(2)轮船:
采用“_________”的办法来减小物体的平均密度,以增大可利用的浮力
从力的角度来看,空心物体受到的重力___________,但体积__________,排开的水____,所受浮力_____,所以能________在水面上。
(3)气球(飞艇):
是靠改变浮力(或重力)来实现升降的
气球内充有密度小于空气的气体(如氢气、氦气或热空气),气球的总重力(包括球内气体、球囊及所携带的物品)小于气囊排开的空气重,即重力G小于浮力F浮气球就能上升;当上升到一定高度,由于大气密度减小,气球受到的浮力减小,浮力F浮等于重力G时,它就不再上升,停留在这个高度。
为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展为飞艇:
在大的气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人、载物的吊篮。
〖经典例题〗:
潜水艇由海面下10米深处潜至20米深处的过程中:
()
A.它受到的压强增大,浮力不变B.它受到的压强和浮力都不变
C.它受到的压强浮力都增大D.它受到的压强不变,浮力减小.
〖变式训练5〗:
在探究“物体的上浮或下沉与哪些因素有关?
”的活动中,同学们将新鲜萝卜浸没在水中松手后,萝卜都上浮直至漂浮在水面上,如图所示.为了使漂浮的萝卜沉下去,小明将一根铁钉全部插入萝卜中,小华也用同样的铁钉,但只将其一半插入到萝卜中,再次将萝卜浸没水中松手,结果两只萝卜均沉入水底.从物体受力的角度来看,他们在萝卜中插入铁钉是为了改变力的大小,从而使浮力(大于/等于/小于)重力;从他们探究的方法来看,(小明/小华)的方法更合理。
注意:
1、理解物体的体积与排开液体的区别:
物体排开液体的体积不一定等于物体的体积,可能小于物体的体积。
2、注意液体密度与物体密度的区分:
浮力的大小与液体的密度有关,而与物体的密度无关。
3、物体浸在液体中和完全浸没的区分:
物体浸在液体中,可能只有一部分体积在液面下,另一部分体积在液面上,此时排开液体的体积小于物体的体积;
浸没在液体中是物体完全在液面下,此时的排开液体体积等于物体的体积。
重点、难点各个击破
1.浸在水中的物体,关于它们受到的浮力,下列说法中正确的是()
A.沉在水底的物体比漂在水面的物体受到的浮力小
B.浸没在水中的物体在水中的位置越浅受到的浮力越小
C.物体排开水的体积越小受列的浮力越小
D.物体的密度越大受到的浮力越小
2.将两个物体分别挂在弹簧测力计上,然后都浸没在水中,发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N,那么这两个物体一定有相同的()。
A.密度B.体积C.质量D.重力
3.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
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.
4.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)
5.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)
6.体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度
A、
B、
C.
图1—5—1
精析 不同物体的重力可借助浮力的知识来比较.由物体的状态,作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键.
7.将一个蜡块(
蜡=0.9×103kg/m3)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小.(
盐水>
水>
蜡>
酒精)
精析 确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排.此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题.
8.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”。
9.把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g(
酒精=0.8×103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是 ( )
A.15g B.12.5g C.10g D.8g
精析 分析出金属块在酒精和水中的状态,是解决问题的关键.
10.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)
精析判断此物体在水中和酒精中的状态
11.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.
12.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
13.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.
〖思维拓展训练〗
1.用手将一个木球放入水中某一深度后,松开手,木球上浮,在木球未露出水面的时候,下列说法中正确的是()
A.木球所受的重力、浮力都不变;
B.木球所受的重力不变,浮力变大;
C.木球所受的重力、浮力都变小;
D.木球所受的重力不变、浮力逐渐变小.
2.浸在液体中的物体,受到的浮力大小决定于( )
A物体的体积和液体的密度
B物体的密度和物体浸入液体的深度
C物体浸入液体的体积和液体的密度
D物体的质量、体积、浸入液体内的深度及形状等因素。
3.浮在海面上的冰山,水上部分的体积为1000m3,求冰山的总体积?
(ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3)
4.有一方块,把它放入水中时,露出水面的部分是起总体积的2/5,把木块放入另一种液体中时,露出液面的部分是它总体积的1/3,求木块的密度及液体的密度?
