1、 中考物理 （安徽专用） 专题七 浮力 A组 20162020年安徽中考题组 1.(2020安徽,23,8分)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器 里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1=10 cm时,容器处于直立漂浮状态, 如图a所示。已知容器的底面积S=25 cm2,水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。 (1)求水对容器下表面的压强; (2)求容器受到的浮力; (3)从容器中取出100 cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8 cm时,容器又处于直立漂浮状态,如 图b所示。求液体的密度。 答案答案 (1)1.
2、0103 Pa (2)2.5 N (3)0.8103 kg/m3 解析解析 (1)水对容器下表面的压强p=水gh1=1.0103kg/m310 N/kg0.1 m=1.0103 Pa;(2分) (2)水对容器下表面的压力F向上=pS=1.0103 Pa2510-4 m2=2.5 N 容器受到的浮力F浮=F向上=2.5 N(3分) (3)由漂浮条件有G物=F浮,由阿基米德原理有F浮=G排=水gV排 故G物=水gSh1,G物=水gSh2 取出液体的重力G=G物-G物=水gS(h1-h2) 其质量m=水S(h1-h2) 液体的密度=0.8103 kg/m3(3分) G g m V 12 ( -) S
3、 h h V 水 2.2019安徽,22(2)(3),7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/m 3, 水=1.010 3 kg/m3,g取10 N/kg)。求 (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 (2)1.5 N (3)2.2103 Pa 解析解析 (2)圆柱体受到的浮力 F浮=F向上-F向下=p1S-0=水gh1S-0=500 Pa310-3 m2=1.5 N(2分) (3)圆柱体的重
4、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) F S -32 6.6N 3 10 m 思路分析思路分析 (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
5、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。 3.2018安徽,23(2)(3),8分重为200 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)。
6、(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 (2)0.75103 kg/m3 (3)12 N 解析解析 (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 N F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) 3 4
7、 思路分析思路分析 (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。 (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。 m V 4.(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)0.5103 kg/m3 (2)
8、1.2 N,方向竖直向下 解析解析 (1)由木块漂浮,受到的浮力和自身重力相等,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) 1 2 1 2 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 c
9、m的木块漂浮时,露出水面的高度为2 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。 5.(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) (
10、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 20162020年全国中考题组 考点一 浮力 1.(20
11、20辽宁营口,21,3分)水平桌面上有一个盛满水的溢水杯,杯中水的深度为10 cm,现将一个不吸水的 物块轻轻放入溢水杯中,静止时有72 g水溢出,将其捞出擦干后轻轻放入完全相同且盛满酒精的溢水杯 中,静止时有64 g酒精溢出,则物块在酒精中受到的浮力为 N,物块的密度为 kg/m3;此 时酒精对容器底的压强为 Pa。(水=1.0103 kg/m3,酒精=0.8103 kg/m3,g取10 N/kg) 答案答案 0.64 0.9103 800 解析解析 将物块放在水中时受到的浮力F浮=G排=m排g=0.072 kg10 N/kg=0.72 N,将该物块放在酒精中受到 的浮力F浮=G排=m排g=
12、0.064 kg10 N/kg=0.64 N,因为物块在酒精中受到的浮力小于在水中受到浮力,所 以物块在水和酒精中不可能都漂浮,只能一漂浮、一浸没或都浸没;由于酒精的密度小于水的密度,则物 块放入酒精中时一定浸没,则物块的体积V物=V排酒精=80 cm3,物块在水中排开水的体积V排水 =72 cm3,因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以物块在水中漂浮,受到的浮力(排开水 的重力)等于物块的重力,则m物=m排=72 g,物块的密度=0.9 g/cm3=0.9103 kg/m3;此时酒精对 容器底的压强为p=酒精gh=0.8103 kg/m310 N/kg0.1 m=800 Pa。 m 排 酒
13、精 3 64g 0.8g/cm m 排 水 3 72g 1g/cm m V 物 物 3 72g 80cm 思路分析思路分析 根据已知条件,物块放入盛满水的溢水杯中有72 g水溢出,放入装满酒精的溢水杯中有64 g酒 精溢出,计算并比较两种情况下受到的浮力大小,讨论确定出物块在酒精中浸没,则物块的体积V物=V排酒精= ;物块在水中漂浮,则物块的质量m物=m排= 72 g,再根据密度公式计算出物块的密度。 m 排 酒精 2.(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 1 1
14、.5 解析解析 F浮=G-F1=2 N-1 N=1 N; F浮=G排 G排=1 N G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。 3.(2020江苏连云港,9,2分)下列关于浮力的说法正确的是( ) A.质量大的物体在液体中所受浮力一定大 B.码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小 C.物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态 D.潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变 答案答案 B 物体所受浮力大小与液体密度和排开液体体积
