浮力判断专项同一物体在不同液体中的比较包含答案解析.docx

1、浮力判断专项同一物体在不同液体中的比较包含答案解析浮力判断专项之同一物体在不同液体中的比较典型例题分析例 1 将同一个小球分别放在甲、乙、丙三种液体中，静止时，小球在甲溶液中漂浮，乙溶液中悬 浮，丙溶液中沉底，根据条件比较以下物理量的关系：（1）三种液体的密度关系： ；（2）小球在三种液体中所受浮力的关系： ；（3）小球排开液体重力的关系： ；（4）三种液体对容器底部的压强关系： ；（5）三个容器对水平面的压强关系： 解析： （ 1）在甲图漂浮，乙中悬浮，丙中下沉，由浮沉条件可得甲 乙 丙（ 2）甲乙浮力均与物重相等，丙中物重大于浮力。同一物体所以 F 甲 F 乙 F丙（ 3）浮力等于排液重力

2、所以 m 甲 m乙 m 丙（ 4）由液体压强公式 ，相同深度，密度关系即压强关系（ 5）相同受力面积，压力比为压强比。答案： （ 1）甲 乙 丙 （ 2） F甲 F乙 F丙 （ 3） m 甲 m 乙 m 丙（ 4） p 甲 p 乙 p 丙 （ 5） p 甲 p 乙 p 丙强化测试：一、单选题1.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同密度的盐水 ,将同一个鸡蛋先后放入其中 ,当鸡蛋静止时 ,两个杯子中液面恰好相平 ,鸡蛋在两杯中所处的位置如图所示 ,则（ ）A.甲杯盐水的密度较大 C. 甲杯底部所受的液体压力较大B.鸡蛋在两杯中排开液体的质量相等 D. 鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大【答案】 B【解析】

3、【解答】由物体的浮沉条件知鸡蛋在甲、乙两杯盐水中受到的浮力相同，排开液体的质量相等，由图知 V排甲 V排乙 、 F浮 = 液 V排 g判断甲杯盐水的密度较小，甲杯底部所受的液体压力较小， A、C、 D 不符合题意， B 符合题意。故答案为： B。【分析】先根据物体的浮沉条件（悬浮： 物 = 液， G 物 =F 浮 ， m 物 =m 排；漂浮： 物 液， G物 =F浮 ， m 物 =m 排）判断鸡蛋在甲、乙两杯盐水中受到的浮力大小，再根据 F浮 = 液 V排 g判断盐水的密度关系，根据影响液体内部压强大小的因素（液体的密度、液体的深度）及 P=?判断烧杯底部受到压力的大小。2.将新鲜的鸡蛋浸入盛

4、盐水的容器中 ,鸡蛋沉在容器底 （如图甲所示 ）,再往容器中加盐使鸡蛋悬浮 （如图乙所示 ）,下列说法正确的是（ ）A. 鸡蛋受到的浮力 :F浮甲 F浮乙 B.鸡蛋排开液体的质量 :m 甲 m 乙C.液体的密度 : 甲 乙 D. 液体对杯底的压强 : P甲 P乙【答案】 A【解析】 【解答】解： AB、同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋沉底， F 浮甲 G，在乙图中鸡蛋漂浮， F 浮乙 =G，所以， F 浮甲 F 浮乙 ， 则 G 排甲 G 排乙 ， 即 m 甲 m 乙 ， A 符合题意， B 不符合题意；C、同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋沉底， 甲 鸡蛋 ， 在乙图中鸡蛋悬浮 乙 = 鸡蛋 ， 所以 甲 乙 ，

5、C 不符合题意。D、由 C可知， 甲 乙 ， 由 p= gh可知，液体对杯底的压强： p 甲 F2, p1 p2 B. F1= F2, p1 p2 C.F1 乙 ， 所以液体对容器底的压力： F 甲 F乙 ， （3）因为 p= g、h 甲 乙 、液面高度相同所以液体对容器底部的压强为： p 甲 p 乙。 综上分析， ACD错误， B 正确 .故答案为： B【分析】本题考查学生对浮力的计算公式及沉浮条件的应用情况。物体沉浮条件： （开始是浸没在液体中）方法一： （比浮力与物体重力大小）（ 1）F浮 G ，上浮 ； （ 3） F浮 = G，悬浮或漂浮。方法二： （比物体与液体的密度大小）（ 2）

