12 阿基米德原理解析版Word下载.docx

1、所以则气球受到的浮力F浮气球G总；（2）水温升高时，气球内空气的体积变大，排开水的体积变大，由F浮水V排g，气球受到的浮力将变大；石块受到的重力不变，此时气球和石块受到的浮力大于自重，石块将上浮。【例题3】（2019北京）将物块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F12.6N将物块的一部分浸在水中，静止时弹簧测力计的示数F21.8N，如图所示，已知水的密度1.0103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）物块受到的浮力；（2）物块浸在水中的体积。【答案】（1）物块受到的浮力为0.8N；（2）物块浸在水中的体积为8105m3。【解析】在空气中静止时弹簧测力计的示数即为物块的重力

2、，又知道物块的一部分浸在水中时弹簧测力计的示数，根据F浮GF求出物块受到的浮力；根据阿基米德原理求出物块排开水的体积即为浸在水中的体积。（1）由称重法可得物块受到的浮力：F浮F1F22.6N1.8N0.8N；（2）由F浮水gV排可得，物块浸在水中的体积：V排8一、选择题1（2019湖南郴州）A、B是两个不溶于水的物块，用一根细线连接在一起，先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中，处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下，烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为（）Ah甲h乙 Bh甲h乙 Ch甲h乙 D无法判断【答案】C 【解答】把AB当做一个物体进行受力分析：因为漂浮，所以，甲图物体受

3、到的浮力：F甲GA+GB；因为漂浮，所以，乙图物体受到的浮力：F乙GA+GB；故两种情况下，F甲F乙；根据F浮水V排g可知，排开液体的体积也相同，h，所以h甲h乙。2.（2018四川自贡）在如图所示的甲图中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的摩擦力，则可算出该石料的密度为（ ）A石料的重为1400N B石料的重为500NC石料的密度为2.8103kg/m3 D石料的密度为3.2103kg/m3【答案】AC 【解析】本题需要用密度公示与阿基米德原理求解当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，即：F=G=1400N，故A正确

4、；根据G=mg得到石料的质量：m=G/g=1400N/10N/Kg=140Kg当石块全浸入后，拉力等于重力减去浮力，F浮=G- F1=1400N-900N=500N根据阿基米德原理，F浮=水gV排得V排=F浮/水g= 500N/1.0103kg/m310N/Kg=510-2m3因为石料完全浸没，V石=V排=5据=m/v可知，石料的密度据=140 Kg/510-2m3=2.8103kg/m3,故C正确3.（2018广西北部湾）甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示，如分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b，放在水中静止后，则 （）A. a漂浮，a受浮力大于b B. b漂浮，b受浮力大

5、于aC. a沉底，a受浮力大于b D. b沉底，b受浮力大于a【答案】C【解析】由图象可知，当m甲=m乙=4g时，V甲=2cm3，V乙=8cm3，则甲、乙两种物质的密度分别为：甲=2g/cm3，乙=0.5g/cm3，用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b，放在水中静止后，因甲水乙，所以，a沉底，b漂浮，故AD错误；设a、b物体的体积为V，则F浮a=水gV排=水gV，F浮b=Gb=mbg=乙Vg，因水乙，所以，F浮aF浮b，故B错误，C正确二、填空题4（2019四川达州）将密度为0.9103kg/m3、体积为V的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中（无水溢出），冰块静止时露出水面的体积V露

6、V，当冰块完仝熔化后（总质量不变）容器中的水面将 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。【答案】；不变。【解答】由题意可知冰浮在水面上，则F浮G冰，由阿基米德原理和重力公式可得：水gV排冰gV，则V排VV，所以露出水面的体积：V露VV排VVV；当冰块完全熔化后，熔化为水的质量和冰的质量相同，即水V冰化水冰V，所以V冰化水V，即熔化为水的体积与原来排开水的体积相同，故液面高度不变。5.（2018深圳）小伟将一物块浸没水中，松手后物块悬浮，其受到的浮力是1.2Ng取10N/kg则物块的质量为_g，体积为_m3。【答案】120，1.2104。【解析】物体悬浮在液体中，浮力等于重力，利用公式G=mg计

7、算其质量。利用阿基米德原理的变形公式可以计算物体排开液体的体积，这个体积等于物体的体积。（1）F浮=G=mgm=G/g=F浮/g=1.2N/10N/kg=0.12kg=120g（2）当物块浸没在水中时，排开水的体积就等于物块的体积，即V排=V物由F浮=水gV排得V物=V排= F浮/水g=1.2N /1000kg/m310N/kg=1.26.（2018扬州）一重为0.6N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中，如图所示，鸡蛋在甲中悬浮，在乙中漂浮，则鸡蛋在甲中受到的浮力为N，甲的密度乙的密度（选填“”、“”或“=”）【答案】0.6；【解析】根据物体的漂浮和悬浮条件判断出所受浮力的大小关系，由图得出排开液体

8、的体积关系，然后根据阿基米德原理解开判断甲乙液体的密度大小关系因为鸡蛋（重为G）在甲液体悬浮，所以鸡蛋受到甲液体的浮力：F甲=G=0.6N，鸡蛋在乙液体漂浮，所以鸡蛋受到乙液体的浮力：F乙=G=0.6N，所以F甲=F乙，据F浮=液v排g，V排甲V棑乙，所以甲乙，7.（2018上海）在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的质量为900g，浸没在水中称量时，王冠重8.5N，则这顶王冠在水中所受的浮力为N，王冠的密度是kg/m3【答案】0.5；18103【解析】王冠的重力：G=mg=0.9kg10N/kg=9N；王冠浸在液体中后，弹簧秤的示数减小，这是因为王冠此时受到了液体对它向上的浮力作用，王

9、冠所受的浮力大小：F浮=GF示=9N8.5N=0.5N，由F浮=液gV排得，王冠的体积：V=V排=0.5104m3；则=18103kg/m38.（2018河北）将质量为3kg的木块放在盛有水的容器中，木块漂浮时有2/5的体积露出水面，则木块的密度为_g/cm3，木块的体积为_cm35000。【解析】物体的浮沉条件及其应用。已知水的密度和木块浸入水中、露出液面体积占总体的比例，根据漂浮时，浮力等于重力求出木块的密度，而后据木块的质量和木块密度，计算出木块的体积（1）因为木块漂浮，F浮=G，因为F浮=液gV排，G=mg=gV，所以水g3V/5=木gV，木=3水/5=0.6103kg/m3=0.6g

10、/cm3；（2）据=m/v可知，木块的体积是：v=m/=3000 g /0.6g/cm3=5000cm39.（2018吉林）如图所示，金属块所受的浮力为N，金属块的体积是m3【答案】0.2；2105【解析】由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，故G=2.2N，F=2N，金属块受到的浮力：F浮=GF=2.2N2N=0.2N；金属块排开水的体积：V排=2105m3，由图可知，金属块浸没在水中，可得：V金=V排=2105m3三、简答题10.（2018福建）一同学在河边游泳后从水的较深处走向越来越浅的岸边，由于岸边都是尖硬的鹅卵石，该同学感觉河底越来越“扎脚”，请利用你学过的物理知识解释这个现象【答

11、案】见解析。【解析】根据F浮=液v排g，人在水中由深水走向浅水时，液不变由于人排开水的体积减小，故人所受浮力减小再由 F支=GF浮；因浮力减小，重力不变，故支持力增大，根据p=F/S脚的受力面积不变，脚受到石头的压强变大，所以人的脚将越来越疼。四、实验探究题11.（2018大庆）小强为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”，做了如下的实验：（弹簧测力计每小格示数为0.5N）（1）请在A图中画出被测物体所受力的示意图。（2）你认为更为合理的实验顺序是 。（3）通过实验你得到的结论是：浸在液体中的物体，所受浮力的大小等于 。（4）请你根据小强在实验中获得的数据，计算物体的体积是m3；你认为

