江西省萍乡市芦溪县宣风镇中学中考物理复习 浮力经典例题强烈推荐 新人教版.docx

1、江西省萍乡市芦溪县宣风镇中学中考物理复习 浮力经典例题强烈推荐 新人教版江西省萍乡市芦溪县宣风镇中学中考物理复习 浮力经典例题强烈推荐 新人教版 江西省萍乡市芦溪县宣风镇中学中考物理复习 浮力经典例题强烈推荐 新人教版 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

2、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

3、?(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=0.079kg10N/kg=0.79N V排=V铁=10 cm3 m排=液gV排=1g/cm310 cm3=10g0.01kg F浮=m浮g?0.01kg10N/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

4、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8.9103kg/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=110?3m3 浸没:V=V排=110?3m3 球中所含铜的体积V铜= ?= ?0.4910?3m3 V空=V?V铜=110?3m3?

5、0.4910?3m3 ? =0.5110?3m3 答案 0.5110?3m3 例4 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. 解法1 由图来判断物体的状态:A、B漂浮,C悬浮. 由状态对物体进行受力分析: GA=F浮A,GB=F浮B,GC=F浮C. 比较A、B、C三个物体受的浮力 VA排VB排VC排,液相同. 根据F浮=液gV排,可知: F浮AF浮BF浮C, GAGBGC. 比较物体密度= AVA排 BBA 比较出密度后,由G=mg=Vg,就可比较

6、出物体重力:GCGBGA. 上述分析看出: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. 答案 C的重力和密度最大,B居中,A最小. 例5 将一个蜡块(蜡=0.9103kg/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. 解 蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态. 盐水水蜡酒精 蜡块在酒精中下沉,最后沉底;在水和盐水中最后处于漂浮状态. 设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2

7、和F3,蜡块重力为G. 对蜡块进行受力分析:F1G,F2=G,F3=G.同一物体,重力G不变,所以F1F2=F3 根据阿基米德原理:V排= 酒精中:V排酒精=V物 水中:V排水= 盐水中:V排排水=酒精 水 盐水(a) (b) (c)图1?5?2 F2=F3,水V排盐水 而V排酒精V排水V排盐水 把状态用图1?5?2大致表示出来. 答案 蜡块在酒精中受的浮力最小,排液体积最大;在水和盐水中受的浮力相等,排水体积大于排开盐水体积. 例6 (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

8、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=0.5 dm3,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/dm3103kg/m3 这是一个空心铜球,且球酒精, 金属水 金属块在酒精和水中均下沉,完全浸没. V金属=V排水=V排酒精 由m排酒精=8g 得V排酒精=10cm3 金属块在水中:V排水=V金属块=10cm3 m排水=水V排水=1g/cm310cm3 =10g 答案 C 在上面的解题中,

9、好像我们并没有用阿基米德原理的公式F浮=G排.但实际上,因为G排=m排液g,而其中m排液=液V排,所以实质上还是利用了阿基米德原理分析了问题. 例8 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=0.8103kg/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 物河水, 所以V排海水V排乙 甲水,B不可能漂浮. 上述状态不可能,而这时的=. D选项不可能. 答案 D 例1

10、4 (北京市中考试题)如图1?5?6(a)所示,一个木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3,时,细绳对木块的拉力为0.6N.将细绳剪断,木块上浮,静止时有的体积露出水面,如图(b)所示,求此时木块受到的浮力.(g取10N/kg)(a) (b)图1?5?6 精析 分别对(a)(b)图当中的木块进行受力分析. 已知:图(a)V露1=20cm3=210?5m3,F拉=0.6N 图(b)V露2=V 求:图(b)F浮木, 解 图(a),木块静止:F拉+G=F浮1 -F拉=F拉1-F拉2 ?F拉=水g(V-V露1)-水g(V-V) F拉=水g(V-V露1-V)=水g(V-

11、V露1) 代入数值:0.6N=103kg/m310N/kg(V?210?5m3) ?V=210?4m3 图(b)中:F浮乙=水gV ? =1.0103kg/m310N/kg210?4m3 ? =1.2N 答案 木块在图(b)中受浮力1.2N. 例15 如图1?5?7所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9103kg/m3.求:甲、乙铁块的质量比.图1?5?7 精析 当几个物体在一起时,可将木块和铁块整体做受力分析,通常有几个物体,就写出几个重力,哪个物体浸在液体中,就写出哪个物体受的浮力. 已知:铁=7.9103kg/m3