6、物 液 ， 下沉； （ 2） 物 ?丙?B.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为： ?甲 ?乙 = ?丙C.鸡蛋排开三种液体的质量关系为： ?甲 ?丙【答案】 A,B,D【解析】 【解答】 A、鸡蛋在甲中下沉，则甲的密度小于鸡蛋密度，在乙中悬浮，则乙的密度等于鸡蛋密度， 在丙中漂浮， 则丙的密度大于鸡蛋密度， 所以丙的密度最大， 甲的密度最小， 即 ?甲? ?乙 ?丙? ，A错误，符合题意， BC、鸡蛋在甲中下沉，浮力小于鸡蛋的重力，则排开甲液体的质量小于鸡蛋的质量， 鸡蛋在乙中悬浮，在丙中漂浮，则在乙、丙中受到的浮力等于鸡蛋的重力，即乙、丙排开液体的质量 都等于鸡蛋的质量，所以鸡蛋受到三种液体的浮力

7、关系为： ?甲 ?乙 = ?丙 ，鸡蛋排开三种液体的质量关系为： ?甲 ?乙 = ?丙 ， B 错误，符合题意， C 不符合题意，D、三种液体的深度相同，液体的密度关系为 ?甲 ?乙 ?丙? ，根据 ?= ?液 ? 可知，三种液体对容器底的压强关系是： ?甲 ?乙? 物 时物体漂浮， 液 = 物 时物体悬浮， 乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度， p= ，且两杯中液面相平， gh 乙杯底压强大于甲杯底压强，故 C 正确，由于甲、乙两只完全相同的杯子，根据 F=pS可知乙杯底部所受的液体压力较大，故 D 错误；故选 BC【分析】 根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系， 再根据

8、p= gh判断对杯底的压强关系三、填空题9.两只烧杯中盛有不同种类的液体，把同一物块先后放入两只烧杯中，物块静止时的情形如图所示。则物块所受浮力的大小关系为 F 甲 F乙 ；两种液体密度的大小关系为 甲 乙 。 （填 “大小于 ”）【答案】 等于；小于【解析】 【解答】相同物体在甲中悬浮，浮力和物体重力相等，物体密度相等甲液体密度，在乙中漂浮，浮力等于物体的重力，物体密度小于乙液体密度，所以物体在两液体中浮力相等，甲的密度小于乙液体密度 .故答案为：等于；小于 .【分析】根据物体在液体中的状态比较液体密度关系，分析浮力关系 .10.将同一个小球先后放入甲、 乙两杯密度不同的盐水中， 小球在两杯

9、盐水中静止时的情况如图所示。则小球在甲杯中受到的浮力 在乙杯中受到的浮力； 甲杯中盐水的密度 乙杯中盐水的密度（两空均选填 ”大于 ”、等于 ”或 ”小于 ”） 。【答案】 等于；大于【解析】 【解答】 （1）由图可知，小球在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，则物体的浮沉条件可知，此时它们所受的浮力都等于自身的重力， 即浮力相同。 （2）小球在甲杯中漂浮， 则甲的密度大于小球的密度；小球在乙杯中悬浮， 则乙的密度等于小球的密度； 比较可知， 甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度。故答案为：等于；大于 .【分析】 （ 1） 当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉， 当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂

10、浮，当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮；（ 2）当物体的密度大于液体的密度时物体下沉，当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮 .四、计算题11.甲烧杯中液体的密度为 l 3l0kg/m 3 ，物块 P的重力为 1N ，悬浮在液体中；实心小球 Q的体积为30cm3 ， 露出液面的体积为总体积的五分之一。 乙烧杯中 Q 悬浮， P 沉底。如图。已知 g=10N/kg。请完成下列问题：1）物块 P 的质量为多少千克？2）小球 Q 受到的浮力大小为多少牛顿？3）液体乙的密度为多少千克每立方米？4）乙杯底对物块 P 的支持力为多少牛顿？（ 1）解：由 G=mg

