初中物理浮力典型例题精讲及答案强烈推荐.docx
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初中物理浮力典型例题精讲及答案强烈推荐
初中物理浮力典型例题解析
例1下列说法中正确的是()
A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大
B.密度较大的物体在水中受的浮力大
C.重的物体受的浮力小
D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
精析阿基米德原理的数学表达式为:
F浮=匸液gV排,公式表明了物体受到的浮力大小
只跟液体的密度和物体排开液体的体积.有关•根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎
刃而解了.
3
例2质量为79g的铁块,密度是7.9g/cm,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)
精析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:
Gj=「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.
3
已知:
m=79g=0.079kg「铁=7.9g/cm
求:
m铁、Gt、m排、F浮
例3(广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中
3
时,弹簧测力计的示数为33.25N,此铜球的空心部分的体积是m.(已知铜的密度
33
为8.9x10kg/m)
已知:
G=43N,浸没水中F=33.2N
求:
V空
例4体积相同的ABC三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,
试比较三个物体受的重力G、G、G和密度「A、「B、「C.
图1—5—1
精析不同物体的重力可借助浮力的知识来比较.
33
例5将一个蜡块(「蜡=0.9X10kg/m)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>:
7■水〉「蜡>:
7■酒精)
精析确定状态t受力分析t比较浮力t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.
3
例6(广州市中考试题)将重为4.5N、体积为0.5dm的铜球浸没在水后放手,铜球
静止后所受的浮力是N.
精析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
3
是漂浮于水面,还是沉于水中.有的学生拿到题后,就认定2排=0.5dm,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.
例7(广州市中考试题)把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g
33
(P酒精=0.8X10kg/m),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.15gB.12.5gC.10gD.8g
精析分析出金属块在酒精和水中的状态,是解决问题的关键.
3
例8体积是50cm,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
33
g.(卩酒=0.8X10kg/m)
例9(南京市中考试题)如图1—5—3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
精析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.
例10以下是浮力知识的应用,说法正确的是()
A.—艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大
B.—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
例11(北京市西城区中考试题)如图1—5—5,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)
=-_-
_—王
图1—5—5
精析此题考查学生通过对图形的观察,了解此图中6象=6石的原理.
例12(长沙市中考试题)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AB放入盛有足够多水的容器中,当AB两球静止时,水对AB两球的浮
3333
力之比Fa:
Fb=8:
5,贝UPa=kg/m,Pb=kg/m.(P水=1x10kg/m)
精析由于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.
例13(北京市中考试题)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=0.8X
33
10kg/m)()
A.1:
1B.8:
5C.2ra:
r水d.2•-酒精:
b
例14(北京市中考试题)如图1—5—6(a)所示,一个木块用细绳系在容器的底部,
3
向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm,时,细绳对木块的拉力为0.6N•将细绳剪
5
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
2
取10N/kg)
图1—5—6
精析分别对(a)(b)图当中的木块进行受力分析.
3一53
已知:
图(a)V露1=20cm=2X10m,F拉=0.6N
图(b)V露2=2v
5
求:
图(b)F浮木',
例15如图1—5—7所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在
33
这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9X10kg/m.求:
甲、乙铁块的质量比.
f¥l
[木舛
水
」木块|
,__一——丿
精析当几个物体在一起时,可将木块和铁块整体做受力分析,通常有几个物体,就写出几个重力,哪个物体浸在液体中,就写出哪个物体受的浮力.
已知:
33
尸铁=7.9X10kg/m
求:
m甲
m乙
例16(北京市中考试题)如图1—5—8所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力
是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向
3
下的压力时,木块有20cm的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg)
木一
块二~
_——水
JTTfTTTTT
精析分别对木块所处的几种状态作出受力分析.
如图1—5—9(a)(b)(c).
图(a)中,木块受拉力F,重力和浮力.
图(b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V排.
图(c)中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再
2
200cm,里面装有高20cm的水,
施加F2=1N的压力,仍有部分体积露出水面.
