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浮力专题
八、浮力
(1)
一、知识梳理:
1、定义:
叫做浮力。
2、浮力的方向,浮力的施力物体。
3、阿基米德原理:
用公式表示为:
。
4、浸在液体中的物体受到浮力的大小与、有关,
与浸没液体的深度关。
5、浮力的求法:
(1)称重法:
,变形和
(2)阿基米德原理:
,变形和
(3)二力平衡法(悬浮或漂浮):
,
二、基本实验:
1、小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,右图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图B、C、D,说明浮力大小跟_________________有关;
(2)分析图__________________,说明浮力大小跟液体密度有关;
(3)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是________N;
2、在物理实验操作考查中,小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”。
他的实验操作步骤如图所示,实验过程如下:
A、用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的_________;
B、将水倒入溢水杯中;
C、将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时____________;
D、将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E、记录、分析实验数据,得出实验结论;
F、整理实验器材。
请根据小雨的实验过程回答下面问题:
(1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤:
_____________________________。
(2)指出上面实验操作中的一处错误:
__________________________________。
(3)若用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验,则与上述操作不同的一个步骤是_____(填字母)。
3、如图,当弹簧测力计吊着圆柱体,从底部接触水面开始缓慢到完全没入水中到底部A的过程中,以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是(),
三、基础演练
1、下列关于浮力的叙述中,正确的是()
A.物体浸没在水中的深度越大,受到的浮力也就越大
B.同一木块分别漂浮在水面和酒精上,在酒精面上受到的浮力小于在水面上的浮力
C.物体浸在液体中受到的浮力由自身的重力决定
D.物体浸在液体中受到的浮力由排开液体的重力决定
2、外形相同的3个小球放入液体中,静止时如图所示,则受到浮力最小的是()。
A.甲球B.乙球C.丙球D.都相等
3、将一重为80N的物体,放人一盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了30N的水,则物体受到的浮力是()。
A.80NB.30NC.50ND.11ON
4、将两个物体分别挂在弹簧测力计上,然后都浸没在水中,发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N,那么这两个物体一定有相同的()。
A.密度B.体积C.质量D.重力
5、乒乓球从水底浮到水面过程中,越接近水面上浮速度越快,最后浮出水面,下列判断正确的是( )
A.露出水面前,浮力逐渐增大,露出水面后,浮力继续增大,最后保持不变
B.露出水面前,浮力保持不变;露出水面后,浮力仍保持不变
C.露出水面前,浮力逐渐减小;漂浮在水面时,浮力保持不变
D.露出水面前,浮力保持不变;露出水面后,浮力先减小,最后保持不变
6、根据下面给出的数据,一定能用阿基米德定律计算出浮力大小的一组数据是()。
A.物体体积和液体密度B.物体体积和物体密度
C.液体密度和物体所在处的深度D.液体的密度和物体所排开液体的体积
7、某海滨浴场,水底布满鹅卵石,水中游泳的人由深水走向浅水的过程中,以下体验和分析合理的是()
A、脚越来越不疼,因为人越来越轻B、脚越来越疼,因为人越来越重
C、脚越来越不疼,因为人的浮力越来越大了D、脚越来越疼,因为人的浮力越来越小了
8、小明同学用一个质量可以忽略不计的薄塑料袋装满水,挂在弹簧测力计上后,将其浸没在水中,那么他看到的弹簧测力计读数()
A、小于袋中水的重B、等于袋中水的重C、大于袋中水的重D、等于零
9、一个鸡蛋沉没在一杯清水中,将下列添加物(足量)分别加入杯内的水中经搅拌后,最终能使鸡蛋浮起来的是()
A.水B.食盐C.酒精D.食用油
10、把等质量的实心铁球和铝球分别挂在弹簧平下并浸没在水中则( )
A 挂铁球的弹簧秤示数较大 B 挂铝球的弹簧秤示数较大
C 两弹簧秤的示数一样大 D 无法判断哪个弹簧秤示数大
11、鸡蛋在清水中沉在杯底,而在水中加入盐后,鸡蛋浮上来。
对此,下列解释中正确的是()。
A.鸡蛋在盐水中浸泡时变轻了B.盐能够产生较大的浮力
C.鸡蛋受到的浮力比原来大了D.鸡蛋在盐水中浸泡时体积变大了
12、把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g(酒精密度已知),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 B.12.5g C.10g D.8g
13、将金属块的一半浸没水中,排开了0.6kg水,金属块受到的浮力是____。
(g=10N/kg)
14、甲、乙两物体质量之比为3:
4,密度之比为1:
3,若把它们全部浸没在同种液体中,受到的浮力之比为____。
15、物体所受的重力为5N,体积为4×10-4m3,当它浸没在水中时,所受的浮力为____N,方向____。
(g=10N/kg)
16、铁块的体积是200cm3,全部没入水中时,它排开水的体积是 cm3,排开的水重是
N,受到的浮力是 N,当它一半体积没入水中时,它受到的浮力是 N。
17、弹簧测力计下吊着重为14.7N的金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力计示数为9.8N,则水对金属块的浮力为 N,金属块排开水的体积为 m3
18、把重17.8N的实心钢球挂在弹簧测力计上,浸没在水中后,弹簧测力计示数是15.8N,铜球受到的浮力是____N,铜球的体积是____cm3.(g取10N/kg)。
19、一物体挂在弹簧秤下,读数是5N,将它全部浸没在酒精中时,读数是1N,则物体受到的浮力是__________N;如果将物体的一半浸没在酒精中,此时弹簧秤的读数是________N.
