专题24 浮力原卷版.docx
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专题24浮力原卷版
专题2.4浮力
1.掌握求解浮力的几种基本方法
(1)用弹簧测力计测浮力即称量法:
把物体挂在弹簧测力计上,记下其在空气中弹簧测力计的示数F1=G(G是物体受到重力),再把物体浸入液体,记下弹簧测力计的示数F2,则物体在液体中受到的浮力F浮=F1-F2
(2)用浮力产生的原因求浮力即压力差法:
浸没在液体中的物体受到液体向上的压力为F1,向下的压力为F2,则物体受到液体对其向上的浮力F浮=F1-F2
(3)用漂浮或悬浮的条件求浮力即平衡法:
物体漂浮或悬浮在液体中时,均有F浮=G。
G为物体自身的重力,F浮为液体对物体的浮力。
(4)用阿基米德原理求浮力即公式法:
F浮=G排或F浮=ρ液V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用)。
对于初中中考出现浮力计算问题,用以上方法的一种或者两种基本可以解决。
无论计算题难度多大,都离不开这四种方法中的某几种方法。
2.计算浮力相关问题的基本思路
(1)仔细审题,注意抓住隐含条件的关键词,如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。
(2)确定研究物体,并对物体进行受力分析(重力、浮力、拉力或压力等)。
(3)在受力分析的基础上,列出关系式,比如物体在液体中漂浮或悬浮时F浮=G物;用线吊在液体中时:
F浮=G-G示;被强制压(按)入液体中时,F浮=G+F(F为压力或拉力),若有几个物体连接在一起,可以将它们视为一个整体进行研究。
(4)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式,代入已知量解出未知量,这种思维方式不仅对较难题适用,对解较容易的浮力题也适用。
3.经常用到二力平衡的思想
(1)物体漂浮或者悬浮时,物体处于平衡状态,这时浮力等于重力F浮=G
(2)有一个重物压在物体上,物体静止在液体表面或者悬浮在液体中,这时物体的重力加上重物的压力等于物体在液体中受到的浮力,即F浮=G+N
(3)物体挂在弹簧秤下,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力等于弹簧秤读数加上物体受到的浮力,即F浮+F=G
(4)物体在液体里,物体下端用绳拴住挂,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力加上绳的拉力等于物体受到的浮力,即F浮=G+F
类型1.根据浮力产生的原因求浮力问题
【例题1】(2019四川自贡)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到
液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N.下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
类型2.称重法求解浮力问题
【例题2】(2019四川南充)弹簧测力计下悬挂一物体,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力是 N,该物体的密度为 kg/m3.(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
类型3.直接由阿基米德原理求浮力问题
【例题3】(2019湖南省邵阳)体积为2.0×10﹣3m3的铝块浸没在水中时,受到的浮力为 N.(g取10N/kg)
类型4.利用浮沉条件求解浮力问题
【例题4】(2017•威海)如图甲所示,底面积10﹣3m2的金属圆筒重2N,开口向上漂浮在水面上,这时有
的体积浸没在水中;若向金属圆筒里倒入1.25×10﹣4m3的某种液体,水面恰好与金属圆筒口相平,如图乙所示,此时水对金属圆筒底部的压强为 Pa,该液体的密度为 kg/m3(g=10N/kg,ρ水=1×10kg/m3)。
类型5.渗透图像求解浮力问题
【例题5】(2019甘肃兰州)如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/Kg,则下列说法中正确的是()
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
一、选择题
1.(2017•泰安)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。
将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有
的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列计算正确的是( )
①小球的质量是40g②小球的体积是50cm3
③液体的密度是1.1×103kg/m3④小球的密度是0.9×103kg/m3。
A.只有①②正确B.只有②③正确C.只有②④正确D.只有①③正确
2.(2019湖南株洲)用量筒、空瓶、小球和适量的水依次完成图示甲、乙、丙三步实验,量筒读数依次为V1、V2和V3.已知水的密度为ρ,则小球( )
A.体积为V2﹣V1B.体积为V2﹣V3
C.质量为ρ(V3﹣V1)D.质量为ρ(V2﹣V1)
3.(经典综合题)如图所示,烧杯的底面积是200cm2,里面装有一定量的水(图甲),用弹簧测力计吊着未知物体,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,示数是18N;再将物体缓慢提出,使水位下降到AB的中点C处,示数是23N(不计物体带出的水).g取10N/kg,下列判断中正确的是( )
①物体的质量是2.8kg;②物体的体积是1×10﹣3m3;③物体浸没时受到的浮力是15N;④从乙到丙,水对烧杯底面的压强减小了260Pa。
A.只有①、②、④正确B.只有①、②、③正确
C.只有①、②正确D.只有③、④正确
4.(2019四川巴中)将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,
从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物体下表面浸人水中深度h的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物体重力为40NB.物体浸没时受到的浮力为15N
C.物体的密度为2.5×103kg/m3D.物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa
5.(2019天津)在底面积为S的薄壁柱形容器内注入适量的水,让空烧杯漂浮在水面上,测出水的深度为h0,如图所示:
再将一金属球放入烧杯中,此时烧杯仍漂浮在水面上,测出水的深为h1,最后将该金属球取出放入水中(空烧杯仍漂浮在水面上,待金属球沉底后测出水的深度为h2,已知水的密度为ρ水,则( )
A.金属球的密度为
B.金属球的密度为
C.金属球沉底后,它对容器底的压力为
D.金属球沉底后,它对容器底的压力为
6.(重点题)在如图所示的甲图中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。
图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像。
若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为()
A.石料的重为1400NB.石料的重为500N