11、得物块 P的质量：答：物块 P的质量为 0.1kg（ 2）解：实心小球 Q 的体积 VQ=30cm3 ， 露出液面的体积为总体积的五分之一V排 = 54 VQ= 54 30cm3=24 cm3=2.4 10-5m3;小球 Q 受到的浮力 :FQ甲浮 = ?甲 gV排 = l 3lk0g/m3 10N/kg 2.4 10-5m3=0.24N答：小球 Q 受到的浮力为 0.24N（ 3）解：小球 Q 在甲液体中漂浮，浮力等于重力，即 F 甲浮 = GQ=0.24N;小球 Q 的密度：? ?Q 0.24N 3 3?Q= ?Q = ?Q? = 30 10-6 m3 10N/kg =0.8 10 kg/

12、m ,小球 Q 悬浮在乙液体中，浮力等于重力，由 FQ乙浮 = GQ ， ?乙 gVQ= ?QgVQ可得， ?乙 = ?Q=0.8 103 kg/m3答：液体乙的密度为 0.8 103 kg/m3（ 4）解：由物块 P 在甲液体中悬浮得， ?P= ?甲 = l 3lk0g/m3物块 P 的体积： VP= ?P = 0.1kg =1 10-4m3?P l l03 kg/m 3物块 P 在甲液体中受到的浮力：FP乙浮 = ?乙 gVP= 0.8 3kl0g/m3 10N/kg 1 10-4m3=0.8N;乙杯底对物块 P 的支持力 :FN=GP- FP乙浮 =1N-0.8N=0.2N答：乙杯底对物

13、块 P 的支持力为 0.2N【解析】 【分析】 （ 1） 由 G=mg得物块 P的质量 .（ 2）首先求得排开液体的体积，再利用阿基米德原理 F浮 = ?gV排 求得 小球 Q受到的浮力 .（ 3）利用物体的浮沉条件进行计算即可 .（ 4）结合浮沉条件及阿基米德原理进行计算即可 .212.边长为 0.1m 的正方体木块，漂浮在水面上时，有 的体积露出水面，如图甲所示。将木块从水5中取出，放入另一种液体中，并在木块表面上放一重 2N 的石块，静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。取 g 10N/kg，已知水的密度 水 1.0 130kg/m3 求：（ 1）图甲中木块受的浮力大小；（ 2）

14、图甲中木块的重力；（ 3）图乙中液体的密度。【答案】 （ 1）解：正方体木块的体积： V a3（ 0.1m） 3 10 3m3 ，2由题意可得，图甲中木块排开水的体积： V排 （ 1 25 ） （ 0.1m） 3 6 10 4m3 ，则图甲中木块受的浮力： F浮 水 gV排 1.0 130kg/m 3 10N/kg 6 41m03 6N答：图甲中木块受的浮力为 6N。（ 2）解：木块漂浮在水面上，所以木块的重力：G木 F浮 6N答：图甲中木块重力为 6N。（ 3）解：图乙中整体漂浮在液体中，则受到的浮力： F浮 G木 +G石 6N+2N 8N，由题意可得，此时木块排开水的体积： V排 V 10

15、 3m3 ，由 F 浮 液 gV排 得，图乙中液体的密度：? 浮 8? 液 3 3 0.8 13k0g/m 3? 10? ? 10-3 ?3排答：图乙中液体的密度为 0.8 130kg/m 3。【解析】 【分析】 （ 1）由阿基米德原理 F 浮 水 gV排 进行计算即可 .（ 2）根据浮沉条件可求得木块的重力 .（ 3）根据物体的漂浮特点，由阿基米德原理 F 浮 水 gV排 解题 .13.如图所示将重为 5N 的小球挂在弹簧测力计下，当小球的一半体积浸在水中时，测力计的示数为（ 1）小球的密度。（ 2）如将小球浸到煤油中然后缓缓向下移动弹簧测力计，直至小球完全浸在煤油中求弹簧测力计的最小示数。

16、 （ 煤油 =0.8 130kg/m3）【答案】 （ 1）解：由题，当小球的一半体积浸在水中时，由称重法可得小球受到的浮力：F 浮 =G F 示 =5N 3N=2N，由 F 浮 = 水 gV排 可得此时小球排开水的体积：则小球的体积：V=2V排 =2 200cm3=400cm3? 5?小球的质量： m = ?= 10?5?/?= 0.5?=? 500?， = ? 可得小球的密度：?球 = ? = 500?3 = 1.25?/?3?.球 ? 400?3 . .（ 2）解：若将小球浸到煤油中然后缓缓向下移动弹簧测力计，当小球完全浸在煤油中时受到的浮力最大，弹簧测力计的拉力最小，则此时测力计的示数最

