1、A组 2019年湖南中考题组,考点一 认识浮力,1.(2019湖南娄底,12,3分)水上救援需要打捞沉没的货物,我们将该情景简化为如图所示的物理过程,假设物 体浸没在水深h=0.5 m的容器底部(非密合),现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出,当物体有一半体积 露出水面时,弹簧测力计示数为3 N,当物体全部离开水面后,弹簧测力计示数为4 N,已知水的密度水=1.010 3 kg/m3,取g=10 N/kg,则 ( ) A.物体在水面下的上升过程中所受浮力逐渐减小 B.物体在容器底部时,受到的浮力为1 N C.把物体从容器底部提出水面,拉力对物体需做功2 J D.物体的密度为2.0103 kg/
2、m3,答案 D 浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,物体在水面下上升的过程中,水的密度不 变,排开水的体积不变,根据F浮=水gV排可知,所受浮力大小不变,故A错误;由题可知,物体的重力G=4 N,当物 体有一半体积露出水面时,弹簧测力计示数F示=3 N,则此时物体受到的浮力F浮=G-F示=4 N-3 N=1 N,当物体 在容器底部时,全部体积浸入,由F浮=水gV排可知,受到的浮力F浮=2F浮=21 N=2 N,故B错误;在空中匀速将物 体提升0.5 m时,拉力做功W=Fs=Gs=4 N0.5 m=2 J,但物体在水中被匀速提出时,由于受到浮力的作用,平均 拉力小于4 N,所以根据W
3、=Fs知,把物体从容器底部提出水面,拉力对物体需做的功小于2 J,故C错误;物体的 质量m= = =0.4 kg,物体浸没在水中时,排开水的体积与物体自身的体积相等,则V=V排= = =210-4 m3,所以物体的密度物= = =2.0103 kg/m3,故D正确。,2.(2019湖南湘西,17,3分)一个体积为110-3 m3的铁球浸没在水中,它受到水对它的浮力为 N(水的密度 为1103 kg/m3,g=10 N/kg)。,答案 10,解析 铁球浸没在水中时排开水的体积: V排=V=110-3 m3, 铁球受到水的浮力: F浮=水gV排=1103 kg/m310 N/kg110-3 m3=
4、10 N。,思路分析 已知物体的体积(浸没在水中排开水的体积),根据阿基米德原理求物体受到的浮力。,3.(2019湖南衡阳,21,4分)如图所示的玻璃管中装有水,一个体积为110-4 m3的方木块下端被轻绳系住,固定 在容器下部,木块的重力为0.6 N,水=1.0103 kg/m3,当木块静止时,绳子的拉力为 N,剪断轻绳后,木 块从开始上浮到刚要露出水面的过程中,浮力所做的功为 J。(各部分长度如图,g=10 N/kg),答案 0.4 0.15,解析 根据题意知,木块浸没在水中时,受到的浮力F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg110-4 m3=1 N,绳子 的拉力F=F浮-
5、G=1 N-0.6 N=0.4 N;剪断轻绳后,木块上浮,木块从开始上浮到刚要露出水面的过程中,由图知 道,上升高度h=0.15 m,此过程浮力所做的功W=F浮h=1 N0.15 m=0.15 J。,4.(2019湖南益阳,23,6分)小明同学在没有弹簧测力计的情况下,用天平、烧杯、适量的水、细线等器材,经 过以下实验步骤,测出了小石块在水中受到浮力的大小: A.用天平测出小石块的质量m1; B.在烧杯中倒入适量的水,测出烧杯和水的质量为m2; C.用细线系住小石块,将小石块浸没但未接触烧杯底,天平的读数为m3; 请回答下列问题: (1)当小石块慢慢浸入烧杯水中的过程中,天平的指针将向 (选填
6、“左”、“右”)偏转。 (2)上述实验步骤中,没有必要的是 (选填“A”、“B”或“C”); (3)请写出小石块所受浮力的表达式F= (用测量量的符号表示,已知物体重力与质量之比为g)。,答案 (1)左 (2)A (3)m3g-m2g,解析 (1)在步骤B中,测出烧杯和水的质量时,天平是平衡的,且盛水的烧杯放在左盘;当小石块慢慢浸入烧 杯水中的过程中,小石块受到浮力,由于力的作用是相互的,小石块对水会产生向下的压力,因此放烧杯这一 侧(天平左侧)将向下倾斜,则天平的指针将向左偏; (2)在实验中,用细线系住小石块,将小石块浸没但未接触烧杯底,天平的读数为m3,用这一示数减烧杯和水的 质量m2,
