1、A组20152019年安徽中考题组1.(2019安徽,22,9分)将底面积S=310-3 m2,高h=0.1 m的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h1=0.05 m(已知铝=2.7103 kg/m3,水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)。求(1)水对圆柱体底部的压强p1;(2)圆柱体受到的浮力F浮;(3)圆柱体对水槽底部的压强p2。答案答案(1)500 Pa(2)1.5 N(3)2.2103 Pa解析解析(1)水对圆柱体底部的压强:p1=水gh1=1.0103 kg/m310 N/kg0.05 m=500
2、Pa(2分)(2)圆柱体受到的浮力F浮=F向上-F向下=p1S-0=500 Pa310-3 m2=1.5 N(2分)(3)圆柱体的重力G铝=m铝g=铝V铝g=铝Shg=2.7103 kg/m3310-3 m20.1 m10 N/kg=8.1 N圆柱体对水槽底部的压力大小:F=G铝-F浮=8.1 N-1.5 N=6.6 N(3分)所以圆柱体对水槽底部的压强:p2=2.2103 Pa(2分)FS326.6N3 10 m思路分析思路分析(1)已知液体的密度和圆柱底部所处的深度,根据p=gh求出液体对圆柱体底部的压强。(2)根据浮力产生的原因可知浮力等于圆柱体上、下表面的压力差,圆柱体上表面不受水的压
3、力,下表面受到的水的压力就是圆柱体受到的浮力,可根据压强和受力面积求出圆柱体下表面受到的压力。(3)对圆柱体进行受力分析可知,圆柱体受到竖直向上的浮力、水槽对圆柱体的支持力和竖直向下的重力,由此可知,支持力大小等于重力减去圆柱体受到的浮力。圆柱体受到的支持力和圆柱体对水槽的压力是一对相互作用力,由此求出压力大小,根据压力大小和受力面积求出压强大小。一题多解一题多解(2)圆柱体排开水的体积V排=Sh1=310-3m20.05 m=1.510-4m3,圆柱体受到的浮力:F浮=水gV排=1103 kg/m310 N/kg1.510-4 m3=1.5 N。2.(2018安徽,23,12分)重为200
4、N的方形玻璃槽,底面积为0.4 m2,放在水平台面上,向槽中加水至水深0.3 m(已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg,玻璃槽的侧壁厚度不计)。(1)求水对玻璃槽底部的压强和槽底对水平台面的压强;(2)将边长为20 cm的正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5 cm,求该物块的密度;(3)用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2 cm并保持静止,求此时力F的大小。答案答案(1)3103 Pa3.5103 Pa (2)0.75103 kg/m3 (3)12 N解析解析(1)p1=水gh=3103 Pa(1分)p2=3.5103Pa(3分
5、)(2)物块处于漂浮状态,有G物=F浮(1分)即物V物g=水V排g=水V物g可得物=0.75103 kg/m3(3分)(3)由于物块静止,所以有F浮=F+G物(1分)又G物=物V物g=60 NF浮=水V排g=72 N(2分)于是可得F=12 N(1分)(评分说明:其他合理的解答过程均给分)FSGGS水槽 ShgGS水槽34思路分析思路分析(1)利用p=gh计算水对槽底部的压强;玻璃槽对水平台面的压力等于玻璃槽与水的重力之和,水的重力利用V=Sh、G=mg和=可求,然后利用p=计算玻璃槽对水平台面的压强。(2)物块漂浮,则浮力等于重力,根据F浮=gV排、G=mg和=可列出等式,求解该物块的密度。
6、(3)根据力的平衡可知,力F的大小等于物块增大的浮力。据此计算F的大小。mVFSmV解题关键解题关键知道玻璃槽对水平台面的压力大小等于玻璃槽与水的重力之和,物块漂浮时浮力等于重力,进一步得出,用力向下压漂浮的物体,压力等于浮力的增加量。3.(2017安徽,22,6分)如图a所示,一长方体木块质量为0.12 kg,高为4.0 cm;将木块平稳地放在水面上,静止时木块露出水面的高度为2.0 cm。如图b所示,利用金属块和细线,使木块浸没于水中且保持静止状态。已知水的密度水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求:(1)木块的密度木;(2)细线对木块的拉力F。图a 图b答案答案(1)0.5
