3×10N/kg×7×104m3=7×108N,驳船空
载时的重力G=F降一G我=7×103N一3×103N=4×
10N,驳船空载时排开海水的体积V#=F生=G
P海水gP海水g
4×10N
1.0X102kg/m×10NWkg=4X10m。
(3)驳船载重增加量△G我=G学管架一G我=3.7X103N
3×10N=0.7X103N,驳船加宽后满载时浮力增加量
△F#=P海水g△V#=1.0X103kg/m3×10N/kgX(200mX
·16
7m×l如宽),驳船加宽后自重增加量△G灿=(200m×14m×
1t)×25X10N,由△Gt=△F4一4G。可得,驳格总宽
1 m
度增加量至少为1如吃=l0m。改装驳船的方法:①增加驳船
的长度:②增加驳船的高度:③在驳船周围增加浮筒(言之
有理即可)
3.解:(1)由图像可知,当h为0~40cm时,弹簧测力计示数
为54N,此时砖块处于空气中,根据二力平衡条件可知,砖
块的重力G=F粒1=54N;由图像可知,深度大于70cm时,
弹簧测力计示数为24N不变,此时砖块浸没水中,则砖块浸
没时受到的浮力F净=G-F拉2=54N-24N=30N。
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所
F连
以,由F=PAgV4可得,砖块的体积V=V一P术g
30N
1×103kg/m3×10N/kg
=3×103m3,砖块的质量m=
G=,54N=5.4kg,砖块的密度p=V3×10m
m 5.4 kg
g 10 N/kg
1.8×10kg/m。
(3)由图像可知,砖块刚浸没时底部所处的深度h=70cm
40cm=30cm=0.3m,砖块下底面受到水的压强p水=
p*gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,其
下底面所受的压强p=p水十p大气=3000Pa十1.013×
10Pa=1.043×105Pa.
4.解:1)根据P=受可得,汲卤简实心部分的体积V-
0
2.4kg
0.6X102kg/m=4X103m3。
(2)根据阿基米德原理可得,汲卤筒浸没在盐卤水中时受到
的浮力F萍=P盘商水gV#=P堂齿水gV=1.1X103kg/m
10N/kg×4×103m=44N。
(3)汲卤筒的重力G=mg=2.4kg×10N/kg=24N,小于
浮力,汲卤筒浸没在盐卤水中静止时,处于平衡状态,受到
平衡力作用,此时竹条对它所施加的力为压力,故有F浮一
G十F压,所以竹条对它所施加力F压=F浮一G=44N一
24N=20N,方向与重力方向相同,为竖直向下。
(4)盐卤水对阀门的压强p=P*gh=1.1×102kg/m3×
F
10N/kgX2m=2,2X1I0Pa,根据p=S可得,盐卤水对阀
门的压力F'=pS=2.2×104Pa×30×10-4m2=66N,单
向阀门相当于一个杠杆,根据杠杆平衡条件可知,当顶开阀门
的力作用在与O点关于圆心对称的点上时,此时动力臂最
大,阻力与阻力臂的乘积不变,动力最小,有F”X2r=F'Xr,
所以将间门刚好顶开的力最少为下=FX=66N
2r
2
33N。
5.解:由题意及图像可知,A、B浸没或漂浮时均有B=2hA,注
水体积由03V的过程中(S容-SA-SB)h=3V,①,注
水体积由3V,~7V。的过程中(S家-S:)h=7V,~3V。…②,
注水体积由7V,一12V,的过程中S容h。=12V,一7V…③,联
立①②③解得SA=Sm=5S=100cm。由此可知正方
体A的边长l=10cm,取出其中一个物体时,△V#=S容·