7、即是小石块浸没后增加的质量(排开水的质量),据此可求出浮力的大小,没有必要测量小石块的质 量,故步骤A没有必要。 (3)第二次烧杯和水对天平左盘的总压力为m2g,浸没小石块后,天平左盘受到的总压力为m3g,则增加的压力 等于小石块所受的浮力,所以石块受到的浮力:F=m3g-m2g。,5.(2019湖南常德,26,5分)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明所在的学习小组用到的实验 器材有:烧杯,水,细线,长方体金属块,弹簧测力计。小明将金属块沿最长的边先后两次浸在同一烧杯水中的 不同深度处,如图A、B所示,他发现A图中弹簧测力计的示数明显大于B图,但是他再按图C、D所示将此金 属块两次
8、浸没于此烧杯水中的不同深度处,发现弹簧测力计的示数相同,于是他得出结论:在物体未浸没于 液体中时所受浮力的大小与浸入的深度有关,越深,浮力越大;但物体浸没在液体中后所受浮力大小则与深 度无关。,答案 (1)2.6 2.4 (2)不能 (3)将金属块沿较短的一边浸入水中,当烧杯内的水面与图A中的水面对齐时,发现弹簧测力计的示数与图A 的示数相同,表明此时金属块受到的浮力相同,但是此时金属块浸入水中的深度并不相同,说明物体未浸没 于液体中时所受浮力的大小与深度也无关,解析 (1)图E中弹簧测力计的分度值为0.2 N,根据指针所指示的刻度读出数据为2 N+0.6 N=2.6 N。金属块 挂在弹簧测力
9、计下,在水中静止,受到重力、拉力和浮力的作用,这三个力平衡,此时金属块受的浮力F浮=G-F 拉=5 N-2.6 N=2.4 N。(2)要探究“物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关”,运用控制变量法,应该控制除浸入的深度以外的其他因素都相同,而小惠的操作保持了深度相同,而排开水的体积不同,因此她的实验不能证明她的结论正确。(3)根据以上分析,将金属块沿较短的一边浸入水中,烧杯内的水面与图A中的水面对齐,保持了排开水的体积相同而深度不同,再观察发现弹簧测力计的示数与图A的示数相同得出,金属块受到的浮力相同,进一步得出物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与深度也无关。,答案 (1)如图
10、所示 (2)800 320 (3)5104 Pa (4)80%,解析 (1)石料离开水面后只受到重力G以及钢丝绳的拉力T,且是一对平衡力 (2)由乙图可知:040 s石料浸没在水中钢丝绳拉力T=2 400 N 4050 s石料由浸没变为部分浸入,浮力变小,钢丝绳拉力变大 石料完全脱离水面,此时石料受重力G和钢丝绳对它的拉力T,且二者相等,所以G=T=3 200 N 由可得:石料浸没在水中受到的浮力F浮=G-T=3 200 N-2 400 N=800 N, 由可得:石料重力G=3 200 N,所以石料质量m= = =320 kg (3)河底受到水的压强p由液体压强p=gh可得,所以只要得出水深h
11、,即可得出,由(2)中以及乙图可知, 石料在水中运动的时间为50 s,速度v=0.1 m/s,所以水深h=vt=0.1 m/s50 s=5 m,p=水gh=1103 kg/m310 N/kg 5 m=5104 Pa (4)由题意以及(2)得知,石料离开水面后,绳子拉力F=2 000 N,石料重力G=3 200 N,动滑轮绳子股数n=2,由机 械效率= 100%= 100%= 100%= 100%=80%,考点二 浮沉条件,1.(2019湖南株洲,11,2分)用量筒、空瓶、小球和适量的水依次完成图示甲、乙、丙三步实验,量筒读数依 次为V1、V2和V3。已知水的密度为,则小球 ( ) A.体积为V
12、2-V1 B.体积为V2-V3 C.质量为(V3-V1) D.质量为(V2-V1),答案 D 空瓶漂浮在水面上,受到的重力等于排开水的重力,当小球放在空瓶中,瓶子还漂浮在水面上,根 据增加的重力等于增加的浮力,所以小球的质量等于增加的排开水的质量,所以,小球质量m=m排水=(V2-V1), 小球的体积为V=V3-V1,故A、B、C错误,D正确。,解题关键 本题实验应用了漂浮时浮力与重力相等的特点,关键要注意实验中测量小球体积的方法。,2.(2019湖南郴州,15,2分)A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同 一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。
13、试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的 大小关系为 ( ) A.h甲h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断,答案 C 把A、B当做一个物体进行受力分析:因为漂浮,所以甲图物体受到的浮力F甲=GA+GB;因为漂浮,所 以乙图物体受到的浮力F乙=GA+GB;故两种情况下,F甲=F乙;根据F浮=水V排g可知,排开液体的体积也相同,h= , 所以h甲=h乙,故选C。,思路分析 把A、B看作一个物体,因为都是漂浮,浮力都等于重力,两种情况下物体排开水的体积相同。,解题关键 将阿基米德原理F浮=水V排g和漂浮条件F浮=G联合使用,是解决此类题目的关键。,3.(2019湖南衡阳,17,3分)(多选)如图
