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。
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)
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。
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=;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:
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
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读数差法:
F浮= G-F(用弹簧测力计测浮力)。
②压力差法:
F浮=F向上-F向下(用浮力产生的原因求浮力)
③漂浮、悬浮时,F浮=G(二力平衡求浮力;)
④F浮=G排或F浮=ρ液V排g(阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)
⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用)
【专项练习】
1.(2011年中考·浙江温州卷)将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。
下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是(D)
A.矿泉水瓶受到水对它的浮力
B.浮力的方向竖直向上
C.排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.浸没后,压入越深,受到的浮力越大
2.(2011年·山东济宁卷)列四个情景中,受到的浮力增大的物
体是(D)
A.从深水处走向海岸沙滩的游泳者B.从长江驶入大海的轮船
C.海面下正在下沉的潜水艇D.在码头装载货物的轮船
3.(2011年中考·福建南平卷)满载珍贵瓷器的古代沉船“南澳1号”被发现后,水下考古队进行水下作业,当队员们穿上潜水服在海面下逐渐下潜的过程中,受到海水的(B)
A.压强和浮力都不变B.压强增大,浮力不变
C.压强增大,浮力减小D.压强增大,浮力增大
4.(2011年中考·贵州遵义卷)把一个质量为40g,体积为60cm3的物块轻放入盛满水的烧杯中,当物块静止时,下列说法中正确的是(B)
A.溢出水的质量为40g,水的杯底的压强变大
B.溢出水的质量为40g,水的杯底的压强不变
C.溢出水的质量为60g,水的杯底的压强变大
D.溢出水的质量为60g,水的杯底的压强不变
5.(2011年中考·浙江杭州卷)如图所示,一船在某水域作业时,将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。
第一次放,因水太深,铁箱没触碰到水底,此时船的吃水线在A处。
换个地方第二次再放,铁箱才接触到水底。
下列说法正确的是(C)
A.铁箱在船上时,船的吃水线在A处下方
B.铁箱接触到水底时,船的吃水线仍在A处
C.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之下
D.铁箱接触到水底时,船的吃水线在A处之上
6.(2011年中考·福建福州卷)小竹将质量为120g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出了100cm3的水,则物体( C )(g取10N/kg)
A.漂浮在水面上B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部D.受到1.2N
的浮力
7.(2011年中考·广东河源卷)如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态,如果把苹果水面以上的部分切去,余下部分苹果放回原浓盐水中,它将(A)
A.仍然漂浮B.刚好悬浮
C.沉入水底D.无法判断
8.(2011年中考·四川自贡卷)小杰同学在游玩“海底世界”时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如右图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是()
A.浮力不变,压强不变B.浮力变小,压强变小
C.浮力
变大,压强变小D.浮力变大,压强变大
9.(2011年中考·四川内江卷)潜艇在水中受到的浮力是对潜艇的作用,它的方向是
。
.水;竖直向上解析:
潜艇在水中受到的浮力是水对潜艇的作用,它的方向是竖直向上.
10.(2011年中考·山东泰州卷)把一个质量为60g、体积为100cm3的物块,轻放入盛满水的烧杯中,当物块静止时,溢出水的质量m1=g;当把此物块轻放人盛满酒精的烧杯中,物块静止时,溢出酒精的质量为m2m1(选填“>”、“=”或“<”).(酒精密度为0.8×103kg/m3,烧杯足够大.)
31.60;=
11.(2011年中考·安徽芜湖卷)在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称时重5N,浸没在水中称时重4.7N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为_________N,它排开的水重为________N。
32.0.3;0.3
解析:
王冠的重力G=5N,王冠浸没在水中时,它受到的浮力与拉力之和等于重力,故F浮=G-F拉=5N-4.7N=0.3N;根据阿基米德原理,王冠的浮力等于它排开水的重力,所以它排开的水重为0.3N。
12.(2011年·黑龙江龙东地区)我国第一艘航空母舰即将下水,它满载时的排水量约为6万吨,它满载时整个船的质量约是kg。
它受到的浮力约为N。
(g=10N/kg)
33.6×107;6×108解析:
它满载时整个船的质量约是6万吨=6×107kg,它受到的浮力等于它满载时的重力,F浮=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N.
