初中物理浮力典型例题
例1 下列说法中正确的是 ( )A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B.密度较大的物体在水中受的浮力大 C.重的物体受的浮力小 D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
例2 质量为79g的铁块,密度是7.9g/cm,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)
例3 (广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N,此铜球的空心部分的体积是________m.(已知铜的密度为8.9×10kg/m) 例4 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. 图1—5—1 例5 将一个蜡块(?蜡=0.9×10kg/m)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小.(?盐水>?水>?蜡>?酒精)
★例6 将重为4.5N、体积为0.5dm的铜球浸没在水中后放手,铜球静止后所受的浮力是多少?
例7 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=0.8×10kg/m),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 例8 体积是50cm,质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是________g.将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是________g.(?酒=0.8×10kg/m)
例9如图1—5—3中,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是()A.5 N,竖直向下 B.3N,竖直向上 C.2N,竖直向上 D.8N,竖直向下 图1—5—3 例10 以下是浮力知识的应用,说法正确的是 ( ) 和河里航行时,所受浮力一样大 B.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大 C.密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同 D.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大
例11 如图1—5—5,展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”.曹冲运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重.请你写出他运用的与浮力相关的两条知识.(1)__________________;(2)..
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
A.一艘轮船在海里
_____________________. 图1—5—5 ★例12已知质量相等的两个实心小球A和B,密度之比A∶B=1∶2,现将A、
B放入盛有足够多水的容器中,当A、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之
比FA∶FB=8∶5,则?A=___kg/m,?B=___kg/m.(?水=1×10kg/m) ★例13 A、B两个实心球的质量相等,密度之比?A∶?B=1∶2.将它们分别放入足够的酒精和水中,它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是(?10kg/m)()A.1∶1 B.8∶5C.2?A∶?水D.2?酒精∶?B
★ 例14 如图1—5—6(a)所示,一个木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm,时,细绳对木块的拉力为0.6N.将细绳剪断,木块上浮,静止时
3
3
3
酒精
3333
=0.8×
有2/5的体积露出水面,如图(b)所示,求此时木块受到的浮力.(g取10N/kg) 图1—5—6(a) (b)
★例15如图1—5—7所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙铁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7.9×10kg/m.求:甲
、
乙
铁
块
的
质
量
3
3
比. 图1—5—7
★例16 如图1—5—8所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压
力时,木块有20cm的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg) 图1—5—8
★例17如图1—5—10(a)所示的圆柱形容器,底面积为200cm,里面装有高20cm的水,将一个体积为500cm的实心铝球放入水中后,球沉底(容器中水未溢出).
求:(1)图(b)中水对容器底的压强容器底增加的压力.(a)图1—5—10(b)
(2)图(b)中容器对水平桌面的压强和压力.(不计容器重,?铝=2.7×10kg/m,g取10N/kg) ★例18 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1—5—11(a)所示.已知物体
3
3
2
3
3
B的密度为6×10kg/m.质量为0.6kg.(取g=10N/kg) 求:(1)木块A的密度. (a)
图1—5—11(b)
33
(2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化.
例19 在水平桌面上竖直放置一个底面积为S的圆柱形容器,内装密度为?1的液体.将挂在弹簧测力计下体积为V的金属浸没在该液体中(液体未溢出).物体静止时,弹簧测力计示数为F;撤去弹簧测力计,球下沉并静止于容器底部,此时液体对容器底的压力为容器底对金属球的支持力的n倍.求(1)金属球的密度;(2)圆柱形容器内液体的质量.
例20 如图1—5—13(a),在天平左盘放一杯水,右盘放砝码,使天平平衡.
(a)图1—5—13 (b)
(1)将一质量为27g的铝块(?铝=2.7g/m)放入左盘水中,水不溢出,天平还能平衡吗? (2)将铝块如图1—5—13(b)方式放入左盘中,天平还能平衡吗?
例21 如图1—5—14中,容器内分别装有水和盐水,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?
