1、中考物理 （湖南专用） 专题七 浮力 1.(2020湖南岳阳,6,3分)关于流体的力现象表述正确的是( ) A.鸟翼获得向上的升力,是因为流体在流速大的地方压强大 B.在水中上浮的物体受浮力,下沉的物体不受浮力 C.重力一定的轮船从长江驶入海洋,浮力不变 D.石块没入水中越深,浮力越大 考点一 认识浮力与阿基米德原理 A组组 2020年湖南中考题组年湖南中考题组 答案答案 C 鸟翼获得向上的升力,是因为流体在流速大的地方压强小,故A错误;浸在液体中的物体会受 到液体对它施加的竖直向上的浮力,与物体的浮沉情况无关,不论物体上浮还是下沉,浸入水中的物体均 受到浮力,故B错误;重力一定的轮船从长江驶
2、入海洋,处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变, 故C正确;由F浮=液gV排可知,石块所受水的浮力只与排开水的体积有关,与石块浸没的深度无关,故D错 误。故选C。 2.(2020湖南郴州,16,2分)小明将两个完全相同的物体A、B,分别放在甲、乙两种液体中,A、B处于如图 所示的漂浮状态,且此时液面处于同一水平高度。由此可判断( ) A.甲液体密度小于乙液体密度 B.物体A、B下表面所受液体压强相等 C.甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强 D.A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力 答案答案 B 两个完全相同的物体A、B的重力相同,A、B分别放入两容器中,两物体漂浮,受到的
3、浮力F =G,故两物体受到的浮力相同,F浮A=F浮B,根据阿基米德原理F浮=液gV排,因B排开液体的体积大,故甲乙,故 A、D错误;两物体所受的浮力相等,所以上下表面所受的压力差相等,上表面所受液体压力都为0,因此物 体A、B下表面所受液体压力相等,压强相等,故B正确;静止时甲、乙液面刚好相平,即容器底部的深度相 同,甲乙两种液体的密度关系为甲乙,根据p=gh可知,两容器底部所受液体的压强关系为p甲p乙,故C错 误。故选B。 3.(2020湖南邵阳,28,2分)质量相等的甲、乙两物体的密度分别为2 g/cm3和3 g/cm3,现分别用弹簧测力计 钩住使之浸没在水中,弹簧测力计测得的示数之比是
4、。 答案答案 34 解析解析 根据=可得V=,甲、乙两物体质量相等,则甲乙的体积之比等于密度的反比,即V甲V乙=乙 甲=3 g/cm32 g/cm3=32;甲、乙两物体浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,即V排=V 由称重法测浮力可得:F浮=G-F 所以,弹簧测力计的示数: F=G-F浮=mg-F浮=Vg-水gV=(-水)gV 则甲、乙两弹簧测力计的示数之比: =34。 m V m F F 甲 乙 (-) (-) gV gV 甲甲水 乙乙水 33 33 (2g/cm -1.0g/cm ) (3g/cm -1.0g/cm ) 3 2 4.(2020湖南娄底,23,8分)如图所示,在水平地面
5、上有一个装有水的圆柱形容器(水的深度不变),一物体浸 没在容器底部(非密合),现用弹簧测力计将物体缓慢拉出。弹簧测力计的示数为F,物体下表面距容器底 的距离为h,F与h的关系如图所示,求:(g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3) (1)物体浸没在水中所受的浮力; (2)物体的密度; (3)物体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强。 答案答案 (1)8 N (2)1.5103 kg/m3 (3)300 Pa 解析解析 (1)分析图像数据可知:物体A浸没在水中时,弹簧测力计的示数为4 N,物体离开水面后弹簧测力 计的示数不变,为12 N,则物体重力G=12 N 所以,物体浸没在水中所
6、受的浮力:F浮=G-F=12 N-4 N=8 N; (2)根据F浮=液gV排可得,物体的体积: V=V排=810-4 m3 由G=mg得,物体质量:m=1.2 kg 则物体的密度:=1.5103 kg/m3; (3)由于圆柱形容器中水的深度不变,由图像数据可知:物体的高度L=8 cm-5 cm=3 cm=0.03 m,则物体上 表面刚出水面时下表面所处的深度h=L=0.03 m 所以水对下表面的压强为:p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.03 m=300 Pa。 F g 浮 水 33 8N 1.0 1.0 kg/m10N/kg G g 12N 10N/kg m V -43 1
7、.2kg 8 10 m 解题关键解题关键 本题考查阿基米德原理、密度公式、重力公式和称重法求浮力等,关键是知道物体浸没时 排开水的体积和物体本身的体积相等,注意水面的深度不变,据此可求出物体的高度。 1.(2020湖南常德,10,3分)将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中 的位置如图所示。则下列说法正确的是( ) A.鸡蛋在水中受到的浮力大 B.鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大 C.鸡蛋的密度大于水的密度 D.鸡蛋的密度小于浓盐水的密度 考点二 物体的浮沉条件及应用 知识归纳知识归纳 物体在液体中的浮沉条件:上浮时,F浮G;悬浮或漂浮时,F浮=G;下沉时,F浮
