初中物理浮力与压强例题及详细解析(经典9题).doc

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初中物理浮力与压强经典例题及详细解析

　　例1　下列说法中正确的是　　　（　　）

　　A．物体浸没在水中越深，受的浮力越大

　　B．密度较大的物体在水中受的浮力大

　　C．重的物体受的浮力小

　　D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大

　　精析　阿基米德原理的数学表达式为：

F浮＝液gV排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关．根据公式分析题目叙述的内容，问题就可以迎刃而解了．

解　A选项：

物体浸没在水中，无论深度如何，V排不变，水的密度不变，F浮不变．A选项不正确．

　　B选项：

物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系，B选项不正确．

　　C选项：

重力的大小对物体所受的浮力无影响．例如：

大铁块比小铁块要重一些，但将两者浸没于水中，大铁块受的浮力反而大些，因为大铁块的V排大．C选项不正确．

　　D选项：

同体积的铁块和木块，浸没于水中，V排相同，水相同，F浮铁＝F浮木，铁块和木块受的浮力一样大．

　　答案　D

　　注意：

物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关．

　　例2　质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm3，这个铁块的质量是多少?

重多少?

将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?

所受浮力是多少?

（g取10N/kg）

　　精析　这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别．

　　计算物体重力：

G＝物gV物

　　计算物体在液体中受的浮力：

F浮＝液gV排．可以说：

从计算的方法上没有本质的区别，但计算的结果却完全不同．

　　已知：

m＝79g＝0.079kg　　铁＝7.9g/cm3

　　求：

m铁、G铁、m排、F浮

解　m铁＝0.079kg

　　G铁＝m铁g＝0.079kg×10N/kg＝0.79N

　　V排＝V铁＝＝＝10cm3

　　m排＝液gV排＝1g/cm3×10cm3＝10g=0.01kg

　　F浮＝m浮g—0.01kg×10N/kg＝0.1N

　　从上面的计算看出，铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同，但计算方法委相似，关键是区别液和物，区别V排和V物，在理解的基础上进行计算，而不是死记硬背，乱套公式．

例3　（广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是________m3．（已知铜的密度为8.9×103kg/m3）

　　已知：

G＝43N，浸没水中F＝33.2N

　　求：

V空

　　解　可在求得浮力的基础上，得到整个球的体积，进一步求出实心部分体积，最后得到结果．

　　F浮＝G—F＝43N—33.2N＝9.8N

　　V排＝＝＝1×10—3m3

　　浸没：

V＝V排＝1×10—3m3

　　球中所含铜的体积V铜＝＝

　　＝

　　≈0.49×10—3m3

V空＝V—V铜＝1×10—3m3—0.49×10—3m3

　　＝0.51×10—3m3

　　答案　0.51×10—3m3

　　例4（广州市中考试题）将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N．

　　精析　此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”，即铜球静止时是漂浮于水面，还是沉于水中．有的学生拿到题后，就认定V排＝0.5dm3，然后根据F浮＝液gV排，求出浮力F浮＝4.9N．

　　【分析】　当题目未说明铜球静止时处于什么状态，可以用下面两种方法判定物体的状态．

　　解法1　求出铜球的密度：

球＝＝（g取10N/kg）球＝＝0.9kg/dm3＝0.9kg/dm3×103kg/m3

　　这是一个空心铜球，且球＜水，所以球静止后，将漂浮于水面，得F浮＝G＝4.5N．

　　解法2　求出铜球浸没在水中时受的浮力F浮＝液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5×10－3m3＝5N．

　　答案　4.5N

　　例5　体积是50cm3，质量是45g的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量是________g．将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是________g．（酒＝0.8×103kg/m3）

　　解　判断此物体在水中和酒精中的状态

　　求出物体密度：

物＝＝＝0.9g/cm3

　　∵　物＜水，物体在水中漂浮．

　　F水浮＝G

　　m排水g＝m物g

　　∴　m排水＝m物＝45g

　　又∵　物＜酒精，物体在酒精中沉底．

　　F酒精浮＝酒精V排g，浸没：

V排＝V＝50cm3

　　m排精浮＝酒精V排＝0.8g/cm3×50cm3＝40g

　　答案　溢出水的质量是45g，溢出酒精的质量是40g

有的同学对物体在液体中的状态不加判断，而是两问都利用V排＝50cm3进行求值．造成结果错误．V排＝50cm3进行求解。

造成结果错误．

　　例6　（南京市中考试题）如图1—5—3中，重为5N的木块A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为3N，若绳子突然断了，木块A在没有露出水面之前，所受合力的大小和方向是　　（　　）

　　A．5N，竖直向下　　　B．3N，竖直向上

　　C．2N，竖直向上　　　　D．8N，竖直向下

图1—5—3

　　精析　结合浸没在水中物体的受力分析，考查学生对受力分析、合力等知识的掌握情况．

　　【分析】　绳子未断时，A物体受3个力：

重力GA，拉力F，浮力F浮．3个力关系为：

GA＋F＝F浮，求得F浮＝5N＋3N＝8N．绳子剪断后，物体只受重力和浮力，且浮力大于重力，物体上浮，浮力大小仍等于8N．合力F合＝F浮—G＝8N—5N＝3N

　　合力方向：

与浮力方向相同，竖直向上．

　　答案　B

　　例7　以下是浮力知识的应用，说法正确的是　　　（　　）

　　A．一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大

　　B．一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大

　　C．密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同

　　D．密度计在不同液体中漂浮，浸入液体体积越大，所测得的液体密度越大

　　【分析】　轮船在河里和海里航行，都处于漂浮状态，F浮＝G．

　　因为轮船重力不变，所以船在河里和海里所受浮力相同．A选项正确．又因为海水＞河水，　所以V排海水＜V排河水，在河水中没入的深一些．

　　密度计的原理如图1—5—4，将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中，由于密度计均处于漂浮状态，所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力．可见，密度计没人液体越多，所测得的液体密度越小．

甲　　　　　乙

　　F甲浮＝F乙浮＝G

　　根据阿基米德原理：

　　甲gV排甲＝乙gV排乙

　　∵　V排甲＞V排乙

　　∴　甲＜乙

　　答案　A

例8　（北京市西城区中考试题）如图1—5—5，展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”．曹冲运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的体重．请你写出他运用的与浮力相关的两条知识．

（1）_______________________；

（2）_______________________．

图1—5—5

　　精析　此题考查学生通过对图形的观察，了解此图中G象＝G石的原理．

　　【分析】　当大象在船上时，船处于漂浮状态，F浮′＝G船＋G象，曹冲在船上画出标记，实际上记录了当时船排开水的体积为V排．

　　用这条船装上石头，船仍处于漂浮状态，F浮′＝G船＋G石，且装石头至刚才画出的标记处，表明此时船排开水的体积V排′＝V排．根据阿基米德原理，两次浮力相等．两次浮力相等．便可以推出：

G象＝G石．

　　答案　

（1）漂浮条件　　

（2）阿基米德原理

例9　如图1—5—13（a），在天平左盘放一杯水，右盘放砝码，使天平平衡．

（a）　　　　　　　（b）

图1—5—13

（1）将一质量为27g的铝块（铝＝2.7g/m3）放入左盘水中，水不溢出，天平还能平衡吗？

（2）将铝块如图1—5—13（b）方式放入左盘中，天平还能平衡吗？

　　解　

（1）因为铝＞水，放入容器中，铝块将沉底，容器底部增加的压力就是铝块重力．

　天平此时不平衡，左盘下沉，右盘增加27g砝码，可使天平再次平衡．

（2）铝块浸没于水中，但未沉底，此时容器中液面升高△h，容器底部增加的压力△F＝水g△h·S＝水gV铝＝F浮．

　　铝块体积，V积＝＝＝10cm3

　　铝块排开水质量：

m排＝水V铝＝1g/cm3×10cm3＝10g

　　天平不平衡，左盘下沉．右盘再放10g砝码，可使天平再次平衡．