一、初中物理浮力类问题
1．如图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N。圆柱体M高为3m，底面积为0.02m2，密度为4.5?103kg/m3。在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为?，钢架对定滑轮的拉力为T。在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下表面受到水的压强为p。不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg。下列选项中正确的是
A．压强p的最小值为15000Pa B．拉力T的大小为2700N C．拉力F的大小为640N D．滑轮组的机械效率为90% 【答案】A 【解析】 【分析】
(1) 对动滑轮和物体做整体受力分析，对定滑轮做受力分析，根据F浮=?液gV排，求得M所受的浮力，再根据重力和浮力之比可求得M的重力，从而可求得拉力F大小； (2) 因M有三段绳子承担，根据平衡条件F浮?3F?G轮?GM，可求得拉力T的大小； (3) 根据??率；
(4)由绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N和连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N，可知圆柱体M的下表面受到水的压力，再利用p?压强p的最小值。 【详解】
C．圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了
W有W有(GM?F浮)hGM?F浮?==可求得滑轮组的机械效W总W有+W额(GM?F浮?G动)hGM?F浮?G动F可求得S3min，注意物体上升了12m，可计算重物上升的速度
v物?s12m1??m/s t3?60s151m/s?0.2m/s 15动滑轮一共绕了3段绳子，因此绳自由端移动速度为
v绳=3v物=3?拉力F的功率为160W，根据P?Fv得出拉力
F?故C项错误。
P160W??800N v0.2m/sB．已知圆柱体M高为h=3m，底面积S=0.02m2，则圆柱体M的体积V=0.06m3，则圆柱体M全部浸没时浮力
F浮=?液gV排?1.0?103kg/m3?10N/kg?0.06m3?600N
由于圆柱体M全部浸没，则V=V排，则
GMGM?gV?4.5?103kg/m3???? F浮?gV排?水600N1.0?103kg/m3解得GM?2700N；
整个装置处于平衡状态，对滑轮和物体做整体受力分析，如图
可知F浮?3F?G轮?GM，
G轮?600N?3?800N?2700N?300N
对定滑轮做受力分析如图所示，
可知拉力T的大小
T?2F?G轮?1600N?300N?1900N
故B项错误。
D．不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，克服动滑轮重做功为额外功
??W有?100%W总W有??100%W有+W额=(GM?F浮)h?100%(GM?F浮?G动)h
GM?F浮=?100%GM?F浮?G动2700N?600N?100'00N?300N?600N?87.5%?故滑轮组的机械效率87.5%，故D项错误。
A．因为F浮?3F?G轮?GM，物体M露出水面，浮力减小，拉力增大，每一段绳子的拉力最多增大到900N，以后绕在滑轮组上的绳子将拉断； 此时的浮力最小：
F浮最小?G动?GM?3F?300N?2700N?3?900N?300N
压强的最小值
p?故A项正确。 故选A。
考点：浮力，滑轮组机械效率
F1300N??1.5?104Pa 2S0.02m
2．将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中，静止后有72g浓盐水溢出；若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有64g煤油溢出（浓盐水密度为1.2×103kg/m3，煤油密度为0.8×103kg/m3)，则以下选项不可能的是（ ） A．该物体前后两次所受浮力之比为9:8 B．该物体前后两次排开液体体积之比为3:4 C．该物体的密度为0.9×103kg/m3 D．该物体在煤油中可能沉底或悬浮 【答案】D 【解析】 【详解】
A．因为大烧杯内原来装满浓盐水，所以，由阿基米德原理可知，物体在盐水中受到的浮
力
F浮盐水=G排=G溢水=m溢水g=0.072kg×10N/kg=0.72N
物体在煤油中受到的浮力
F浮煤油=G排=G溢煤油=m溢煤油g=0.064kg×10N/kg=0.64N
故该物体前后两次所受浮力之比为
0.72N:0.64N=9:8
故A不符合题意；
B．该物体前后两次排开液体体积之比为
F浮盐水F浮煤油0.72N0.64N:=: =3:4 ?盐水g?煤油g1.2?103kg/m3?10N/kg0.8?103kg/m3?10N/kg故B不符合题意；
D．由F浮=ρ水V排g得排开水的体积
V排水=
F浮?盐水g =
0.72N =6×10?5m3 331.2?10kg/m?10N/kgV=V排水=6×10?5m3
假设物体在盐水中悬浮或下沉，则物体的体积
由于煤油的密度小于盐水，所以物体在煤油中一定下沉，则排开煤油的体积
V排煤油=V=6×10?5m3
排开煤油的质量应该为
m排煤油=ρ煤油V排煤油=0.8×103kg/m3×6×10?5m3=0.048kg=48g
因为m排煤油<64g，所以物体在盐水中不能悬浮或下沉；可见，物体在盐水中一定漂浮，则物体的重力G=F浮=0.72N，物体受到煤油的浮力
F浮煤油=G排=G溢煤油=m溢煤油g=0.064kg×10N/kg=0.64N
因为F浮煤油 V=V排煤油=V溢煤油= 物体的质量 m= 物体的密度 ρ= 故C不符合题意。 故选D。 m溢煤油 ?煤油 = 64g3 3 =80cm 0.8g/cmG0.72N= =0.072kg=72g g10N/kgm72g==0.9g/cm3=0.9×103kg/m3 3V80cm 3．在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计，现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同。以下相关 判断不正确的是（ ） A．两个简易密度计所受浮力F甲等于F乙 B．两杯液体的密度ρ甲大于ρ乙 C．两个烧杯底部所受液体的压强P甲小于P乙 D．取出密度计以后，两个烧杯对桌面的压力F甲小于F乙 【答案】B 【解析】 【详解】 A．由图可知，密度计在两液体中均处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知，F浮=G密，两个密度计完全相同，则重力相同，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等；即F甲=F乙，故A正确，不符合题意； B．由图知，甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积，根据F浮=ρgV排可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，即ρ甲＜ρ乙，故B错误，符合题意； C．因ρ甲＜ρ乙，液面高度相同，则根据p=ρgh可知，两个烧杯底部所受液体的压强p甲＜p 乙 ，故C正确，不符合题意； D．由图可知两液体液面相平，并且V排甲＞V排乙，则液体的体积V甲＜V乙，由于ρ甲＜ρ乙，根据m=ρV可知：m甲＜m乙，所以G甲＜G乙，又因为在水平面上压力等于重力，所以F甲＜F乙，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．如图，两个相同的空塑料瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直的浸没在水中，甲瓶口朝上，乙瓶口朝下，若甲瓶恰好悬浮，则（ ） A．乙瓶可能悬浮 C．甲瓶内气体的压强较大 B．两瓶受到的浮力相等 D．乙瓶内气体密度较大
2024-2024中考物理—浮力类问题的综合压轴题专题复习及答案解析