15、有关,与物体自身质量无关,A错。轮船始终漂 浮在水面,所受浮力与自身总重力相等,所以卸下货物,自身重力减小,浮力也减小,B正确。密度小于液体 密度的物体在液体中静止时处于漂浮状态,C错。潜水艇在水面下V排不变,海水密度大于江水密度,根据 F浮=液gV排可知,受到浮力减小,D错。 4.(2020广东广州,12,3分)如图,把测力计下悬挂的实心金属块M(体积不变)浸没在水中,M处于静止状态, 下列选项中能正确反映测力计示数F和水温t关系的是 ( ) 答案答案 C 根据F浮=液gV排,M浸没后排开液体的体积不变,由图11可知液体密度先增大后减小,所以浮力 先增大后减小。对M进行受力分析,可得F=G-
16、F浮,则拉力先减小后增大,故C正确,A、B、D错误。 5.(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,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
17、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,所以溢水杯对桌面的压力不变,当弹簧测力计
18、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。 6.(2020吉林,26,5分)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示,其中弹簧测力 计示数的大小关系是:F1F2F3,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
19、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 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
20、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 m3 F g 浮 水 33 0.8N 1.0 10 kg/m10N/kg 考点二 浮沉条件及其应用 1.(2020江西,9,2分)如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可
21、判断甲 乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙。(均选填“”、 “ 解析解析 根据题图可知,A、B两物块组合后在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,因此在两种液体中受到的浮 力都等于A、B两物块的总重力,根据F浮=液gV排知,在所受浮力相等的前提下,物体排开液体的体积越小, 液体的密度越大,所以甲液体的密度大于乙液体的密度;两种情况下,A全部浸在液体中,排开液体的体积 相同,根据F浮=液gV排知,当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大,因此A在甲液 体中受到的浮力大。 2.(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
22、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F2 p1p2 B.F1F2 p1p2 C.F1p2 D.F1F2 p1p2 答案答案 B 两个相同的小球分别放入容器中,在甲容器中漂浮,则小球所受浮力F1=G球,在乙容器中沉底, 则小球
23、所受浮力F2F2;容器对桌面的压力F压=G容器+G液体+G球,由于两容器质量相等,装有相同 质量液体,球质量相同,所以F压相同,而甲容器的底面积S1大于乙容器的底面积S2,根据p=可知,甲容器 对桌面的压强p1小于乙容器对桌面的压强p2,所以B项正确,A、C、D项错误。 F S 压 易错警示易错警示 在判断浮力大小关系时,如果用F浮=液V排g判断,要从液和V排两个方面进行考虑,不能仅从V排 判断。 4.(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
24、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/m3 B.5103 kg/m3 C.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
25、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。 AB mm 水 4 V S 排增 4 AB mm S 水 AB VV S 2 A V S 4 AB mm S 水 2 A V S A A m V B A m V A A m V B B m V 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。 5.(2017上海,25)小明用六个
26、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表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 放入的球体 A B C D E F F(牛) 5 6 8 10 10 10 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
27、 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
28、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量F随其排开水的体积的增大而增大。 6.(2020山东青岛,27,6分)如图所示,盛有水的圆柱形容器,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略 不计。挡板下方有一个体积为100 cm3、重力为0.6 N的实心小球,此时水对容器底产生的压强为3.0103 Pa。(水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)容器中水的深度; (2)挡板对小球的压力; (3)
29、撤去挡板,小球静止后,水对容器底压力的变化量。 答案答案 (1)0.3 m (2)0.4 N (3)0.4 N 解析解析 (1)根据液体压强公式p=gh可得,h=0.3 m;(2)对小球受力分析,如图所 示,所以F浮= F压+G球,V排=V球=100 cm3=110-4 m3,F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg110-4 m3=1 N,F压=F浮- G球=1 N-0.6 N=0.4 N。(3)撤去挡板,小球静止后F浮=G球,水对容器底压力的变化量F=pS=水ghS=水gV排= F浮=F浮-F浮=1 N-0.6 N=0.4 N。 p g 水 3 33 3.0 10 Pa 1.