C.石料的密度为2.8×103kg/m3D.石料的密度为3.2×103kg/m3
二、填空题
7.(2019四川乐山)如图甲,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。
将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。
则铝块浸没时所受的浮力为______N,液体的密度为______kg/m3(g=10N/kg,ρ铝=2.7×103kg/m3)。
8.(2018•菏泽)2018年5月13日早晨7时,中国首艘国产航母驶离码头进行海试,若该航母排开海水的体积为7×104m3(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg),它所受的浮力是 N。
9.(2017•威海)如图甲所示,底面积10﹣3m2的金属圆筒重2N,开口向上漂浮在水面上,这时有
的体积浸没在水中;若向金属圆筒里倒入1.25×10﹣4m3的某种液体,水面恰好与金
属圆筒口相平,如图乙所示,此时水对金属圆筒底部的压强为 Pa,该液体的密
度为 kg/m3(g=10N/kg,ρ水=1×10kg/m3)。
10.(2019四川内江)质量为8kg的木块漂浮在水面上,它受到的浮力大小为 N.浮力的方向是 。
(g=10N/kg)
11.(2019四川达州)将密度为0.9×103kg/m3、体积为V的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中(无水溢出),冰块静止时露出水面的体积V露= V,当冰块完仝熔化后(总质量不变)容器中的水面将
(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
三、综合计算题
12.(2019湖南怀化)某容器放在水平桌面上.盛有足量的水,现将体积为1.25×10-4m3,质量为0.4kg的实心正方体放入水中.正方体不断下沉.直到沉底,如图所示。
知ρ水=1.0x103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)正方体受到的重力的大小;
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小;
(3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。
13.(2019四川自贡)如图所示,在容器底部固定乙轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A
的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)往容器缓慢加水,至物块A刚好浸没水中,立即停止加水,弹簧伸长了3cm,此时弹簧对木块A的作用力F。
14.(2018•泰安)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。
从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。
物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。
g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.求:
(1)物块受到的重力;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(3)物块的密度。
15.(2018•威海)图甲是海上打捞平台装置示意图,使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起,图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象(不计摩擦、水的阻力及绳重,忽略动滑轮受到的浮力,ρ水=1.0×103kg/m3.g=10N/kg)。
请解答下列问题:
(1)物体A的体积是多少?
(2)物体A完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%,当物体A完全离开水面后,滑轮组的机械效率是多少?
(3)当物体A完全离开水面后,电动机两端电压为380V,通过的电流为5A,电动机线圈的电阻为多少?
(不计电动机内部摩擦)
16.(2019湖南湘潭)如图1所示,弹簧测力计用细线拉着一长方体物块A,从水池中竖直向上做匀速直线运动,上升到水面以上一定的高度。
物块上升的速度为1cm/s,弹簧测力计示数F随物块上升的时间t变化的图象如图2所示。
不计阻力及水面高度的变化,根据图象信息
(1)当15s时,测力计示数F= N。
(2)物块A重 N,高度为 cm。
(3)当t=0时,A受到的浮力为 N,此时A底部受到水的压强大小为 Pa。
(4)物块A的密度为多大?
17.(2019内蒙古通辽)2018年5月13日,中国首艘国产航母001A型航空母舰离开大连港码头,开始海试。
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)请问:
(1)航母001A设计排水量6.7×104t,那么它满载时受到的浮力是多少?
(2)海面下8m处的压强是多少?
(3)一位体重为600N的歼15舰载机飞行员,每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2,则他双脚站立时对甲板的压强是多少?
18.(经典题)如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm.弹簧测力计挂着重为10N的物块.现将物块侵没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4kg(g取10N/kg).求:
(1)弹簧测力计的示数.
(2)物体的密度.
19.(2019安徽省)将底面积S=3×10﹣3m2高h=0.1m的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部,如图(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h1=0.05m(已知ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3.g取l0N/kg)。
求:
(1)水对圆柱体底部的压强p1
(2)圆柱体受到的浮力F浮;
(3)圆柱体对水槽底部的压强p2。
20.(经典题)一边长为10cm,密度为0.6g/m3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:
(1)木块所受的浮力大小?
(2)细线的拉力大小?
(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?
21.(创新题)如图是一厕所自动冲水装置,圆柱体浮筒A与阀门C通过杆B连接,浮筒A的质量为1kg,高为0.22m,B杆长为0.2m,阀门C的上表面积为25cm2,B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计,当A露出0.02m时,C恰好被A拉开,实现了自动冲水(g取10N/kg).求:
(1)刚拉开阀门C时,C受到水的压强和压力;
(2)此时浮筒A受到的浮力;
(3)浮筒A的密度.
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