8、G。如果被研究实 心物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:物液,下沉,最终处于沉底状态。 答案答案 C 鸡蛋在水和盐水中排开的体积相同,而盐水的密度大于水的密度,据阿基米德原理得,鸡蛋在 盐水中受到的浮力大,故A、B错误;鸡蛋在水中下沉,在盐水中悬浮,据物体的浮沉条件知,鸡蛋的密度大 于水的密度、等于盐水的密度,故C正确、D错误。故选C。 2.(2020湖南株洲,20,2分)(多选)一艘空载时质量为3万吨的油轮,满载着7万吨的石油,浮在海面。海水的 密度近似为1.0103 kg/m3,g取10 N/kg,则可知( ) A.空载时,油轮重3108 N B.空载时,油轮重3107
9、 N C.满载时,油轮排开水的体积为1105 m3 D.满载时,油轮排开水的体积为1104 m3 答案答案 AC 空载时,油轮重G=m g=3107 kg10 N/kg=3108 N,A正确、B错误;满载时G总=m总g=(3+7) 107 kg10 N/kg=1109 N,而油轮处于漂浮状态,F浮=G总=1109 N,由阿基米德原理可知V排= =1105 m3,C正确、D错误。 F g 浮 海水 9 33 1 10 N 1 10 kg/m10N/kg 3.(2020湖南郴州,18,3分)如图所示是甲、乙两种物质的m-V图像,用这两种物质按一定比例混合制成实 心小球,并将其放入水中。下列分析正确
10、的是( ) A.若甲、乙物质质量相等,则实心小球将沉入水底 B.若甲、乙物质体积相等,则实心小球静止时漂浮于水面 C.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为53 D.若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质质量比为32 答案答案 D 甲=1.5 g/cm3,乙= g/cm3,若甲、乙物质质量相等(为m),甲的体积 V1=,乙的体积为V2=,混合制成实心小球的平均密度= 0.92 g/cm31.0 g/cm3,则实心小球将下沉,最后沉在水底,B错误;设甲物质的体积与总 体积之比为x,则乙物质的体积与总体积之比为1-x,小球的平均密度0=甲x+乙 (1-x),实心小球悬浮在水中,根据浮沉条件知小球的
11、平均密度等于水的密度,即甲x+乙(1-x)=1.5 g/cm3x+ m V 甲 甲 3 300g 200cm m V 乙 乙 3 200g 300cm 2 3 m 甲 m 乙 2m V 12 2m VV 2m mm 甲乙 2 甲 乙 甲乙 33 33 2 2 1.5g/cmg/cm 3 2 1.5g/cmg/cm 3 2 V V V 甲乙 2 甲乙 33 2 1.5g/cmg/cm 3 2 mm V 甲乙 (1- ) Vx Vx V 甲乙 g/cm3(1-x)=1.0 g/cm3,解得x=40%,即甲物质的体积与总体积之比为40%,乙物质的体积与总体积之比 为1-40%=60%,则甲、乙物质体
12、积之比V甲V乙=40%60%=23,质量之比m甲m乙=甲V甲乙V乙=(1.52)=32,故C错 误,D正确。 2 3 2 3 3 解题关键解题关键 本题考查密度公式和物体浮沉条件的运用,关键是得出几种不同情况下小球的平均密度。 4.(2020湖南益阳,20,4分)某体积为200 cm3、重为1.6 N的物体,把它浸没在水中后放手,它将 ( “上浮”“悬浮”或“下沉” ),当该物体静止时排开水的体积为 cm3(g=10 N/kg)。 答案答案 上浮 160 解析解析 当物体浸没在水中时V排=V物=200 cm3,受到的浮力F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg20010-6 m3
13、= 2 N,因为F浮G,所以物体上浮,最终处于漂浮状态;当物体静止后,漂浮在水面上,则F浮=G=1.6 N,由F浮= 液gV排得:V排=1.610-4 m3=160 cm3。 F g 浮 水 33 1.6N 1.0 10 kg/m10N/kg 解题关键解题关键 此题考查阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用,判断把物块浸没在水中放手后的状态是 关键。 5.(2020湖南湘潭,30,8分)某型号声呐,质量为6.6 kg。其内部有两个完全相同的空腔,声呐每个空腔的侧 上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封,密封盖质量和体积均不计,当密封盖浸泡在海水中,将逐渐 被海水腐蚀,海水进入空腔导致声呐逐渐下沉。
14、某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐在 海中静止后露出整个体积的,此时上下空腔均没有海水进入,如图甲所示;24小时后,声呐没入海中处于 悬浮状态,声呐下空腔充满海水而上空腔没有海水进入,如图乙所示;再经过24小时后,声呐沉入海底,上 下空腔均充满海水,如图丙所示。(已知海水=1.1103 kg/m3,g取10 N/kg) (1)图甲中,声呐所受浮力为 N; (2)声呐整个体积为 m3; (3)当声呐底部位于海面下100 m深度时(未沉入海底),所受海水的压强为 Pa; (4)每个空腔的体积为多少m3? 1 4 答案答案 (1)66 (2)810-3 (3)1.1106 (4)210
