初中物理浮力解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析
一、浮力
1.在水平桌面上,有完全相同的圆柱形容器甲和乙,盛有质量相等的同种液体。将体积相同、材料不同的小球A和B分别放入两容器中,结果A球漂浮,B球悬浮,如图所示。A、B两球所受的浮力分别为FA和FB,甲、乙两容器对桌面的压强分别为p甲和p乙,则下列结论中正确的是
A.FA<FB,p甲<p乙 B.FA<FB,p甲>p乙 C.FA>FB,p甲>p乙 D.FA>FB,p甲<p乙 【答案】A 【解析】 【分析】
由题意可知A和B两球的体积相等,由图可知两球排开液体的体积关系,根据阿基米德原理可知受到的浮力关系;
根据物体浮沉条件可知两者的重力关系,两容器相同时受力面积相同且液体质量相等,根据F=G=mg可知对桌面的压力关系,利用压强的公式得出对桌面的压强关系。 【详解】
由题意可知A和B两球的体积相等,由图可知A球排开液体的体积小于B球,由F浮=ρ液gV排可知,A球受到的浮力小于B球受到的浮力,即FA<FB,故CD错误;
因物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,FA=GA,FB=GB,所以,GA<GB,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器相同,液体的质量相等,所以由F=G=mg可知,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,根据p?乙
F可知p甲<pS,故B错误、A正确。
故选A。
2.下列关于浮力的说法正确的是 A.漂浮的物体浮力大于重力
B.钢铁比水的密度大,所以用钢铁做成的物体放入水中后最终一定处于沉底状态 C.在空中上浮的气球里充满密度小于空气密度的气体
D.悬浮在水中的潜水艇,若水舱中水位在上升,那么潜水艇一定会上浮 【答案】C
【解析】A、根据物体浮沉条件可知,漂浮的物体浮力等于重力,故A错误;
B、钢铁的密度大于水的密度,若卷成团,则其受到的浮力小于重力而下沉。若把它做成空心的,则它的重力没变,由于体积变大,其排开液体的体积变大,所以受到的浮力变大,因此可以浮在水面上。故B错误;
C、气球中气体的密度小于空气密度,气球受到的空气的浮力大于自身重力,所以漂浮在空中。故C正确;
D、原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,若水舱中水位在上升,则重力应大于浮力,则潜水艇下沉,故D错误。 故选C。
【点睛】此题主要考查了物体的浮沉条件,关键是力和所受浮力之间的关系(或物体密度与液体密度之间的关系).同时考查了学生对阿基米德原理的应用,空心问题就是通过增大排开的液体,从而增大物体所受到的浮力。
3.如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙.同一只鸡蛋先后放入两杯中,在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙.可以肯定的是
A.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙 C.ρ甲<ρ乙,F甲<F乙 【答案】B 【解析】 【详解】
因为鸡蛋在甲盐水中悬浮,所以甲盐水的密度等于鸡蛋的密度,即ρ甲=ρ鸡蛋,鸡蛋在乙盐水中漂浮,则乙盐水的密度大于鸡蛋的密度,即ρ乙>ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙;鸡蛋在甲中悬浮,则鸡蛋受到甲盐水的浮力:F甲=G鸡蛋,鸡蛋在乙中漂浮,则鸡蛋受到乙盐水的浮力:F乙=G鸡蛋,所以鸡蛋在甲和乙中所受浮力相等,即F甲=F乙.
B.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲<F乙
4.如图所示,a、b、c是三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同;放入水中后,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底.则下列判断中正确的是
A.它们的体积关系是:Va<Vb=Vc B.它们的重力关系是:Ga=Gb>Gc C.它们的密度关系是:ρa>ρb>ρc D.它们所受的浮力关系是:Fa=Fb=Fc 【答案】C
【解析】 【分析】
(1)当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合图判断三球的体积关系;
(2)当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮. 【详解】
(1)由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<Va,V排b=Vb,
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,所以Fa=Ga,Fb=Gb; 因为a与b质量相等,则物体的重力相等,所以浮力Fa=Fb; 因为F浮=ρgV排,所以V排a=V排b, 所以Va>Vb,
由题干可知:Vb=Vc,所以Va>Vb=Vc,故A错误; (2)因为b悬浮,c沉入底部, 所以Fb=Gb,Fc<Gc; 因为b与c体积相同,
所以根据F浮=ρgV排可知:Fb=Fc,所以Gb<Gc;则Ga=Gb<Gc,故B错误;
(3)因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,
所以根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知:ρa<ρb<ρc,故C错误; (4)由上分析可知:浮力Fa=Fb=Fc,故D正确. 故选D.