例17如图1—5—10(a)所示的圆柱形容器,底面积为
3
将一个体积为500cm的实心铝球放入水中后,球沉底(容器中水未溢出)
求:
(1)图(b)中水对容器底的压强容器底增加的压力.
33
(2)图(b)中容器对水平桌面的压强和压力.(不计容器重,〃铝=2.7X10kg/m,g
取10N/kg)
3—43
精析铝球放入后,容器中水面增加,从而造成容器底=500cm=5X10m,「铝=2.7
—3
X104m.
求:
(1)图(b)中水对容器底p,增加的压力△F,
(2)图(b)中水对容器底p',增加的压力△F',
(河北省中考试题)底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直
0.6kg.(取g=10N/kg)
—5—11
|_
r
A
zHL
s
求:
(1)木块A的密度.
(2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化.
例19(北京市中考试题)在水平桌面上竖直放置一个底面积为S的圆柱形容器,
装密度为「1的液体.将挂在弹簧测力计下体积为V的金属浸没在该液体中(液体未溢出)体静止时,弹簧测力计示数为F;撤去弹簧测力计,球下沉并静止于容器底部,此时液体对容器底的压力为容器底对金属球的支持力的n倍.
求
(1)金属球的密度;
(2)圆柱形容器内液体的质量.
精析当题目给出的各量用字母表示时,如果各量没用单位,则结果也不必加单位.
程分析方法仍从受力分析入手.
内
.物
例20如图1—5—13(a),在天平左盘放一杯水,右盘放砝码,使天平平衡.
4AAi
(a)(b)
图1—5—13
3
(1)将一质量为27g的铝块(〃铝=2.7g/m)放入左盘水中,水不溢出,天平还能平
衡吗?
(2)将铝块如图1—5—13(b)方式放入左盘中,天平还能平衡吗?
例21如图1—5—14中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:
(1)
冰在水中熔化后,水面如何变化?
(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化
二盐水二
(a)
(b)
图1—5—14
精析这道题可以用计算的方法来判断,
关键是比较两个体积,
是冰熔化前,排开水
的体积V排,一个是冰熔化成水后,水的体积
V水•求出这两个体积,再进行比较,就可得出
结论.
例22(北京市中考试题)如图1—5—15(a),在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A,此时木块漂浮;如果将A从木块上拿下,并放入水中,当木块和A都静止时(水未溢出),下面说法正确的是()
图1—5—15
A.当A的密度小于水的密度时,容器中水面上升
B.当A的密度大于水的密度时,容器中水面下降
C.当A的密度等于水的密度时,容器中水面下降
D.
1—3—15(b),容
当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下面,如图
器中水面不变
例23(北京市东城区中考试题)自制潜水艇模型如图1—5—16所示,A为厚壁玻璃
广口瓶,瓶的容积是V0,B为软木塞,C为排水管,D为进气细管,正为圆柱形盛水容器.当
瓶中空气的体积为V1时,潜水艇模型可以停在液面下任何深处,若通过细管D向瓶中
压入空气,潜水艇模型上浮,当瓶中空气的体积为2V时,潜水艇模型恰好有一半的体积
露出水面,水的密度为恰匸水,软木塞B,细管CD的体积和重以及瓶中的空气重都不计.
图1—5—16
求:
(1)潜水艇模型.的体积;
(2)广口瓶玻璃的密度.
露出水面.中空部分有2V1的气体.
(a)(b)
图1—5—17
设:
模型总体积为V
例24一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,此时量筒内
2
的水面升高了4.6cm•当冰熔化后,水面又下降了0.44cm•设量筒内横截面积为50cm,求
33
石块的密度是多少?
(^水=0.9x10kg/m)
精析从受力分析入手,并且知道冰熔化,质量不变,体积减小,造成液面下降.