7、103 kg/m3(2)1.2 N,方向竖直向下解析解析(1)由木块漂浮,可得F浮1=G木于是有水gV木=木gV木可得木=水=0.5103 kg/m3(3分)(2)由木块漂浮时,F浮1=G木=m木g=1.2 N根据题中信息可知木块浸没在水中时,有F浮2=2.4 N于是F=F浮2-G木=1.2 N,方向竖直向下(3分)1212思路分析思路分析因为木块漂浮,所受浮力等于木块的重力,分别列出两个力关于密度的计算式,水的密度已知,可得出木块的密度。同种液体中物体所受浮力与排开液体的体积成正比,得出木块浸没时所受浮力,通过受力分析列式计算拉力。审题技巧审题技巧高4 cm的木块漂浮时,露出水面的高度为2
8、cm,故浸没时木块所受浮力变为原来的2倍,此时木块所受浮力大小等于自身重力与向下的拉力之和。4.(2016安徽,22,8分)理论上分析:浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力。如图所示,一个底面积为S,高为h的长方体浸没在密度为的液体中。(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力F合1;(2)求出该物体底面所受液体压力的合力F合2;(3)结合以上结果,说明该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的。答案答案见解析解析解析(1)由液体内部压强公式p=gh,结合F=pS,考虑到物体相对的两个侧面具有对称性,可知F合1=0(2分)(2)设物体上底面在液体中的深度为h,则下底面在液体中的深度为
9、h+h于是有F合2=F向上-F向下=g(h+h)S-ghS=ghS(3分)(3)由于物体浸没在液体中,即V排=V=hS所以F合2=gV=gV排综合(1)、(2)的结果知F浮=gV排即该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的(3分)审题技巧审题技巧根据液体压强公式p=gh、压强公式的变形公式F=pS、浮力公式F浮=gV排,推导证明。解题关键解题关键 掌握液体压强公式p=gh、压强公式的变形公式F=pS、浮力公式F浮=gV排,理解公式的意义是解答本题的关键。B组20152019年全国中考题组考点一浮力1.(2019天津,18,4分)小明在学习“阿基米德原理”时,做了图所示的实验。由图可知物体A所受浮
10、力为 N;由阿基米德原理可知,丙图中弹簧测力计的示数应为 N。答案答案11.5解析解析 F浮=G-F1=2 N-1 N=1 N;F浮=G排G排=1 NG桶=0.5 N所以,丙图中弹簧测力计示数为F2=G桶+G排=0.5 N+1 N=1.5 N解题思路解题思路根据图甲、乙求出物体所受的浮力,再根据小桶重和排出的液体重得出丙图中弹簧测力计的示数。2.(2018陕西,26,4分)如图1,利用定滑轮和两个完全相同的小桶,测量一块蓝田玉坠的密度。将玉坠放入左侧小桶,向右侧小桶内逐渐加水至19.5 mL时,滑轮两侧平衡,则玉坠的质量为 g。取下右侧小桶置于水平桌面上,将玉坠浸没在水中如图2所示,此时液面示
11、数是 mL,玉坠的体积是 mL。由此可得到该玉坠的密度为 g/cm3。(水=1.0103 kg/m3)图1 图2答案答案19.5266.53解析解析题图1中,右侧小桶内的水的质量为m=水V1=1 g/cm319.5 cm3=19.5 g,当滑轮两侧平衡时,滑轮左侧的玉坠的重力等于滑轮右侧水的重力,即玉坠的质量等于水的质量。根据题图2可知,小桶的分度值为1 mL,读数为26 mL,即玉坠和水的总体积V2=26 mL,玉坠的体积为V玉=V2-V1=26 mL-19.5 mL=6.5 mL=6.5 cm3,玉坠的密度玉=3 g/cm3。mV玉玉mV玉319.5g6.5cm难点突破难点突破测量密度的难
12、点是测量物体的质量和物体的体积,本题设计实验的理念是把测物体质量转化为测水的质量,又把测水的质量转化为测水的体积,再计算出水的质量。审题关键审题关键“两个完全相同的小桶”“两侧平衡”隐含了玉坠的质量等于水的质量。3.(2016广西南宁,19,2分)弹簧测力计下挂着一重为2 N的物体,物体一半体积浸入水中静止时,弹簧测力计示数如图所示,其示数为 N,物体体积为 m3(已知水的密度为水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)。答案答案1.21.610-4 解析解析由题图知,此弹簧测力计的分度值为0.1 N,示数为1.2 N。物体受到的浮力:F浮=G-F示=2 N-1.2 N=0.8 N,由