14、是甲、乙两种液体的质量与体积关系图像,将相同的木块分别放入盛有 甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是 ( ) A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体 B.木块在a容器内排开液体的质量较大 C.a、b两容器底部受到液体的压强相等 D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强相等,答案 AD 由图像知道,甲、乙体积相同时,甲的质量大于乙的质量,由= 知,甲乙,又因为相同木块 在a、b中都处于漂浮状态,所以, = =G木,由F浮=液gV排知,ag =bg ,由图知道, b, 由此知道,a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,故A正确;因为 = ,由阿基米德原
15、理知道, = , 即 = ,故B错误;由于两容器中液面相平,且ab,由p=液gh知道,a容器底部受到液体的压强大,故C错 误;木块所受浮力等于下表面所受液体压力与上表面所受大气压力的差值,Fa下- =F浮a,Fb下- =F浮b,又因 为两个木块相同,所以底面积相同,则大气对木块上表面的压力 = ,故Fa下=Fb下,再由p= 知道,pa下=pb下, 故D正确。,答案 (1)1.25108 N (2)13 m3,解析 (1)驱逐舰满载时所受的浮力 F浮=G排=m排g=12 500103 kg10 N/kg=1.25108 N(3分) (2)直升机飞离驱逐舰,055驱逐舰所受的浮力减少了 F浮=G机
16、=m机 g=13103 kg10 N/kg=1.3105 N(1分) 由阿基米德原理F浮=液gV排可知 (1分) 055驱逐舰浸在水中的体积减少了 V排= = =13 m3 (1分),5.(2019湖南娄底,23,8分)蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三大飞机”之一,被誉为国之重器, AG600主要用于大型灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落,AG600空载时质 量为41.5 t,最多可储水12 t。(取g=10 N/kg,水=1.0103 kg/m3)求: (1)AG600空载时的重力是多少? (2)某次试飞后,AG600储满水后在某湖面上,求其排开湖水的
17、体积。 (3)在一次水面滑行测试中,AG600储一定质量的水,在水面上以10 m/s的速度匀速滑行了1 min,滑行过程中 飞机所受阻力为总重的0.5,发动机牵引力的实际功率为2 500 kW,求飞机在这次滑行测试中所储水的质量 是多少?,解析 (1)AG600空载时的质量:m=41.5 t=41.5103 kg,则其受到的重力G=mg=41.5103 kg10 N/kg=4.1510 5 N; (2)AG600储满水时总质量m总=41.5 t+12 t=53.5 t=53.5103 kg, 受到的总重力G总=m总g=53.5103 kg10 N/kg=5.35105 N; AG600储满水后
18、漂浮在某湖面上, AG600受到的浮力F浮=G总=5.35105 N, F浮=液gV排, 排开水的体积: V排= = =53.5 m3; (3)因为P= = =Fv, 所以发动机的牵引力F= = =2.5105 N,答案 (1)4.15105 N (2)53.5 m3 (3)8 500 kg,由于匀速滑行,所以受到的阻力f=F=2.5105 N, 已知滑行过程中飞机所受阻力为总重的0.5,即f=0.5 G总, 所以此时所储水重G水=G总-G=2f-G=5105 N-4.15105 N=0.85105 N 则储水的质量m水= = =8 500 kg。,B组 20152018年湖南中考题组,考点一
19、 认识浮力,1.(2016湖南张家界,7,2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,答案 B 因为浸没在水中时,V排=V物,所以小木块和大石块浸没在水中时,V木排V石排,根据浮力计算公式F浮= 水gV排可知,木块所受浮力小于石块所受浮力,故A、C、D错误,B正确。,解题关键 浮力大小的比较,明确浮力大小的影响因素是解题关键,不能被所谓“上浮”“下沉”所误 导。,思路分析 根据物体的沉浮条件判断物体的浮沉,然后根据阿基米德原理公式