12、通过本实验获得的数据 （填“能”或“不能”）计算出此物体的密度。（5）请你指出实验中的注意事项。（说出一条即可） 。（1）见图。（2）DABC；（3）物体排开液体所受到的重力；（4）1能；（5）物体要缓慢浸入水中，弹簧测力计要尽量竖直，弹簧测力计要调零等（1）已知弹簧测力每小格示数是0.5N，由图A知，物体的重力G=2.5N，物体受重力和测力计的拉力作用，二者大小相等，重力方向竖直向下，拉力方向竖直向上；（2）合理的实验顺序是：DABC；（3）根据阿基米德原理，浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体所受的重力（4）由图AB中实验数据可知，物体受到的浮力：F浮=GF拉=2.5N1.5N=

13、1N，由公式F浮=水gV排可得，物体的体积：V=V排=1104m3，本实验获得的数据能计算出此物体的密度，过程如下：由公式G=mg得，物体的质量：m=0.25kg，物体的密度：=2.5（5）为了保证实验的准确性，在操作中应该注意的事项包括：物体要缓慢浸入水中，弹簧测力计要尽量竖直，弹簧测力计要调零等五、综合计算题12（2019内蒙古巴彦淖尔）圆柱形容器置于水平地面（容器重忽略不计），容器的底面积为0.2m2，内盛30cm深的水。现将一个底面积400cm2、体积4000cm3均匀实心圆柱体放入其中。如图甲所示，物体漂浮在水面，其浸入水中的深度为5cm；当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力F以后

14、，物体最终恰好浸没于水中静止，如图乙所示。水1.0103kg/m3，g取10N/kg）则：（1）物体受到的重力是多少？（2）物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少？（3）从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力F做了多少功？（1）物体受到的重力是20N；（2）物体浸没水中静止时容器对地面的压强是3200Pa；（3）从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力F做了0.8J的功。（1）物体排开水的体积：V排Sh浸400104m25102m2103m3，则物体所受的浮力：F浮水gV排1.010N/kg103m320N，由题可知，物体漂浮在水面上，则物体重力：GF浮20N；（2）容器内水的体积：V水h

15、水S容0.3m0.2m20.06m3，水的重力：G水水V水g1.00.06m310N/kg600N，根据阿基米德原理，圆柱体全部浸入时，受到的浮力：F浮全水gV排全1.04103m340N，当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力F以后，物体最终恰好浸没于水中静止，根据力的平衡条件可得，施加的向下压力：FF浮全G40N20N20N；则容器对支持面的压力为：F总G水+G+F600N+20N+20N640N；物体浸没水中静止时容器对地面的压强是：p3200Pa；（3）物体的底面积400cm2、体积4000cm3，则均匀实心圆柱体的高度：h物10cm；故圆柱体露出水面的高度为：h露10cm5cm5cm

16、，从圆柱体漂浮于水面到恰好浸没于水中静止时，设水面上升的高度为h，则有：V排S容h，即：4000cm34000cm3h2000cm3，解得h1cm，则从圆柱体漂浮于水面到恰好浸没于水中静止时，力F向下运动的距离：hh露h5cm1cm4cm，则力F做的功：WFh20N0.04m0.8J。13（贵州黔东南）如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8103kg/m3，金属块的质量为80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（水的密度水1.0103kg/m3，g取10N/kg）（1）在金

17、属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力；（2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功。（1）在金属块还未露出水面时，此时金属块所受到的浮力为100N；（2）在金属块未露出水面时，人的拉力F为400N；（3）金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为1600J。（1）因为金属块浸没水中，所以金属块排开水的体积：V排VA0.01m3；金属块所受的浮力：F浮水gV排10.01m3100N；（2）由图知，使用的滑轮组n2，在金属块未露出水面时，绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽

18、略不计，人的拉力：F（GAF浮+G动）（80kg10N/kg100N+100N）400N；（3）拉力端移动距离s2h22m4m，人的拉力所做的功：WFs400N4m1600J。14.（2018苏州）图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6105W，若接收的太阳能只用来驱动船前进在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船收到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示（g取10N/kg）（1）满载时太阳能船受到的浮力；（2）第50s到第100s内牵引力做的功；（3）第

