初中物理浮力典型例题解析[1]

初中物理浮力初中物理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．初中物理浮力初中物理（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．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．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？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2Vl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．求：（1）潜水艇模型．的体积；（2）广口瓶玻璃的密度．例24一块冰内含有一小石块，放入盛有水的量筒内，正好悬浮于水中，此时量筒内的水面升高了4.6cm．当冰熔化后，水面又下降了0.44cm．设量筒内横截面积为50cm2，求石块的密度是多少？（水＝0.9×103kg/m3）例25（北京市中考试题）在量筒内注入适量的水，将一木块放入水中，水面达到的刻度是V1，如图1—5—18（a）所示；再将一金属块投入水中，水面达到的刻度是V2，如图（b）所示；若将金属块放在木块上，木块恰好没入水中，这初中物理浮力初中物理时水面达到的刻度是V3．如图（c）所示．金属密度＝________．（a）（b）（c）图1—5—18例26如图1—5—19所示轻质杠杆，把密度均为4.0×103kg/m3的甲、乙两个实心物体挂在A、B两端时，杠杆在水平位置平衡，若将甲物体浸没在水中，同时把支点从O移到O′时，杠杆又在新的位置平衡，若两次支点的距离OO′为OA的51，求：甲、乙两个物体的质量之比．图1—5—19例27（北京市中考试题）某人用绳子将一物体从水面下2m深处的地方匀速提到水面0.5m处的过程中，人对物体做功为54J．当将物体拉到有51体积露出水面时，让其静止，此时绳子对物体的拉力为40N．不计绳子的质量，忽略水的阻力，求物体的密度．（g取10N/kg）初中物理浮力初中物理答案：1.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．2.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．解m铁＝0.079kg,G铁＝m铁g＝0.079kg×10N/kg＝0.79N,V排＝V铁＝铁铁m＝37.8g/cm79g＝10cm3m排＝液gV排＝1g/cm3×10cm3＝10g=0.01kg,F浮＝m浮g—0.01kg×10N/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．5.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和F3，蜡块重力为G．对蜡块进行受力分析：F1＜G，F2＝G，F3＝G．同一物体，重力G不变，所以F1＜F2＝F3根据阿基米德原理：V排＝gF液浮;酒精中：V排酒精＝V物;水中：V排水＝gF水2;盐水中：V排水＝gF盐水3酒精水盐水（a）（b）（c）图1—5—2∵F2＝F3，水＜盐水∴V排水＞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．6.精析此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”，即铜球静止时是漂浮于水面，还是沉于水中．有初中物理浮力初中物理的学生拿到题后，就认定V排＝0.5dm3，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＝球Vm＝球gVG（g取10N/kg）球＝3dm5.0kg/N10N5.4＝0.9kg/dm3＝0.9kg/dm3×103kg/m3;这是一个空心铜球，且球＜水，所以球静止后，将漂浮于水面，得F浮＝G＝4.5N．解法2求出铜球浸没在水中时受的浮力F浮＝液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5×10－3m3＝5N．答案4.5N14.精析分别对（a）（b）图当中的木块进行受力分析．解图（a），木块静止：F拉＋G＝F浮1①②F拉＝F拉1－F拉2;F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．15.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．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F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7969．18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：初中物理浮力初中物理A＝3333333333m100.6kgm100.1kg/m10m10kg/m101＝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＝AgVA;VA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．19.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：F浮＋F＝G（N为支持力）;N＝G－F浮＝F;液体对容器底的压力F′＝nF;F′＝m液g＋1gVm液＝gF－1V＝BnF＝1V;F′＝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．20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g△h·S＝水gV铝＝F浮．铝块体积，V积＝铝m＝3/7.227cmgg＝10cm3铝块排开水质量：m排＝水V铝＝1g/cm3×10cm3＝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．21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gV排＝m冰g;V排＝冰冰m冰熔化成水后，质量不变：m水＝m冰;求得：V水＝水冰m＝水冰m;比较①和②，V水＝V排初中物理浮力初中物理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