5.三个相同容器里盛有密度不同的三种液休,将同一个小球先后放人三个容器中,静止时位置如图所示,容器中的液面到容器底的距离都相等.下列说法正确的是( )
A.在甲液体中小球所受的重力小于浮力
B.小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力 C.甲乙丙三种液体对容器底的压强相同 D.丙液体的密度最小 【答案】D 【解析】
由图可知,同一个小球在甲液体中处于漂浮状态,在乙液体中处于悬浮状态,在丙液体中沉底.
A.根据漂浮条件,在甲液体中小球所受的浮力等于其自身重力,故A错误.
B.小球在乙液体中悬浮,所受浮力等于其重力,即F浮乙=G;小球在丙液体中沉底,则F浮
丙
<G,因此F浮丙<F浮乙,故B错误.
C.因ρ物>ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时漂浮,所以,三液体的密度关系为ρ甲>ρ物=ρ乙>ρ丙,因容器中的液面到容器底的距离都相等,所以,由p=ρgh可知,甲乙丙三种液体对容器底的压强为p甲>p乙>p丙,故C错误.
D.根据漂浮条件,ρ物>ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物<ρ液时漂浮,所以,三液体的密度关系为ρ甲>ρ物=ρ乙>ρ丙,即丙液体的密度最小,故D正确为答案.
6.如图所示,杯子中装满水,轻轻放入一个小木块后,小木块漂浮在水面.放入木块后
A.水对杯底的压强不变 B.水对杯底的压强增大 C.木块的密度大于水的密度 【答案】A 【解析】 【分析】
杯子中装满水,轻轻放入一个小木块后,水的深度不变,根据液体压强的公式分析水对杯底的压强的变化;木块漂浮在水面上,根据浮沉条件分析木块的密度和水的密度的大小关系. 【详解】
杯子中装满水,放入木块后,水的高度h不变,由液体压强的公式p=ρgh可得水对杯底的压强不变;小木块漂浮在水面上,根据物体浮沉条件可知,木块的密度小于水的密度. 故选A.
D.水与木块的密度相等
7.测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲所示).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断( )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大 B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大 C.乙烧杯中液体的密度较大 【答案】D 【解析】
D.丙烧杯中液体的密度较大
试题分析:由于两个密度计在两种液体中都处于漂浮状态,浮力等于重力,而密度计本身的重力是一定的,所以在两种液体中所受的浮力是相等的,故A、B都错;当浮力相等时,排开液体的体积越小,液体的密度就越大,由图示可知,排开丙液体的体积小,所以丙液体的密度大,故C错,D正确;应选D. 【考点定位】密度计的应用
8.如图所示,一鸡蛋在盐水中处于静止状态,后用手指将鸡蛋向下按压一下松手后,(若盐水足够深)下列说法正确的是
A.鸡蛋向下加速运动,受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力变小
B.鸡蛋向下做减速运动直至停止,鸡蛋受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力不变 C.鸡蛋先向下、后向上运动并回到原位,鸡蛋受到盐水的压强、浮力先变大后变小 D.鸡蛋始终向下做匀速直线运动,鸡蛋受到盐水的压强变大,受到盐水的浮力不变 【答案】B 【解析】 【详解】
鸡蛋在盐水中处于静止状态,浮力等于重力,用手指将鸡蛋向下按压一下松手后,鸡蛋向下运动时受到向上的阻力,速度会越来越小;鸡蛋在下降时随着深度的增加,压强会越来越大,由于排开盐水的体积不变所以浮力不变;应选B.
9.如图所示物体A由大小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知VA=1dm3,大圆柱体上表面受水向下压力5N,小圆柱体下表面受到水向上压力8N,下列说法正确的是
A.物体A受浮力3N B.物体A受浮力13N
C.大圆柱体下表面受向上压力7N D.大圆柱体下表面受向上压力10N 【答案】C 【解析】 【详解】
由题可知,物体A由大、小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知VA=1dm3,则物体A排开水的体积: