④判断物体浮沉(状态)有两种方法:
比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:
ρ物=Gρ/(G-F)
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
5、阿基米德原理:
(1)、内容:
浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)、公式表示:
F浮=G排=ρ液V排g从公式中可以看出:
液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
(3)、适用条件:
液体(或气体)
6:
漂浮问题“五规律”:
(历年中考频率较高,)
规律一:
物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:
同一物体在不同液体里,所受浮力相同;
规律三:
同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:
漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:
将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
7、浮力的利用:
(1)、轮船:
工作原理:
要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
排水量:
轮船满载时排开水的质量。
单位t由排水量m可计算出:
排开液体的体积V排=m/ρ液;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮=mg轮船和货物共重G=mg。
(2)、潜水艇:
工作原理:
潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
(3)、气球和飞艇:
工作原理:
气球是利用空气的浮力升空的。
气球里充的是密度小于空气的气体如:
氢气、氦气或热空气。
为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
(4)、密度计:
原理:
利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造:
下面的铝粒能使密度计直立在液体中。
刻度:
刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大
8、浮力计算题方法总结:
(1)、确定研究对象,认准要研究的物体。
(2)、分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
(3)、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。
计算浮力方法:
1、称量法:
由F浮=G物-F拉求浮力。
当物体的密度比液体的密度大时,物体被一个力拉住悬浮在液体中,则物体受到了三个力的作用,由同一直线上三力平衡,应用公式:
F浮=G物-F拉,再由F浮=G物-F拉求浮力。
例1:
弹簧秤下挂一铁块,静止时弹簧秤的示数是4N,将铁块一半浸入水中时,弹簧秤的示数为3.5N,这时铁块所受的浮力是_________N。
2、压力差法:
应用F浮=F向上-F向下求浮力。
这是浮力的最基本的原理。
例2:
2.如图所示:
某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3牛,上表面受到水的压力为1.5牛,则该物块受到水的浮力为___牛,方向为________。
3、公式法:
F浮=ρ液gV排=G排液
例3:
将体积是50cm3的物体浸没在水中,它受到的浮力多大?
若此物体有一半浸在煤油中,它所受的浮力多大?
(ρ煤油=0.8×103kg/m3)g取10N/kg
4、应用漂浮条件F浮=G物计算浮力
例4:
把质量是200g的塑料块放入水中,静止时塑料块有一半露出水面。
(g取10N/kg)
求:
(1)塑料块在水中受到的浮力?
(2)塑料块的体积和密度?
5、排水量法:
F浮=排水量(千克)×g
轮船的满载重量,一般是以排水量表示的,即是排开水的质量,船也是浮体,根据浮体平衡条件也得:
船受到的总F浮=G总,而排水量(千克)×g,就是船排开水的重,即是浮力,又是船、货的总重力。
6、应用阿基米德原理和浮沉条件解浮力综合题
例5:
重10N,体积为0.8dm3的物体浸没在水中,如果它只受浮力和重力两个力的作用,问:
此物体是上浮、下沉还是悬浮?
(g取10N/kg)
例6:
将质量是890g的铜块放入水中时,它受的浮力多大?
若将铜块放入水银中,当铜块静止时所受的浮力多大?
(ρ铜=8.9g/cm3,ρ水银=13.6g/cm3)(g取10N/kg)
浮力计算题目
1、一木块浮于足够高的圆柱形盛水容器中,如图所示,它浸入水中部分的体积是75cm3,它在水面上的部分是25cm3。
(g取10N/kg)求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
*(3)若未投入木块时,水对容器底部的压力为F0。
试分别表示出木块漂浮时、木块浸没时,水对容器底部的压力F1和F2;
*(4)从未投入木块到漂浮,从漂浮到浸没的三个状态中,水对容器底部第二次增加的压力为木块浸没时水对容器底部压力的n分之一,求n的取值范围。
2、如图4所示的直筒形容器的底面积为100cm2,筒内有用密度不同的材料制成的a、b两实心小球。
已知a球的体积为80cm3,是b球体积的3.4倍。
两球用细线相连能悬浮在水中。
现剪断细线,a
球上浮,稳定后水对容器底的压强变化了40Pa。
试求:
(1)细线被剪断前后水面的高度差。
(2)a、b两球的密度。
(本题g取近似值10N/kg)
3、有一艘质量为2.0×106kg的运输船,在一次海难中沉入海底,打捞船利用超声波测出沉船到海面的距离约100m;潜水员潜入海底,找到沉船的一个舱盖,面积约0.5m2,打开它进入船舱,察看情况,以便制定打捞方案,打捞沉船的方案之一是用许多浮力袋绑在船身上,每个浮力袋的体积约10m3,利用这些浮力袋受到的浮力使船上浮(海水的密度是1.03×103kg/m3)求:
(1)海水对舱盖的压强
(2)根据题目提供的信息,请你再求出两个物理量。
4、如图所示,用细绳吊着一圆柱体G,浸没在圆柱形容器的水中,G刚好没入水面,G的横截面积是容器的底面积的
,若匀速提起圆柱体G,当圆柱G刚好离开水面时,水对圆
柱形容器底的压强减小490Pa,问此时绳沿力F方向拉过的距离有多长?
