微专题—浮力图像问题 讲义-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-04-30
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摘要:
该初中物理浮力图像问题复习讲义通过表格化梳理构建知识体系,分“物体入水(单线、双线、重叠)、出水、不同液体中”五大考点,结合图示与图像信息分析,呈现浮力公式、密度计算等核心知识的内在联系,突出图像分析的重难点。
讲义亮点在于“图像类型分层突破”设计,如双线图像中通过浮力与拉力关系推导物体密度,专练涵盖选择、计算等题型,培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。典例与分层练习帮助基础学生掌握方法、优秀学生深化理解,为教师精准教学提供系统支持。
内容正文:
微专题—浮力图像问题
考点一、物体入水拉力图像(单线)☆☆
项目
内容没入水
图示
入水中,拉力变小
恰好浸没
持续浸没下沉
开始入水
图像信息分析
(1) 物体重力12N。(AB段没入水弹簧测力计测出来的就是重力)
(2) 物体浸没时受到的浮力8N。(F浮=G-F拉=12N-4N=8N)
(3) 不考虑容器内液面高度的变化,可得到物体的高度为4cm。(开始入水到恰好浸没,从3到7)
(4) 物体的体积是8×10-3m3,密度是1.5×103kg/m3。
(浸没时的V排;重力→质量,浮力→V排=V物,密度=质量/体积;F浮=ρ水gV排得V物=V排=F浮/ρ水g,G=mg得m=G/g,ρ=m/V)
典例1
(2026•春月考)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处慢慢下降,然后将圆柱体逐渐水浸入水中。如图所示的是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度变化关系的图象(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法错误的是( )
A.当h=7cm时,圆柱体恰好浸没水中
B.圆柱体受到的重力是12N
C.圆柱体受到的最大浮力是8N
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700Pa
【考点】阿基米德原理的理解;利用阿基米德原理进行简单计算;液体压强的公式及计算;称重法测量浮力.
【解答】解:AB、由图象可知,AB段圆柱体未浸入液体,测力计的示数即为圆柱体的重力,因此圆柱体受到的重力G=12N,
CD段圆柱体完全浸没在水,因此当h=7cm时,圆柱体恰好浸没水中,故AB正确;
C、由阿基米德原理可知,当圆柱体浸没时受到的浮力最大,
由图象可知,圆柱体浸没时弹簧测力计的示数F'=4N,
由称重法测浮力可知,圆柱体受到的最大浮力:F浮=G﹣F'=12N﹣4N=8N,故C正确;
D、由图象可知,当下降高度为3cm时,圆柱体的下表面刚好与水面接触,当圆柱体下降高度为7cm时,圆柱体刚好浸没在水中,则圆柱体下降的高度h'=7cm﹣3cm=4cm,但考虑到此时水面上升,圆柱体浸在水的深度大于4cm,由于不知道圆柱体和烧杯的横截面积,因此无法求出圆柱体浸在液体中的深度,因此无法求出圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强,故D错误。
故选:D。
考点二、物体入水拉力图像(双线)☆☆☆
项目
内容
图示
物体
高度
注意单位
恰好浸没
开始入水
开始入水
图像信息分析
(1) 拉力图像是①,浮力图像是②。(入水:V排增大,浮力增大,拉力减小)
(2) 物体的高度是1m。(入水过程,恰好浸没时,物体下表面到水面距离即为物体高度)
(3) 物体浸没时受到的浮力是1×104N。(F浮=ρ水gV排)
(4) 物体的重力是2.5×104N。(F浮=G-F拉→G=F浮+F拉=1×104N+1.5×104N=2.5×104N)
(5) 物体的体积是物体的体积是1m3,密度是2.5×103kg/m3。(正方体:V=1m×1m×1m;ρ=m/V=2.5×103kg/1m3=2.5×103kg/m3)
典例2
2.(2026•深圳模拟)港珠澳大桥在施工时,要向海中沉放大量的施工构件。如图甲所示,一正方体构件从海面被匀速吊入海水中,在沉入过程中,下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示。(其中ρ海水=1×103kg/m3)下列判断正确的是( )
A.构件的密度为1.5×103kg/m3
B.构件浸没时受到的浮力为1.5×104N
C.钢绳拉力F2随h变化的图线是图乙中的②图线
D.当h=3m,构件上表面受到水的压力为2×104N
【考点】阿基米德原理的理解;利用阿基米德原理进行简单计算;密度的简单计算;称重法测量浮力.
【解答】解:C.由图可知,构件在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大,所以浮力也逐渐变大,则钢绳的拉力F2逐渐减小;当构件浸没后排开水的体积不变,所受浮力不变,钢绳的拉力F2也不变,因此反映钢绳拉力F2随h变化的图线是①,构件所受浮力F1随h变化的图线是②,故C错误;
B.从乙图当构件刚好完全淹没时可以看出,构件的高度为1m,则构件边长为1m,正方体构件的体积V=1m3,则构件浸没在水中时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N,故B错误;
A.由图线知,构件完全淹没时,拉力F2=1.5×104N,由F浮+F2=G,可得构件的重力G=F浮+F2=1×104N+1.5×104N=2.5×104N,
则构件的密度为:ρ2.5×103kg/m3,故A错误;
D.当构件的下表面距江面3m深时,构件上表面距江面:h=3m﹣1m=2m,
构件上表面受到水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa,
上表面受到水的压力:F=pS=2×104Pa×1m2=2×104N,故D正确。
故选:D。
考点三、物体入水拉力图像(图像重叠)(物体是正方体)☆☆☆
项目
内容
图示
入水中,浮力变大
开始入水
入水中,拉力变小
恰好浸没
图像信息分析
(1) 图像①表示拉力。(入水:V排增大,浮力增大,拉力减小)
(2) 图像②表示浮力。F浮
(3) 重合图线表示拉力和浮力大小相等。F拉
(4) 对物块受力分析作图 · 。G
(5) 物体密度2ρ液。(F浮=ρ水gV排=G=mg=ρVg,浸没,V排=V→ρ液=ρ→ρ=2ρ液)
典例3
3.(2025春•平阳县校级期中)港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化(如图乙)。下列选项说法正确的是(ρ水=1.0×l03kg/m3,g=10N/kg)( )
A.表示正方体构件所受浮力变化的图像是①
B.该构件浸没在水中所受浮力为4×104N
C.该正方体构件的质量为16吨
D.该构件的密度是1.5×103kg/m3
【考点】浮力大小的计算;密度的计算.
【解答】解:A、由图甲可知,正方体构件在浸没之前排开水的体积变大,所以浮力逐渐变大,当正方体构件浸没后排开水的体积不变,浮力不变,故正方体构件受到的浮力先增大后不变,则图乙中反映正方体构件所受浮力变化的图像是②,反映拉力随深度变化的图线是①;故A错误;
B、当正方体构件浸没在水中时,排开水的体积等于构件的体积:V排=V=(2m)3=8m3,
构件浸没在水中所受浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,故B错误;
C、由图乙可知,当构件浸没后所受的拉力等于浮力,所以构件浸没后,在缓缓沉入的过程中,所受的拉力与浮力大小之和等于构件的重力,即G=F拉+F浮=2×8×104N=1.6×105N,
由G=mg可知,构件的质量:m=G/g=1.6×105N/10N/kg=1.6×104kg=16t,故C正确;
D、构件的密度:ρ=m/V=1.6×104kg/8m3=2×103kg/m3,故D错误。
故选:C。
考点四、物体出水拉力图像☆☆
项目
内容某液体中示数
出水中,出水中,出水中
图示
持续浸没上浮
开始出水
空气中测重力
恰好完全出水
图像信息分析
(1) 物体重力5.4N。(CD段已完全出水,测的就是物块重力)
(2) 物体浸没时受到的浮力2N。(F浮=G-F拉=5.4N-3.4N=2N)
(3) 物体的体积是2×10-4m3,密度是2.7×103kg/m3。(浸没时的V排;重力→质量,浮力→V排=V物,密度=质量/体积;F浮=ρ水gV排得V物=V排=F浮/ρ水g,G=mg得m=G/g,ρ=m/V)
(4) 5-9秒内,物块在水中的浮力逐渐减小。(F浮=ρ水gV排,V排逐渐减小,ρ水不变,g不变)
(5) 某液体密度运用公式。(先称重法求新浮力,F浮=G-F拉,再利用阿基米德原理的变形公式)
典例4
4.(2025春•任城区校级期中)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。如图乙所示,是绳子的拉力F随时间t变化的图像。(g=10N/kg)求:
(1)浸没在水中时,金属块受到的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)如图丙所示,当该金属块完全浸没在某种液体中时,弹簧测力计的示数为3.8N,则丙图中某液体的密度是多少?
