④判断物体浮沉(状态)有两种方法:
比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:
ρ物=Gρ/(G-F)
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后____________________,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后____________________。
5、阿基米德原理:
(1)、内容:
____________________。
(2)、公式表示:
F浮=G排=ρ液V排g从公式中可以看出:
液体对物体的浮力与液体的____________________和物体____________________有关,而与物体的____________________等均无关。
(3)、适用条件:
____________________
6.漂浮问题“五规律”:
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漂浮,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。
7、浮力的利用:
(1)、轮船:
工作原理:
____________________。
排水量:
____________________。
单位t由排水量m可计算出:
排开液体的体积V排=m/ρ液;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。
(2)、潜水艇:
工作原理:
____________________。
(3)、气球和飞艇:
工作原理:
气球是____________________升空的。
气球里充的是密度小于空气的气体如:
____________________。
为了____________________,人们把气球发展成为飞艇。
(4)、密度计:
原理:
利用____________________来进行工作。
构造:
下面的铝粒能使____________________。
刻度:
刻度线从上到下,对应的____________________
8、浮力计算题方法总结:
(1)、确定研究对象,认准要研究的物体。
(2)、分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
(3)、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。
二、计算浮力方法:
1、示重差法,就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。
即
。
例1:
弹簧秤下挂一铁块,静止时弹簧秤的示数是4N,将铁块一半浸入水中时,弹簧秤的示数为3.5N,这时铁块所受的浮力是_________N,ρ铁:
ρ水=_________。
2、压力差法:
应用F浮=F向上-F向下求浮力。
这是浮力的最基本的原理。
例2:
2.如图所示:
某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3牛,上表面受到水的压力为1.5牛,则该物块受到水的浮力为___牛,方向为________。
3、公式法:
F浮=ρ液gV排=G排液
4、受力分析法
5、排水量法:
F浮=排水量(千克)×g
题型一:
浮力计算
例1:
(2014安徽,10,4分)一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示。
已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,则长方体下表面受到液体的压力表达式为______、浮力表达式为____________。
(液体密度ρ液和g为已知量)
例2:
(2014甘肃兰州,20,2分)如图所示,将一重为18N,体积为2×10-3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是________N,此时测力计的示数是________N(g=10N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
例3:
(2014福建福州,12,2分)将重6N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4N的水,物体受到的浮力是( )
A.10N B.6N C.4N D.2N
题型二:
比较浮力大小
例4.(2013湖北宜昌,17,2分)两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉。
比较松手时两者所受的浮力( )
A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较
例5. (2012广东茂名,17,3分)一个重30N、体积为0.002m3的物体用绳子悬挂着,如图所示。
现将物体浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是________N(g取10N/kg)。
物体浸入水后,水对杯底的压强________(填“增大”“不变”或“减小”)。
释放绳子后,物体将________。
题型三:
浮沉条件的应用
例6.质量相同的实心木块、铝块、铜块同时放入足够深的水槽中静止时,三个物体所受浮力()
A.木块最大B.铝块最大C.铜块最大D.一样大
例7.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图所示。
其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线。
当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度
和
的关系,有 ( )
A.浮力增大,
=
B.浮力减小,
=
C.浮力不变,
>
D.浮力不变,
<
例8.现将一支密度计先后放在密度分别为ρ1和ρ2的液体中,如图比较两种液体的密度。
例9.(2013广东,14,3分)如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图,AOB为一杠杆(质量忽略不计),OA∶OB=1∶2。
A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg。
当铝球一半体积浸在水中,在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡。
则铝球实心部分的体积为________m3,铝球受到的浮力为________N,铝球空心部分体积为________m3。
(ρ铝=2.7×103kg/m3,g=10N/kg)
基础演练
1.关于铁球在水中的沉浮,有以下几句说法,正确的是 ( )
A、沉入水底的铁球一定是实心的;
B、凡是铁球就会沉入水底;
C、空心的铁球一定漂浮在水面;
D、悬浮在水中的铁球一定是空心的.
2.一均匀物体恰能悬浮的水中,若将此物体切成大小不等的两块,则 ( )
A、大的一块下沉,小的上浮;
B、大的一块上浮,小的下沉;
C、两块仍悬浮在水中;
D、两块都上浮到水面.
3.一艘轮船从海里驶入到河里,则 ( )
A、它受到的重力变小,浮力不变;
B、它受到的重力变大,浮力不变;
C、它受到的重力不变,浮力变小;
D、它受到的重力不变,浮力不变.