20、F浮=液gV排判断两物体所受 浮力的大小。,2.(2016湖南邵阳,19,2分)小欢同学把一石块挂在弹簧测力计的挂钩上。在空气中称量时弹簧测力计的示 数是2.5 N,把石块浸没在水中称量时,弹簧测力计的示数是1.5 N。石块此时受到水的浮力是 N。,答案 1,解析 在空气中称量时测力计示数(测力计对石块的拉力)是2.5 N,由二力平衡可知石块重力为2.5 N;石块 浸没在水中称量时,测力计对石块的拉力为1.5 N,比石块重力小了1 N,说明石块此时受到水的浮力大小为 1 N。,思路分析 对物体进行受力分析,物体受到的重力等于水对物体的浮力加上拉力(弹簧测力计的示数)。,3.(2018湖南衡阳,
21、23,4分)我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器的艇体由 双层船壳构成,外层与海水接触,外壳选择了钛合金作主材。潜水器在上浮和下潜 时,其体积是一定的。潜水器规格:长8.2 m、宽3.0 m、高3.4 m。该潜水器悬浮在 海水中时总质量为22 t。2017年6月23日,“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达 7 062.68 m海底,创造了深潜水的世界纪录。在这一深度,海水对潜水器1 m2表面产生的压力为7.3107 N。(下列答案用科学计数法表示,取g=10 N/kg) (1)潜水器的外壳选择了钛合金板作主材,这主要是因为这种合金的硬度 (选填“大”或“小”)。 (2)假设海水密度不随深度变化
22、,潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力 (选填“变小” “不变”或“变大”)。 (3)“蛟龙号”悬浮在海水中,所受到的浮力为 N。 (4)“蛟龙号”载人潜水器下潜到7 062.68 m海底时,海水对其表面的压强为 Pa。,答案 (1)大 (2)不变 (3)2.2105 (4)7.3107,解析 (1)潜水器要下潜到较深的海水中,外壳要能承受较大的压强,选择钛合金板作为主材,主要是因为这 种合金的硬度大; (2)潜水器在上浮且未浮出水面过程中,排开海水的体积不变,海水的密度不变,由F浮=海水V排g可知浮力不变; (3)该潜水器悬浮在海水中时受到的浮力 F浮=G=mg=22103 kg10
23、 N/kg=2.2105 N; (4)海水对其表面的压强 p= = =7.3107 Pa。,4.(2018湖南衡阳,26,6分)为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示。把弹簧测力计上端固定在铁架 台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯。在金 属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。,(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸入水中(如图甲乙丙),在此过程中,弹簧测力计示数:F甲 F丙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁)。可
24、以计算出图丙中金属块所受到的浮 力约为 N,此时浮力的测量数值比真实数值将 (选填“偏大”或“偏小”)。,答案 (1)等于 (2)1.2 偏大,解析 (1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸入水中(如图甲乙丙),由阿基米德原理可知,在 此过程中金属块受到的浮力等于排开的水所受的重力,故F甲=F丙; (2)由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,由图丁可知G总=F示=4.4 N,图丙中F示=3.2 N,图丙中金属块 所受到的浮力约为: F浮=G总-F示=4.4 N-3.2 N=1.2 N; 金属块完全离开水面时表面有一些小水滴,使G总的数值偏大,根据F浮=G总-F示可知,此时浮力的
25、测量数值比真 实数值将偏大。,5.(2018湖南邵阳,33,9分)某次物理活动举行了“造船”比赛,他们用的材料是密度为1.5103 kg/m3的橡皮 泥,其中王强同学选了一块竖立在水平桌面上的圆柱体橡皮泥,它的底面积为1.010-3 m2、高为0.2 m,最后 造出了最大排水体积为6.010-4 m3的小船。(水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)王强同学所选橡皮泥的质量。 (2)橡皮泥对桌面产生的压强。 (3)王强同学造的船在水中最大排水时受到的浮力。,答案 (1)0.3 kg (2)3103 Pa (3)6 N,解析 (1)橡皮泥的体积V=Sh=1.010-3 m2