13、F浮=水gV排可得,V排=810-5 m3。物体的体积:V=2810-5 m3=1.610-4 m3。F g浮水330.8N1 10 kg/m10N/kg4.(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,
14、弹簧测力计的示数不变。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
15、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。5.(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入水中时相比,
16、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,电子秤的示数不变,铝块对
17、杯中水的作用力的反作用力是铝块受到水施加的浮力,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。6.(2018北京,30,4分)为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”,小明选用图所示的圆柱体A(A水)、弹簧测力计和装有适量
18、水的烧杯进行实验。(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为F1。将圆柱体A下部的一格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F2。,静止时记录弹簧测力计的示数为F3。(2)由F1-F2 F1-F3(选填“=”或“”),可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。答案答案(1)将圆柱体A下部的两格浸入水中,圆柱体不接触容器(2)解析解析要验证的问题是“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”,自变量是物体排开水的体积,要改变自变量,即改变圆柱体A浸入水中的体积,且圆柱体不能接触容器。要测
19、量因变量圆柱体所受的浮力,首先要测出圆柱体的重力,再分别测出两次圆柱体浸入水中时所受的拉力。7.(2019北京,34,4分)将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6 N。将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.8 N,如图所示。已知水的密度水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求:(1)物块受到的浮力;(2)物块浸在水中的体积。答案答案(1)0.8 N(2)810-5 m3 解析解析(1)F浮=F1-F2=2.6 N-1.8 N=0.8 N(2)F浮=水gV排V浸=V排=810-5 m3F g浮水330.8N1.0 10 kg/m10N
20、/kg考点二浮沉条件的应用1.(2019福建,21,2分)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮 G总(选填“”“”或“=”);若水温升高,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。答案答案上浮解析解析石块和气球的总重力为G总,由于是悬浮,气球和石块受平衡力,即石块和气球的总重力等于气球和石块受到的总浮力,G总=F浮+F石浮,可以看出F浮G总。若水温升高,气球里面的气体将受热膨胀,体积增大,这时,气球受到的浮力也将增大,这时就会有G总F浮+F石浮(石头受到的浮力不变,气球受到的浮力变大),所以石块将上浮。易错警示易错警示气球
21、下面用细线拴石块,悬浮时受到的总浮力为气球受到的浮力和石块受到的浮力之和,审题不注意,很容易把气球受到的浮力当成总浮力,这样第一个空格就很容易错填“=”。思路分析思路分析对悬浮的物体,必须抓住受平衡力的特点,平衡状态如果被打破,浮力变大,上浮,浮力变小,下沉。2.(2018四川成都,A21,4分)我国第二艘航空母舰已于2018年5月13日开始出海试航,将来可增强我国海军实力。如图所示,辽宁号航空母舰训练过程中,舰载飞机飞离航母,与飞离前相比,母舰会 (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不变”)。舰载机起飞时,机翼上表面空气流动速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)下表面空气流动速度。答
