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浮力 精选 提高题

发布时间:2013-12-26 16:46:25  

《浮力》

一、浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力 叫浮

力。

二、浮力方向:竖直向上,施力物体:液(气)体

三、浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差 即浮力。

四、物体的浮沉条件:

1、前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。

2、请根据示意图完成下空。

液物 ρ液物 ρ液物ρ液 物3、说明:

① 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。

②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为 2 3ρ

分析:F浮 = G 则:ρ液V排g =ρ物 物排液③相同: F浮 = G

不同:悬浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物

漂浮ρ液 <ρ物;V排<V物

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。

五、阿基米德原理:

1、内容: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)

练习:☆请用实验验证“浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开水的重力有什么关系”。 答:①用测力计测出石块在空气中的重力G和空桶的重力G1 ;②在溢水杯中倒满水,把石

块浸没在溢水杯中,读出测力计示数F ;③用测力计测出桶和溢出水的总重G2 ;④浮力F浮=G-F ,G排=G2-G1 ⑤比较F浮和G排 。

☆请用实验验证:浸没在水中的石块,它受到的浮力跟它在水中浸没的深度无关。

答:用细线系石块挂在弹簧测力计挂钩上,把石块浸没在水中的几个不同深度,观察发现测力计示数看是否相同,如果相同,即验证了浸没在水中的的石块受到的浮力跟它在水中 1

浸没的深度无关。

☆如图所示是广为人知的故事——“曹冲称象”.曹冲利用图中的方法,巧妙地测出了大象的体重,请你写出他运用的与浮力有关的两条知识(1)漂浮条件,即物体在漂浮时(2)阿基米德原理;另外,他所用的科学研究方法是等效替代法和化整为零法。(较大的质量转换为可以测量的小质量)。

六: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。

七、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 液= ;排开液体的重力G排 = m g ;轮船受到

的浮力F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。

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

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)

2

习题精炼

5.体积是1000厘米在正方体木块漂浮在水面上,它没入水中部分的体积是600厘米,如图(甲)所示,则该木块的密度是_______千克/米;若在木块上放一金属块,木块恰好没入水中,如图(乙)所示,则金属块的重力是______牛.(取g=10牛/千克)

333

3

12.如图,一个底面积是100厘米的圆柱形容器盛有一定量的盐水,盐水中悬浮着一个质量为

550克、体积为500厘米的物体,则物体所受的浮力为________牛,盐水的密度是______千克/米;若此时盐水深度为20厘米,盐水对容器底部的压力为_____牛.(g=10牛/千克)

31、三个直径相同的木球,铜球,铁球放入水中,静止后的位置如图52所示,则受到浮力

最小的是_______球,可以肯定______球是空心的

33、把质量是1千克的某物体挂在弹簧秤上,将它浸没在密度为0.85×103千克/米3

的某种液体中时,弹簧秤的读数为零,则此物体的密度为_______千克/米3。

34、把三个体积相同的铁球,分别放入煤油、水和水银中,受浮力最大的是在________中的铁

球;受浮力最小的是在________中的铁球。

37、水面上浮着一物体,露出水面和浸在水里的体积之比是2∶3,则此物体与水的密度之比是_______;当物体浮在另一种液面上时,露出液面和浸在液内的体积之比是1∶3那么这种液体和水的密度之比是_________。

7.有一个木块,把它浸在盛满水的溢水杯中时,从杯中溢出10克水,若把它浸在盛满酒精的溢水杯中,会从杯中溢出______克酒精(酒精密度是0.8×10千克/米,水的密度是1.0×l0千克/米,木块的密度是0.5×10千克/米).