26、0.2 m=210-4 m3 橡皮泥的质量m=V=1.5103 kg/m3210-4 m3=0.3 kg (3分) (2)橡皮泥的重力G=mg=0.3 kg10 N/kg=3 N 橡皮泥对桌面产生的压强p= = = =3103 Pa(3分) (3)王强同学造的船在水中最大排水时受到的浮力 F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg6.010-4 m3=6 N(3分),解题关键 本题考查了对密度公式、重力公式、阿基米德原理、压强公式的掌握和运用,涉及利用“空 心”的方法增大浮力。,6.(2018湖南怀化,32,9分)2018年5月13号第一艘国产航母山东舰第一次海试。山东舰的排水量约
27、为6.5104 吨,最大航速约为54 km/h,额定功率约1.5105 kW。海试时,航母在某段海域以最大航速匀速航行了2小时。 (g=10 N/kg)求: (1)该航母在2小时内所行驶的路程; (2)该航母满载时所受浮力的大小; (3)该航母以最大速度匀速航行时的牵引力。,答案 (1)108 km (2)6.5108 N (3)1107 N,解析 (1)已知v=54 km/h,t=2 h s=vt=54 km/h2 h=108 km(3分) (2)m排=6.5104 t=6.5107 kg F浮=G排=m排g=6.5107 kg10 N/kg=6.5108 N(3分) (3)方法一: v=5
28、4 km/h=15 m/s P=1.5105 kW=1.5108 W F= = =1107 N(3分) 方法二: W=Pt=1.5108 W23 600 s=1.081012 J s=108 km=1.08105 m F= = =1107 N(3分),考点二 浮沉条件,1.(2018湖南怀化,15,3分)一支密度计分别放入甲乙两种液体中,静止时位置如图所示。若密度计在甲、乙 液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为甲、乙。下列说法正确的是 ( ) A.F甲F乙 C.甲乙,答案 C 因为密度计漂浮,所以F浮=G,即密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力, 故
29、F甲=F乙;根据题图可知,密度计排开液体的体积V甲排V乙排,由F浮=液gV排可知,甲乙。故选C。,解题要点 本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。,2.(2017湖南郴州,8,2分)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中,物体静 止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受浮力分别为FA、 FB。则 ( ) A.p甲FB C.p甲p乙,FA=FB D.p甲p乙,FAFB,答案 C (1)由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,由物体漂
30、 浮、悬浮条件可知:FA=G,FB=G,所以FA=FB。 (2)甲液体中的A漂浮,甲液A, 乙液体中的B悬浮,乙液=B, 两种液体的密度:甲液乙液; 又因为两容器内液面等高,所以由p=gh可知, 两种液体对容器底压强:p甲p乙。故C正确。,解题关键 本题考查了学生对漂浮条件、悬浮条件、液体压强公式的理解和运用。根据物体的浮沉(悬 浮、漂浮)确定A、B与液体的密度大小关系是解本题的关键。,3.(2016湖南衡阳,14,2分,)有一个长方体木块,放在如图所示的容器中。现缓慢持续地 往容器中注水,一段时间后,木块浮起并上升到一定高度时停止注水,下列说法正确的 是 ( ) A.停止注水时木块上表面受到
31、的压强等于木块下表面受到的压强 B.木块缓慢上升过程中,水对容器底部的压强不变 C.木块缓慢上升过程中,木块所受的浮力不变 D.木块缓慢上升过程中,木块所受的浮力逐渐增大,答案 C 停止注水时木块处于漂浮状态,上表面无压强,下表面受到液体压强,故A错误;木块缓慢上升过 程中,一直加水,水面升高,水对容器底部的压强增大,故B错误;木块缓慢上升过程中,处于平衡状态,浮力等 于重力,浮力不变,故C正确,D错误。,思路分析 根据p=gh分析液体压强大小变化;根据F浮=水gV排分析木块缓慢上升过程中,木块所受的 浮力变化。,解题关键 此题考查液体压强的特点和阿基米德原理,解答此类题目的关键是抓住液体压强