22、案答案上浮一些大于解析解析航母漂浮在水面上,所以浮力等于重力。当舰载机飞离航母后,重力减小,浮力也减小。根据阿基米德原理可知,V排减小,航空母舰会上浮一些。舰载机起飞,是利用流体压强,流速越大压强越小的原理,使飞机获得一个向上的升力。3.(2018黑龙江齐齐哈尔,20,2分)如图甲所示的平底薄壁玻璃杯的底面积为30 cm2,装满水后水深0.1 m。如图乙所示,现将一个体积为50 cm3的木块缓慢放入水中,静止后有2/5的体积露出水面。则水对杯子底部的压强是 Pa,木块的密度是 g/cm3。(水=1.0103 kg/m3,g=10 N/kg)答案答案11030.6解析解析水对杯底的压强p=水hg
23、=1.0103 kg/m30.1 m10 N/kg=1.0103 Pa。因为木块漂浮,有F浮=G木,故水V排g=木V木g,由题知,V排=V木故水=木,所以木=0.6 g/cm3。215354.(2019江西,12,3分)“远征号”潜水艇在南海执行任务。根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬浮,若海水密度保持不变,则下列说法错误的是()A.潜水艇排开海水的体积相等B.潜水艇所受的重力大小不相等C.潜水艇所受的浮力大小相等D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等答案答案 B由题意可知,潜水艇在不同的深度处悬浮,所以排开海水的体积是不变的,故A正确。由于潜水艇处在悬浮状态,重力与浮力是一对平衡力,潜水艇
24、排开海水的体积不变,浮力大小不变,所以自身重力大小也不变,故B错误,C、D正确。故说法错误的是B选项。解题思路解题思路根据阿基米德原理,浸没在液体中的物体,无论处在什么位置,在液体密度一定时,如果排开液体的体积不变,则它所受的浮力始终是不变的。解题关键解题关键当物体在液体中处于悬浮状态时,浮力等于自身重力。5.(2019新疆,12,2分)如图所示,盛有水的圆柱体小容器漂浮在盛有水的圆柱体大容器中,大容器的底面积是小容器底面积的4倍(大、小容器壁的厚度均不计)。现将体积相等的小球A、B投入小容器中,投入后,两容器内的水对各自容器底部压强的增加量相等。小球A的密度最大值为()A.4103 kg/m
25、3 B.5103 kg/m3C.6103 kg/m3 D.7103 kg/m3 答案答案 D A、B两个小球投入小容器后,小容器仍然漂浮,小容器受到的浮力等于小容器和A、B的重力之和,即排开水的质量的增加量等于A、B两球的总质量,即m排增=mA+mB排开水的体积增加量为V排增=大容器中水面上升的高度h1=小容器中水面上升的高度h2=两容器中水对容器底部压强的增加量相等,根据p=gh可知,h1=h2即=,化简可得8VA水=mA+mB,即+=8水由于VA=VB,即+=A+B=8水B球在水中的状态可能是悬浮也可能是沉底,即B水,所以A7水=7103 kg/m3故本题选D。ABmm水4VS排增4ABm
26、mS水ABVVS2AVS4ABmmS水2AVSAAmVBAmVAAmVBBmV审题指导审题指导两个容器内水对各自容器底部压强的增加量相等,说明两个容器液面高度的增加量相等。易错警示易错警示本题的易错点是判断B的状态,不能认为物体在底部就一定说明物体沉底,物体悬浮时可以停留在液体中的任意位置,物体刚好在底部且与底部没有压力的这种情况不能忽视。6.(2018江西,14,3分)如图所示,在已调好的天平的两个托盘上放上两个一模一样装满水的桶,其中右桶上漂着一小块木块。关于天平会向哪边倾斜的说法正确的是()A.天平不倾斜 B.向左盘倾斜C.向右盘倾斜 D.无法判断答案答案 A当木块漂浮在水面时,根据二力
27、平衡,木块受到的浮力等于自身的重力;再根据阿基米德原理可知,木块受到的浮力等于排开液体受到的重力,所以相同容器中相同高度的液面中漂浮着木块与没有漂浮着木块其总重力大小是相同的,所以天平不会倾斜。故选A。易错点拨易错点拨不能简单地根据表面现象判断总质量大小,应当通过受力分析,根据物理规律推理才能得出正确关系。7.(2017山西,19,3分)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是 ()A.西瓜的密度比李子的密度大B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力C.李子下沉过程中所受水的压强不变D.李子浸没后,下沉过程中所受浮力大小不变答案答案 D“瓜浮李沉”,表