例22 如图1—5—15 (a),在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A,此时木块漂浮;如果将A从木块上拿下,并放入水中,当木块和A都静止时(水未溢出),下面说法正确的是 ( ) A.当
3
A的密度小于水的密度时,容器中水面上升 B.当A的密度大于水的密度时,容器中水面下降 C.当A的
密度等于水的密度时,容器中水面下降 D.当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下面,如图1—3—15(b),容器中水面不变
例23自制潜水艇模型如图1—5—16所示,A为厚壁玻璃广口瓶,瓶的容积是V0,B为软木塞,C为排水管,
D为进气细管,正为圆柱形盛水容器.当瓶中空气的体积为V1时,潜水艇模型可以停在液面下任何深处,若通过
细管D向瓶中压入空气,潜水艇模型上浮,当瓶中空气的体积为2 Vl时,潜水艇模型恰好有一半的体积露出水面,水的密度为恰?水 ,软木塞B,细管C、D的体积和重以及瓶中的空气重都不计.求:(1)潜水艇模型.的体积; (2)广口瓶玻璃的密度.
例24 一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,此时量筒内的水面升高了4.6cm.当冰熔化后,水面又下降了0.44cm.设量筒内横截面积为50cm,求石块的密度是多少?(?水=0.9×10kg/m) 例25在量筒内注入适量的水,将一木块放入水中,水面达到的刻度是V1,如图1—5—18(a)所示;再将一金属块投入水中,水面达到的刻度是V2,如图(b)所示;若将金属块放在木块上,木块恰好没入水中,这时水面达到的刻度是V3.如图(c)所示.金属密度?=________.
2
3
3
例26 如图1—5—19所示轻质杠杆,把密度均为4.0×10kg/m的甲、乙两个实心物体挂在A、B两端时,杠杆在水平位置平衡,若将甲物体浸没在水中,同时把支点从O移到O′时,杠杆又在新的位置平衡,若两次支点的距离O O′为OA的
33
1,求:甲、乙两个物体的质量之比. 5
图1—5—19
例27 (北京市中考试题)某人用绳子将一物体从水面下2m深处的地方匀速提到水面0.5m处的过程中,人对物体做功为54J.当将物体拉到有
1体积露出水面时,让其静止,此时绳子对物体的拉力为40N.不计绳子的质5量,忽略水的阻力,求物体的密度.(g取10N/kg)
参考答案
例1 D选项:同体积的铁块和木块,浸没于水中,V排相同,?水相同,F
浮铁
=F
浮木
,铁块和木块受的浮力
一样大. 答案 D 注意:物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关. 例2
解 m铁=0.079kg G铁=m铁g=0.079kg×10N/kg=0.79N V排=V铁=
3
3
m铁?铁=
79g3
=10 cm 37.8g/cm m排=?液gV排=1g/cm×10 cm=10g=0.01kg F浮=m浮g—0.01kg×10N/kg=0.1N
例3 解 可在求得浮力的基础上,得到整个球的体积,进一步求出实心部分体积,最后得到结果. F浮=G—F=43N—33.2N=9.8N V排=
F浮?水g=
—39.8N3
=1×10m 331.0?10kg/m?9.8N/kg 浸没:V=V排=1×10m 球中所含铜的体积V铜=
—33
m铜?铜3
=
G铜?铜g=
—343N3
≈0.49×10m 331.0?10kg/m?9.8N/kgV空=V—V铜=1×10m—0.49×10m=0.51×10m
例4 由图来判断物体的状态:A、B漂浮,C悬浮.
由状态对物体进行受力分析: GA=F浮A,GB=F浮B,GC=F浮C.
比较A、B、C三个物体受的浮力 ∵ VA排<VB排<VC排,?液相同. 根据F浮=?液gV排,可知: F浮A<F浮B<F浮C,
—3—33—33
∵ GA<GB<GC. 比较物体密度?=
Gm= gVV
?A<?B<?C
例5 精析 确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排.
此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题. 解 蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态. ∵
?盐水>?水>?蜡>?酒精
∴ 蜡块在酒精中下沉,最后沉底;在水和盐水中最后处于漂浮状态. 设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2和F3,蜡块重力为G.
对蜡块进行受力分析:F1<G,F2=G,F3=G.同一物体,重力G不变,所以F1<F2=F3 根据阿基米德原理:V排= 酒精中:V排酒精=V物 水中:V排水=
F浮?液g
F2?水g
盐水中:V排排水=
F3
?盐水g
酒精 水 盐水 (a) (b) (c)
图1—5—2
∵ F2=F3,?水<?盐水 ∴ V排水>V排盐水 而V排酒精>V排水>V排盐水
把状态用图1—5—2大致表示出来.
答案 蜡块在酒精中受的浮力最小,排液体积最大;在水和盐水中受的浮力相等,排水体积大于排开盐水体积. 例6 精析 此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水