4.一个空心金属球的质量是0.5kg,体积是6×10-4m3.把它投入水中,静止时它将
A、漂浮在液面上
B、悬浮在液面上
C、沉入水底
D、以上三种情况都有可能
5.在水池中浮着一只木桶,木桶里装有石块.若把木桶中的石块拣出来扔在水池里,则水池的水面将会()
A、上升 B、下降 C、不变 D、条件不足,不能确定
6.一空心球,截面积如图2所示,球的总体积为V,空心部分的体积是球总体积的1/4,当将此球投入水中时,有1/4的体积露出水面,若将球的空心部分注满水,然后使其浸没水中,静止释放后,球将
A、上浮 B、下沉 C、悬浮 D、漂浮
7.有塑料球、木球和铁球各一个,当它们在水中静止时,如图3所示._________球一定是空心的;__________球所受的浮力小于它的重力,木球所受的浮力_______于它的重力(填“大于”、“等于”或“小于”).
8.如图4所示,漂浮在水池中的木块下悬吊着重物A.若把悬吊重物的绳子剪断,重物将沉入水底,这时水面_________(填“上升”、“下降”或“不变”),容器底部受到水的压强将_________(填“增大”、“减小”或“不变”).
9.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)
10.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)
巩固提高
1.一热气球静止在空中,已知气球和物体总质量为100千克,问此时所受浮力为___________牛。
2.如图所示,一物块悬挂在弹簧测力计下静止在水中时,弹簧测力计读数为2牛;把它用绳系牢在某盐水中时,绳子拉力为3牛。
则物块在_____________中所受的浮力大。
在两液体中所受浮力相差______________N。
第1题第2题第4题
3.可以应用合力的知识来讨论物体的浮沉条件,设物体重力为G,浸没在液体里时所受浮力为F浮,则:
(1)当物体上浮时,二个力的合力为___________,合力的方向和__________方向相同;
(2)当物体在液体中下沉时,二个力的合力为___________,合力的方向和___________方向相同;
(3)当二个力的合力为__________时,物体就悬浮。
4.甲、乙、丙三物体浸没在液体中受力情况如图所示,则甲物体将____________;乙物体受到的合力方向______________,乙物体将_______________;丙物体将____________,丙物体最后静止时将处于______________状态,此时它的合力为______________。
乙物体最后静止时,受到的重力______________于浮力,此时乙物体受____________个力作用。
5.甲、乙、丙三个体积相同的球浮在同种液体中,如图所示,则甲、乙、丙三球的密度比较是:
()
A.
B.
C.
D.
6.潜水艇在下潜和上浮且都没露出海面的过程中,下列叙述正确的是()
A.下潜和上浮时,潜水艇所受重力一样
B.下潜时所受浮力变小,上浮时所受浮力变大
C.下潜和上浮时,潜水艇所受浮力一样
D.下潜时所受浮力变大,上浮时所受浮力变小
7.《死海不死》一文中描述到“将奴隶和俘虏扔进海里,屡淹不死”。
四位同学从物理学角度对该现象进行了解释,其中说法正确的是()
A.海水的咸度很高,人被扔进海里就自然浮起来,沉不下去
B.海水的密度大于人体的密度,人被扔进海里后,处于漂浮状态
C.人被扔进海里漂浮在海面时,浮力大于人体的重力,沉不下去
D.人被扔进海里漂浮在海面时,浮力等于重力,沉不下去
8.把完全相同的三只简易密度计,分别放入三种不同的液体中,如图所示,三种液体的密度分别为
和
,则()
A.
B.
C.
D.三个容器中液面不一样高,无法判定
9.如图所示,物块被拎着静止,问此时物块受到哪几个力?
试在图中作出各力的示意图。
10.在图中,甲、乙、丙、丁是四个材料、体积、形状互不相同的物体,图中注明了它们的浮沉情况,试在图中补画出每个物体受到的浮力
和重力G的完整情况(要求定性地表示出力的大小)。
11.要识别鸡蛋是否新鲜,有一种方法是把鸡蛋丢在水里,下沉的一般是新鲜鸡蛋,上浮的一般是不新鲜的鸡蛋,你知道其中的道理吗?
12.如图所示,展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”。
传说三国时,孙权送给曹操一只大象,大象很大,参观的人纷纷议论这只大象究竟有多重,但是却想不出称大象的办法。
曹冲说:
只要把大象牵到船上去,看船下沉了多少,在船舷上做个记号,然后把大象牵上岸。
再往船上装石头,使船沉到原来的记号处,称出这些石头有多重就知道大象有多重了。
请你运用物理知识解释曹冲称象的道理。
氢气球体积为1500米3,球壳和吊篮总重2500牛,已知氢气的密度为0.09千克/米3,空气密度为1.29千克/米3,通过计算判断这个气球能吊起重为10000牛的器材吗?
(g取10牛/千克)
1.当液体密度
_______________于物体密度
时,浸没在液体中的物体就上浮,直至漂浮在液面。
当液体密度
_____________于物体密度
时,浸没在液体中的物体就下沉。
当液体密度
______________于物体密度
时,物体就悬浮在液体中任意位置。
2.一个空心铁球重12牛,体积1分米3,将它浸没在水中,它受到的浮力是___________牛,由于空心铁球受到的重力_____________浮力,它在水中将_______________。
3.古代的独木舟,就是采用_________________的方法来增大可以利用的浮力,即使是最现代化的轮船,也保持着这种古老的办法。
4.潜艇的上浮和下沉是靠改变_________________来实现的。
潜水艇从水下5米深处,潜至15米深处,所受的浮力_____________。
(选填“变大”“变小”或“不变”)
5.若气球的自重加上载重小于它所受的浮力时,气球就_______________;当我们放出气球里的气体,气球的体积就会________________,所受的浮力_________________,气球可降回地面。
6.船从河里开到海里,(
),船所受的浮力将___________________,船排开液体的质量_________________,排开海水的体积_______________排开河水的体积。
7.一艘轮船自重为
牛,最大载货量为
牛,满载时轮船的总重为___________牛,这是一艘排水量为_________________吨的货轮。
(g取10牛/千克)。
如果卸下
牛的货物,它受的浮力为______________牛。
8.在测量人体血液密度时,血液在某一装有硫酸铜溶液的试管中悬浮,说明血液的密度______________该试管中硫酸铜溶液的密度(填“大于”、“小于”、“等于”)。
9.对于现代生活给人们带来的紧张症,可用漂浮疗法减轻它.漂浮池内有一定深度的水,水中加有大量的__________(填“盐”、“酒精”),任何人进入池内都会漂浮起来.
10.完全浸没在水中的乒乓球,放手后,乒乓球从运动到静止的过程中,其浮力大小变化情况是()
A.浮力不断变大,但小于重力B.浮力不变,但浮力大于重力
C.乒乓球露出水面前浮力不变,静止时,浮力等于重力
D.浮力先大于重力,后小于重力
11.一个鸡蛋悬浮在盐水中,现改变它的运动状态,下列说法正确的是()
A.用笔轻轻推一下鸡蛋,鸡蛋向下运动过程中浮力小于重力
B.用笔轻轻推一下鸡蛋,鸡蛋向下运动过程中浮力等于重力
C.向容器中缓慢加入浓盐水后,鸡蛋向上运动过程中,未出水面前浮力大于重力
D.向容器中缓慢加入浓盐水后,鸡蛋向上运动过程中,未出水面的浮力等于重力
12.已知轮船排水量为
吨,轮船自重为
牛,问
(1)它最多能装多重的货物?
(2)满载后在东海上航行,轮船浸入海水中的体积是多大?
当它驶入长江后,它受到的浮力是否发生变化,为什么?
(已知海水密度是
千克/米3)
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
1.甲、乙二物体都浸没在同种液体中,关于它们所受浮力大小的下面各种说法中正确的是
A.如果甲物体比乙物体重,则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力大
B.如果甲物体的密度比乙物体大,则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力小
C.如果甲物体的体积比乙物体小,则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力小
D.如果甲物体空心,乙物体实心,则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力大
2.将密度为0.5×103kg/m3的木块分别放进盛有酒精、清水和盐水的杯中,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
3.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
5.质量相同的木块和石蜡,把木块放在盐水中,石蜡放在水中,比较它们受到的浮力大小,那么
A.木块受到盐水的浮力大
B.石蜡受到水的浮力大
C.它们受到的浮力一样大
D.由于液体的密度不同,木块与石蜡的密度也不同,所以无法判定
5.一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
6.甲、乙两个物体的质量之比是5∶3,密度之比是10∶3,若将它们全部浸没在同种液体中,则它们所受到的浮力之比是
A.5∶3 B.10∶3 C.2∶1 D.1∶2
7.一物体挂在弹簧秤下,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.
8.一艘装满货物的轮船驶进码头,卸下货物1.96×108N,则轮船浸入水中的体积减小_______m3.(g=10N/kg)
9.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,则木块的质量是________.
10.一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?