15、-3 m3 解析解析 (1)图甲中,声呐在海中静止后处于漂浮状态,根据漂浮条件可知浮力: F浮=G声呐=m声呐g=6.6 kg10 N/kg=66 N; (2)根据F浮=海水V排g可得图甲中,声呐浸在海水中的体积: V排=610-3 m3 已知声呐在海中静止后露出整个体积的,则声呐整个体积:V=810-3 m3; (3)当声呐底部位于海面下100 m深度时所受的海水压强: p=海水gh=1.1103 kg/m310 N/kg100 m=1.1106 Pa; (4)图乙中,声呐整体(含空腔内海水)受到的浮力: F浮1=海水gV排=海水gV=1.1103 kg/m310 N/kg810-3 m3=
16、88 N 根据悬浮条件可知:G总=F浮1=88 N 声呐下空腔内的海水重力:G海水=G总-G声呐=88 N-66 N=22 N F g 浮 海水 33 66N 1.1 10 kg/m10N/kg 1 4 1 1- 4 V排 -33 6 10 m 3 4 根据G=mg=Vg可知一个空腔的体积:V空=V海水=210-3 m3。 G g 海水 海水 33 22N 1.1 10 kg/m10N/kg 思路分析思路分析 (1)图甲中,声呐在海中静止后处于漂浮状态,根据漂浮条件可求浮力大小; (2)根据F浮=海水V排g求出浸在海水中的体积,已知声呐在海中静止后露出整个体积的,据此即可求出声 呐整个体积;
17、(3)当声呐位于海面下100 m深度时,根据p=gh求出所受的海水压强; (4)根据图乙所示,声呐在海水中悬浮,根据阿基米德原理求出受到的浮力;由于此时所受的浮力等于声呐 自身重力和下空腔内的海水重力之和,据此求出下空腔内的海水的重力;根据G=mg=Vg即可求出空腔 的体积。 1 4 1.(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= 1
18、0 N/kg) 考点一 认识浮力与阿基米德原理 B组组 20162019年湖南中考题组年湖南中考题组 答案答案 0.4 0.15 解析解析 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-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。 2.(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
19、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“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)。 答案答案 (1)左 (2)A (3)m3g-m2g 解析解析 (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
20、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,即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。 3.(2018湖南衡阳,23,
21、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,潜水
22、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。 答案答案 (1)大 (2)不变 (3)2.2105 (4)7.3107 解析解析 (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 kg
23、10 N/kg=2.2105 N; (4)海水对其表面的压强 p=7.3107 Pa。 F S 7 2 7.3 10 N 1m 4.(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。 答案答案 (1)0
24、.3 kg (2)3103 Pa (3)6 N 解析解析 (1)橡皮泥的体积V=Sh=1.010-3 m20.2 m=210-4 m3 橡皮泥的质量m=V=1.5103 kg/m3210-4 m3=0.3 kg (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)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 F S G S -32 3N 1 10 m 解题关键解题关键 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
25、方法增大浮力。 5.(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。山东舰的排水量约为6.5 104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。 答案答案 (1)108 km (2)6.5108 N (3)1107 N 解析解析 (1)已知v=54 km/h,t=2 h s=vt=54 km/h2 h=108 km (2)m排=6.5104 t=6
26、.5107 kg F浮=G排=m排g=6.5107 kg10 N/kg=6.5108 N (3)方法一: v=54 km/h=15 m/s P=1.5105 kW=1.5108 W F=1107 N 方法二: W=Pt=1.5108 W23 600 s=1.081012 J s=108 km=1.08105 m F=1107 N P v 8 1.5 10 W 15m/s W s 12 5 1.08 10 J 1.08 10 m 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