32、公式和浮力公 式,利用控制变量法进行分析。,4.(2016湖南邵阳,23,2分)潜水艇是一种重要的军事舰艇。它在水下航行时,是靠改变 来实现上浮 或下沉的。,答案 自身重力,解析 潜水艇沉没在水中时,体积是一定的,所受浮力不变,它是靠改变水舱内水的质量从而改变自身总重 力来实现浮沉的。,解题关键 本题考查对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,潜水艇是物体的浮沉条件的典型应 用。,5.(2017湖南长沙,32,6分)“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置。某科技小组的同学为测量 背漂浸没在水中时的浮力,进行了如下实验:在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后,再静放在 水平台秤上(
33、如图甲),台秤的示数m1为6 kg;然后把质地均匀的长方体背漂放入水中,用一轻质的细线通过定 滑轮缓慢地将背漂拉入水中,拉力F的方向始终竖直向上,当背漂的一半体积浸入水中时(如图乙),台秤的示 数m2为5 kg,当背漂的全部体积浸在水中时,台秤的示数m3与m2相比变化了2 kg。则(不考虑滑轮的摩擦,在 整个过程中水始终没有溢出,背漂不吸水、不变形,且未与容器接触,取g=10 N/kg,水=1.0103 kg/m3):,(1)容器、水和滑轮的总重力为 N; (2)台秤的示数m3为 kg; (3)为确保儿童游泳时的安全,穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面,若儿童头部的体积占人体总体积 的十分之
34、一,儿童的密度取1.08103 kg/m3,则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过 kg(结果保留整 数)。,答案 (1)60 (2)3 (3)21,解析 (1)因为台秤的读数m1=6 kg,即容器、水和滑轮的总质量为6 kg,故容器、水和滑轮的总重力G1=m1g= 6 kg10 N/kg=60 N。 (2)如图 先用力F1,背漂浸入一半体积,再用力F2,背漂全部浸入,采用整体法,对水、容器、背漂、滑轮受力分析,向上 受到F及台秤的支持力,向下受到水、容器、背漂和滑轮的重力,由于向下的力不变,向上的力F(线拉力)增大,可知F压减小,故m3m2,所以m3=3 kg; (3)由(1)可知,G总=G1=
35、60 N; 则对(2)中左图整体分析有:G1+G背-F1=m2g,即60 N+G背-F1=50 N,F1-G背=10 N 对右图整体分析有:G1+G背-F2=m3g,即60 N+G背-F2=30 N,F2-G背=30 N 再对左、右两图中背漂综合分析得 F浮=G背+F2=2(G背+F1),即F2-2F1=G背 由得出:F1=15 N,F2=35 N,G背=5 N,F浮=40 N 对于儿童而言,设儿童体积为V人,密度为=1.08103 kg/m3 要想安全游泳,有F浮总G总 即F浮+F浮人G背+G人 即:40 N+0.9水gV人5 N+人gV人 即临界状态有:35 N=(人-0.9水)gV人,
36、有m人=人V人,由解得 = = ,解得m人=21 kg 故儿童体重不能超过21 kg。,C组 教师专用题组,考点一 认识浮力,1.(2019湖北武汉,16,3分)如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放入水中,从铁块下 表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中 ( ) A.铁块受到的浮力一直变大 B.溢水杯底部受到水的压力一直变大 C.弹簧测力计对手的拉力先变小,后变大 D.桌面受到溢水杯的压强先不变,后变大,答案 D 铁块从接触水面到浸没前,根据阿基米德原理可知铁块受到的浮力逐渐增大,所以弹簧测力计的 示数变小。铁块浸没后排开水的体积不变,所以受到的浮力不变,弹簧测力计的
37、示数不变。整个过程中,溢 水杯里水面与溢水口相平,所以深度不变。铁块沉底后,弹簧测力计的示数为零,杯底对铁块产生支持力。 综上所述,铁块受到的浮力先变大后不变,故A错误。溢水杯底部受到的水的压强随深度变化而变化,所以 溢水杯底部所受水的压强大小不变,根据F=pS可知压力大小不变,故B错误。弹簧测力计对手的拉力等于弹 簧测力计示数和弹簧测力计自身重力之和,浮力先变大后不变,弹簧测力计对手的拉力先变小后不变,当弹 簧测力计的示数为零时,说明铁块对弹簧测力计的拉力为零,弹簧测力计对手的拉力等于弹簧测力计的重 力,因此弹簧测力计对手的拉力先变小后不变再变小,故C错误。铁块没有接触溢水杯底部时,由于溢出