3.如图所示,将一个长、宽、高分别为3厘米、2厘米、15厘米,密度为0.9×10千克/米3333333333的长方体木块,直立放在溢水杯底(木块与杯底不密合).向溢水杯内缓慢注水,当溢水杯被灌满水时水深为10厘米,则木块的质量是_______千克,所受的浮力为_______牛.(g取10牛/千克)

第3题图

3

(二)选择题

1.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图所示.其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线.当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度?1和?2的关系,有 ( )

A.浮力增大,?1=?2 B.浮力减小,?1=?2

C.浮力不变,?1>?2 D.浮力不变,?1< ?2

4.装有金属球的小容器A漂浮在盛有水的圆柱形大容器B的水面上,所受的浮力为Fl,如图所示,若把金属从A中拿出投入水中沉到B的低部时,小容器A所受的浮力大小为F2,池底对金

属球的支持大小为N,那么 ( )

A.金属球所受重力的大小为Fl-F2

B.小容器所受重力的大小为F2

C.小容器所受浮力减小了N

D.大容器底部受水的压力减小了N

6.如图所示,在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体;将三个完全相同的铜球,分别沉入容器底部,当铜球静止时,容器底受到铜球的压力大小关系是F甲>F乙>F丙,则液体密度相比较 ( )

第6题图

A.甲的最小 B.乙的最小 C.丙的最小 D.一样大

7.将铁、铜、铅制成三个实心金属球,用细线拴好,分别挂在三个完全相同的弹簧秤下,将三个金属球没入水中,但不碰容器底,此时三只弹秤的示数相同.现将三个金属球提出水面后静止,则(?铁<?铜<?铅) ( )

12.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图所示.它们中所受浮力最小的是 ( )

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 A.挂着铁球的弹簧秤示数最小 B.挂着铜球的弹簧秤示数最小 C.挂着铅球的弹簧秤示数最小 D.三个弹簧秤示数相同

4

第12题图

13.甲、乙两只密度计,放在水中静止时,水面与甲密度计最上面刻度相平,与乙密度计最下面刻度相平,如图所示.现在要测定浓盐水的密度,应选用 ( )

A.甲密度计 B.乙密度计

C.甲、乙均可 D.甲、乙均不可

15.两实心球a、b的密度之比为4∶3,体积之比为1∶2,放入水中静止后所受浮力之比为2∶3,则可能是 ( )

A.两球均沉入水底 B.两球均漂浮在水面上

C.a球下沉,b球漂浮 D.a球漂浮,b球下沉

27、有一个空心铝球,重4.5牛顿,体积为0.5分米3,如果把这个铝球用细线系着拴在装满水

的容器底部,并让水浸没(如图50),则 ( )

A、细蝇是松驰的(图甲),客器底对铝球的支持力为零

B、细绳是松驰的(图甲),容器底对铝球的支援力为4.9牛顿

C、细绳是张紧的(图乙),绳对铝球拉力是4.9牛顿

D、细绳是张紧的(图乙),绳对铝球拉力是0.4牛顿

22、甲、乙两物体体积之比为2∶1,它们都浮在水面上,浸入水中部分的体积之比为1∶2,那

么它们的密度之比及质量之比分别为: ( )

A、ρ甲∶ρ乙=2∶1, m甲∶m乙=1∶1 B、ρ甲∶ρ乙=1∶2, m甲∶m乙=1∶2

C、ρ甲∶ρ乙=4∶1, m甲∶m乙=2∶1 D、ρ甲∶p乙=1∶4, m甲∶m乙=1∶2

19、有一支密度计,浮在水中时,所受的浮力为F1,浸入水中体积为V1;将它放在煤油中,所

受的浮力为F2,浸入煤油中的体积为V2,那么F1与F2,V1与V2相比较 ( )

A、F1=F2,V1=V2 B、F1=F2,V1<V2 C、F1>F2,V1>V2 D、F1>F2,V1=V2

5、如图40所示,有一长方体木块分别如图甲、乙两种不同方式浮在水面上,比较两种方式中

木块所受浮力的大小是 ( )

A、甲小于乙 B、甲等于乙 C、甲大于乙

1如右图所示,一般在某水域作业时,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

5

底。下列说法正确的是( )

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

2 。.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始

一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳

子拉力F随时间t变化的图像,取g=10N/Kg。根据图像信息,下列判

断正确的是( )

A、该金属块重力的大小为34N

B、浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N

C、在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大

D、该金属块的密度是3.4×103Kg/m3

3.。在两个相同的薄壁塑料瓶(质量忽略不计)内分别装入体积相等、密度为?甲和?乙的两种液

体后密封,再把它们放入两个装有水的容器中,处于如图所示

状态。下列判断正确的是

A. ?甲>?乙 B. ?甲=?乙

B. C. ?甲<?乙 D.无法判断

4.。一正方体物块放在密度可改变的盐水中,能漂浮在液面上或悬浮在盐水中,物块底面与液面保持平行,底面到液面的距离为h,盐水的密度为ρ.下列关于ρ与h的关系图象中,可能正确的是