28、明西瓜的密度小于水的密度,李子的密度大于水的密度,故西瓜的密度小于李子的密度,A项错误;西瓜漂浮时浮力等于重力,B项错误;李子下沉过程中,深度增加,所受压强增大,C项错误;李子浸没后,下沉过程中,V排不变,液不变,所受浮力大小不变,故D项正确。知识拓展知识拓展漂浮 F浮=G物,物液悬浮 F浮=G物,物=液下沉 F浮液 易错警示易错警示漂浮是物体漂在液面上且受力平衡的一种状态,F浮=G物;上浮是物体在液体内上升的过程,F浮G物。8.(2017上海,25)小明用六个重力G均为10牛、体积不同的球体,研究放入球体前后容器底部受到水的压力增加量F的情况。他分别将球体放入盛有等质量水的相同容器中,待球体
29、静止,得到容器底部受到水的压力增加量F。实验数据和实验现象见下表。实验序号123456放入的球体ABCDEFF(牛)568101010实验现象观察序号1或2或3中的实验现象并比较F和G的大小关系,可得出的初步结论是:当放入的球体在水中沉底时,。观察序号4或5或6中的实验现象并比较F和G的大小关系,可得出的初步结论是:。小明得出“在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时,球体的体积越大,F越大”的结论。由表中实验序号 的现象、数据及相关条件可判断小明得出的结论不正确。分析表中序号16的现象、数据及相关条件,可得出:在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时,体积越大,F越大。答
30、案答案容器底部受到水的压力增加量F小于球体重力G当球体在水中漂浮,容器底部受到水的压力增加量等于球体重力4、5、6排开水的解析解析分析表中实验数据可得,由1、2、3中的实验现象及数据可看出:当重力相同、体积不同的球体在水中沉底时,容器底部受到水的压力增加量F各不相同,都小于球体重力;由4、5、6中的现象及数据可看出,重力相同、体积不同的球体在水中漂浮时,容器底部受到水的压力增加量F均等于球体的重力。由4、5、6中的现象及数据,还可看出容器底部受到水的压力增加量F与球体的体积无关。分析16的现象、数据及相关的条件可看出:在盛有等质量水的相同容器中,相同重力的球体放入水中,容器底部受到水的压力增加
31、量F随其排开水的体积的增大而增大。9.(2019浙江杭州,34,6分)如图所示,将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中,并向容器内加水。(g取10牛/千克)(1)当水加到2厘米时,求圆柱体对容器底的压力大小。(2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。答案答案(1)0.8 N(2)2 3解析解析(1)以圆柱体为研究对象进行受力分析:F支=G-F浮=物gV物-水gV排=(物h物-水h浸)gS柱=(0.6103 kg/m30.1 m-1.0103 kg/m30.02 m)10 N/kg2010-
32、4 m2=0.8 N因为容器底对圆柱体的支持力和圆柱体对容器底的压力是一对相互作用力所以F压=0.8 N(2)圆柱体对容器底压力为0,说明容器对圆柱体的支持力为0则F浮=G物水gh下S柱=物gh物S柱=hh物下水物33331.0 10 kg/m0.6 10 kg/m53可得=hh上下2310.(2018四川绵阳,36,12分)如图所示,长L1=1 m的薄壁正方体容器A放置在水平地面上,顶部有小孔C与空气相通,长L2=0.2 m的正方体木块B静止在容器A底面。通过细管D缓慢向容器A内注水,直到注满容器A,木块B上浮过程中上、下表面始终水平,木块B与容器A底面和顶部都不会紧密接触。已知水的密度水=
33、1.0103 kg/m3,木块的密度木=0.5103 kg/m3,g取10 N/kg。求:(1)注水前,木块B对容器A底面的压强;(2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,容器A内水的深度;(3)水注满容器后,容器A顶部对木块B的压力大小;(4)整个过程中浮力对木块所做的功。答案答案(1)1 000 Pa(2)0.1 m(3)40 N(4)32 J解析解析(1)木块B所受的重力:G=mg=木V木g=0.5103 kg/m3(0.2 m)310 N/kg=40 N所以注水前,木块B对容器A底面的压强:p=1 000 Pa(2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,木块B所受的浮力恰好等于木块B的重力,