30、0 10 kg/m10N/kg 一题多解一题多解 撤去挡板前后水受到的压力变化等于水对容器底压力的变化,由力的作用是相互的,可知小 球受到的浮力的变化等于水受到的压力变化,那么水对容器底的压力变化量为F=1 N-0.6 N=0.4 N。 归纳总结归纳总结 长方体、正方体、圆柱体容器,物体受到的浮力的变化,等于液体对容器底部压力的变化。 C组 教师专用题组 考点一 浮力 1.(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受到的浮力 B.M上、下表面受到水压力的合
31、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 表面所受水的压力差,即受到水的压力的合
32、力。 2.(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)
33、。 (3)物体没有浸没在水中, (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 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
34、稳造成读数误差等。(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。 考点二 浮沉条件及其应用 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SASB=21,液面的高度之比hAhB=32,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pApB= 。 答案答案 漂浮 12 解析解析 本题考查物体的浮沉条件及液体的压强知
35、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,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h2h3,所以h2h3h1h2,则h2-h3h1-h2,即密度计A上3与2刻度线的间距小于2与1刻度线 的间距,D错误。故选C。 3 1 h 2 1 h 2 1 h 1 1 h 23 23 -h h h h 12 1 2 -h h hh 4.(2019内蒙古鄂尔多斯,10,2分)如图,A、B体积相同,B、C质量相等,将它们放入水中静止后,A漂浮,B悬
36、浮,C沉底。下列说法正确的是( ) A.A所受浮力可能大于B所受浮力 B.C所受浮力一定小于A所受浮力 C.B物体所受浮力一定是最大的 D.A下表面所受压力可能大于B下表面所受的压力 答案答案 C 由题图可知,A漂浮,B悬浮,则V排AVA,V排B=VB,由于A与B体积相同,则V排AV排B;根据F浮=gV排可 知,F浮A,故A错误。放入水中静止后,B悬浮,C沉底,根据浮沉条件可知F浮B=GB,F浮CF浮C;又因为F浮AF浮C,所以B物体所受浮力一定是最大的,而A、C的浮力 大小关系无法比较,故B错误,C正确。根据浮力产生原因可知:F浮A=FA下-FA上,F浮B=FB下-FB上;由题图可知:FA上
37、 =0,FB上0,所以FA下=F浮A,FB下=F浮B+FB上;由(1)中可知:F浮AFA下,即B下表面所受的压力大于A下表 面所受的压力,故D错误。 B F浮 5.(2019内蒙古包头,13,9分)圆柱形容器置于水平地面(容器重忽略不计),容器的底面积为0.2 m2,内盛30 cm深的水。现将一个底面积400 cm2、体积4 000 cm3的均匀实心圆柱体放入其中,如图甲所示,物体漂浮 在水面,其浸入水中的深度为5 cm;当再给物体施加一个竖直向下大小不变的压力F以后,物体最终恰好 浸没于水中静止,如图乙所示。(水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)则: (1)物体受到的重力是多少
38、? (2)物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少? (3)从物体漂浮水面到浸没水中静止过程中压力F做了多少功? 答案答案 (1)20 N (2)3 200 Pa (3)0.8 J 解析解析 (1)F浮=水 g V排=1.0103 kg/m310 N/kg0.04 m20.05 m=20 N 因为漂浮,则G物=F浮=20 N(2分) (2)物体浸没 F浮=水 g V排=1.0103 kg/m310 N/kg410-3 m3=40 N F=F浮-G物=40 N-20 N=20 N(1分) G水=水 g V水=1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m20.3 m=600 N(1分) 压力F
39、=G水+G物+F=600 N+20 N+20 N=640 N(1分) p=3 200 Pa(1分) (3)水面上升高度h升=0.01 m(1分) h露=h物-h浸=-h浸=-0.05 m=0.05 m 物体下降高度h降=h露-h升=0.05 m-0.01 m=0.04 m(1分) W=F h降=20 N0.04 m=0.8 J(1分) F S 2 640N 0.2m V S 露 -33 2 2 10 m 0.2m V S 物 物 -63 -42 4 000 10 m 400 10 m 思路分析思路分析 (1)物体漂浮,G=F浮=水gV排。(2)对物体进行受力分析可得,给物体施加的向下的压力F等
40、于 浸没时的浮力与重力之差;物体浸没时容器对地面的压力F压=F支=G水+G物+F,再根据公式p=F/S计算压 强。(3)计算出物体由漂浮到浸没液面上升的高度h升,以及物体漂浮时露出液面的高度h露,则物体在压力 F的作用下下降的高度为h露- h升,利用W=Fh计算压力做功。 考点一 浮力 1.(2019安徽阜阳颍上一模,9)弹簧测力计下挂一长方形物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某 一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲。图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关 系的图像。g取10 N/kg,物体受到的最大浮力是 ,物体的密度是 。 答案答案 6 N 1.5103 kg/m3
41、解析解析 物体在浸入水中之前,受到重力和拉力的作用,并且这两个力是一对平衡力,由图像知,G=F0=9 N; 当物体完全浸入水中时,拉力F=3 N,则完全浸入水中时的浮力为F浮=G-F=9 N-3 N=6 N,此时物体完全浸 入水中,所以浮力最大。 由F浮=液gV排得,物体的体积: V=V排=610-4 m3 物体的质量m=0.9 kg 物体的密度: =1.5103 kg/m3 F g 浮 水 33 6N 1.0 10 kg/m10N/kg G g 9N 10N/kg m V -43 0.9kg 6 10 m 2.(2020安徽宿州一模,1)将一小物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有81
42、 g的水溢出,再将其轻轻 放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有72 g的酒精溢出,则A在水中静止时受到的浮力为 N,A的 密度是 g/cm3(水的密度是1.0103 kg/m3,酒精的密度是0.8103 kg/m3,g取10 N/kg)。 答案答案 0.81 0.9 解析解析 由阿基米德原理可得,该物块放在水中时,受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.081 kg10 N/kg=0.81 N;该 物块放在酒精中时,受到的浮力:F浮=G排=m排g=7210-3 kg10 N/kg=0.72 N。通过上面的计算可知,物块 在酒精中受到的浮力小于物块在水中所受的浮力,而物块的重力不变,因此物块在水和酒
43、精中不可能都 漂浮,只能是一漂浮一沉底或在水和酒精中都沉底;由于酒精的密度小于水的密度,则物块放入酒精中一 定是沉底的,根据F浮=液gV排得物块的体积VA=V排酒精=910-5 m3=90 cm3;物块 在水中时,其排开水的体积V排水=8.110-5 m3;因为物块排开水的体积小于物 块的体积,所以物块在水中漂浮;因为物块在水中漂浮,所以物块的重力等于物块在水中时受到的浮力 (排开水的重力),则mA=m排水=81 g,则A的密度A=0.9 g/cm3。 F g 浮 酒精 33 0.72N 0.8 10 kg/m10N/kg F g 浮 水 33 0.81N 1.0 10 kg/m10N/kg
44、A A m V 3 81g 90cm 3.(2020安徽合肥包河一模,14)将同一长方体物块分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的 ( ) A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等 B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等 C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等 D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等 答案答案 A 长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力等于物块的重力,而浮力等于物块上、下表面受 到的水的压力差,所以两种情况中长方体物块上、下表面受到水的压力差相等;而长方体物块上、下表 面受到水的压强差p=,竖直放置时比水平放置时的上、下表面积小,所以两种情
45、况中长方体物块 上、下表面受到的水的压强差不相等。综合上述分析可知,选项B、C、D错误,A正确。 F S 4.(2020安徽合肥十一中质检,15)如图所示,四个体积相同而材料不同的球A、B、C、D,分别静止在不同 深度的水里。其中所受浮力最小的是( ) A.A球 B.B球 C.C球 D.D球 答案答案 A 由题图知,四个球排开水的体积:VAVBVC=VD,因为F浮=水V排g,所以四个球受到的浮力:FAFBG,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
46、积: V排=0.75 m3 则“金枪鱼”露出海面的体积: F S F g 浮 33 7 500N 1 10 kg/m10N/kg 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 浮沉条件及其应用 1.(2020安徽淮北联考,5)一个质量为200 kg的热气球,在空中受到1 900 N的升力时匀速下降,若要使该热 气球匀速上升,则应抛出 N的重物。(假设抛出重物前后热气球受到的升力和阻力大小均不变, g取10 N/kg) 答案答案 200 解析解析 气
47、球匀速下降时受到的阻力方向向上,即f+F升=mg,f=mg-F升=200 kg10 N/kg-1 900 N=100 N;当气 球匀速上升时,受到的阻力方向向下,则有f+G=F,G=F-f=1 900 N-100 N=1 800 N,所以抛出物体的重力 为2 000 N-1 800 N=200 N。 2.(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
48、能 够上浮或下沉是通过改变自身重力来实现的。 3.(2020安徽阜阳颍州一模,6)密度为0.8103 kg/m3的实心木块,轻放于足够深的水中,木块静止后,浸入水 中的体积与木块体积之比为 (水=1.0103 kg/m3)。 答案答案 45 解析解析 实心木块的密度为0.8103 kg/m3,小于水的密度,则放于足够深的水中时木块静止后会漂浮于水 面上,所以F浮=G木,由于F浮=水gV排,G木=木gV木,则水gV排=木gV木,可得=。 V V 排 木 木 水 33 33 0.8 10 kg/m 1.0 10 kg/m 4 5 4.(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G溢=0.9 N,即此时物体受到水的浮力大于0.9 N,所以浮力有可能小