例25(北京市中考试题)在量筒内注入适量的水,将一木块放入水中,水面达到的
刻度是W如图1—5—18(a)所示;再将一金属块投入水中,水面达到的刻度是V2,如图
(b)
如图
所示;若将金属块放在木块上,木块恰好没入水中,这时水面达到的刻度是
(c)所示.金属密度P=
-
n
7
V\
1
z
V2
s
三:
3
r:
5L-
二
(a)(b)(c)
图1—5—18
精析经题是将实验和理论综合,要能从体积的变化,找到金属块的质量和体积.
33
例26如图1—5—19所示轻质杠杆,把密度均为4.0X10kg/m的甲、乙两个实心物
体挂在A、B两端时,杠杆在水平位置平衡,若将甲物体浸没在水中,同时把支点从O移到
1
O时,杠杆又在新的位置平衡,若两次支点的距离OO'为OA的丄,求:
甲、乙两个物体
5
的质量之比.
图1—5—19
精析仍以杠杆平衡条件为出发点,若将其中一个浸入水中,杠杆的平衡将被破坏,但
重新调整力臂,则可使杠杆再次平衡.
例27(北京市中考试题)某人用绳子将一物体从水面下2m深处的地方匀速提到水面
1
0.5m处的过程中,人对物体做功为54J.当将物体拉到有体积露出水面时,让其静止,此
5
时绳子对物体的拉力为40N.不计绳子的质量,忽略水的阻力,求物体的密度.(g取10N/kg)精析分析物体受力,从做功的公式出发,列出方程.
1
已知:
h1=2mh2=0.5mW=54JV露=V,F=40N
5
求:
?
例1解A选项:
物体浸没在水中,无论深度如何,V排不变,水的密度不变,F浮不变.A选项不正确.
B选项:
物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系,B选项不正确.
C选项:
重力的大小对物体所受的浮力无影响.例如:
大铁块比小铁块要重一些,但将两者浸没于水
中,大铁块受的浮力反而大些,因为大铁块的V排大.C选项不正确.
D选项:
同体积的铁块和木块,浸没于水中,V排相同,「水相同,F浮铁=F浮木,铁块和木块受的浮力一
样大.
答案D
注意:
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.
2、解”1铁=0.079kg
6铁=m铁g=0.079kgx10N/kg=0.79N
m铁79g3
V排=V«==3=10cm
t铁7.8g/cm
33
m»=液gV排=1g/cmx10cm=10g=0.01kg
F浮=m浮g—0.01kgx10N/kg=0.1N
从上面的计算看岀,铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同,但计算方法委相似,关键是
区别r液和T物,区别V排和V物,在理解的基础上进行计算,而不是死记硬背,乱套公式.
3、解可在求得浮力的基础上,得到整个球的体积,进一步求岀实心部分体积,最后得到结果.
F浮=G-F=43N—33.2N=9.8N
V排—F浮-
卩7水g
98N—1x10-3m3
1.0103kg/m39.8N/kg
浸没:
—33
V=V排—1x10m
=43N
33
1.010kg/m9.8N/kg
—33
"0.49x10m
—33—33
V空=V_V铜=1x10m—0.49x10m
—33
=0.51x10m
—33
答案0.51x10m
4、解法1由图来判断物体的状态:
AB漂浮,C悬浮.
由状态对物体进行受力分析:
G=F浮A,G=F浮b?
GC=F浮c・
比较AB、C三个物体受的浮力
-VA排vV排vV;排,i液相同.