27、为V2-V1 B.体积为V2-V3 C.质量为(V3-V1) D.质量为(V2-V1) 考点二 物体的浮沉条件及应用 答案答案 D 空瓶漂浮在水面上,受到的重力等于排开水的重力,当小球放在空瓶中时,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湖南衡阳,17,3分)(多选)如图是甲、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
28、、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,F浮a=F浮b=G木,由F浮=知,agV排a=bg,由图知道,V排ab, 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F浮a=,由阿基米德原理知道,G排a=G排b, 即m排a=m排b,故B错误;由于
29、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-Fa上=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Fa上=Fb上,故Fa下=Fb下,再由p=知道,pa下= pb下,故D正确。 m V gV 液排b V排 b V排 b F浮 b F 上 F S 3.(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.
30、F甲F乙 C.甲乙 答案答案 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。 4.(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p乙,FA=FB B.p
31、甲FB C.p甲p乙,FA=FB D.p甲p乙,FAA,乙液体中的B悬浮,乙液=B,两种液体的密度大小关系为甲液乙液; 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大小关系为p甲p乙。故C正确。 解题关键解题关键 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。 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(如图甲),
32、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=1.0 103 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 积的十分之一,儿童
33、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)。 答案答案 (1)60 (2)3 (3)21 解析解析 (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=m 1g=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
34、=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,密度为人=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 有m
35、人=人V人 由解得=,解得m人=21 kg 35N m g 人 -0.9 人水 人 3333 33 1.08 10 kg/m -0.9 1.0 10 kg/m 1.08 10 kg/m 故儿童体重不能超过21 kg。 6.(2019湖南永州,30,6分)伟大的中华民族正在走向复兴,人民海军走向深蓝。2019年4月23日,为庆祝中 国人民海军成立七十周年,中国完全自主研制的055大型驱逐舰首次在山东青岛公开亮相。该舰是中国 第一款排水量超过万吨的主力驱逐舰,舰长183 m、宽23 m,满载时吃水深度为8 m,排水量可达12 500 t。(g取10 N/kg,海水密度取海水=1.0103 kg/m
36、3) (1)求055驱逐舰满载时所受的浮力; (2)若一架总质量为13 t的直升机为了执行侦察任务飞离驱逐舰,求055驱逐舰浸在水里的体积减少了多 少。 答案答案 (1)1.25108 N (2)13 m3 解析解析 (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 (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=m机 g=13103 kg10 N/kg=1.3105 N 由阿基米德原理F浮=液gV排可知 055驱逐舰浸在水中的体积减少了 V排=13 m3 F g 浮 海水 5 33 1.3 10 N 1.0 10
37、 kg/m10N/kg 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 考点一 认识浮力与阿基米德原理 C组组 教师专用题组教师专用题组 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,弹簧测力计的示数不变。整个过 程中,溢水杯里水
38、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,由于溢出水的重力等于铁块受到的浮力,所以
39、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。 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入水中时相比,水对溢水杯底的
40、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
41、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。 3.(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
42、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。 4.(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
43、。 答案答案 1 解析解析 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。 思路分析思路分析 对石块进行受力分析,石块受到的重力等于水对石块的浮力加上拉力(弹簧测力计的示数)。 5.(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
44、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) 答案答案 2 000 1.2 解析解析 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=SA h=10 cm24 cm= 40 cm3,A受到的浮力F浮=水V排g=1.0103 kg/m34010-6 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
45、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的下表面距容器底的距离为20 cm-=17 cm A刚好漂浮时,A的下表面距容器底的距离为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 cmF2F3,F3) 1 13 - F F F 解析解析 (1)乙图中物体所受的浮力为F1-F2,丙图中物体所受的浮力为F1-F3,因为F2F3,所以F1-F2F1-F3。丙 图中物体排开水的体积大于乙图中物体排开水的体积,因此浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。 (2)丙图中物体所受的浮力
46、为F1-F3,丁图中物体所受的浮力为F1-F4,因为F3F1-F4,丙图和丁 图中物体排开液体的体积相等,但液体的密度不同,因此浮力大小跟液体密度有关。 (3)物体浸没在水中时受到的浮力F浮=F1-F3; V物=V排=,m= 则物=水 (4)水对烧杯底的压强p水=水gh 某液体对烧杯底的压强p液=液gh 由F1-F3F1-F4得水gV排液gV排 即水液 所以p水p液 F g 浮 水 13 -F F g 水 G g 1 F g m V物 1 13 - F F F 1.(2020新疆,11,2分)一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一个质量为m的小 球A,从溢水杯中溢出的水的质
47、量为20 g,再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B,从溢水杯中再次溢出 的水的质量为80 g,此时小球A、B受到的总浮力为F浮,水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯 前增加了F,已知小球A、B的密度均小于水的密度,则( ) A.F浮=1.2 N,F=0.2 N B.F浮=1.2 N,F=1.2 N C.F浮=1.0 N,F=1.0 N D.F浮=1.0 N,F=0 N 考点二 物体的浮沉条件及应用 答案答案 A 先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A,从溢水杯中溢出的水的质量为20 g;再往溢水杯中 投入一个质量为2m的小球B,从溢水杯中再次溢出的水的质量为80 g;投入小球B之前溢水杯
48、是满的,所以 小球B排开的水的重力等于浮力,=g=0.08 kg10 N/kg=0.8 N;小球A的质量为小球B质量的 一半,当将A投入水中漂浮时浮力等于重力,排开的水的质量应该为=80 g=40 g=0.04 kg,则小球A 受到的浮力为=g=0.04 kg10 N/kg=0.4 N;此时小球A、B受到的总浮力为F浮=+= 0.4 N+0.8 N=1.2 N。由于小球A排开的水的质量要大于溢水杯中溢出的水的质量,即开始时溢水杯没有加 满,放入小球A后,液面会上升,上升的水的质量为m=40 g-20 g=20 g=0.02 kg,其重力为G=mg=0.02 kg 10 N/kg=0.2 N;由于溢水杯是规则的容器,则液体产生的压力大小等于液体的重力大小,所以增大的压力为 F=G=0.2 N,故A正确,B、C、D错误。 B F浮 B G排 B m排 A m排 1 2 A F浮 A G排 A m排 A F浮 B F浮 方法技巧方法技巧 根据前后两次排开的水的质量分析溢水杯中水的情况,从而判断出质量为m的小球A受到的 浮力的大小。开始时溢水杯中的水没有加满,先求出上升的水的质量,再根据上升的水的质量求出增加 的