5、如图所示,是小明为防止家中停水而设计的贮水箱。
当水箱中水深达到1.2m时,浮子A恰好堵住进水管向箱内放水,此时浮子A有
体积露出水面(浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动)。
若进水管口水的压强为1.2×105Pa,管口横截面积为2.5㎝2,贮水箱底面积为0.8m2,浮子A重10N。
求:
(1) 贮水箱能装多少水?
(2) 浮子A的体积应多大?
分析:
通过水箱的进水体积可以求出水箱的贮水量,根据力的平衡条件和阿基米德原理可以求出其体积。
6、如图所示,容器中装有水,未满,底面积为
.水中浮一木块,当木块上压一质量是790g的铁块时,木块恰好全部没入水中,把铁块扔下水后,求:
(1)铁块对容器底部压力是多少N?
(2)水对容器底部压强减少多少Pa?
7、如图所示,底面积为
的圆柱形容器中装有水.木块A的体积为
.金属块B的体积为
.把金属块B叠放在木块A上并把它们放入水中,静止时,金属块B和木块A恰好浸没在水中,如图(甲)所示.若把金属块B从木块A上拿下并放入水中,静止时,容器中的水面降低了2cm,如图(乙)所示.求金属块B的密度.(g=10N/kg)(解题过程略,
)
8、如图所示,一圆柱形平底容器底面积为
,把它放在水平桌面上.在容器内放入一个底面积为
、高为0.15m的圆柱形物块,且与容器底不完全密合,物块的平均密度为
.(g取10N/kg)求:
(1)物块对容器底的压强.
(2)向容器内缓慢注入质量为多少kg的水时,物块对容器底的压强恰好为零?
9、如图12-3-15所示,底面积为
的容器中盛有30cm深的水,将质量为540g的实心铝球投入水中,求:
图12-3-15
(1)铝球浸没在水中时受到的浮力是多大?
解题过程略2N
(2)投入铝球后,水对容器底部的压强增加了多少?
解题过程略250Pa
(3)若用一根最多能承受4N拉力的细绳系住铝球缓慢向上拉,当铝球露出水面的体积为多大时绳子恰好被拉断?
(ρ铝=
,取g=10N/kg)解题过程略
10、某冰块中有一小石块,冰和石块的总质量是55g,将它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中(如图21甲所示)。
当冰全部熔化后,容器里的水面下降了0.5cm(如图21乙所示),若容器的底面积为10cm2,已知ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3。
求:
(1)冰块中冰的体积是多少立方厘米?
(2)石块的质量是多少克?
(3)石块的密度是多少千克每立方米?
11、上周学校购买了一批水龙头,据商家说其材料铜质的,实验室的老师组织九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。
他们把一个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上,在空气中测得它的重力为1.6N,再把这个水龙头浸没在水中,如图14所示,这时弹簧测力计的读数为1.4N(ρ铜=8.9×103kg/m3,g=10N/kg)。
求:
(1)每个水龙头的质量是多少?
(2)这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大?
(3)这批水龙头的密度是多少?
商家的说法是否正确?
12:
在大量杯中的水面上放一只小烧杯时水面达到310毫升,在小烧杯中放一金属块,小烧杯仍浮在水面上,此时水面上升到450ml刻度处,取出金属块,将它放到大量杯的水中,水面下降到330ml刻度处,如图所示,求金属块的体积、受到的重力和密度
13、如图所示,两只完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球,全部没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳的拉力分别为T1和T2,磅秤的示数分别为F1和F2,则
A.F1=F2,T1=T2B.F1>F2,T1<T2
C.F1=F2,T1>T2D.F1<F2,T1>T2
14、如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为()
A.4NB.6NC.14ND.7N
15、如图所示,边长为10cm的立方体木块,浮在油和水的分界面上,它浸在水里的深度5cm,其余部分浸在油里,若水深20cm,油深10cm,容器的底面积是20cm2,求:
木块受到的浮力及木块的密度(ρ油=0.6×103kg/m3,g取10N/kg)
16.漂浮在水面的冰块融化后,液面会升高吗?
容器底部的压强会发生变化吗?
17.如图所示,在一只装着水的杯子中漂浮着一块冰,而在冰和水的上面又覆盖着一层油,当冰完全融化后,水面高度,总液面高度.(填“上升”、“不变”或“下降”)
18.在如图所示的装有水的杯中漂浮着一块冰,冰块内有一实心小铁块.当冰全部融化后,杯中的液面将会(填“升高”、“降低”或“不变”).
19.如图所示,一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中.已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化为0℃的水后.容器中水面的位置将( )
20、(2011宁波)为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示。
工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示。
小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了。
(1)分析BC段:
随着h的增大,工件所受的浮力大小将,油对工件下底面的压强大小将(填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)若A点的坐标为(-a,0),则a=。
从图像分析,a表示了工件一个物理量的值,这个量就是工件的;
(3)求C点所对应状态下,工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。
(不考虑大气压强)