20、用一根细线系住一个石块,用手提住线把石块浸到水中。
在石块从接触水面到全浸入水中的过程中,石块受的浮力是的(填变化情况);当石块全浸到水面下时,石块受的浮力为F1,松开线让石块沉到水底,石块受的浮力为F2,则F1F2。
21、用线系住一个石块,提住线将石块放到水中。
在石块从接触水面到全浸入水中的过程中,线的拉力将(填变化情况);石块浸没水中后,继续往下放石块,在石块未接触容器底之前,线的拉力将(填变化情况)。
22、将一个铁块侵没到水中时,铁块受的浮力是F1;将它浸没到酒精中时,受到的浮力是F2。
那么,Fl和F2的关系是F1F2(填大小关系)。
23、一石块用弹簧测力计在空气中称重4.2N,当把它完全浸没在水中称为2.7N(g取10N/kg),求:
(1)该石块的密度;
(2)如将该石块挂在弹簧测力计下端,并将其完全浸没在密度为0.8×103kg/m3的液体中,此时弹簧测力计示数是多少?
24、一金属球在空气中称重是14.7N,浸没在水中称重是4.9N.已知金属球的密度为2×103kg/m3,此球是空心的还是实心的?
若是空心的,其空心部分的体积是多少?
25、一个密度是2.7×103kg/m3、体积为200cm3的实心物体,浸在某种液体中称时,弹簧测力计的示数为3N,求物体受到的浮力。
(取g=10N/kg)
26.有一只玻璃球,在空气中称,弹簧测力计的读数是40N,浸没在水中称,弹簧测力计的读数变为20N。
取g=10N/kg。
问:
(1)玻璃球的体积是多大?
(2)玻璃球的密度是多大?
27、一个体积为500cm3的物体,浸没在某种液体中时,所受的浮力是4N。
求:
(1)液体的密度是多大?
(2)若物体恰能在液体中悬浮,则物体的质量是多少?
物体的密度是多大?
(取g=10N/kg)
28、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)
九、物体的浮沉条件
一、知识梳理:
1、浸没在液体中的物体的浮沉,决定于它受到的力和力。
当F浮G物时,ρ液ρ物,物体上浮;
当F浮G物时,ρ液ρ物,物体下沉;
当F浮G物时,ρ液ρ物,物体悬浮。
2、上浮静止后的状态称为,此时F浮G物,ρ液ρ物。
3、潜水艇是靠来实现浮沉的;气球和飞艇是靠来实现浮沉的。
4、密度计是测量的仪器,它的原理是。
二、漂浮问题:
规律一:
物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:
同一物体在不同液体里,所受浮力相同;
规律三:
同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:
漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:
将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
例题:
1、轮船在从河里驶入海里的过程中,以下说法中正确的是()
A.轮船受到的浮力不变,会上浮些B.轮船受到的浮力不变,会下沉些
C.轮船受到的浮力变大,会上浮些D.轮船受到的浮力变小,会下沉些
分析过程:
2、如图所示,甲、乙是将相同的密度计分别放人两种不同液体中的情形,
(1)两种液体的密度相比较:
ρ甲____ρ乙;
(2)密度计在两种液体中受到的浮力相比较:
F甲___F乙。
分析过程:
反馈:
1、小明在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中,观察到铅笔静止时的情形如图所示,下列说法正确的是()
A、甲杯液体的密度较大B、乙杯液体的密度较大
C、铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大D、铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
2、海水大于河水密度,以下有下画线的物体所受浮力不发生改变的是()
A.河中的木筏漂流人海B.大江中的石块被冲人大海
C.海面下的潜水艇逐渐露出水面D.给停泊在海港内的油轮输入原油
3、一个木块与一个空心钢球质量相等,均漂浮在水面上,比较它们浸在水中的体积()
A.木块大B.钢球大C.一样大D.无法比较大小
4、一个蜡块漂浮在盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量是4g,若把该蜡块放入盛水的容器中(ρ蜡=0.9×103kg/m3、ρ酒精=0.8×103kg/m3),则溢出水的质量是()
A.4gB.4.5gC.5gD.3.6g
5、一个木块和一块石蜡,它们的质量相同,把木块放在盐水中,石蜡放在水中。
比较它们受到的浮力的大小。
(ρ木=0.6×103千克/米3,ρ蜡=0.9×103千克/米3)()
A.木块受到盐水的浮力大B.石蜡受到水的浮力大
C.木块受到盐水的浮力等于石蜡受到水的浮力
D.由于浮体的物质不同,液体也不同,因此无法判断谁受的浮力大
6、下列情形中,浮力增大的是()
A、游泳者从海水中走上沙滩B、轮船从长江驶入大海
C、海面下的潜艇在下潜D、“微山湖”号补给舰在码头装载货物
7、将密度为0.5×103kg/m3的木块分别放进酒精、清水和盐水中,下列说法中正确的是()
A.木块在酒精中露出液面的体积最大B.木块在清水中有一半体积露出液面
C.木块在盐水中露出液面的体积最大D.木块在酒精中将沉入杯底
8、有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。
“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接。
正常游泳时,连接线是松驰的,气囊漂浮着,跟人如影相随。
在体力不支等情况下,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下()
A、人的重力减小了B、人所受的重力方向改变了
C、气囊排开水的体积变小了D、气囊受到的浮力变大了
10.如图右所示,有一个长方体的木块,分别以甲、乙两种方式浮在水面上,两种情况下所受的浮力分别为F甲和F乙。
则F甲和F乙的关系是()。
A.F甲>F乙B.F甲C.F甲=F乙D.无法确定
11.一只塑料球,放在酒精中恰好悬浮,而放在水中则漂浮在水面上。
该球在这两种液体中所受的浮力大小关系是()。
[
A.在酒精中受的浮力大B.在水中受的浮力大
C.所受浮力一样大D.无法确定
12、甲、乙两个漂浮在水面上的均匀物体,体积之比为2:
3,密度之比是1:
4,则浸入水中部分的体积之比是 。
13、质量是300g的空心铁球重___N,当它悬浮在水中不动时,它受到的浮力是___N。
(g取10N/kg)
14、测定人体血液密度的方法是:
在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液,再向每支试管内分别滴入一滴血液,若血液在某一支试管内悬浮,血液的密度就 (选填“大小”“小于”或“等于”)该试管内硫酸铜溶液的密度。
15、一艘装满货物的轮船驶进码头,卸下货物1.96×108N,则轮船受到的浮力将变,轮船浸入水中的体积减小_______m3.(g=10N/kg)
计算过程:
16、张聪同学将鸡蛋放入装有密度为1.1×103kg/m3盐水的量筒中,鸡蛋恰好能处于悬浮状态,测得鸡蛋排开盐水的体积是5×10-5m3(g=10N/kg),该鸡蛋的重力是多少?
17、如图8-7所示,—个边长为10cm正方体木块,漂浮在水面上,此时,它露出水面的高度是4cm,求:
(g取10N/kg)
(1)木块受到的浮力。
(2)木块的密度。
18、密度为0.6×103kg/m3,边长为10cm的正方形木块,静止在水面上,求:
(1)木块所受的重力;
(2)木块受到的浮力;
(3)在木块上表面至少要加多大的力才能使木块全部浸入水中。
(g取10N/kg)
19、停留在空气中的充满氢气的飞艇体积为3×103m3,空气的密度为1.29kg/m3,氢气的密度为0.09kg/m3,艇重300N,求货物重多少?
(g=10N/kg)
20、在0℃、1标准大气压条件下,氢气的密度是0.09kg/m3;空气的密度塘1.29kg/m3。
有一个体积为10m3的氢气球,球壳的厚度不计,球壳重为20N。
取g=10N/kg。
问:
(1)氢气球内充入的氢气有多重?
(2)氢气球受到的空气浮力是多大?
(3)要使气球能匀速上升,它的下面最多能吊多重的物体?
21、浮在水面上的冰,水上部分的体积为1000m3,求冰的总体积?
(ρ冰=0.9×103kg/m3)
22、有一木块放入水中,当上面放有质量为0.5kg的重物时,木块恰好全部浸入水中,若拿去重物,则木块有1/3的体积露出水面,求:
(1)木块的体积。
(2)木块的密度。
23、一个密度是0.8×103kg/m3、体积是100cm3的石蜡块浮在某种液体中时,有5/6的体积露出液面。
当把一个金属块放在石蜡块上面时,恰好能使石蜡块没入液体中。
求金属块质量。
24、一个物块浮在水面上,它没入水中部分的体积是50cm3,露在水面上的部分体积是25cm3。
问:
(1)物块受到的浮力多大?
(2)物块的质量是多大?
(3)物块的密度是多大?
25、有一体积是200cm3木块,放在水中时有2/5体积露出水面。
求:
(1)木块的重力;
(2)木块的密度。
26、溢水杯中盛有某种液体,液面刚好齐溢口。
将一个质量为60g的物块放到溢水杯中,物块浮在液面上。
溢到量杯中的液体是80mL。
求:
(1)物块受到的浮力;
(2)液体的密度。
三、浮与沉的判断(比较密度或比较重力和浮力)
1、一密度均匀的实心物体悬浮在某一种液体中,若将此物体均分成两块,并轻轻地取出一
半,余下的一半在液体中()
A.将上浮B.将下沉C.仍然是悬浮D.以上情况都可能出现
2、一个木块浮在容器中的水面上。
设想将木块露出水面的部分切去并取走,那么()。
A.剩下的部分木块会下沉,水对容器底的压强增大
B.剩下的部分木块会上浮,水对容器底的压强减小
C.剩下的部分木块不上浮也不下沉,水对容器底的压强不变
3、如图所示,一个空心球置于水中,恰能悬浮,沿虚线将其分成大、小两部分,则()。
A.小的部分上浮,大的部分下沉B.两部分仍保持悬浮
C.小的部分下沉,大的部分上浮D.物质密度未知,不能判别
4、体积相同的铜、铁、铝、木四个小球,放入水中静止后,如图,已知这几种物质的密度关系是:
铜>铁>铝>水>木,则下列判断正确的是( )
A.铝、木两球一定是实心的,铜、铁两球一定是空心的
B.四个小球所受浮力关系是F铜>F木>F铁=F铝
C.四个小球的重力关系是:
G铝>G铁>G木>G铜
D.四个小球的质量关系是:
m铝>m铁>m铜>m木
5、鱼体内有一器官叫鱼瓢,鱼在水中可以自由地沉浮,就是靠改变鱼瓢的体积来实现的.当一只鱼在水中沉浮时,你认为它主要是改变()
A.所受的重力B.所受的浮力C.水的密度
6、如图1所示,一个铁球分别放在水中、盐水中和水银中,受到的浮力最大的是
A.在水中 B.在盐水中
C.在水银中 D.条件不足,无法确定
7、两手分别拿着一个小木块和一个大石块,把它们都浸没到水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,受到浮力大的是()
A、小木块B、大石块C、一样大D、不能确定
8、把重8N、体积为1.0×10-3m3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态和所受浮力是()
A、漂浮,F浮=10NB、悬浮,F浮=8NC、漂浮,F浮=8ND、沉在水底,F浮=10N
9、把一个物体用线系住挂在弹簧测力计下,并将物体浸没到某种液体中,弹簧测力计的示数为2.5N。
若已知物体受的浮力是0.8N,则该物体重为N。
若此时剪断挂物体的线,则物体在液体中将会。
10、将一个物体挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为4.5N,将物体浸没到某种液体中静止时,弹簧测力计的指针回到了零刻线,则此时物体受到的浮力为N。
若剪断挂物体的线,则物体在液体中将会。
11、一个物体的体积是5×10-4m3,如果这个物体重4N,那么当它浸没在水中后将____(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
12、有一个重为5N、体积为300cm3的物体。
问:
(1)该物体浸没在水中时受的浮力多大?