34、即:V排=410-3 m3此时容器A内水的深度:h=0.1 m(3)水注满容器后,木块B浸没在水中,此时木块B所受的浮力:F浮=水V木g=1.010-3 kg/m3(0.2 m)310 N/kg=80 N受力分析可知,此时容器A顶部对木块B的压力大小为:F压=80 N-40 N=40 NFSGS240N(0.2m)F g浮水3340N1.0 10 kg/10N/kgmVS排3324 10 m(0.2m)(4)木块上升时,所受的浮力等于重力,即40 N所以整个过程中,浮力对木块所做的功为:W=Gh升=40 N(1 m-0.2 m)=32 JC组教师专用题组考点一浮力1.(2017湖南益阳)如图所
35、示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8 N,下表面受到的压力为3 N,则该物体受到的浮力大小为 N;如将物体再下沉5 cm,则它受到的浮力大小为 N。答案答案1.21.2解析解析由浮力产生的原因可知,该物体受到的浮力:F浮=F下-F上=3 N-1.8 N=1.2 N;物体浸没时排开水的体积不变,由F浮=gV排可知,物体再下沉5 cm,受到的浮力仍为1.2 N,不变。2.(2019北京,14,2分)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是()A.M上、下表面受到水压力的合力大于M
36、受到的浮力B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力答案答案 B M上、下表面受到水压力的合力就是浮力,A错误;M悬浮在水中,浮力和重力二力平衡,大小相等,所以,M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小,B正确;M上表面比下表面在水中的深度小,上表面比下表面受到水的压强小,而受力面积相同,所以,M上表面受到水的压力小于M下表面受到水的压力,C、D错误。解题思路解题思路根据物块M悬浮,可知浮力大小等于重力大小,由浮力产生的原因,可得浮力等于物块上、下表面所受水的压力
37、差,即受到水的压力的合力。3.(2019福建,28,5分)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(图丁);分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。回答下列问题:(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=,被排开的水所受的重力G排=。(用上述测得量的符号表示)(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):(a);(b)。(3)物体
38、没有浸没在水中,(选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。答案答案(1)G-F G1-G2(2)(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等(3)能(5分)(每空1分)解析解析(1)用弹簧测力计测量物体的重力,当物体浸没水中时,发现测力计的读数会变小,这是由于物体在水中受到浮力,两次读数之差就是物体所受的浮力,即F浮=G-F。当物体浸没时,收集从溢水杯排出的水,用弹簧测力计测出水和小桶的总重力,再把水倒净测量空小桶的重力,可得G排=G1-G2。(2)本实验产生误差的原因除了答案中的两点,实际上还有可能是弹簧测力计的指针不稳造成读数误差等
39、。(3)浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小,故物体没有浸没,也能用实验验证阿基米德原理。4.(2018吉林,24,3分)在探究“浮力的大小跟液体的密度是否有关”的实验中,小明找来烧杯、清水、盐水、细线、弹簧测力计和小石块。实验步骤如下:(1)用弹簧测力计测出小石块在空气中重为G;(2)把小石块浸没在清水中,读出弹簧测力计的示数为F1,则小石块受到的浮力F浮=;(3)把小石块浸没在 中,读出弹簧测力计的示数F2,求出小石块此时受到的浮力F浮;(4)若F浮 F浮(选填“等于”或“不等于”),说明浮力的大小跟液体的密度有关。答案(2)G-F1(3)盐水(4)不等于解析解析