【考点】利用阿基米德原理求物体的体积;称重法测量浮力;利用阿基米德原理进行简单计算.
(1)由图乙可知,金属块的重力G=5.4N,金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=3.4N,
则金属块浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F′=5.4N﹣3.4N=2N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ液gV排可得,金属块的体积
;
(3)当该金属块完全浸没在某种液体中时,弹簧测力计的示数为3.8N,受到的浮力:
F浮1=G﹣F拉1=5.4N﹣3.8N=1.6N,
金属块排开液体的体积等于金属块的体积,液体的密度:
。
答:(1)浸没在水中时,金属块受到的浮力是2N;
(2)金属块的体积是2×10﹣4m3;
(3)丙图中某液体的密度是0.8×103kg/m3。
考点五、物体在两种不同液体中图像?(已知ρ物<ρ水)☆☆☆
项目
内容
图示
开始漂浮,ρ物<ρ水,F浮=G=9N
持续沉底,浮力不变
恰好沉底,F浮<G
持续漂浮
水面升高
浮力持续增大
图像信息分析
(1) 物体最终在水中受到的浮力是9N,物体最终漂浮。(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)
(2) 物体最终在液体中受到的浮力是6N。物体最终沉底。(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)
(3) 在未知液体中:此时V物=V排=1×10-3m3。(正方体:V=0.1m×0.1m×0.1m)
典例5
5.(2025春•单元)边长10cm的正方体物块放入圆柱形容器底部,如图1所示。逐渐向容器内倒入水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图2(实线)所示的图象.
(1)在水中,h=11cm时,物块处于 漂浮 状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),物块重为 9 N;
(2)未倒水前物块对容器底部的压强为 900 Pa,物块的密度为 0.9 g/cm3;
(3)更换一种液体重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图象。h=11cm时,物块处于 沉底 状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),液体的密度为
0.6×103 kg/m3.
【考点】物体浮沉条件;密度的简单计算;液体压强的公式及计算.
【解答】解:(1)正方体物块的边长为10cm,由图象可知,水的深度从h=9cm以后物体受到的浮力9N不再发生变化,说明物体处于漂浮状态;
因物体漂浮时,受到的浮力和重力相等,
所以,物体的重力G=F浮=9N;
(2)正方体物块的底面积S=L2=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
则未倒水前物块对容器底部的压强为:
p900pa;
正方体物块的体积V=L3=(10cm)3=1000cm3=0.001m3,
物体的密度:
ρ0.9×103 kg/m3=0.9g/cm3;
(3)由图象可知,当h=10cm以后物体在液体中受到的浮力F浮′=6N不变,
因F浮′<G,所以,物体处于沉底状态,
因物体完全浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
故当h=11cm时,由F浮=ρ液gV排可得,
ρ液600 kg/m3。
故答案为:
(1)漂浮;9;
(2)900;0.9;
(3)沉底;0.6×103。
· 浮力图像专练
一.选择题(共10小题)
1.(2025春•海珠区期末)Y液体的密度随温度升高而减小。当Y液体温度为15℃时,物体M在Y液体中悬浮。物体M在不同温度的Y液体中最终静止时,所受浮力F浮与液体温度t的关系合理的是(M不吸收液体且体积不变)( )
A. B.
C. D.
【考点】浮力的图像问题.
【分析】当Y液体温度为15℃时,物体M在Y液体中悬浮,而Y液体的密度随温度升高而减小,则Y液体温度小于15℃时,液体的密度较大,物体M漂浮在Y液体中,Y液体温度大于15℃时,液体的密度较小,受到的浮力减小,且漂浮和悬浮时浮力都等于重力据此判断图像。
【解答】解:当Y液体温度为15℃时,物体M在Y液体中悬浮,而Y液体的密度随温度升高而减小,则Y液体温度小于15℃时,液体的密度较大,物体M漂浮在Y液体中,Y液体温度大于15℃时,液体的密度较小,受到的浮力减小,而漂浮和悬浮时浮力都等于重力,故物体M受到的浮力先不变,后变小。
故选:B。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,认真审题,灵活利用好物体浮沉与密度的关系是关键。
2.(2025春•青羊区校级期中)小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图像如图乙,从图乙可知( )
A.物体受到的重力为2N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为4N
C.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
D.该物体的密度为2000kg/m3
【考点】浮力的图像问题;密度的简单计算;称重法测量浮力;探究浮力大小与浸没深度的关系.
【分析】(1)从图像上找到物体的重力;
(2)知道物体的重力求出物体的质量;知道物体的重力和物体浸没在水中弹簧测力计示数,根据称重法求出物体受到的浮力,根据阿基米德原理求出物体排开水的体积,即物体的体积,根据密度公式求出物体的密度;
(3)从图像中发现当物体浸没在水中时,弹簧测力计示数不变,故物体受到的浮力不变。
【解答】解:A、由图像知,当物体还没有浸入水中时,弹簧测力计的示数是4N,故物体的重力是G=4N,故A错误。
BD、物体的重力是G=4N,物体的质量m0.4kg,
物体浸没在水中,弹簧测力计示数是F=2N,物体受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣2N=2N,
物体的体积:V=V排2×10﹣4m3,
物体的密度:ρ2×103kg/m3,故B错误、D正确。
C、从图像中发现当物体浸没在水中时,弹簧测力计示数不变,故物体受到的浮力不变,故C错误。
故选:D。
【点评】本题考查了阿基米德原理、密度计算等,是浮力和密度综合性习题,较大难度。
3.(2026•惠阳区一模)如图所示,一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢没入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【考点】阿基米德原理的理解.
【分析】物体下表面浸没在液体中越深,弹簧测力计示数越小,完全浸没后弹簧测力计示数不变,结合数学知识判断出图象。
【解答】解:未接触水面时,拉力等于物体的重力,弹簧测力计示数不变;当物体下表面浸在液体中越深,由F浮=ρgV排可知,V排增大,F浮增大,根据弹簧测力计的示数F=G﹣F浮,圆柱体的重力G不变,F浮增大,则弹簧测力计的示数F变小;当圆柱体完全浸没,V排不变,则弹簧测力计的示数F也不变,即弹簧测力计的示数和圆柱体下表面到水面距离h的关系图像如图A所示。
故选:A。
【点评】此题是浮力和深度关系的探究实验,主要是考查对图象的分析能力,这也是课标上的一个明确要求,需要掌握。
4.(2026•鄂城区校级模拟)边长为10cm的正方体物块(ρ物<ρ冰)放入水平桌面上的圆柱形容器底部,如图1所示。逐渐向容器内倒入适量水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图2(实线)所示的图象。更换一种液体重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图象。下列选项不正确的是( )
A.该物块密度为0.8×103kg/m3
B.未倒水前物块对容器底部的压强为8×102Pa
C.h=6cm时,物块分别在水中和液体中所受浮力之比8:7
D.h=12cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态
【考点】阿基米德原理的理解;密度大小与浮沉的关系;物体浮沉条件.