(2)该物体在水中是上浮,还是下沉、悬浮?
13、有一个空心金属球,质量是1kg,体积是1.2dm3。
取g=10N/kg。
(1)将该球放到密度为0.8g/cm3的煤油中,它在煤油中静止时受的浮力是多大?
(2)将该球放到水中,它在水中静止时受的浮力是多大?
14、体积相同的A、B、C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GA、GB、GC和密度
A、
B、
C.
15、在天平左盘放一杯水,右盘放砝码,使天平平衡.
(1)将一质量为27g的铝块(
铝=2.7g/m3)放入左盘水中,水不溢出,天平还能平衡吗?
(2)若杯子原来装满水,把铝块放入后,把溢出的水取走,天平还能平衡吗?
16、容器内分别装有水,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?
(3)在比冰密度小的液体里熔化后液面如何?
四、排水量问题:
1、一艘轮船的质量是6000t,它的排水量是10000t,
(1)它所能装载的货物的质量是多少?
(2)则该船满载货物时受到的水的浮力是多少?
取g=1ON/kg,
2、潜水艇潜行时的排水量是6.4×106kg,浮在海面上的排水量是5.0×106kg,求潜水艇在海面上时,水上部分的体积是多少?
(g=10N/kg)
3、一潜水艇从大海某一深度潜行到内陆河的过程中,下列说法中正确的是()
A.潜水艇在大海里受到的浮力较大B.潜水艇在大海里受到的浮力较小
C.潜水艇在大海里和内陆河里受到的浮力一样大D.条件不足,无法确定
4、“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中()
A、潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力
B、潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力
C、潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力
D、潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力
5.木头的密度小于水,能够浮在水面上。
如果将它挖空,使它的自重变轻,它就能排开更多的水,从而获得更大的力,古代的独木舟就是利用了这个道理。
钢铁、水泥的密度大于水,实心的钢铁、水泥制品在水中会下沉,但如果把一定质量的钢铁、水泥制成空心的,使它能够,那么它受到的浮力就增大,也就能够浮在水面上了。
现代的轮船就是利用了这个道理。
五、多个力的问题:
1、有一边长为2dm、密度为0.6×103kg/m3的正方体木块。
现用一细线把木块系在底面积为8dm2的圆柱形容器上,然后向容器中加水,使木块完全浸没于水中。
取g=10N/kg。
求细线所受拉力?
2、`图8-3甲为一个木块用细绳系在容器底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3细绳对木块的拉力为0.6N,将细绳剪断,木块上浮,静止时有2/5的体积露出水面,如图乙,求此时木块受到的浮力。
(g=10N/kg)
3、底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图所示.已知物体B的密度为6×103kg/m3.质量为0.6kg.(取g=10N/kg)
求:
木块A的密度.
提高题:
1、如图2所示,木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块的一半体积浸没在水中时,绳对木块的拉力是4.9N,当木块全部浸没在水中时,绳对木块的拉力是29.4N,求木块的质量?
2、图8-19甲是一个足够高的圆柱形容器,内有一边长为10cm、密度为0.8×103kg/m3的正方体物块,物块底部中央连有一根长为20cm的细线,细线的另一端系于容器底部中央(图甲中看不出,可参见图乙)。
向容器内缓慢地倒入某种液体,在物块离开容器底后,物块的1/3浮出液面。
(1)当液面高度升至何值时;细线中的拉力最大?
(2)求细线的最大拉力。
(取g=10N/kg)
3、如图所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9×103kg/m3.求:
甲、乙铁块的质量比.
十、浮力综合题
1、如图8-21所示,在水平桌面上的盛水容器中漂浮一个质量分布均匀的正方体木块,若将木块露出水面的部分截去并取走,那么()。
A、木块余下部分下沉,容器底所受水的压强增大
B、木材余下部分上浮,容器底所受水的压强减小
C、木块余下部分上浮,容器对桌面的压强不变
D、木块余下部分不上浮也不下沉,容器对桌面的压强不变
2、浸在液体中的物体如果受到浮力的作用,那么施力物体是()。
A.地球B.液体C.盛液体的容器D.物体本身
3、悬挂着的金属球A依次浸没在清水和浓盐水中,则A球两次所受浮力相比较是()。
A、两次的浮力一样大B、浸没在盐水里受的浮力较大
C、浸没在清水里受的浮力较大D、条件不足,无法判断
4、把一根密度计先后放入