40、(2)石块浸没在水中受力平衡,G=F浮+F1,故受到的浮力F浮=G-F1;(3)因探究的是浮力大小与液体密度是否有关,故需将小石块浸没在密度不同的盐水中;(4)分析数据,若F浮F浮,则说明浮力大小与液体的密度有关。5.(2016吉林,26,5分)用弹簧测力计、一金属块、水来测量某液体密度,步骤如下:(1)如图甲所示,用弹簧测力计测得该金属块在空气中的重力G=N;(2)如图乙所示,弹簧测力计的示数为1.6 N,则金属块受到的浮力F浮=N,金属块的体积V=m3;(g取10 N/kg)(3)若要继续测出被测液体的密度,你的操作是:。答案答案(1)2.6(2)1.0(或1)1.010-4(3)将金属块
41、挂在弹簧测力计上并浸没在被测液体中,读出弹簧测力计的示数或将水换成被测液体,重复第(2)步实验解析解析(1)如图甲,金属块的重力等于测力计示数,为2.6 N。(2)浸没在水中时测力计示数为1.6 N,则金属块所受浮力F浮=G-F=2.6 N-1.6 N=1 N;由公式F浮=液gV排,可得浸没在水中时,V金=V排=1.010-4 m3。(3)将金属块挂在测力计上并浸没在被测液体中,读出测力计示数为F,则金属块浸没在被测液体中所受浮力F浮=G-F,则排开液体的体积V排=,又因为V排=V排,即可得被测液体的密度。F g浮水331N1 10 kg/m10N/kgF g浮液GF g液考点二浮沉条件的应用
42、1.(2018福建A,22,2分)如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。A、B的底面积之比SA SB=2 1,液面的高度之比hA hB=3 2,液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的两小球分别放入A、B,液体未溢出。静止时,A中的小球悬浮,B中的小球 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),A、B容器底部受到液体的压强之比pA pB=。答案答案漂浮1 2解析解析本题考查物体的浮沉条件及液体的压强知识。圆柱形容器A、B中,液体对两个容器底部的压力大小相等,这说明圆柱形容器A所装液体重力等于圆柱形B所装液体重力,即GA=GB,得mA=mB,根据密度公式有AVA=BVB
43、,VAVB,所以AB,即容器B中液体密度大。小球在A中悬浮,说明A=小球F浮酒=0.8 N,所以,比较C、E两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。(4)由图B、C知,物体在水中的深度变大,弹簧测力计的示数变小,根据F浮=G-F,知物体受到的浮力变大,因没有控制排开液体的体积相等,所以不能得出浮力大小与深度有关的结论。物体在水中的深度变大的同时,排开液体的体积变大,则说明了物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;由图C、D可知,物体浸没后,物体排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数相同,物体受到的浮力大小相同,则说明浸没在液体中的物体浮力大小与物体的深度无关。综上可知,物体
44、受到的浮力的大小与物体排开的液体体积有关。7.(2019安徽蚌埠二模,23分)2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”自主式水下航行器进行深海搜寻。该水下航行器外形与潜艇相似,相关参数为:体积约1 m3、重量约7 500 N,最大潜水深度4 000 m,最大航速7.5 km/h(不考虑海水密度变化,海水密度取1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)。(1)该水下航行器在最大深度所受的海水的压强是多少?假设该航行器上有面积为210-3 m2的探测窗口,这时窗口承受海水的压力是多少?(2)航行器停留在水下300 m深处作业时,若遇故障发动机关闭,试分析判断