38、水 的重力等于铁块受到的浮力,所以溢水杯对桌面的压力不变,当弹簧测力计示数为零时,铁块的重力大于铁 块受到的浮力,溢水杯对桌面的压力变大,压强变大,由此可知D的说法正确。,易错点拨 弹簧测力计对手的拉力等于弹簧测力计本身的重力和弹簧测力计的示数之和,弹簧测力计对手 的拉力与弹簧测力计的示数不相等。,2.(2017北京,15,2分)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤 上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细绳系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始 终不与溢水杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是 ( ) A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸
39、入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小 B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大 C.铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力 D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理,答案 D 铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯内的液面没有发生变化,即溢水杯中水 的深度不变,水对溢水杯底的压强、压力都不变,A、B错误;对铝块进行受力分析,其受竖直向下的重力、 竖直向上的浮力和绳的拉力,绳对铝块的拉力等于铝块的重力减去铝块受到的浮力,C错误;由题意可知,铝 块对杯中水的作用力等于排出的水对杯中水的作用力时
40、,电子秤的示数不变,铝块对杯中水的作用力的反 作用力是铝块受到水给的浮力,排出的水对杯中水的作用力等于G排,若电子秤的示数不变,则F浮=G排,即验证 了阿基米德原理,D正确,故选D。,解题关键 熟练掌握液体压强的知识,会受力分析,知道用绳吊着物体浸入液体中且物体不与容器接触时, 物体对液体的压力与液体对物体的浮力是相互作用力,大小相等。,易错警示 不要认为物体浸入液体后,液体对杯底的压强就会变大,要认真审题仔细思考液体的深度是否 会增加,再来判断液体对杯底的压强如何变化。,答案 D 铝块一半浸在液体中时,F浮=p1S=80 Pa0.01 m2=0.8 N,铝块浸没时所受的浮力F浮=1.6 N,
41、A错误; G铝=(p1+p2)S=540 Pa0.01 m2=5.4 N,m= =0.54 kg,V铝= = =200 cm3,B错误;F压=G铝-F浮=5.4 N- 1.6 N=3.8 N,C错误;液= = =800 kg/m3=0.8 g/cm3,D正确。故选D。,解题关键 铝块一半浸在液体中时,利用容器对桌面压强的改变量,得到压力的改变量,而此时铝块所受浮 力的大小等于压力的改变量,进一步求出铝块浸没时的浮力;铝块沉底时,根据容器对桌面压强的改变量,得 到压力的改变量,即铝块重力大小。,4.(2018重庆A,12,2分)水平升降台面上有一个足够深、底面积为40 cm2的柱形容器,容器中
42、水深20 cm,则水对容器底部的压强为 Pa。现将底面积为10 cm2、高20 cm的圆柱 体A悬挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸入水中,稳定后,A的下表面距水面4 cm,弹簧测力 计的示数为0.8 N,如图所示,然后使升降台上升7 cm,再次稳定后,A所受的浮力为 N。 (已知弹簧受到的拉力每减小1 N,弹簧的长度就缩短1 cm,g取10 N/kg),答案 2 000 1.2,解析 p=水hg=1.0103 kg/m30.2 m10 N/kg=2 000 Pa;A下表面距水面4 cm时,V排=SAh=10 cm24 cm=40 cm3,A受到的浮力F浮=水V排g=1.0103 kg/m340
43、10-6 m310 N/kg=0.4 N,则A的重力GA=F浮+F=0.4 N+0.8 N=1. 2 N。 A的密度A= = = =0.6 g/cm3 A水,A处于漂浮状态时浸入水中的深度h= = =0.12 m=12 cm A的下表面距水面4 cm时,A的下表面距容器底为20 cm- =17 cm A刚好漂浮时,A的下表面距容器底为20 cm- =11 cm,A上升的高度为0.8 cm,则升降台上升的距 离为17 cm-11 cm+0.8 cm=6.8 cm7 cm,故升降台上升7 cm,再次稳定后,A处于漂浮状态,所受浮力为1.2 N。,5.(2018吉林长春,24,5分)如图所示是小明自