【分析】A、由图象可知,水的深度从h=8cm以后物块受到的浮力8N不再发生变化,由于ρ物<ρ水,物块处于漂浮状态,受到的浮力和重力相等,据此求物块的重力;求出物块的体积,利用G=mg=ρVg求物块的密度;
B、未倒水前,物块对容器底部的压力等于其重力,求出受力面积,利用p求对容器底部的压强;
C、由图象可知,当h=10cm以后物体在液体中受到的浮力不变,由于F浮<G,物体处于沉底状态,此时物块排开液体的体积和自身的体积相等,利用F浮=ρ液gV排求液体的密度;当h=6cm时,物块分别在水中和液体中是部分浸入,排开水、液体的体积相同,所受浮力之比等于水和液体的密度之比;
D、由A、C解答可知,h=12cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态。
【解答】解:
A、由图象可知,水的深度从h=8cm以后物体受到的浮力8N不再发生变化,
因ρ物<ρ水,
所以,物体处于漂浮状态,
因物体漂浮时,受到的浮力和重力相等,
所以,物体的重力G=F浮=8N;
物块的体积:
V=(10cm)3=1000cm3=0.001m3,
由G=mg=ρVg可得物块的密度:
ρ0.8×103kg/m3;故A正确;
B、未倒水前,物块对容器底部的压力:
F=G=8N,
受力面积:
S=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
对容器底部的压强:
p8×102Pa;故B正确;
C、由图象可知,当h=10cm以后物体在液体中受到的浮力F浮′=7N不变,
因F浮′<G,
所以,物体处于沉底状态,
因物体完全浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
由F浮′=ρ液gV排可得,液体的密度:
ρ液0.7×103kg/m3,
当h=6cm时,物块分别在水中和液体中是部分浸入,排开水、液体的体积相同,所受浮力之比等于水和液体的密度之比为1×103kg/m3:0.7×103kg/m3=10:7,故C错。
D、由A、C解答可知,h=12cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、压强公式、密度公式、影响物体重力势能因素的应用,关键是根据图象读出物体受到的浮力和所处的状态。
5.(2025春•溧阳市期末)如图所示,弹簧测力计下端悬挂一高度为l、质量为0.3kg的圆柱体,它在水中受到最大浮力为2N,从圆柱体下表面刚刚与水面接触开始,圆柱体所受的浮力F浮及测力计示数F拉分别与浸入水中深度h的关系图正确的是(g=10N/kg)( )
A. B.
C. D.
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;阿基米德原理的理解.
【分析】①根据F浮=ρ液V排g可知影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,圆柱体下表面刚刚与水面接触,没有受到浮力;
然后随着浸入水中深度的逐渐增大到全部浸没时物体排开液体的体积逐渐变大,受到的浮力逐渐变大;
当浸没后时,物体排开液体的体积不变,则受到浮力不变;
②由上可知,圆柱体逐渐浸入水中的过程中,浮力是先变大后不变的。
弹簧测力计的示数F示=G﹣F浮,重力是一定的,浮力变大,弹簧测力计的示数变小,浮力不变,弹簧测力计的示数不变。
【解答】解:AB、圆柱体下表面刚刚与水面接触,没有受到浮力;
然后随着浸入水中深度的逐渐增大到全部浸没时物体排开水的体积逐渐变大,根据F浮=ρ液V排g可知受到的浮力逐渐变大;
当浸入水中深度h=l,即圆柱体完全浸没时,物体排开液体的体积最大,受到浮力最大为2N,然后浮力保持不变,故AB错误;
CD、由上可知,圆柱体逐渐浸入水中的过程中,浮力是先变大后不变的;
弹簧测力计的示数F示=G﹣F浮,重力是一定的,所以浮力变大时,弹簧测力计的示数变小;
当受到浮力最大时,则弹簧测力计的示数为:
F示=G﹣F浮=mg﹣F浮=0.3kg×10N/kg﹣2N=3N﹣2N=1N,
然后示数不变,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】此题是浮力和深度关系的探究实验,主要是考查对实验数据的分析能力,这也是课标上的一个明确要求,需要掌握。在分析此题时,关键搞清转折点:圆柱体下表面刚刚与水面接触,刚刚全部浸没时与浸没后的状态。
6.(2025春•启东市期末)如图,物体A挂在弹簧秤下端,A始终浸没在烧杯内的液体中但不与杯底接触,现改变烧杯内液体的密度,保持液体的体积不变,设弹簧秤的拉力为F,烧杯对桌面的压强为p。则下列描述拉力F、压强p随液体密度ρ液变化的关系图线中,可能正确的是 ( )
A. B.
C. D.
【考点】阿基米德原理的理解;压强的公式的应用.
【分析】(1)物体A浸没在液体中,物体受到重力、拉力和浮力作用,这三个力是平衡力,根据平衡力条件求出物体A受到的拉力,即弹簧测力计的示数,分析弹簧测力计示数和液体密度的关系。
(2)烧杯放在水平桌面上,利用p求出烧杯对水平桌面的压强,分析压强和液体密度的关系。
【解答】解:
AB、物体A浸没在液体中,物体A受到重力G、拉力F和浮力F浮作用,这三个力是平衡力,所以,F+F浮=G,
则弹簧测力计的示数为:F=G﹣F浮,
F=G﹣ρ液gV排=G﹣ρ液gVA,
在物体A的重力和体积不变时,根据公式可以分析,弹簧测力计示数F和液体的密度是一次函数,故选项B错误,并且在液体的密度增大时,弹簧测力计的示数在不断减小,故选项A错误;
CD、烧杯放在水平桌面上,烧杯对水平桌面的压强:
pρ液g(h),
由题意可知,杯子重力、杯子底面积、液体的高度和排开液体的体积均不变,则根据上面表达式可知,烧杯对水平桌面的压强和液体的密度是一次函数关系,并且压强随液体密度的增大而增大,故选项C正确,选项D错误。
故选:C。
【点评】此题根据公式推导物体A受到的拉力和液体密度的关系式,烧杯对水平桌面的压强和液体密度的关系式,利用数学知识分析拉力和液体密度是一次函数,压强和液体密度是一次函数,利用一次函数图象得到答案。
7.(2025春•槐荫区期中)如图所示弹簧测力计挂着圆柱体,从圆柱体底部接触水面开始到完全没入水中到底部的过程中,下列各图像能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的是( )
A. B.
C. D.
【考点】阿基米德原理的理解.
【分析】首先我们要学会分析图象,知道一个物理量随着另外的一个物理量怎样变化,A图说明浮力随深度增加而增大,B图说明浮力与深度无关,c图说明浮力先变小再不变,D图说明浮力先变大再不变。
然后,根据我们所学过的物理知识F浮=ρ液V排g,我们知道浮力的大小与液体的密度和物体浸入液体体积的大小有关,与物体浸没在水中的深度无关。我们一定要注意是“浸没”,当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,所以浮力是变大的。而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以浮力是不变的。
【解答】解:当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,根据我们所学过的物理知识F浮=ρ液V排g可知受到的浮力是变大的,而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以浮力是不变的。
故选:D。
【点评】本题主要考查的浮力的大小与物体排开液体体积的关系。
8.(2025春•鲤城区校级期中)小雨用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”实验中,如图F,用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面,开始缓慢没入水中描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入水中深度h的变化关系图像与图乙中相符合的是(已知物体高2cm)( )
A. B.
C. D.
【考点】探究浮力大小的影响因素.
【分析】对物体浸入水中的过程分段讨论,当物体在水中的深度小于和大于等于2cm时,由物体形状特点和浮力公式得到其浮力变化情况,由物体浸入水中时处于平衡状态,由G物=F拉+F浮可知测力计拉力的变化情况。
【解答】解:当物体在水中的深度h<2cm时,物体浸入水的过程中,其排开水的体积V排增大,且由于物体为圆锥体,V排增大迅速,由F浮=ρ液gV排知,其在水中受到的浮力增大且增加量变大,物体缓慢浸入,物体处于平衡状态,物体的重力不变,由G物=F拉+F浮可知,测力计的拉力F拉减小,且减小的越来越快;
当物体在水中的深度h≥2cm时,物体浸入水的过程中,其排开水的体积V排不变,F拉不变,物体的重力不变,由F浮=ρ液gV排知,其在水中受到的浮力不变,物体缓慢浸入,物体处于平衡状态,由G物=F拉+F浮可知,测力计的拉力F拉不变,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查浮力公式的应用,难度中等。
9.(2026春•胶州市校级月考)将金属块浸没在某液体中,如图甲所示。将金属块缓缓竖直提起过程中,拉力F随提起高度h的关系图像如图乙。不考虑液面变化,则( )
A.金属块的质量是20g
B.金属块的高度是4cm
C.金属块的密度为2.67×103kg/m3
D.浸没时,金属块受到的浮力为0.15N
【考点】利用阿基米德原理求物体的体积;密度的简单计算;重力的计算;称重法测量浮力.
【分析】(1)将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,根据图乙分析各段表示的物理过程,由图可知金属块的重力,根据G=mg求出金属块的质量;
(2)金属块下表面刚离开液面的高度减去上表面开始露出液面的高度即为金属块的高度;
(3)根据当金属块未露出液面时拉力的大小,利用称重法求出物体浸没在液体中受到的浮力;根据阿基米德原理判断金属块的体积,再利用ρ求出金属的密度。
【解答】解:将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中:
在金属块浸没在液体中的过程中,受到的浮力大小不变,测力计示数不变;
在开始离开液面的过程时(h=2cm),排开液面的体积变小,受到的浮力 变小,测力计示数变大;
当物体全部离开液面时(h=4cm),受到的浮力为0,测力计示数为金属块的重力。
A、由图乙得,金属块的重力为0.4N,由G=mg得,金属块的质量是:,故A错误;
B、不考虑液面变化,金属块的高度是:h=4cm﹣2cm=2cm,故B错误;
CD、金属块浸没在水中,受到的浮力为:F浮=G﹣F=0.4N﹣0.25N=0.15N;
金属块浸没在某液体中,排开水的体积等于金属块的体积,由于液体的密度未知,则无法求出金属块的体积,故无法求出金属块的密度,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查阿基米德原理及称重法测浮力和密度公式、重力公式的运用,关键是从图中获取有效的信息。
10.(2025春•启东市期末)如图甲所示,左上方装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上,将长方体木块竖直放在容器底部。控制阀门,使容器中相同时间内流入的水量相等,注水直至图乙所示状态。下列表示木块所受浮力大小F1、木块对容器底部的压力F2、容器对桌面的压强p和木块所受浮力做的功W随时间t变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【考点】阿基米德原理的理解;固体压强的比较大小;液体压强的大小比较.
【分析】(1)根据F浮=ρgV排判断浮力的变化,当水位在一定高度时,木块处于漂浮状态,即浮力等于重力;
(2)根据浮力的变化分析拉力的变化;
(3)容器对桌面的压强是固体压强,用公式p分析即可判断;
(4)根据W=Fs判断浮力做的功W。
【解答】解:A、由题意知,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等,所以,相同时间内排开水的体积逐渐增加,根据F浮=ρgV排知,浮力逐渐增加,当水位在一定高度时,木块处于漂浮状态,即浮力等于重力,故A错误;
B、随着时间变长,浮力变大,木块对容器底部的压力变小,当水位在一定高度时,木块处于漂浮状态,木块对容器底部的不在产生压力,故B错误;
C、由题意知,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等,所以,相同时间内水增加的重力相同,容器对桌面增加的压力相同,由p可得,容器对桌面的压强p2随时间均匀增加,故C错误;
D、在木块浮起来之前,木块受浮力作用,但物体没有浮起,则浮力没有做功,当浮起来后,木块随水面的升高而升高,浮力做功逐渐变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题综合考查了做功的影响因素、浮力变化、拉力变化和固体压强公式的应用,涉及的内容较多。
二.填空题(共4小题)
11.(2025春•商水县校级期末)如图甲所示,一圆柱体挂在弹簧测力计下端浸没在水中,将圆柱体缓慢竖直向上拉升的过程中,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。则在提升高度为10cm前,圆柱体受到的重力为 2.0 N,圆柱体受到的最大浮力为 0.4 N,圆柱体的密度为 5×103 kg/m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【考点】利用阿基米德原理求物体的体积;密度的简单计算;称重法测量浮力;阿基米德原理的理解;利用阿基米德原理进行简单计算.
【分析】(1)物体完全出水后弹簧测力计的示数为物体的重力,由图乙知物体的重力;由图知在提升高度为10cm前,圆柱体受到的拉力不变,根据F浮=G﹣F示判断出物体在水中所受的浮力的变化情况;
(2)0~10cm时圆柱体浸没在水中,根据称重法算出圆柱体浸没时所受的浮力,由F浮=ρ水gV排求出圆柱体排开水的体积,物体浸没时排开液体的体积等于物体的体积;根据G=mg求出圆柱体的质量,再利用密度公式求圆柱体的密度。
【解答】解:[1]由乙图可知,弹簧测力计最大示数为2.0N,则圆柱体的重力为2.0N,弹簧测力计最小示数为1.6N,则圆柱体浸没时,受到的拉力为1.6N,则圆柱体受到的最大浮力为:
F浮=G﹣F拉=2.0N﹣1.6N=0.4N
[2]圆柱体浸没时,受到的浮力等于排开水的重力,则物体的体积等于排开水的体积
圆柱体的密度
故答案为:2.0;0.4;5×103。
【点评】本题考查了阿基米德原理、密度公式以及称重法测浮力的应用,分析拉力随时间的变化关系图像、从中得出相关信息是关键。
12.(2025•东港区二模)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。物块完全浸没在水中受到的浮力为 4 N。
【考点】浮力的图像问题;称重法测量浮力;利用阿基米德原理进行简单计算.
【分析】物块未浸入水中时,由图乙可知测力计的示数,即物块的重力;
当物块全部浸入水中时,物块受到的浮力不变,测力计的示数不变,读出物块完全浸没时测力计的示数,根据称重法求物块完全浸没在水中受到的浮力。
【解答】解:由图乙可知,物块未浸入水中时,由图乙可知测力计的示数为8N,即物块的重力为G=8N,
物块完全浸没在水中时,测力计的示数为F=4N,
则物块完全浸没在水中受到的浮力为F浮=G﹣F=8N﹣4N=4N。
故答案为:4。
【点评】本题考查浮力的计算,难度不大。
13.(2025春•江城区期末)如图甲所示,边长为10cm的正方体实心物块置于足够深的圆柱形容器底部。现逐渐向容器倒入某种液体,物块受到的浮力F,与容器内液体的深度h的关系图象如图乙所示,则该液体的密度为 1.25×103 kg/m3;当倒入容器中液体的深度为6cm时,此时物体受到的浮力是 7.5 N,物块对容器底部的压力为 2.5 N。(提示g=10N/kg)
【考点】利用阿基米德原理测物体的密度;阿基米德原理的理解.
【分析】(1)正方体的边长为10cm,由图乙可知,当容器内液体的深度h等于或大于8cm时,物体受到的浮力10N不变,此时正方体处于漂浮状态,根据V=Sh求出排开液体的体积,根据F浮=ρgV排求出液体的密度;
(2)根据浮沉条件求出物体的重力,当倒入容器中液体的深度为6cm时,物体没有浮起来,根据V=Sh求出此时排开液体的体积,根据F浮=ρgV排求出物体受到的浮力,物块对容器底部的压力等于自身的重力减去浮力。
【解答】解:(1)由图乙可知,当容器内液体的深度h等于或大于8cm时,物体受到的浮力10N不变,此时正方体处于漂浮状态,
则物体排开液体的体积V排=L2h=(10cm)2×8cm=800cm3=8×10﹣4m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度:
ρ1.25×103kg/m3;
(2)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,物体的重力G=F浮=10N,
当倒入容器中液体的深度为6cm时,物体没有浮起来,此时排开液体的体积:
V排′=L2h′=(10cm)2×6cm=600cm3=6×10﹣4m3,
物体受到的浮力:
F浮′=ρgV排′=1.25×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=7.5N,
物块对容器底部的压力:
F=G﹣F浮′=10N﹣7.5N=2.5N。
故答案为:1.25×103;7.5;2.5。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
14.(2025春•廉江市期末)如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降一小段。图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度变化的图象(不考虑液面的变化)。分析图象可知,圆柱体重力是 12 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 8 N;圆柱体浸没时排开水的重力是 8 N;圆柱体的体积是 800 cm3;圆柱体的长度是 4 cm。
【考点】阿基米德原理的理解;利用阿基米德原理进行简单计算.