45、航行器的浮沉情况。(3)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时,能静止漂浮在海面上,求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大?答案答案(1)4107 Pa8104 N(2)航行器将上浮(3)0.25 m3 解析解析(1)该水下航行器在最大深度所受海水的压强:p=gh=1.0103 kg/m310 N/kg4 000 m=4107 Pa由p=可得,这时窗口承受海水的压力:F=pS=4107 Pa210-3 m2=8104 N(2)航行器停留在水下300 m深处作业时,受到的浮力:F浮=gV排=gV=1.0103 kg/m310 N/kg1 m3=1.0104 N航行器重力G=7 500 N因为F浮G,
46、所以航行器在海水中将上浮。(3)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时能静止漂浮在海面上,所以,此时它所受的浮力:F浮=G=7 500 N由F浮=V排g可得,此时“金枪鱼”排开海水的体积:V排=0.75 m3FSFg浮337 500N1 10 kg/m10N/kg则“金枪鱼”露出海面的体积:V露=V-V排=1 m3-0.75 m3=0.25 m3 解题关键解题关键本题考查了液体压强公式、压强定义式和物体浮沉条件的应用,认真审题、明确要求、灵活应用相关公式是解题的关键。考点二浮沉条件的应用1.(2019安徽安庆一模,7)潜水艇是一种重要的军事舰艇。潜水艇漂浮在水面时,其所受浮力与重力的大小关系为F
47、浮 (选填“”“=”或“G时,潜水艇上浮;打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当F浮G时,潜水艇下沉;当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;由此可知,潜水艇能够上浮或下沉是通过改变自身重力来实现的。2.(2019安徽亳州利辛一模,10)我国某潜艇由湖北武昌造船厂制造完成后,由长江潜行(在液面以下航行)驶进东海,已知江水”“”或“=”)。答案答案解析解析因为潜水艇潜行(在水面下航行),所以V排不变;潜水艇从在江水中潜行变为在海水中潜行,液体的密度变大,根据F浮=液gV排可知,潜水艇受到的浮力变大,即F1F2。潜水艇潜行时,其所受浮力和重力是一对平衡力,则F1=G1,F
48、2=G2,因F1F2,所以G1G2。解题关键解题关键潜水艇是物体的浮沉条件的典型应用,应理解潜水艇的原理,明确潜水艇悬浮在水中排开液体的体积不变是解答此题的关键。3.(2019安徽合肥模拟)如图,容器内装有一定质量的水,水=1.0103 kg/m3,将一木块放入其中静止时,木块恰有的体积露出水面,该木块的密度是 kg/m3,现将部分酒精倒入容器中(液体未溢出),木块静止后仍漂浮,相比之前木块底部受到的液体压强 (填“变大”“变小”或“不变”)。25答案答案0.6103不变解析解析因为木块漂浮,所以木块受到的浮力:F浮=G即水gV排=水gV木=木gV木所以木=水=1.0103 kg/m3=0.6
49、103 kg/m3将部分酒精倒入容器中(液体未溢出),木块静止后仍漂浮,所以木块受到的浮力大小不变,仍等于其重力,根据浮力产生的原因可知,其底部受到的压力不变,因木块的底面积(受力面积)不变,则相比之前,木块底部受到的液体压强不变。21535354.(2018安徽滁州南谯二模,7)用天平测量某木块的质量,示数如图所示,该木块漂浮在煤油上时,排开煤油的重力为 N。(煤油=0.8103 kg/m3,g=10 N/kg)答案答案0.54解析解析由图知,木块的质量m=50 g+4 g=54 g=5410-3 kg,因为木块漂浮在煤油上,所以木块所受浮力等于其重力,则F浮=G=mg=5410-3 kg1
50、0 N/kg=0.54 N。由阿基米德原理知G排=F浮=0.54 N。5.(2018安徽亳州利辛一模)把重力为6 N、密度为0.8103 kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于 状态(填“漂浮”“悬浮”或“沉在水底”),物体排开水的重力是 N。答案答案漂浮6解析解析因为物F3F2 B.F2F3F1 C.F3F1F2 D.F3F2F1 答案答案 B据图可知,乙图中半潜船排开海水的体积最大,其次是丙图中,甲图中排开海水的体积最小,根据F浮=gV排可知,排开液体的密度是相同的,乙图中船受浮力最大,其次是丙图中,再次是甲图中,即浮力大小关系是:F2F3F1。7.(2019安徽蚌埠怀远二模