5.把重10N,体积为1.2×103㎝3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态和所受浮力是()
A.漂浮,F浮=12NB.悬浮,F浮=10N
C.漂浮,F浮=10ND.沉在水底,F浮=12N
6.小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图4所示,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉.在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的()
7.两个物体漂浮在水面上,若它们受到的浮力相等,则这两个物体一定:
()
A.密度相等B.体积相等
C.质量相等D.露出水面的体积相等
8.潜入水中的潜水艇需要上浮时,就用压缩空气排出水舱中的水,在潜水艇未露出水面的排水过程中:
()
A.艇受重力减少,所受浮力不变B.艇受重力减少,所受浮力变大
C.艇受重力不变,所受浮力变大D.艇受重力和所受浮力大小相等.
9.浸没在水中的木块在上浮过程中(露出水面以前)所受的浮力将:
()
A.逐渐变大B.逐渐变小C.大小不变D.无法判断
10.一只小船上装有一块大石头,浮在水池的水面上,如将石头从小船中取出投入池水中,待池水面静止时池中的水面高度将:
()
A.上升B.下降C.不变D.无法判断
11.一只小船上装有大木头,浮在水池的水面上,如将木头从小船中取出投入池水中,待池水面静止时,池中的水面高度将:
()
A.上升B.下降C.不变D.无法判断
〖中考真题〗
1.浸在水中的物体,关于它们受到的浮力,下列说法中正确的是()
A.沉在水底的物体比漂在水面的物体受到的浮力小
B.浸没在水中的物体在水中的位置越浅受到的浮力越小
C.物体排开水的体积越小受列的浮力越小
D.物体的密度越大受到的浮力越小
2.将两个物体分别挂在弹簧测力计上,然后都浸没在水中,发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N,那么这两个物体一定有相同的()。
A.密度B.体积C.质量D.重力
〖浮力提高题〗:
一、浮力与拉力的题型
1.甲、乙两物体的体积相同,甲的密度是4×103kg/m3,乙的密度是8×103kg/m3,将它们分别挂在A、B两个弹簧测力计下,则以下判断正确的是
A.A、B两弹簧测力计的示数之比F甲:
F乙=1:
1
B.若将它们都浸没在水中,甲、乙两物体受到的浮力之比F浮甲:
F浮乙=1:
2
C.若将它们都浸没在水中,A弹簧测力计的示数与甲受到的重力之比F′甲:
G甲=3:
4
D.若将它们都浸没在水中,A、B两弹簧测力计的示数之比F′甲:
F′乙=7:
3
2.如图6所示,甲、乙两个质量相等的实心物块,其密度为ρ甲=0.8×103kg/m3
ρ乙=0.4×103kg/m3,甲、乙均由弹簧竖直向下拉住浸没在水中静止。
则
A.甲、乙所受浮力之比为2︰1
B.甲、乙所受浮力之比为1︰2
C.甲、乙所受弹簧拉力之比为1︰6
D.甲、乙所受弹簧拉力之比为2︰3
3,如图7所示,有两个小球M和N,密度分别为ρM和ρN。
图7甲中,细线的一端固定在杯底,另一端拴住小球M使其浸没在水中静止;图7乙中,细线的一端固定在杯底,另一端拴住小球N使其浸没在油中静止。
小球M所受重力为GM,体积为VM;小球N所受重力为GN,体积为VN。
小球M和N所受细线的拉力大小相等,所受浮力分别为FM和FN。
已知水的密度为ρ水,油的密度为ρ油,且ρ水>ρ油>ρN>ρM,则下列判断中正确的是
A.GM<GN
B.VM>VN
C.FN<FM
D.FN>FM
二、漂浮的两个物体的分析
1.一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装密度为ρ的液体。
将木块B放入该液体中,静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:
12,把金属块A放在木块B上面,木块B刚好没入液体中(如图所示)。
若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为9:
24,则金属块A的密度为()
A.
B.
C.
D.