19、50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率（1）满载时太阳能船受到的浮力为6105N；（2）第50s到第100s内牵引力做的功为2106J；（3）第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率为25%【解析】本题涉及的知识点有浮力大小的计算、能量利用效率、功的计算（1）满载时太阳能船受到的浮力：F浮=G排=m排g=60103kg10N/kg=6（2）第50s到第100s内，由图甲可知牵引力F=8104N，由图乙可知船匀速行驶的速度v=0.5m/s，由v=可得，船行驶的距离：s=vt=0.5m/s50s=25m，第50s到第100s内牵引力做的功：W=Fs=8104N25m=2（3）由题可

20、知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6105W，则第50s到第100s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能：E=Pt=1.6105W50s=8106J，则太阳能船的效率：=100%=100%=25%15.（2018贵州安顺）一边长为10cm，密度为0.6g/m3的正方体木块，用细线置于容器的水中，如图所示，求：（1）木块所受的浮力大小？（2）细线的拉力大小？（3）细线剪断后，木块静止时，木块下方所受到水的压强是多大？（1）木块所受的浮力为10N；（2）绳子对木块的拉力为4N；（3）细线剪断后，木块静止时，木块下方所受到水的压强是600Pa（1）木块完全浸没，V排=V=（10cm）3=10

21、00cm3=1F浮=水gV排=1.01103m3=10N，（2）G木=mg=Vg=0.6103m310N/kg=6NF浮=F拉+G， 绳子对木块的拉力：F拉=F浮G=10N6N=4N；（3）木块漂浮在水面上：F浮=G木=6N；浮力是液体对物体上下表面的压力差，所以下表面的压力F=F浮=6N，下表面的压强p=600Pa16.（2018浙江湖州）如图是一厕所自动冲水装置，圆柱体浮筒A与阀门C通过杆B连接，浮筒A的质量为1kg，高为0.22m，B杆长为0.2m，阀门C的上表面积为25cm2，B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计，当A露出0.02m时，C恰好被A拉开，实现了自动冲水（g取10N/k

22、g）求：（1）刚拉开阀门C时，C受到水的压强和压力；（2）此时浮筒A受到的浮力；（3）浮筒A的密度（1）刚拉开阀门C时，C受到水的压强为4000Pa，压力为10N；（2）此时浮筒A受到的浮力为20N；（3）浮筒A的密度为455kg/m3【解析】此题考查了压强、密度和浮力以及平衡力的知识，认真审题，准确分析物体的受力，运用浮力和压强的物理公式（或变形）可做出解答根据液体压强的公式p=gh，可求出压强；再根据压强定义式变形的F=pS，最终求压力；根据G=mg求出A的重力，分析浮筒A的受力情况，再根据平衡力知识，可求出浮筒A受到的浮力；由F浮=水V排g求出浮筒A浸没的体积，根据浸没的深度求出底面积，

23、进而求出浮筒A体积，利用密度公式求密度（1）当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，浮筒A浸入水的深度为h1=LAL露=0.22m0.02m=0.2m，则水深为：h=h1+L=0.2m+0.2m=0.4m；则水对盖片C的压强：p=gh=10.4m=4000Pa，由p=F/S得水对盖片B的压力：F=pS=4000Pa25104m2=10N（2）重力GA=mAg=1kg10N/kg=10N，对于浮筒A，受到三个力的作用，分别是重力GA、浮力F浮、拉力F；三力的关系是F浮=GA+F；所以，浮筒A所受浮力：F浮=GA+F=10N+10N=20N；（3）由F浮=水V排g得浮筒A浸入水的体积：V浸=V排=2则圆柱体浮筒A的底面积为S=0.01m2，则圆柱体浮筒A体积为VA=SLA=0.01m20.22m=2.2密度A=mA/VA=455kg/m3