一、初中物理浮力类问题
1.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,B球有一半体积露出液面,两容器内液面相平。下列分析正确的是:( )
A.两小球所受浮力FA?FB B.两种液体的密度?甲?2?乙 C.两种液体对容器底部的压强p甲?D.两种液体对容器底部的压力F甲?【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.A小球在甲中悬浮,B小球在乙中漂浮,所受浮力等于各自自身重力,即
FA?GA,FB?GB
p乙
1F乙 2A、B两球完全相同,所以重力相等。则A、B两球所受浮力相同,即FA?FB,故A错误; B.根据F浮??水gV排可得,A小球在甲中悬浮,则A所受浮力为
FA??甲gV排??甲gVA
B小球在乙中漂浮且有一半体积露出液面,则B所受浮力为
'FB??乙gV排?1?乙gVB 2由题意可知,A、B两球体积相等且所受浮力相等,即
FA?FBVA?VB联立可得甲、乙液体密度的关系为?甲?C. 由于两容器内液面相平,根据p?
1?乙,故B错误; 2?液gh可得,两种液体对容器底部的压强分别为
p甲??甲gh p乙??乙gh
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
?甲??乙
所以p甲?p乙,故C错误;
F可得,两种液体对容器底部的压力分别为 SD.由于两容器底面积相同的,根据p?F甲?p甲S??甲ghS F乙?p乙S??乙ghS
由上可知甲、乙液体的密度的关系是
?甲?两种液体对容器底部的压力关系为F甲?故选D。
1?乙 21F乙,故D正确。 2
2.甲、乙两个完全相同的烧杯,装满放在水平桌面上。将体积相同的两个小球A、B分别放在甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示,A、B两个小球的密度分别为?A和?B,甲、乙两杯水对容器底的压强分别为p甲和p乙,A、B两个小球受到的浮力分别是FA和FB,容器对桌面的压力分别为F1和F2,下列判断中正确的是( )
A.?A>?B 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
B.F1>F2 C.FA D.p甲>p乙 A.读图可知A小球在甲杯中漂浮,?水??A; B小球在乙杯中沉底,则?水??B,所以有?A??B,故A错误; B.A小球受到的重力为 GA?mAg??AVg B小球受到的重力为 GB?mBg??BVg 因为ρA?ρB,所以GA?GB 因为A漂浮在水面上,以及阿基米德原理,所以有 FA?GA?G排A 放入A小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即 G总水?G排A?G水?GA?G水 因为烧杯在水平桌面上,所以烧杯对桌面的压力等于烧杯、水、小球的总重力,则容器甲对桌面的压力为 F1?G容?G水?GA?G容?G总水 同理容器乙对桌面的压力为 F2?G容?G水?GB 放入B小球后,原来满杯水的重力等于排开水的重力和剩余在烧杯中水的重力,即 G总水?G排B?G水 根据阿基米德原理,所以有FB?G排B,因为B小球沉在容器底,所以有 GB?FB?G排B 所以有 F2?G容?G水?GB?G容?G水?G排B 即 F2?G容?G总水 综上分析得,F2?F1,故B错误; C.由图可知,A小球在甲杯中排开水的体积小于B小球在乙杯中排开水的体积,即 VA?VB,由F浮??水gV排得,FA?FB,故C正确; D.由图可知,甲乙两杯水面高度相等,根据p??gh知,水对甲杯底的压强等于水对乙杯底的压强,故D错误。 故选C。 3.甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示,分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在足够多的水中静止后则( ) A.a漂浮,a受到的浮力大于b受到的浮力 B.a沉底,a受到的浮力大于b受到的浮力 C.b漂浮,b受到的浮力大于a受到的浮力 D.b沉底,b受到的浮力大于a受到的浮力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 AD.由图象可知,当m甲=m乙=4g时,V甲=2cm3,V乙=8cm3,则甲、乙两种物质的密度分别为 ?甲=?乙=m甲4g==2gcm3 3V甲2cmm乙4g3==0.5gcm V乙8cm3用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在水中静止后 ?甲>?水>?乙 所以a沉底,b漂浮,故AD不符合题意; BC.设a、b物体的体积为V,两物体所受浮力分别为 F浮a=?水gV排=?水gV F浮b=Gb=mbg=?乙Vg 其中?水>?乙,所以 F浮a>F浮b 故B符合题意,C不符合题意。 故选B。 【点睛】 由图象读出任意一组质量和体积值,根据密度公式求出甲、乙的密度;分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,放在水中静止后,比较物体密度与水的密度判断出两物体在水中的状态,物体沉底时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理表示出受到的浮力,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据重力公式和密度公式表示出受到的浮力,然后比较判断两物体受到浮力之间的关系。 4.如图,底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。体积为2×10-3m3的木块A漂浮在水面上,有2/5的体积露出水面,如图甲。现将一底面积为25cm2、体积为250cm3的合金块B放在木块A上方,木块A恰好有4/5的体积浸入水中,如图乙。再将B从A上取下来,直接放入容器中,如图丙。下列说法正确的是() A.木块A受到的重力为8N B.丙图中,水对容器底部的压强相对于乙图减小了150Pa C.合金块B的密度为3.2×103kg/m3 D.丙图中,物块B对容器底部的压强为1600Pa 【答案】B 【解析】 【详解】 A.体积为2×103cm3的木块A漂浮在水面上,有为: 2的体积露出水面,则排开水的体积53V排??2?103cm3?1.2?103cm3?1.2?10?3m3 5由阿基米原理F浮A??水gV排,根据漂浮的特点: GA?F浮A① 故物体的重力: GA??水gV排?1.0?103kg/m3?10N/kg?1.2?10?3m?12N 故A项错误; BC.在图乙中,由漂浮的特点: GB?GA?F?浮A② ②-①得: GB??F浮A 由阿基米德原理: 43?F浮A??水g?V排A?1.0?103kg/m3?10N/kg?(?)?2?10?3m3?4N 55故GB?4N,合金块B的密度为: ?B?GB4N??1.6?103kg/m3 ?63gVB10N/kg?250?10m乙图中,AB都处于漂浮状态,而丙中,A仍漂浮,B沉于容器底部,乙图中: F浮B?GB 丙中B受到的浮力: F浮B???水gVB<GB