根据F浮=:
•液gV排,可知:
F浮aVF浮bVF浮c,
GAVG 比较物体密度 VgV 解法2由物体的浮沉条件可知: AB漂浮 i•aV水, i■bVi■水, i■c=i■水, AB漂浮于水面: F浮a=G i■水gV\排= "gV F浮b=G '•: 水G/b排= "bGv 由图: Vb排>V^排 二二'bV 】A 比较密度: Tc>TB>TA 比较出密度后,由G=mg=「Vg,就可比较出物体重力: GC>GB>GA- 上述分析看岀: 由物体的状态,作岀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. 5、解蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态. ■/卜'盐水>;■'水>T蜡>T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Fi、F2和F3,蜡块重力为G 酒精中: V排酒精=V物 水中: V排水 F2 '水g 盐水中: V排排水 F3 蜡块 酒精 水 (a)(b)(c) 图1—5—2 TF2=F3,尸水V”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1—5—2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. 333 =0.9kg/dmx10kg/m 33—33 解法2求出铜球浸没在水中时受的浮力 F浮=「液gV排=1x10kg/mx10N/kgx0.5x10m=5N 答案4.5N 7、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 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«=^液V排,所以实质上还是利用了阿基米德原理分析了问题. 8、解判断此物体在水中和酒精中的状态 求出物体密度: 「物=m=45g3=0.9g/cm V50cm3 T: 7■物V: 、水,物体在水中漂浮. F水浮=Gm排水g=m物gm排水=”1物=45g 又T;•: 物V卜: 酒精,物体在酒精中沉底. 3 F酒精浮=;酒精V排g,浸没: V排=V=50cm 33 m排精浮="酒精V排=0.8g/cmx50cm=40g 答案溢出水的质量是45g,溢出酒精的质量是40g 3 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=50cm进行求值•造成结果错误.V排 3 =50cm进行求解。 造成结果错误. 9、【分析】绳子未断时,A物体受3个力: 重力G,拉力F,浮力F浮.3个力关系为: G+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—G=8N—5N=3N 合力方向: 与浮力方向相同,竖直向上. 答案B 10、【分析】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vV排河水,在河水中没入的深一些. 密度计的原理如图1—5—4,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1—5—4 F甲浮=F乙浮=G 根据阿基米德原理: 甲gV排甲=: : 乙gV排乙 TV排甲>V排乙 /.甲V「乙 答案A 11、【分析】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<=G石. 答案 (1)漂浮条件 (2)阿基米德原理 12、【分析】 (1)设A、B两球的密度均大于水的密度,则AB在水中浸没且沉底. 由已知条件求出AB体积之比,rm=m. va_mA•_2 VBmBB1 TAB浸没: V排_V物 F浮a_P水gVA_2 F浮b^水gVB1 题目给出浮力比旦_8,而现在得空A_2与已知矛盾•说明假设 (1)不成立. FB5F浮B1 (2)设两球均漂浮: 因为m_m 则应有F浮a'_F浮b'_G_GB ■F^L_1,也与题目给定条件矛盾,假设 (2)不成立. F浮B1 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「AV「B,所以B应沉底,a漂浮. 解A漂浮Fa_G_① B沉底Fb_"水gVs排_水gVs PAgVA_电_8 Fb5 VA_2代入. 亠FaxVb FbVa Vb1 x—x1x10kg/m_0.8x10kg/m 2 B_2: 、A_1.6x10kg/m 3333 答案「a=0.8X10kg/m,Pb=0.8x10kg/m. 13、精析从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 由题目我们可以推岀 1 nA=m,i: i'b=,贝UVa=i■A: i■B=2: 1 2 我们可以选择表格中的几种状态进行分析: 设: (1)AB均漂浮「酒精,「b<「水,与已知不矛盾,这时F浮a=1: 1,A选项可能. (2)设AB都沉底 F浮A='酒精gVA=4X-=8,B选项可能. F浮B7水gVA515 (3)设A漂浮,B沉底,这时TaVT酒精,: BV「水,皂=电='型A=乙,B选项可能. F浮BF浮B: '水gVB"水 (4)设A沉底,B漂浮 ■•: a应V! •: 酒精 •••亠=2j应有? B>? 酒精>: •水,B不可能漂浮. 上述状态不可能,而这时的 F浮a=卩酒精gVA=2。 酒精 F浮B: '水gVA: 'B D选项不可能. 答案D 14、解图(a),木块静止: F拉+G=F浮1① F拉="水g(v~V露1) 2 「水g(V-V) 5 : ■水g(V——V露1——V)= 5 「水g (—V—V露J 2-53 V-2x10m) 5 33 代入数值: 0.6N=1
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