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物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关、例2质量为79g的铁块,密度是
7、9g/cm3,这个铁块的质量是多少?
重多少?
将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?
所受浮力是多少?
(g取10N/kg)=>
详解:
这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别、计算物体重力:
G=物gV物计算物体在液体中受的浮力:
F浮=液gV排、可以说:
从计算的方法上没有本质的区别,但计算的结果却完全不同、已知:
m=79g=0、079kg铁=
7、9g/cm3求:
m铁、G铁、m排、F浮解 m铁=0、079kgG铁=m铁g=0、079kg10N/kg=0、79NV排=V铁===10cm3m排=液gV排=1g/cm310cm3=10g=0、01kgF浮=m浮gF=43N3m3浸没:
V=V排=1103m3V空=V3m33m3=0、51103m3例4 体积相同的
A、
B、C三个物体,放入水中静止后,处于图11所示的状态,试比较三个物体受的重力G
A、G
B、GC和密度
B、
C、图11详解:
不同物体的重力可借助浮力的知识来比较、解法1 由图来判断物体的状态:
A、B漂浮,C悬浮、由状态对物体进行受力分析:
GA=F浮A,GB=F浮B,GC=F浮
C、比较
B、C三个物体受的浮力∵ VA排<VB排<VC排,液相同、根据F浮=液gV排,可知:
F浮A<F浮B<F浮C,∵ GA<GB<G
C、比较物体密度==A<B<C解法2 由物体的浮沉条件可知:
A、B漂浮 ∴ A<水,B<水,C=水,
A、B漂浮于水面:
F浮A=GA 水gVA排=AgVF浮B=GB 水GvB排=BGv由图:
VB排>VA排 ∴ B<A比较密度:
C>B>A比较出密度后,由G=mg=Vg,就可比较出物体重力:
GC>GB>G
A、上述分析看出:
由物体的状态,作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键、答案 C的重力和密度最大,B居中,A最小、例5 将一个蜡块(蜡=0、9103kg/m3)=>
分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小、(盐水>水>蜡>酒精)=>
确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排、此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题、解 蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态、∵ 盐水>水>蜡>酒精∴ 蜡块在酒精中下沉,最后沉底;
在水和盐水中最后处于漂浮状态、设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F
1、F2和F3,蜡块重力为G、对蜡块进行受力分析:
F1<G,F2=G,F3=G、同一物体,重力G不变,所以F1<F2=F3根据阿基米德原理:
V排=酒精中:
V排酒精=V物水中:
V排水=盐水中:
V排排水=
酒精 水 盐水(a)=>
(b)=>
(c)=>
图12∵ F2=F3,水<盐水∴ V排水>V排盐水而V排酒精>V排水>V排盐水把状态用图12大致表示出来、答案 蜡块在酒精中受的浮力最小,排液体积最大;
在水和盐水中受的浮力相等,排水体积大于排开盐水体积、例6 将重为
4、5N、体积为0、5dm3的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N、详解:
此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水面,还是沉于水中、有的学生拿到题后,就认定V排=0、5dm3,然后根据F浮=液gV排,求出浮力F浮=
4、9N、
【分析】
当题目未说明铜球静止时处于什么状态,可以用下面两种方法判定物体的状态、解法1 求出铜球的密度:
球==(g取10N/kg)=>
球==0、9kg/dm3=0、9kg/dm3103kg/m3这是一个空心铜球,且球<水,所以球静止后,将漂浮于水面,得F浮=G=
4、5N、解法2 求出铜球浸没在水中时受的浮力F浮=液gV排=1103kg/m310N/kg0、510-3m3=5N、答案
4、5N例7 把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g(酒精=0、8103kg/m3)=>
,若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是 ()=>
A、15g
12、5g
C、10g
D、8g 详解:
分析出金属块在酒精和水中的状态,是解决问题的关键、解 ∵ 金属>酒精, 金属>水∴ 金属块在酒精和水中均下沉,完全浸没、V金属=V排水=V排酒精由m排酒精=8g 得V排酒精===10cm3金属块在水中:
V排水=V金属块=10cm3 m排水=水V排水=1g/cm310cm3 =10g答案 C在上面的解题中,好像我们并没有用阿基米德原理的公式F浮=G排、但实际上,因为G排=m排液g,而其中m排液=液V排,所以实质上还是利用了阿基米德原理分析了问题、例8 体积是50cm3,质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是________g、将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是________g、(酒=0、8103kg/m3)=>
解 判断此物体在水中和酒精中的状态求出物体密度:
物===0、9g/cm3∵ 物<水,物体在水中漂浮、F水浮=Gm排水g=m物g∴ m排水=m物=45g又∵ 物<酒精,物体在酒精中沉底、F酒精浮=酒精V排g,浸没:
V排=V=50cm3m排精浮=酒精V排=0、8g/cm350cm3=40g答案 溢出水的质量是45g,溢出酒精的质量是40g有的同学对物体在液体中的状态不加判断,而是两问都利用V排=50cm3进行求值、造成结果错误、V排=50cm3进行求解。
造成结果错误、例9 如图13中,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是()=>
A、5N,竖直向下
B、3N,竖直向上
C、2N,竖直向上
D、8N,竖直向下图13详解:
结合浸没在水中物体的受力分析,考查学生对受力分析、合力等知识的掌握情况、
绳子未断时,A物体受3个力:
重力GA,拉力F,浮力F浮、3个力关系为:
GA+F=F浮,求得F浮=5N+3N=8N、绳子剪断后,物体只受重力和浮力,且浮力大于重力,物体上浮,浮力大小仍等于8N、合力F合=F浮5N=3N合力方向:
与浮力方向相同,竖直向上、答案 B例10 以下是浮力知识的应用,说法正确的是 ()=>
A、一艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大
B、一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大
C、密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同
D、密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大
轮船在河里和海里航行,都处于漂浮状态,F浮=G、因为轮船重力不变,所以船在河里和海里所受浮力相同、A选项正确、又因为海水>河水, 所以V排海水<V排河水,在河水中没入的深一些、密度计的原理如图14,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中,由于密度计均处于漂浮状态,所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力、可见,密度计没人液体越多,所测得的液体密度越小、甲 乙图14F甲浮=F乙浮=G根据阿基米德原理:
甲gV排甲=乙gV排乙∵ V排甲>V排乙∴ 甲<乙答案 A例11如图15,展示了一个广为人知的历史故事“曹冲称象”、曹冲运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重、请你写出他运用的与浮力相关的两条知识、
(1)=>
_______________________;
(2)=>
_______________________、图15详解:
此题考查学生通过对图形的观察,了解此图中G象=G石的原理、
当大象在船上时,船处于漂浮状态,F浮′=G船+G象,曹冲在船上画出标记,实际上记录了当时船排开水的体积为V排、用这条船装上石头,船仍处于漂浮状态,F浮′=G船+G石,且装石头至刚才画出的标记处,表明此时船排开水的体积V排′=V排、根据阿基米德原理,两次浮力相等、两次浮力相等、便可以推出:
G象=G石、答案
(1)=>
漂浮条件
(2)=>
阿基米德原理例12已知质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比A∶B=1∶2,现将
A、B放入盛有足够多水的容器中,当
A、B两球静止时,水对
A、B两球的浮力之比FA∶FB=8∶5,则A=________kg/m3,B=________kg/m
3、(水=1103kg/m3)=>
详解:
由于
A、B两物体在水中的状态没有给出,所以,可以采取计算的方法或排除法分析得到物体所处的状态、
(1)=>
设
A、B两球的密度均大于水的密度,则
A、B在水中浸没且沉底、由已知条件求出
A、B体积之比,mA=m
B、==∵
A、B浸没:
V排=V物∴ ==题目给出浮力比=,而现在得=与已知矛盾、说明假设
(1)=>
不成立、
(2)=>
设两球均漂浮:
因为mA=mB则应有F浮A′=F浮B′=GA=GB=,也与题目给定条件矛盾,假设
(2)=>
不成立、用上述方法排除某些状态后,可知A和B应一个沉底,一个漂浮、因为A<B,所以B应沉底,A漂浮、解 A漂浮 FA=GA=AgVA①B沉底 FB=水gVB排=水gVB ②①② ==∵ =代入、A=水=1103kg/m3=0、8103kg/m3B=2A=
1、6103kg/m3答案 A=0、8103kg/m3,B=0、8103kg/m
3、例13
A、B两个实心球的质量相等,密度之比A∶B=1∶
2、将它们分别放入足够的酒精和水中,它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是(酒精=0、8103kg/m3)=>
()=>
A、1∶1
B、8∶5
C、2A∶水
D、2酒精∶B详解:
从
A、B两个小球所处的状态入手,分析几个选项是否可能、一个物体静止时,可能处于的状态是漂浮、悬浮或沉底、以下是两个物体所处状态的可能性①A漂,B漂④A悬,B漂⑦A沉,B漂②A漂,B悬⑤A悬,B悬⑧A沉,B悬③A漂,B沉⑥A悬,B沉⑨A沉,B沉由题目我们可以推出mA=mB,A∶B=,则VA=VB=A∶B=2∶1我们可以选择表格中的几种状态进行分析:
设:
A、B均漂浮 A<酒精,B<水,与已知不矛盾,这时F浮A=1∶1,A选项可能、
(2)=>
A、B都沉底===,B选项可能、(3)=>
设A漂浮,B沉底,这时A<酒精,B<水,===,B选项可能、(4)=>
设A沉底,B漂浮A应<酒精∵ B=2A应有B>酒精>水,B不可能漂浮、∴ 上述状态不可能,而这时的==、D选项不可能、答案 D例14 如图16(a)=>
所示,一个木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3,时,细绳对木块的拉力为0、6N、将细绳剪断,木块上浮,静止时有的体积露出水面,如图(b)=>
所示,求此时木块受到的浮力、(g取10N/kg)=>
(a)=>
图16详解:
分别对(a)=>
图当中的木块进行受力分
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- 初中 物理 典型 例题 解析 浮力