12、求: 解 甲在木块上静止:F浮木=G木+G甲 乙在木块下静止:F浮木+F浮乙=G水+G乙 不要急于将公式展开而是尽可能简化-F浮乙=G乙-G甲 水g V乙=铁g V乙-铁g V甲 先求出甲和乙体积比 铁V甲=(甲?乙)V乙 = 质量比:= 答案 甲、乙铁块质量比为. 例16 (北京市中考试题)如图1?5?8所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg) 图1?5?8 精析 分别对木块所处的几种状态作出受力分析. 如图1?5?9(a)(b)(c)

13、.(a) (b) (c)图1?5?9 图(a)中,木块受拉力F1,重力和浮力. 图(b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V排. 图(c)中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再 施加F2=1 N的压力,仍有部分体积露出水面. 已知:F12N,F21N,V=20cm3?210?5m3 求:水 解 根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程将公式中各量展开,其中V排指图(b)中排开水的体积. 代入数值事理,过程中用国际单位(略) 水V?木V= 水V排?木V (水V排?木V排)=+水210?5 约去V排和V,求得:水=0.6103kg/m3 答案 木块密度为0.6103kg/

14、m3.例17 如图1?5?10(a)所示的圆柱形容器,底面积为200cm2,里面装有高20cm的水,将一个体积为500cm3的实心铝球放入水中后,球沉底(容器中水未溢出).(a) (b)图1?5?10 求:(1)图(b)中水对容器底的压强容器底增加的压力. (2)图(b)中容器对水平桌面的压强和压力.(不计容器重,铝=2.7103kg/m3,g取10N/kg) 精析 铝球放入后,容器中水面增加,从而造成容器底=500cm3=510?4m3,铝=2.710?4m3. 求:(1)图(b)中水对容器底p,增加的压力F, (2)图(b)中水对容器底p,增加的压力F, 解 放入铝球后,液体增加的深度为h

15、.h=2.5cm=0.025m (1)水对容器底的压强 p=p水g(h+h) =1.0103kg/m310N/kg(0.2+0.025)m =2250Pa 水对容器底增加的压力F=pS=水gh?S=水gV ? =1.0103kg/m310N/kg510?4m3 ? =5NFG铝球 (2)图(b)中,容器对水平桌面的压力 F=G水+G球 ? =(水V水+蚀V)g ? =(水Sh+铝V)g ? =(1.0103kg/m30.02m20.2m+2.7103kg/m3510?4m3)10N/kg ? =53.5N p=2675Pa 答案 图(b)中,水对容器底的压强为2250Pa,水对容器底增加的压力

16、为5N;容器对水平桌面压力为53.5N,压强为2675Pa. 例18 (河北省中考试题)底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图1?5?11(a)所示.已知物体B的密度为6103kg/m3.质量为0.6kg.(取g=10N/kg)(a) (b)图1?5?11 求:(1)木块A的密度. (2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化. 已知:S=400cm2=0.04m2,A边长a=10cm=0.1m,B=6103kg/m2,mB=0.6kg 求:(1)pA

17、;(2)p. 解 (1)VB=0.110-3m3 图(a)A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB 公式展开:水g(VA+VB)=水gVA+mBg 其中VA=(0.1m)3=110-3m3 A= 代入数据: A= ?A=0.5103kg/m3 (2)B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降. A漂浮:F浮A=GA 水gVA排=AgVA VA排= =0.510-3m3 液面下降h= =0.0125m 液面下降p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.0125m=125Pa. 答案 A物体密度为0.5103kg/m3.液体对容器底压强减少了125Pa. 例19 (北京市中