17、小。由阿基米德原理可得此时小球受到煤油的浮力：?浮? = ?煤油 ?排 ?= ?煤油? ?= 0.8 103?/?3? 10?/? 400 10-6 ?3 = 3.2? ， ,则弹簧测力计的最小示数： ?示? = G- ?浮? = 5?- 3.2?= 1.8?【解析】 【分析】 （ 1）小球受到的浮力 F 浮 =G-F 示 ， 再利用 F 浮 = 水 gV排 求排开水的体积，小球的体积等于排开水的体积的 2 倍；利用 G=mg求出小球的质量，利用密度公式 = ?求小球的密度；（ 2）将小球浸到煤油中然后缓缓向下移动弹簧测力计，当小球完全浸在煤油中时受到的浮力最大，利用阿基米德原理求此时受到煤油

18、的浮力，此时弹簧测力计的最小示数，利用称重法测浮力计算 .14.如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知烧杯和水的总质量为 800g，杯的底面积为100cm2 ， 现将一个质量为 600g，体积为 400cm2 的实心物体 A用细线吊着，然后将其一半浸入烧杯的水中（烧杯厚度不计，水未溢出） 。求：（ 1）物体 A 所受到的浮力；（ 2）物体 A 一半浸入水中后，水对烧杯底部压强增大了多少；（ 3）剪断绳子，当物体 A 再次静止时，台秤示数变化了多少 kg。1【答案】 （ 1）解：物体 A的一半浸入水中时受到的浮力： F浮 水 gV排 1.0 130kg/m3 10N/kg 12400 -

19、16m0 3 2N2）解：物体 A的一半浸入水中时受到的浮力为 2N，物体 A排开的水的重力为 2N，相当于在容器2N 的水， 水对烧杯底部压力增大了 ?F 2N, 水对烧杯底部压强增大了： ?p ?F2N 200 Pa100 10-4 m 2（ 3）解：物体 A的重力 GA mAg 0.6kg 10N/kg 6N,剪断绳子，烧杯对台秤的压力增加量等于细线对 A的拉力，由（ 2）知，细线对 A的拉力为： F G - F浮 6N - 2N 4N,则台秤示数变化为：10N/kg0.4kg4N【分析】 （ 1）利用阿基米德原理 F 浮 水 gV排 求受到的浮力；2）结合图像，细线拉力等于重力减去浮力

20、；根据力的作用是相互的，烧杯底受到增大压力等于受到的浮力，由 p=?计算水对烧杯底部增大的压强；（ 3）根据力的平衡的条件可知，原来托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体 A 对水向下的作用力之和；当把细线剪断后，不管物体是漂浮或沉底，托盘台秤的压力都等于烧杯和水的重力、物体 A重力之和，然后可求台秤示数 .15.如图所示 ,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体 ,将圆柱体从盛有煤油的容器上方离油面某一高度处匀速下降 ,使其逐渐浸入煤油中某一深度 ,如图所示是整个过程中弹簧测力计示数 F与圆柱体下降高度 h变化关系的数据图像。 （已知 煤油 =0.8 130kg/m 3,g取 10N/kg）。求 :（

21、 1）圆柱体的重力。（ 2）圆柱体浸没时受的浮力。（ 3）圆柱体的密度。【答案】 （ 1）解：由图象可知，当 h=0时，弹簧测力计示数为 12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，弹簧测力计的示数等于物体重力的大小，即 G=F=12N。答：圆柱体的重力为 12N。（ 2）解：从 h=7cm 开始，弹簧测力计示数 F拉 不变，说明此时圆柱体已经浸没在煤油中，则圆柱体浸没时受到的浮力： F 浮 =G-F 拉 =12N-4N=8N。答：圆柱体浸没时受的浮力为 8N。3）解：因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，由F 浮 = 液 V 排 g 得，圆柱体的体积：所以圆柱体的密度 = ? = ?= 10?/?12?1-310?3= 1.2 103?/?3?答：圆柱体的密度为 1.2 10 3 ?/?3?。【解析】 【分析】根据图像，利用测力计示数差计算浮力，根据浮力计算物体的体积，根据物体的重力求质量，利用质量和体积计算物体的密度 .