13.(2011年中考·福建宁德卷)2010年我国自行研制成功的载人深海潜水器,最大设计下潜深度可达7000m,从完全浸没水中到下潜至海底的过程中,潜水器所受浮力 ,所受水的压强 。
(均填“增大”、“不变”、“减小”)
34.不变;增大
14.(2011年中考·重庆江津区)江津区中山镇有一个孩子们热衷的“水上行走球”游乐项目。
游戏者被关进了一个直径2.5m的大塑料球中,充气后封闭起来,然后连人带球被推进水中,游戏者在球中玩耍时,球始终浮在水面,如图所示。
已知水的密度为1.0×103kg/m3,塑料球和球内气体的质量共计为15kg,若某次游戏中游戏者的质量为55kg,求:
(1)塑料球在水中所受的浮力是多少?
(2)塑料球排开水的体积为多少m3?
(3)水面下10cm深处水对塑料球的压强为多少pa?
(1)700N
(2)7×10-2m3(3)1×103Pa
15.(2011年中考·山东威海卷)图是某车站厕所的自动冲水装置,圆柱体浮筒A的底面积为400cm2,高为0.2m,盖片B的面积为60cm2(盖片B的质量,厚度不计)。
连接AB是长为0.3m,体积和质量都不计的硬杆。
当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被
撇开,水通过排水管流出冲洗厕所。
(已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg)
请解答下列问题:
(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是多少?
(2)浮筒A的重力是多少?
(3)水箱中水多深时盖片B又自动关上?
16.(2011年·四川达州卷)如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。
当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,求:
(g=10N/kg)
(1)木块浸没在水中受到的浮力
(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少
解析:
(1)由F浮=ρ液V排g得木块浸没在水中时受到的浮力:
[来源:
学,科,网Z,X,X,K]
F浮=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N
(2)木块静止在水面时,由于漂浮,所以F浮=G=6N,
V排’=F浮/ρ水g=6N/1.0×103kg/m3×10N/kg=6.0×10-4m3
V露=V-V排’=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3
(3)h减=V露/S=4.0×10-4m3/400×10-4m2=0.01m,由p=ρ液hg得:
p=1.0×103kg/m3×0.01m×10N/kg=100Pa
点评:
本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件及其应用、液体压强公式的计算,本题中的第
(2)问要把握漂浮时,物体受到的浮力等于重力,本题中的第(3)问要把握V排的变化会引起h的变化.
【课后练习】:
1.(2011年中考·湖南郴州卷)如图所示,同一个小球分别放入甲、乙两种液体中,在甲杯中漂浮,乙杯中悬浮。
以下说法正确的是(C)
A.小球在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
B.小球在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中受到的浮力
C.甲液体的密度大于乙液体的密度
D.甲液体的密度小于乙液体的密度
2.(2011年中考·湖南娄底卷)用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片,然后盖上盖子并密封,投入江中,就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶“,如果漂流瓶从长江漂入大海,漂流瓶所受的浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密度)(B)
A.浮力变大,露出水面体积不变B.浮力不变,露出水面体积变大
C.浮力不变,露出水面体积变小D.浮力变小,露出水面体积变大
3.(2011年中考·湖南长沙卷)将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出。