5.。如图所示,甲、乙两台秤上各有一个容器,一个装满水而另一个未满,现各将一手指浸入水

中,手指与容器壁、底均不接触。则在手指浸入水中之后,两台秤的示数变化情况是 ( )

A、甲变小,乙不变 B、甲变大,乙不变

C、甲不变,乙变大 D

变小,乙变大

6

。如图所示,密度均匀的木块漂浮在水面上,现沿虚线将下部分截去,

6

则剩下的部分将

A.上浮一些 B.静止不动

C.下沉一些 D.无法确定

25、在图甲中,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(g=10N/㎏)

( )

A. 1. 6×103kg/m3 B. 2 .3×103㎏/m3

C. 2. 8×l03㎏/m3 D .3 .2×103㎏/m3

三.计算题

科技小组的同学用长方形泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型(如图),总重为4N。A底部与浮子B用细绳相连。水位上升时,浮子B下降,水位下降时,浮子B上升,使航标灯静止时A浸入水中的深度始终为5cm,排开水的质量为500g,浮子B中0.5N(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)

求(1)泡沫塑料A底部受到水的压强是多大?

(2)航标灯静止受到的浮力是多大?

(3)泡沫塑料A浸入水中深度为5cm时,浮子B的体积为多大?

8.。上周学校购买了一批水龙头,据商家说其材料铜质的,实验室的老师组织

九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。他们把一个水龙头用轻质

细线捆好后挂在弹簧测力计上,在空气中测得它的重力为1.6N,再把这个

水龙头浸没在水中,如图14所示,这时弹簧测力计的读数为1.4N(ρ铜=8.9

×103kg/m3, g=10N/kg)。

求:(1)每个水龙头的质量是多少?

(2)这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大?

(3)这批水龙头的密度是多少?商家的说法是否正确?

33、物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究,在一个重为5N,底面积

为250cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放一个边长为10cm的正方体物块,然

后逐渐向容器中倒水(始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h,分别计算

出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图所示的图像。请你解答下列问题(g取10N/kg)。(1)分析图像可知,水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力越来越大,继续往容器中倒水,随着水的深度增加,水对容器底部的压强 (填变小、不变或变大),当水深增至8cm后,物块处于 (选填漂浮、悬浮或下沉)状态。

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(2)物块的重力是多少?物块的密度是多少?

(3)将物块取出后,若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面

的压强是多少?

1.小明用实验测粗细均匀竹棍的横截面积.他用短细线在竹棍的下端系一小石块,然后将它们放到水中,竹棍竖直立在水中,水面距竹棍上端16.8厘米;再将系石块的竹棍放到煤油中,竹棍竖直立在煤油中,煤油的液面距竹棍上端9.8厘米,两次实验中石块都不跟容器底接触.已

4知竹棍长40厘米,质量是24克,石块的质量是18克,煤油的密度是水的密度的.由上述所5

给条件,求:

(1)细竹棍的横截面积.

(2)石块的密度.

2.如图(甲)所示,金属块A在木块B上,木块恰好浸没在水中.将金属块放入水中,容器底对金属块的支持力是2牛;木块静止时,有2/5的体积露出水面,如图(乙)所示.已知木块的体积是金属块体积的5倍,求:金属的密度和木块的重力.(g=10牛/千克)

(甲)

(乙)

第2题图

3.如图的所示,底面积为Sb的圆柱形容器内盛有适量的水,另一底面积为Sa的圆柱体A有部分体积浸在水中,当圆柱体A相对于容器下降高度为入时(水没有溢出,圆柱体A也未全部没入水中),求物体A所受水的浮力增加量为多少?

8

4.体积为1.0×10-3米3的正方体木块,投入如图所示的装有水的容器中,静止后露出水面的高度为5×l0-2米,容器的底面积为0.04米2.(g取10牛/克)求:

①木块受到的浮力;

②木块的重力;

③投入木块后,容器底增加的压强;

④若将此木块投入某液体中,露出液面高度为4厘米,求这种液体的密度.

第3题图 第4题图

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