【分析】由题知,物体缓慢下落,整个过程中物体受力平衡,图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系:
(1)分析图象AB段,物体还未浸入水中,由二力平衡可知此时弹簧对圆柱体的拉力等于物重;
(2)分析图象CD段,物体全部浸没水中,对物体受力分析求其受到的浮力;
(3)根据阿基米德原理求排开水的重力;
(4)由阿基米德原理求出V排,物体浸没在水中时V物=V排;
(5)由乙图可知,B、C两点的横坐标分别是圆柱体下表面刚接触水面时下降的高度和刚好浸没时下降的高度,不考虑液面的变化,两个高度差就是圆柱体的长度。
【解答】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,
此时圆柱体在空气中,所受重力:G=F示=12N;
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析可知,
此时圆柱体受到的浮力为:F浮=G﹣F'示=12N﹣4N=8N,
(3)由阿基米德原理可知物体排开水的重力等于它所受到的浮力即:G排=F浮=8N;
(4)由F浮=ρ水V排g得,
圆柱体浸没时排开水的体积:V排8×10﹣4m3=800cm3
因为物体是全部浸没,所以圆柱体的体积:V=V排=800cm3;
(5)若不考虑液面的变化,则根据图乙可知圆柱体的长度:h柱=7cm﹣3cm=4cm。
故答案为:12;8;8;800;4。
【点评】本题用到的知识点有重力、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
三.作图题(共2小题)
15.(2025春•凉州区期末)如图所示,小球重8N。漂浮在水面上,请作出小球所受浮力的示意图。
【考点】物体浮沉条件;画力的示意图.
【分析】小球在水中受到重力和浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,由于小球漂浮,因此受到的力是平衡力,重力和浮力大小相等。
【解答】解:小球漂浮在水面,所受的浮力等于自身的重力,大小为8N,浮力的方向是竖直向上的。示意图如下:
【点评】画力的示意图时要考虑到物体的运动状态,当物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力就是平衡力。
16.(2025春•鹤山市期末)如图所示,洗菜时,茄子漂浮在水面上,请画出茄子的受力示意图。
【考点】物体浮沉条件;画力的示意图.
【分析】(1)漂浮在水面上的物体,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力;
(2)用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来即可。
【解答】解:过重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段表示出重力和浮力,二者大小相等,并标出G和F浮,如下图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
四.实验探究题(共3小题)
17.(2026•四平模拟)图甲是小明研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图乙所示。(g取10N/kg)
(1)物体A重为 3 N;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,水对容器底部的压强将 变大 (填“变大”“变小”或“不变”);
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为 2 N;
(4)物体A的密度为 1.5×103 kg/m3;
(5)从物体A的下表面刚接触到水面,到物体A刚好完全浸没的过程中,物体A下降的高度 小于 (填“大于”“等于”或“小于”)图乙中hA。
【考点】阿基米德原理的定性分析;利用阿基米德原理进行简单计算;液体压强规律;称重法测量浮力.
【分析】(1)当物体A下表面离水面的距离h为0时,测力计示数即为物体的重力;
(2)浸没前,在物体A逐渐浸入水中的过程中,排开水的体积变大,容器中水面升高,容器底部的深度变大,根据p=ρgh分析;
(3)由图乙知,物体A下表面离水面的距离小于hA时,测力计示数逐渐变小,当物体A下表面离水面的距离大于等于hA时,测力计示数不变,说明物体完全浸没在水中,由称重法得出出完全浸没时A受到水的浮力;
(4)由阿基米德原理得出物体体积的表达式V,根据ρ求出物体A的密度;
(5)从物体A的下表面刚接触到水面,到物体A刚好完全浸没的过程中,液体上升,物体A下降的高度小于总高度hA。
【解答】解:(1)由弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的图象知,当物体A下表面离水面的距离h为0时,测力计示数为3N,即物体的重力为3N;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,排开水的体积变大,容器中水面升高,容器底部的深度变大,根据p=ρgh,容器底部的压强将变大;
(3)由图乙知,物体A下表面离水面的距离小于hA时,测力计示数逐渐变小,当物体A下表面离水面的距离大于等于hA时,测力计示数不变,根据F浮=G﹣F,受到的浮力不变,说明物体完全浸没在水中,完全浸没时,A受到水的浮力为:F浮=G﹣F=3N﹣1N=2N;
(4)由阿基米德原理,F浮=ρ水gV排=ρ水gV;
故物体的体积:V,
物体A的密度为:
ρρ水1.0×103kg/m3=1.5×103kg/m3。
(5)从物体A的下表面刚接触到水面,到物体A刚好完全浸没的过程中,液体上升,物体A下降的高度小于浸没的总高度hA。
故答案为:(1)3;(2)变大;(3)2;(4)1.5×103;(5)小于。
【点评】本题考查称重法测浮力、阿基米德原理及密度公式的运用,关键是从图中获取有效的信息。
18.(2025春•红旗区校级期末)小明“探究物体所受浮力大小与哪些因素有关”,如图一所示。
(1)由图一中的步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与 排开液体的体积 有关,与物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(2)由图一中的步骤 A、D、E 可得出结论,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(3)根据图一中的实验数据,可计算出圆锥形物体实心密度为 4×103 kg/m3。步骤E中液体的密度为 0.8×103 kg/m3。
(4)用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面开始缓慢没入水中,描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入深度h的变化关系图象与图二中的 乙 相符。(物体高2cm)
【考点】探究浮力大小与浸没深度的关系;探究浮力大小的影响因素;探究浮力大小与液体密度的关系;探究浮力大小与排开液体体积的关系.
【分析】(1)由图一中的步骤A、B、C可知:液体密度不变,排开液体体积发生了变化,浮力大小也随之变化了,据此可得出结论;
由图一中的步骤A、C、D可知:液体密度不变,排开液体的体积不变,浸没在液体中的深度变化了,但浮力大小不变,据此可得出结论;
(2)根据控制变量法,要得出结论“物体受到的浮力大小与液体的密度有关”,应控制排开液体的体积不变、物体在液体中的深度不变,改变液体的密度,据此解答;
(3)由称重法求出物体浸没在水中受到的浮力;物体浸没在水中,则物体的体积V=V排;根据m求出物体的质量;根据ρ求出物体的密度;
在步骤E中,由称重法求出物体受到液体的浮力;物体浸没在液体中,物体体积V=V排',根据F浮'=ρ液gV排'求出ρ液;
(4)物体浸入水中的深度增加时,排开水的体积也增加,根据F浮=ρ液gV排可知浮力大小的变化,根据F浮=G﹣F可知测力计示数的变化,特别要注意圆锥形物体“下小上大”的形状,因此浮力大小和测力计的示数都不是均匀变化的;圆锥体完全浸没后,浮力大小不变,测力计的示数也不变,据此选择合适的图像。
【解答】解:
(1)由图一中的步骤A、B、C可知:液体密度不变,排开液体体积发生了变化,测力计示数发生变化,即浮力大小发生变化,所以可知物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
由图一中的步骤A、C、D分析:液体密度不变,排开液体的体积不变,浸没在液体中的深度变化了,但测力计示数不变,即浮力大小不变,所以可知物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(2)根据控制变量法,要得出结论“物体受到的浮力大小与液体的密度有关”,应控制排开液体的体积不变、物体在液体中的深度不变,改变液体的密度,所以应分析图一中的步骤A、D、E;
(3)由称重法可得物体浸没在水中受到的浮力F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N;
物体浸没在水中,则物体的体积V=V排10﹣4m3;
物体的质量m0.4kg;
物体的密度ρ4×103kg/m3;
在步骤E中,物体受到液体的浮力F浮'=G﹣F'=4N﹣3.2N=0.8N;
物体浸没在液体中,物体的体积V=V排',
因为F浮'=ρ液gV排',所以有:0.8N=ρ液×10N/kg×10﹣4m3,解得ρ液=0.8×103kg/m3;
(4)因为圆锥形物体“下小上大”,所以随着圆锥形物体浸入水中的深度增加,排开水的体积也增加,但是排开水的体积增大的幅度在变大,根据F浮=ρ液gV排知,浮力变大,且浮力增大的幅度在变大;根据F浮=G﹣F可知,测力计的示数变小,且测力计示数变小的幅度在变大(即图线逐渐变陡),到圆锥体完全浸没后,浮力不变,测力计的示数也不变,故乙图符合题意。
故答案为:(1)排开液体的体积;无关;(2)A、D、E;(3)4×103;0.8×103;(4)乙。
【点评】本题是探究影响浮力大小因素的实验,考查了控制变量法、阿基米德原理、密度等知识的综合应用。
19.(2026•梅州模拟)如图甲所示,A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤:
(1)由图甲中 B、D 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮= 1.2 N。由A、E两步骤可得出物块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
(2)图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像,分析图像可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。当h=4cm时,圆柱体物块下表面所受的压强为 400 Pa,所受的浮力为 0.8 N,浸没后,弹簧测力计示数为 3 N,该圆柱体物块的高度是 6 cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【考点】探究浮力的大小与排开液体重力的关系;阿基米德原理的定性分析.