已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态是漂浮及物块的密度是0.90×103kg/m3
4.(2011年中考·广西北海卷)渔民捕鱼归来,卸鱼的过程中,船受到的浮力发生变化的情况,下列说法正确的是(D)
A.浮力一定大于船受到的重力B.浮力保持不变
C.浮力不断地增大D.浮力不断地减小
5.(2011年中考·内蒙古包头卷)如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为5cm,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是(B)
A.0B.0.3NC.0.5ND.0.8N
6.(2011年中考•江苏淮安卷)如图所示,是游玩海底世界时,小华观察到的鱼吐出气泡上
升情景.气泡上升过程中受到的浮力和
气泡内气体的压强变化情况是( C )
[来源:
学科网]
A.浮力、压强均变小B.浮力、压强均变大
C.浮力变大,压强变小D.浮力、压强均不变
7.(2011年中考·山东东营卷)如图所示,将三个小球放入水中,A球漂浮在水面上(部分露在水面以上),B球悬浮在水中,C球沉至容器底(对容器底有压力)。
已知A、B两球质量相等,B、C两球体积相等。
则下列说法正确的是(D)
A.C球的体积大于A球的体积
B.A球所受浮力大于C球所受浮力
C.B球所受浮力大于C球
所受浮力
D.三球所受浮力相等
8.(2011年中考·广东佛山
卷)龙舟浮在水面上所受的浮力重力(选填“大于”、“等于”或“小于”);船桨向后划水,龙舟向前运动,这说明力的作用是;两只并排快速同向划行的龙舟会自然相互靠拢,这是因为引起的。
等于;相互的;龙舟中间的水流速度大,压强小
解析:
龙舟浮在水面上所受的浮力等于重力;船桨向后划水,龙舟向前运动,这说明力的作用是相互的;两只并排快速同向划行的龙舟会自然相互靠拢,这是因为龙舟中间的水流速度大,压强小引起的。
9.(2011年中考·山东聊城卷)2010年12月25日,我国的“远望六号”测量船完成“嫦娥二号”卫星等海上测控任务平安回到祖国,如图所示。
“远望六号”测量船满载时排开水的
质量为26000t,它采用当今航天、航海气象、通信等领域最新技术,“远望号”是中国航天活动的护航使者。
(
g=10N/kg,海水的密度取1.0×103kg/m3,光速为3.0×108m/s)问:
(1)满载时,“远望六号”受到的浮力有多大?
(2)若船底某处的声纳系统探测头距海面的深度为7.5m,则该处受到海水的压强是多少?
(3)在航天测量时,通过船载雷达发现了目标。
若雷达发出电磁波经2.0×10-3s收到了回波,则目标距“远望六号”
的距离是多少?
(1)2.6×108N
(2)7.5×104Pa(3)3.0×105m
解析:
(1)满载时,“远望六号”受到的浮力等于其排开水的重力,即
F浮=G=mg=26000×103kg×10N/kg=2.6×108N。
(2)距海面深度为7.5m处的船底受到海水的压强是p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5m=7.5×104Pa。
(3)电磁波传播的速度等于光速,若雷达发出电磁波经2.×10-3s收到了回波,则目标距“远望六号”
的距离是s=
vt=
×3.0×108m/s×2.0×10-3s=3.0×105m。
10.(2011年中考·福建莆田卷)《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述:
“悟空撩衣上前,摸了一把,乃是一根铁柱子,两头是两个金箍,紧挨金箍有镌成的一行字。
‘如意金箍棒一万三千五百斤’,约丈二长短,碗口粗细”。
以国际单位制,金箍棒质量为6750kg,体积约0.2m3,问:
(1)在海底将上述棒抽出后,棒受到的重力和浮力多大?
(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)在海水中将上述棒竖直上提1000m,孙悟空至少要做多大的功?
(3)为了方便用力,孙悟空将棒变得细短了许多(质量不变)。
而思思同学认为孙悟空可以不做功就能让棒上升到海面。
请你说说司空要怎么
做?
78.解析:
(1)G=6.75×104NF浮=2×103N
(2)F=6.55×104NW=6.55×107J
(3)将棒变长变粗。
棒在海水中受到重力和浮力的作用。
当其体积足够大时,海水对棒的浮力大于棒自身的重力(不变),棒就会自行浮到海面。