八年级物理浮力经典难题

初中物理浮力典型例题解析例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?（g取10N/kg）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8.9×103kg/m3）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．例5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）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．例7（广州市中考试题）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．15gB．12.5gC．10gD．8g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＝0.8×103kg/m3）例9（南京市中考试题）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，竖直向下例10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例11（北京市西城区中考试题）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）_______________________．例12（长沙市中考试题）已知质量相等的两个实心小球A和B，它们的密度之比A∶B＝1∶2，现将A、B放入盛有足够多水的容器中，当A、B两球静止时，水对A、B两球的浮力之比FA∶FB＝8∶5，则A＝________kg/m3，B＝________kg/m3．（水＝1×103kg/m3）例13（北京市中考试题）A、B两个实心球的质量相等，密度之比A∶B＝1∶2．将它们分别放入足够的酒精和水中，它们受到浮力，其浮力的比值不可能的是（酒精＝0.8×103kg/m3）（）A．1∶1B．8∶5C．2A∶水D．2酒精∶B精析从A、B两个小球所处的状态入手，分析几个选项是否可能．一个物体静止时，可能处于的状态是漂浮、悬浮或沉底．以下是两个物体所处状态的可能性①A漂，B漂④A悬，B漂⑦A沉，B漂②A漂，B悬⑤A悬，B悬⑧A沉，B悬③A漂，B沉⑥A悬，B沉⑨A沉，B沉由题目我们可以推出mA＝mB，A∶B＝21，则VA＝VB＝A∶B＝2∶1我们可以选择表格中的几种状态进行分析：设：（1）A、B均漂浮A＜酒精，B＜水，与已知不矛盾，这时F浮A＝1∶1，A选项可能．（2）设A、B都沉底BAFF浮浮＝AAgVgV水酒精＝54×12＝58，B选项可能．（3）设A漂浮，B沉底，这时A＜酒精，B＜水，BAFF浮浮＝BAFG浮＝BAAgVgV水＝水A2，B选项可能．（4）设A沉底，B漂浮A应＜酒精∵B＝2A应有B＞酒精＞水，B不可能漂浮．∴上述状态不可能，而这时的BAFF浮浮＝AAgVgV水酒精＝B酒精2．D选项不可能．答案D例14（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25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＝2×10—5m3，F拉＝0.6N图（b）V露2＝52V求：图（b）F浮木′，解图（a），木块静止：F拉＋G＝F浮1①①－②F拉＝F拉1－F拉2F拉＝水g（V－V露1）－水g（V－52V）F拉＝水g（V－V露1－53V）＝水g（52V－V露1）代入数值：0.6N＝103kg/m3×10N/kg×（52V—2×10—5m3）V＝2×10—4m3图（b）中：F浮乙＝水g53V＝1.0×103kg/m3×10N/kg×53×2×10—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7.9×103kg/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＝7.9×103kg/m3求：乙甲mm解甲在木块上静止：F浮木＝G木＋G甲①乙在木块下静止：F浮木＋F浮乙＝G水＋G乙②不要急于将公式展开而是尽可能简化②－①F浮乙＝G乙－G甲水gV乙＝铁gV乙－铁gV甲先求出甲和乙体积比铁V甲＝（甲—乙）V乙乙甲VV＝铁水铁＝3333/109.7/10)19.7(mkgmkg＝7969质量比：乙甲mm＝乙铁甲铁VV＝乙甲VV＝7969答案甲、乙铁块质量比为7969．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）．（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＝1N的压力，仍有部分体积露出水面．已知：F1=2N，F2=1N，V′＝20cm3—2×10—5m3求：水解根据三个图，木块均静止，分别列出受力平衡过程③②①浮浮浮223211FGFGFFGF将公式中各量展开，其中V排指图（b）中排开水的体积．))c(()(21中露出的体积指图排木排木木排水木水VFgVVVggVgVFgVgV代入数值事理，过程中用国际单位（略）水V—木V＝102水V排—木V（水V排—木V排）＝101＋水×2×10—5约去V排和V，求得：水＝0.6×103kg/m3答案木块密度为0.6×103kg/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＝2.7×103kg/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＝5×10—4m3，铝＝2.7×10—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．△h＝SV＝23200cm500cm＝2.5cm＝0.025m（1）水对容器底的压强p＝p水g（h＋△h）＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.2＋0.025）m＝2250Pa水对容器底增加的压力△F＝△pS＝水g△h·S＝水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10—4m3＝5N△F≠G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＝（1.0×103kg/m3×0.02m2×0.2m＋2.7×103kg/m3×5×10—4m3）×10N/kg＝53.5Np′＝SF＝20.02m53.5N＝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6×103kg/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＝6×103kg/m2，mB＝0.6kg求：（1）pA；（2）△p．解（1）VB＝BBm＝33/1066.0mkgkg＝0.1×10－3m3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＝1×10－3m3A＝ABBAVmVV水水代入数据：A＝3333333333m100.6kgm100.1kg/m10m10kg/m101A＝0.5×103kg/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＝AgVAVA排＝水AVA＝333335kg/m101m10kg/m100.5＝0.5×10－3m3液面下降△h＝SV△＝SVVAA排＝233330.04mm100.5m101＝0.0125m液面下降△p＝水g△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0125m＝125Pa．答案A物体密度为0.5×103kg/m3．液体对容器底压强减少了125Pa．例19（北京市中考试题）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＋gVF（2）解法1如图1—5—12，球沉底后受力方程如下：图1—5—12F浮＋F＝G（N为支持力）N＝G－F浮＝F液体对容器底的压力F′＝nFF′＝m液g＋1gVm液＝gF－1V＝BnF＝1VF′＝pS＝1gV＝nF1g（V液＋V）＝nF1gV液＋1gV＝nFm液＝BnF－1V答案金属球密度为1＋gVF，容器中液体质量m液＝BnF－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