【分析】(1)根据称重法计算浸在水中的物块受到的浮力大小;
(2)浸在水中的物块受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力及弹簧测力计的拉力,当V排增大时,受到的浮力F浮变大,则弹簧测力计的示数变小;液体的产生的压强p=ρgh计算;所受的浮力大小根据图乙数据计算F浮=G﹣F示,圆柱体的高度由图乙数据直接读数。
【解答】解:(1)由图甲中B、D两步,根据称重法计算浮力,则物体浸在水中受到的浮力F浮=G﹣F示=4.2N﹣3N=1.2N;
(2)物块浸没前,物块受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮及弹簧测力计的拉力F,即G=F浮+F,则F=G﹣F浮,由于重力G不变,深度h增大,V排增大,物体受到的浮力F浮增大,则弹簧测力计的示数F变小;
物块下表面受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣2m=400Pa;
由图乙可知,当h=4cm时,弹簧测力计的示数F=3.4N,物块受到的重力G=4.2N,物块所受的浮力F浮=G﹣F示=4.2N﹣3.4N=0.8N;
由图乙可知,当h=0时,圆柱体下表面开始接触水面,当h=6cm时,圆柱体刚好完全浸没在水中,则圆柱体的高度为6cm。
故答案为:(1)B、D;1.2;(2)变小;400;0.8;3;6。
【点评】此题考查学生对阿基米德原理实验的理解和应用,要求学生具有基本的实验技能。
五.计算题(共3小题)
20.(2025春•定边县校级期末)某建筑公司在修建大桥时,需要把一长方体材料用钢丝绳匀速放入河水中,如图甲所示。长方体材料匀速下降的速度为0.2m/s,长方体材料匀速下降所受浮力及钢丝绳所受拉力随时间变化的关系图象如图乙所示,河水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)该材料受到的重力和浸没时的浮力;
(2)图乙中力F1的大小;
(3)长方体材料的密度;
(4)从计时开始,在长方体材料匀速下降30s时,长方体的下表面受到水的压强。
【考点】利用阿基米德原理求物体的体积;密度的简单计算;液体压强的公式及计算;阿基米德原理的理解;利用阿基米德原理进行简单计算.
【分析】(1)准确分析图乙获取重要信息,可得出该材料受到的重力和浸没时的浮力;
(2)根据F=G﹣F浮可求出图乙中力F1的大小;
(3)根据F浮=ρ液gV排可求出浸没时排开液体的体积即长方体的体积,根据G=mg=ρVg可求出长方体材料的密度;
(4)根据图像获取下表面距水面的深度h,运用p=ρgh,可得出压强。
【解答】解:(1)由图象可知,0~10s,物体没有接触水面,物体的重力为:G=12×104N=1.2×105N;
20s后物体全部浸没在水中,浸没时的浮力为:;
(2)图乙中力F1对应的是物体全部浸没在水中时钢丝绳所受的拉力,则:
,
(3)物体浸没时受到的浮力为:,由F浮=ρ液gV排可知,长方体的体积为:
由G=mg=ρVg可知,长方体材料的密度为:
(4)由图象可知,从第10s开始物体下表面接触水面,第20s物体刚好全部浸没,故从第10s到第30s时,物体下表面距水面的深度为:
h=s=vt=0.2m/s×(30s﹣10s)=4m
长方体下表面受到水的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa
答:(1)物体的重力为1.2×105N,浸没时受到的浮力为8×104N;
(2)图乙中力F1的大小为4×104N;
(3)长方体材料的密度是1.5×103kg/m3;
(4)从计时开始,在长方体材料匀速下降30s时,长方体的下表面受到水的压强为4×104Pa。
【点评】准确分析图像中提供的信息,熟练运用速度公式、液体压强公式、阿基米德原理,可解答此题。
21.(2026春•工业园区校级月考)如图所示,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图,g=10N/kg,求:
(1)物体的重力
(2)圆柱体受到的最大浮力?
(3)圆柱体的密度?
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;密度的简单计算;称重法测量浮力;阿基米德原理的理解.
【分析】(1)圆柱体未浸入液体中时,测力计的示数等于圆柱体的重力,从图中直接读出圆柱体的重力;
(2)圆柱体完全浸没时排开水的体积不变,受到的浮力最大且不变,根据图像读出此时弹簧测力计的示数,根据称重法求出受到的浮力;
(3)根据阿基米德原理求出圆柱体排开水的体积即为圆柱体的体积,根据G=mg=ρVg求出圆柱体的密度。
【解答】解:(1)由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,
由二力平衡条件可知,G=F=12N。
(2)由图像可知,当h=8cm后,弹簧测力计的示数F′=4N不变,此时圆柱体浸没在水中,受到的浮力最大,
则圆柱体受到的浮力:
F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N;
(3)由F浮=ρgV排可得,物体的体积:
V=V排,
由G=mg=ρVg可得,圆柱体的密度:
ρρ水1.0×103kg/m3=1.5×103kg/m3。
答:(1)物体的重力为12N;
(2)圆柱体受到的最大浮力为8N;
(3)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3。
【点评】本题考查了二力平衡条件的应用和称重法求浮力、阿基米德原理、重力公式、密度公式的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
22.(2025春•铜梁区期末)在科技节上,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在柱形容器的底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定(不计细杆B及连接处的质量和体积)。力传感器可以显示出细杆B的下端所受作用力的大小,现缓慢地向容器中加水,力传感器示数大小F随水深h水变化的图像如图乙所示。(说明:力传感器可以显示出杆受到的压力或者杆受到的拉力)求:
(1)正方体A质量为多少kg?
(2)当容器内水的深度为14cm时,正方体A受到的浮力大小;
(3)当容器内水的深度为7cm时,力传感器的示数大小为F,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小第二次变为0.5F时,水对容器底部的压强是多少?
【考点】浮力中的绳子、弹簧、杆的问题;液体压强的公式及计算;浮力综合问题的分析与计算.
【分析】(1)由图乙可知,当水深为0cm时力传感器的示数为6N,不计细杆B及连接处的质量,正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,据此可知A的重力,根据G=mg计算A的质量;
(2)由图可知,当水深为5cm时,水面恰好与物体A的下表面接触,则可得细杆B的长度;
由图像可知当水深超过15cm后,力传感器的示数大小不变,说明水深为15cm时正方体刚好浸没在水中,则可知正方体的棱长a,并求出其底面积;当水深14cm时,A浸入水中的深度=水深﹣细杆B的长度,根据阿基米德原理计算此时正方体A受到的浮力;
(3)当容器内水的深度为7cm时,可求出正方体A浸入水的深度和排开水的体积,由阿基米德原理计算此时正方体A受到的浮力,此时杆对物体有向上的支持力,则力传感器的示数F=G﹣F浮;
继续向容器中加水,当力传感器的示数大小第二次变为0.5F,并求出其示数,由图乙可知此时水的深度较大,A受到的浮力较大,此时杆对物体A有向下的拉力,根据A受力平衡求出此时A受到的浮力,由阿基米德原理可得此时A排开水的体积,进一步求出此时正方体浸入水中的深度和此时容器内水的深度,根据p=ρ水gh计算此时水对容器底的压强。
【解答】解:(1)由图乙可知,当水深h0=0cm时,力传感器的示数F0=6N,
不计细杆B及连接处的质量,正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力G=F0=6N,则A的质量为:mA0.6kg;
(2)由图可知,当水深h1=5cm时,水面恰好与物体A的下表面接触,说明细杆B的长度为5cm;
由图像可知当水深超过15cm后,力传感器的示数大小不变,说明水深h2=15cm 时,正方体刚好浸没在水中,则正方体的棱长:a=h2﹣h杆=15cm﹣5cm=10cm,
其底面积为:SA=a2=(0.1m)2=0.01m2;
当水深为14cm时,正方体浸入水中的深度为:h浸=14cm﹣5cm=9cm=0.09m,
此时正方体A受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=ρ水gSAh浸=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.09m=9N;
(3)当容器内水的深度h3=7cm时,正方体A浸入水的深度:h浸′=h3﹣h杆=7cm﹣5cm=2cm=0.02m,
此时A排开水的体积为:V排′=SAh浸′=0.01m2×0.02m=2×10﹣4m3,
此时A受到的浮力为:F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N<G=6N,
说明此时杆对物体有向上的支持力,所以此时力传感器的示数为:F=G﹣F浮′=6N﹣2N=4N;
继续向容器中加水,当力传感器的示数大小第二次变为0.5F=0.5×4N=2N时,由图乙可知此时水的深度较大,A受到的浮力较大,此时杆对物体A有向下的拉力,
则此时A受到的浮力:F浮″=G+0.5F=6N+2N=8N,
此时A排开水的体积为:V排″,
此时A浸入水中的深度为:h浸″,
则此时容器内水的深度:h4=h杆+h浸″=5cm+8cm=13cm=0.13m,
所以此时水对容器底的压强为:p=ρ水gh4=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa。
答:(1)正方体A质量为0.6kg;
(2)当容器内水的深度为14cm时,正方体A受到的浮力为9N;
(3)当力传感器的示数大小第二次变为0.5F时,水对容器底部的压强是1300Pa。
【点评】本题考查了阿基米德原理、液体压强公式的应用,正确分析图像、从图像中获取有用的信息是解题的关键。
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微专题—浮力图像问题
考点一、物体入水拉力图像(单线)☆☆
项目
内容没入水
图示
入水中,拉力变小
恰好浸没
持续浸没下沉
开始入水
图像信息分析
(1) 物体重力12N。(AB段没入水弹簧测力计测出来的就是重力)
(2) 物体浸没时受到的浮力8N。(F浮=G-F拉=12N-4N=8N)
(3) 不考虑容器内液面高度的变化,可得到物体的高度为4cm。(开始入水到恰好浸没,从3到7)
(4) 物体的体积是8×10-3m3,密度是1.5×103kg/m3。
(浸没时的V排;重力→质量,浮力→V排=V物,密度=质量/体积;F浮=ρ水gV排得V物=V排=F浮/ρ水g,G=mg得m=G/g,ρ=m/V)
典例1
(2026•春月考)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处慢慢下降,然后将圆柱体逐渐水浸入水中。如图所示的是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度变化关系的图象(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法错误的是( )
A.当h=7cm时,圆柱体恰好浸没水中
B.圆柱体受到的重力是12N
C.圆柱体受到的最大浮力是8N
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700Pa
考点二、物体入水拉力图像(双线)☆☆☆
项目
内容
图示
物体
高度
注意单位
恰好浸没
开始入水
开始入水
图像信息分析
(1) 拉力图像是①,浮力图像是②。(入水:V排增大,浮力增大,拉力减小)
(2) 物体的高度是1m。(入水过程,恰好浸没时,物体下表面到水面距离即为物体高度)
(3) 物体浸没时受到的浮力是1×104N。(F浮=ρ水gV排)
(4) 物体的重力是2.5×104N。(F浮=G-F拉→G=F浮+F拉=1×104N+1.5×104N=2.5×104N)
(5) 物体的体积是物体的体积是1m3,密度是2.5×103kg/m3。(正方体:V=1m×1m×1m;ρ=m/V=2.5×103kg/1m3=2.5×103kg/m3)
典例2
2.(2026•深圳模拟)港珠澳大桥在施工时,要向海中沉放大量的施工构件。如图甲所示,一正方体构件从海面被匀速吊入海水中,在沉入过程中,下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示。(其中ρ海水=1×103kg/m3)下列判断正确的是( )
A.构件的密度为1.5×103kg/m3
B.构件浸没时受到的浮力为1.5×104N
C.钢绳拉力F2随h变化的图线是图乙中的②图线
D.当h=3m,构件上表面受到水的压力为2×104N
考点三、物体入水拉力图像(图像重叠)(物体是正方体)☆☆☆
项目
内容
图示
入水中,浮力变大
开始入水
入水中,拉力变小
恰好浸没
图像信息分析
(1) 图像①表示拉力。(入水:V排增大,浮力增大,拉力减小)
(2) 图像②表示浮力。F浮
(3) 重合图线表示拉力和浮力大小相等。F拉
(4) 对物块受力分析作图 · 。G
(5) 物体密度2ρ液。(F浮=ρ水gV排=G=mg=ρVg,浸没,V排=V→ρ液=ρ→ρ=2ρ液)
典例3
3.(2025春•平阳县校级期中)港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化(如图乙)。下列选项说法正确的是(ρ水=1.0×l03kg/m3,g=10N/kg)( )
A.表示正方体构件所受浮力变化的图像是①
B.该构件浸没在水中所受浮力为4×104N
C.该正方体构件的质量为16吨
D.该构件的密度是1.5×103kg/m3
考点四、物体出水拉力图像☆☆
项目
内容某液体中示数
出水中,出水中,出水中
图示
持续浸没上浮
开始出水
空气中测重力
恰好完全出水
图像信息分析
(1) 物体重力5.4N。(CD段已完全出水,测的就是物块重力)
(2) 物体浸没时受到的浮力2N。(F浮=G-F拉=5.4N-3.4N=2N)
(3) 物体的体积是2×10-4m3,密度是2.7×103kg/m3。(浸没时的V排;重力→质量,浮力→V排=V物,密度=质量/体积;F浮=ρ水gV排得V物=V排=F浮/ρ水g,G=mg得m=G/g,ρ=m/V)
(4) 5-9秒内,物块在水中的浮力逐渐减小。(F浮=ρ水gV排,V排逐渐减小,ρ水不变,g不变)
(5) 某液体密度运用公式。(先称重法求新浮力,F浮=G-F拉,再利用阿基米德原理的变形公式)
典例4
4.(2025春•任城区校级期中)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。如图乙所示,是绳子的拉力F随时间t变化的图像。(g=10N/kg)求:
(1)浸没在水中时,金属块受到的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)如图丙所示,当该金属块完全浸没在某种液体中时,弹簧测力计的示数为3.8N,则丙图中某液体的密度是多少?