44、制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标尺固定在 支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未 超过弹性限度)。 (1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢 上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟 有关,此过程中支架上O点所受拉力的最大变化 量为F1;继续向杯中注水,指针 (选填“上移”、“不动”或“下移”);当注满水时,金属块底部受 到的压强为p1。,(2)将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(液水),当指针指在C位置时,金属块底部受到的压强为p2,则p1 p2(选填“”、“=”或“
45、”、“=”或“”)。,解析 (1)金属块在水中时受力平衡,G=F拉+F浮,金属块浸入水中的过程中,排开水的体积增大,指针由A位置 上移到C位置,所受拉力变小,浮力随之变大,故说明物体所受浮力跟排开水的体积有关;浸没后继续向杯中 注水,金属块排开水的体积不变,所受浮力不变,故指针的位置不变。 (2)金属块刚好浸没在水中时,可以认为上表面不受水的压强(压力),只有下表面受到向上的压强(压力),此时 向上的压力即浮力,设此时金属块下表面受到的压强为p3,而水加满时金属块下表面受到的压强是p1,则p1p 3。向杯子中倒入某种液体,指针指在C位置时,弹簧的形变量相同,减小的力(F)相同。向杯子中倒入某种
46、 液体指针指到C时,所受浮力与水中时相等,由F浮=液gV排可知,因液体的密度与水不同,故指针指到C时,金属 块一定不会浸没,金属块底部受到的压力等于浮力,则p2=p3,即p1p2;还可推知金属块浸没在该种液体中时受 到的浮力大于浸没在水中时受到的浮力,即金属块所受浮力大小还与液体的密度有关。 (3)同体积的金属块和塑料块逐渐浸没水中时支架O点所受拉力的最大变化量都等于它们浸没时所受浮力, 由F浮= 液gV排可知,金属块与塑料块浸没时所受浮力相等,故支点O所受拉力的最大变化量也相等。,答案 (1)排开水的体积 不动 (2) 液体密度 (3)=,考点二 浮沉条件,答案 AC 空烧杯漂浮在水面上,F
47、浮=G杯 金属球放入烧杯中,烧杯仍漂浮在水面上 F浮=G杯+G球 F浮=G球 即:水g(h1-h0)S=mg m=水(h1-h0)S 金属球沉底,烧杯仍漂浮在水面上 V=(h2-h0)S 金属球密度= = 水 A正确,B错误; G球=水g(h1-h0)S F浮球=水g(h2-h0)S,F=G球-F浮球=水g(h1-h2)S C正确,D错误。,解题关键 从漂浮条件F浮=G切入,列出关系式,从而解得金属球的密度;金属球沉底后,通过受力分析,列出 平衡方程,即可求出金属球对容器底的压力。,2.(2015湖南张家界,5,3分)一艘轮船从长江驶入大海,下列分析正确的是 ( ) A.浮力变小,船体上浮一些
48、 B.浮力变大,船体下沉一些 C.浮力不变,船体下沉一些 D.浮力不变,船体上浮一些,答案 D 一艘轮船从长江驶入大海,由于轮船漂浮,所受浮力等于其重力,浮力大小不变,而液变大,由F浮= 液V排g知V排减小,即船体上浮一些,故选D。,思路分析 当轮船由长江驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基米 德原理判断排开液体的体积(浸入液体中的体积)的变化得出是上浮一些,还是下沉。,解题关键 漂浮条件的使用;利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素(液体的密度和排 开液体的体积)。,答案 C 苹果漂浮,F1=m1g,梨子沉底,F2m2,则F1一定大于F2,故(1)错误;若m1=m2,则F1一定大于 F2,(2)正确;若V1=V2,梨浸没,V梨排V苹排,由F浮=水gV排知,F1一定小于F2,故(3)正确;若V1V2,则V梨排与V苹排无法比较 大小,故F1和F2无法比较大小,故(4)错误。综上所述应选C。,4.(2016重庆B,7,3分)甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器,盛有两种不同的液体,将两个相同的小球分别 放入液体中,小球静止时位置如图所示,此时液面相平。则 ( ) A.甲中液