三、金属球仍入水中引起的变化题
1.如图所示,在底面积为S的圆柱形水槽底部有一个金属球(球与槽底没有紧密接触),圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯受到的浮力为F1。
若把金属球从水中捞出并放在烧杯里漂浮在水中,此时烧杯受到的浮力为F2,捞起金属球后水槽底部受到水的压强变化量为p,水的密度为ρ水。
根据上述条件可知
A.金属球受的重力为F2–F1–pS
B.金属球被捞起前受的浮力为F2–F1
C.金属球被捞起后水槽底部受水的压力减小了pS
D.金属球被捞起后烧杯排开水的体积增大了
四、变化量分析
1.如图甲为一个木块用细绳系在容器底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3细绳对木块的拉力为0.6N,将细绳剪断,木块上浮,静止时有2/5的体积露出水面,如图乙,求此时木块受到的浮力。
(g=10N/kg)
五、练习利用字母表示的题型
1.如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间细线突然断了,待稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B,液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3.由此可判断A与B的密度比为
A.(h2-h3)∶h1B.h1∶(h2+h3)
C.(h2-h1)∶h3D.h3∶(h1+h2)
浮力分层次配套练习
基础知识与基本技能
1.浸在液体中的物体受到力,这个力习惯上称为浮力;浮力的方向总是的。
2.浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用;如果浮力重力,物体就会上浮;如果浮力重力,物体就会下沉;如果浮力重力,物体就会在液体中处于状态。
3.潜水艇是靠实现上浮或下沉、悬浮的。
潜水艇两侧有水舱,向水舱里充较多的水时,由于重力浮力,它会逐渐下沉潜入水中;当充入一定量的水,使得重力浮力时,它就可以悬浮在水中;当用压缩空气将水舱里的水排出较大部分时,由于重力浮力,它就会上浮到水面上。
知识的应用
4.判断下列说法的正确与错误:
(1)体积相等的物体,在液体中受到的浮力也相等。
()
(2)浸在液体中的物体,它的下表面受到的向上的压力越大,受到的浮力越大。
()
(3)物体在液体中受到的浮力与液体的密度和物体的体积有关。
()
(4)一艘潜艇,在海里潜行和在河里潜行,受到的浮力是不相等的。
()
(5)上浮的物体受到的浮力不一定就大,下沉的物体受到的浮力不一定就小。
()
(6)一个物体受到的浮力等于它的重力,该物体可能是悬浮的,也可能是漂浮的。
()
5.如图8-1所示,一个木块浮在容器中的水面上。
设想将木块露出水面的部分切去并取走,那么()。
A.剩下的部分木块会下沉,水对容器底的压强增大
B.剩下的部分木块会上浮,水对容器底的压强减小
C.剩下的部分木块不上浮也不下沉,水对容器底的压强不变
知识的拓展
6.甲、乙两个实心球分别由不同的材料制成,质量相等,甲悬浮于水中,乙漂浮在水面上,由此可以判断()。
A.甲的体积小于乙的体积
B.甲的密度小于乙的密度
C.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
D.
甲浸在水中的体积小于乙浸在水中的体积
7.把一块石蜡的底部磨平后置于烧杯底部,使它们之间密合(如图8-2所示),用手按住石蜡将水缓缓倒入烧杯中,直到水面淹没石蜡块后放手,则()。
A.由于石蜡块的密度比水小,所以石蜡块会上浮
B.由于石蜡块受到水的压力是向下的,所以石蜡块不会上浮
C.由于石蜡块受到的摩擦力大于浮力,所以石蜡块不会上浮
D.由于水对石蜡块没有压力,所以石蜡块不上浮
8.现有天平(含砝码)、量筒、小塑料块(能放入量筒中;不吸水;密度小于待测液体的密度),只用这些器材测定未知液体的密度。
要求:
(1)写出主要实验步骤
(2)写出计算液体密度的表达式。
9.有一木块放入水中,当上面放有质量为0.5kg的重物时,木块恰好全部浸入水中,若拿去重物,则木块有1/3的体积露出水面,求:
(1)木块的体积。
(2)木块的密度。
10.`图8-3甲为一个木块用细绳系在容器底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3细绳对木块的拉力为0.6N,将细绳剪断,木块上浮,静止时有2/5的体积露出水面,如图乙,求此时木块受到的浮力。
(g=10N/kg)
浮力物体的浮沉条件
基础知识与基本技能
1.一个物体浮在液面上静止,这种情况称为漂浮。
物体漂浮时,它在竖直方向只受重力和浮力的作用,根据二力平衡的知识,物体所受的浮力重力,浮力和重力的合力为。
[1.0]
2.如图8-4中的弹簧测力计,它的每个条纹间隔表示1N。
观察左图可知物重为N。
当把物体浸入右图所示盛有水的烧杯中时,弹簧测力计的示数为N。
弹簧测力计示数变小说明物体在水中受到,其大小为N。
[1.5]
3.一个物体浸没在液体中,由于液体有压强,因而物体的各个表面都会受到液体的压力。
物体的前后表面所受的压力差(合力)为;物体的左右表面所受的压力差(合力)为;物体的上下表面所处的深度不同,液体的压强不同,因而物体上表面所受液体的压力下表面所受液体的压力,其压力差(合力)的方向是的,大小就等于物体在液体中受到的。
[2.0]
4.如图8-5所示,甲球比乙球大且比乙球重,都漂浮在同一液面上,下列说法中正确的是()。
[1.0]
A.由甲球比乙球大可判断甲球受的浮力比乙球大
B.由甲球比乙球重可判断甲球受的浮力比乙球大
C.由于两球都漂浮,所以,两球受的浮力一样大
5.根据图8-6中的说明,分别画出A、B、C三个球的受力示意图。
知识的应用
6.一个物体挂在竖直放置的弹簧测力计挂钩上,静止时弹簧测力计的示数是3N。
若将物体浸到水中,静止的弹簧测力计的示数为1.8N。
水对物体的浮力是N,水对物体上下表面的压力差是N。
[2.0]
7.把一个物体用线系住挂在弹簧测力计下,并将物体浸没到某种液体中,弹簧测力计的示数为2.5N。
若已知物体受的浮力是0.8N,则该物体重为N。
若此时剪断挂物体的线,则物体在液体中将会。
[2.0]
8.将一个物体挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为4.5N,将物体浸没到某种液体中静止时,弹簧测力计的指针回到了零刻线,则此时物体受到的浮力为
N。
若剪断挂物体的线,则物体在液体中将会。
[2.0]
9.一个木块的质量是500g,当它静止在水面上时,所受的浮力是N。
[1.0]
10.如图8-7所示,有一个长方体的木块,分别以甲、乙两种方式浮在水面上,两种情况下所受的浮力分别为
F甲和F乙。
则F甲和F乙的关系是()。
[1.0]
A.F甲>F乙B.F甲C.F甲=F乙D.无法确定
11.一只塑料球,放在酒精中恰好悬浮,而放在水中则漂浮在水面上。
该球在这两种液体中所受的浮力大小关系是()。
[1.0]
A.在酒精中受的浮力大B.在水中受的浮力大
C.所受浮力一样大D.无法确定
12.如图8-8所示,容器中盛有水,有一个边长为10cm的立方体浸没在水中。
已知它的下表面受到水向上的压力是20N。
求:
(1)它的每个表面的表面积是多少平方米;
(2)它的下表面受到的水的压强是多大;(3)它的上表面受到的向下的压力是多大;(4)它所受到的水的浮力是多大。
(取g=10N/kg)[5.0]
知识的拓展
13.如图8-9(甲),逐渐把物块往下放,在物块全部浸没到液体中之前,弹簧测力计的示数是逐渐变小的,这说明物体浸入液体中越多,受到的浮力就;当物块全部浸没到液体中后(见图乙),让物块在液体中缓慢地平移或上下移动,弹簧测力计的示数不发生变化,这一现象所说明的问题是:
。
[1.5]
14.一个800g的物体漂浮在液面上,物体下表面所受液体压力方向,大小为
N,物体受的浮力为N(取g=10N/kg)。
[1.5]
15.用弹簧测力计在空气中称得一个物体重为5N,当把物体浸到液体中时,发现弹簧测力计的示数变化了3.5N。
则物体浸在液体中静止时,弹簧测力计的示数为N,物体受的浮力为N,此时物体共受个力的作用,这几个力的合力是N。
[2.0]
16.