考点五、物体在两种不同液体中图像?(已知ρ物<ρ水)☆☆☆
项目
内容
图示
开始漂浮,ρ物<ρ水,F浮=G=9N
持续沉底,浮力不变
恰好沉底,F浮<G
持续漂浮
水面升高
浮力持续增大
图像信息分析
(1) 物体最终在水中受到的浮力是9N,物体最终漂浮。(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)
(2) 物体最终在液体中受到的浮力是6N。物体最终沉底。(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)
(3) 在未知液体中:此时V物=V排=1×10-3m3。(正方体:V=0.1m×0.1m×0.1m)
典例5
5.(2025春•单元)边长10cm的正方体物块放入圆柱形容器底部,如图1所示。逐渐向容器内倒入水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图2(实线)所示的图象.
(1)在水中,h=11cm时,物块处于 状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),物块重为 N;
(2)未倒水前物块对容器底部的压强为 Pa,物块的密度为 g/cm3;
(3)更换一种液体重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图象。h=11cm时,物块处于 状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),液体的密度为 kg/m3.
· 浮力图像专练
一.选择题(共10小题)
1.(2025春•海珠区期末)Y液体的密度随温度升高而减小。当Y液体温度为15℃时,物体M在Y液体中悬浮。物体M在不同温度的Y液体中最终静止时,所受浮力F浮与液体温度t的关系合理的是(M不吸收液体且体积不变)( )
A. B.
C. D.
2.(2025春•青羊区校级期中)同学用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图像如图乙,从图乙可知( )
A.物体受到的重力为2N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为4N
C.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
D.该物体的密度为2000kg/m3
3.(2026春•惠阳区一模)如图所示,一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢没入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图象是( )
A. B.
C. D.
4.(2026•鄂城区校级模拟)边长为10cm的正方体物块(ρ物<ρ冰)放入水平桌面上的圆柱形容器底部,如图1所示。逐渐向容器内倒入适量水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图2(实线)所示的图象。更换一种液体重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图象。下列选项不正确的是( )
A.该物块密度为0.8×103kg/m3
B.未倒水前物块对容器底部的压强为8×102Pa
C.h=6cm时,物块分别在水中和液体中所受浮力之比8:7
D.h=12cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态
5.(2025春•溧阳市期末)如图所示,弹簧测力计下端悬挂一高度为l、质量为0.3kg的圆柱体,它在水中受到最大浮力为2N,从圆柱体下表面刚刚与水面接触开始,圆柱体所受的浮力F浮及测力计示数F拉分别与浸入水中深度h的关系图正确的是(g=10N/kg)( )
A. B.
C. D.
6.(2025•启东市期末)如图,物体A挂在弹簧秤下端,A始终浸没在烧杯内的液体中但不与杯底接触,现改变烧杯内液体的密度,保持液体的体积不变,设弹簧秤的拉力为F,烧杯对桌面的压强为p。则下列描述拉力F、压强p随液体密度ρ液变化的关系图线中,可能正确的是 ( )
A. B.
C. D.
7.(2025春•槐荫区期中)如图所示弹簧测力计挂着圆柱体,从圆柱体底部接触水面开始到完全没入水中到底部的过程中,下列各图像能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的是( )
A. B.
C. D.
8.(2025春•鲤城区校级期中)同学用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”实验中,如图F,用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面,开始缓慢没入水中描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入水中深度h的变化关系图像与图乙中相符合的是(已知物体高2cm)( )
A. B.
C. D.
9.(2026春•胶州市校级月考)将金属块浸没在某液体中,如图甲所示。将金属块缓缓竖直提起过程中,拉力F随提起高度h的关系图像如图乙。不考虑液面变化,则( )
A.金属块的质量是20g
B.金属块的高度是4cm
C.金属块的密度为2.67×103kg/m3
D.浸没时,金属块受到的浮力为0.15N
10.(2025春•启东市期末)如图甲所示,左上方装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上,将长方体木块竖直放在容器底部。控制阀门,使容器中相同时间内流入的水量相等,注水直至图乙所示状态。下列表示木块所受浮力大小F1、木块对容器底部的压力F2、容器对桌面的压强p和木块所受浮力做的功W随时间t变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二.填空题(共4小题)
11.(2025春•商水县校级期末)如图甲所示,一圆柱体挂在弹簧测力计下端浸没在水中,将圆柱体缓慢竖直向上拉升的过程中,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。则在提升高度为10cm前,圆柱体受到的重力为 N,圆柱体受到的最大浮力为 N,圆柱体的密度为 kg/m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
12.(2025春•东港区二模)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。物块完全浸没在水中受到的浮力为 N。
13.(2025春春•江城区期末)如图甲所示,边长为10cm的正方体实心物块置于足够深的圆柱形容器底部。现逐渐向容器倒入某种液体,物块受到的浮力F,与容器内液体的深度h的关系图象如图乙所示,则该液体的密度为 kg/m3;当倒入容器中液体的深度为6cm时,此时物体受到的浮力是 N,物块对容器底部的压力为 N。(提示g=10N/kg)
14.(2025春春•廉江市期末)如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降一小段。图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度变化的图象(不考虑液面的变化)。分析图象可知,圆柱体重力是 N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 N;圆柱体浸没时排开水的重力是 N;圆柱体的体积是 cm3;圆柱体的长度是 cm。
三.作图题(共2小题)
15.(2025春•凉州区期末)如图所示,小球重8N。漂浮在水面上,请作出小球所受浮力的示意图。
16.(2025春•鹤山市期末)如图所示,洗菜时,茄子漂浮在水面上,请画出茄子的受力示意图。
四.实验探究题(共3小题)
17.(2026•四平模拟)图甲是同学研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图乙所示。(g取10N/kg)
(1)物体A重为 N;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,水对容器底部的压强将 (填“变大”“变小”或“不变”);
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为 N;
(4)物体A的密度为 kg/m3;
(5)从物体A的下表面刚接触到水面,到物体A刚好完全浸没的过程中,物体A下降的高度 (填“大于”“等于”或“小于”)图乙中hA。
18.(2025春春•红旗区校级期末)同学“探究物体所受浮力大小与哪些因素有关”,如图一所示。
(1)由图一中的步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关,与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(2)由图一中的步骤 可得出结论,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(3)根据图一中的实验数据,可计算出圆锥形物体实心密度为 kg/m3。步骤E中液体的密度为 kg/m3。
(4)用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面开始缓慢没入水中,描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入深度h的变化关系图象与图二中的 相符。(物体高2cm)
19.(2026•梅州模拟)如图甲所示,A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤:
(1)由图甲中 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮= N。由A、E两步骤可得出物块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
(2)图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像,分析图像可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。当h=4cm时,圆柱体物块下表面所受的压强为 Pa,所受的浮力为 N,浸没后,弹簧测力计示数为 N,该圆柱体物块的高度是 cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
五.计算题(共3小题)
20.(2025春•定边县校级期末)某建筑公司在修建大桥时,需要把一长方体材料用钢丝绳匀速放入河水中,如图甲所示。长方体材料匀速下降的速度为0.2m/s,长方体材料匀速下降所受浮力及钢丝绳所受拉力随时间变化的关系图象如图乙所示,河水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)该材料受到的重力和浸没时的浮力;
(2)图乙中力F1的大小;
(3)长方体材料的密度;
(4)从计时开始,在长方体材料匀速下降30s时,长方体的下表面受到水的压强。
21.(2026春•工业园区校级月考)如图所示,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图,g=10N/kg,求:
(1)物体的重力
(2)圆柱体受到的最大浮力?
(3)圆柱体的密度?
22.(2025春•铜梁区期末)在科技节上,同学用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在柱形容器的底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定(不计细杆B及连接处的质量和体积)。力传感器可以显示出细杆B的下端所受作用力的大小,现缓慢地向容器中加水,力传感器的示数大小F随水深h水变化的图像如图乙所示。(说明:力传感器可以显示出杆受到的压力或者杆受到的拉力)求:
(1)正方体A质量为多少kg?
(2)当容器内水的深度为14cm时,正方体A受到的浮力大小;
(3)当容器内水的深度为7cm时,力传感器的示数大小为F,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小第二次变为0.5F时,水对容器底部的压强是多少?
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