18、考试题)在水平桌面上竖直放置一个底面积为S的圆柱形容器,内装密度为1的液体.将挂在弹簧测力计下体积为V的金属浸没在该液体中(液体未溢出).物体静止时,弹簧测力计示数为F;撤去弹簧测力计,球下沉并静止于容器底部,此时液体对容器底的压力为容器底对金属球的支持力的n倍. 求(1)金属球的密度;(2)圆柱形容器内液体的质量. 精析 当题目给出的各量用字母表示时,如果各量没用单位,则结果也不必加单位.过程分析方法仍从受力分析入手. 解 (1)金属球浸没在液体中静止时 F浮+F=G 1gV+F=gV(为金属密度) =1+(2)解法1 如图1?5?12,球沉底后受力方程如下:图1?5?12 F浮+F=G(N

19、为支持力) N=G-F浮=F 液体对容器底的压力F=nF F=m液g+1gV m液=-1V=1V F=pS=1gV=nF 1g(V液+V)=nF 1gV液+1gV=nF m液=-1V 答案 金属球密度为1+,容器中液体质量m液=-1V. 例20 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

20、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gh?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/cm310cm3=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. 例21 如图1?5?14中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?(a) (b)图1?5?14 精析 这道题可以用计算的方法来判断,关键是比较两个体积,一是冰熔化前,排开水的体积V排,一个是冰熔化成水后,水的体

21、积V水.求出这两个体积,再进行比较,就可得出结论. 解 (1)如图l?5?14(a)冰在水中,熔化前处于漂浮状态. F浮=G冰 水g V排=m冰g V排= 冰熔化成水后,质量不变:m水=m冰 求得:V水= 比较和,V水=V排 也就是冰熔化后体积变小了,恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积.所以,冰在水中熔化后液面不变 (2)冰在盐水中:冰熔化前处于漂浮,如图1?3?14(b),则 F盐浮=G冰 盐水g V排盐=m冰g V排盐= 冰熔化成水后,质量不变,推导与问题(1)相同. V水= 比较和,因为水=盐水 V水=V排排 也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体 所以,冰在盐水中熔化后

22、液面上升了. 答案 (1)冰在水中熔化后液面不变.(2)冰在盐水中熔化后液面上升. 思考 冰放在密度小于冰的液体中,静止后处于什么状态,熔化后,液面又如何变化?例22 (北京市中考试题)如图1?5?15 (a),在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A,此时木块漂浮;如果将A从木块上拿下,并放入水中,当木块和A都静止时(水未溢出),下面说法正确的是 ( )(a) (b)图1?5?15 A.当A的密度小于水的密度时,容器中水面上升 B.当A的密度大于水的密度时,容器中水面下降 C.当A的密度等于水的密度时,容器中水面下降 D.当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下

23、面,如图1?3?15(b),容器中水面不变 解 A在木块上面,A和木块漂浮,则 F浮=G水+GA V排= A从木块上拿下后,若A=水,则A和木块均漂浮在水面,A和木块共同排开水的体积为 VA排+V木排=+= 比较和,= A选项中,容器中水面不变,而不是上升. 当A=水时,A拿下放入水中,A悬浮在水中,容器中水面也是不变 B选项,当A水时,A放入水中,A沉底,木块和A共同排开水的体积为: V木排+V木排=+=+ 比较和, A水,式式. 液面下降D选项中,A放在木块上和悬挂在木块下面,两次比较,A和木块均漂浮,F浮=GA+G水不变,V排不变,前后两次注解面无变化. 液面下降. D选项中,A放在木块

24、上和悬挂在木块下面,两次比较,A和木块均漂浮,木不变,V排不变,前后两次液面无变化. 答案 B、D 例23 (北京市东城区中考试题)自制潜水艇模型如图1?5?16所示,A为厚壁玻璃广口瓶,瓶的容积是V0,B为软木塞,C为排水管,D为进气细管,正为圆柱形盛水容器.当 瓶中空气的体积为V1时,潜水艇模型可以停在液面下任何深处,若通过细管D向瓶中压入空气,潜水艇模型上浮,当瓶中空气的体积为2 Vl时,潜水艇模型恰好有一半的体积露出水面,水的密度为恰水 ,软木塞B,细管C、D的体积和重以及瓶中的空气重都不计.图1?5?16 求:(1)潜水艇模型.的体积; (2)广口瓶玻璃的密度. 精析 将复杂的实际向题转化为理论模型.把模型A着成一个厚壁盒子