资源简介 《浮力》全章复习与巩固(提高) 【学习目标】1、知道浮力产生的原因;2、会利用浮力的产生原因、称重法、公式法、特殊状态法,计算浮力的大小,并解决实际问题;3、理解阿基米德原理,知道浮力的大小只与排开液体的体积,和排开液体的密度有关;4、理解物体的浮沉条件,能运用物体的浮沉条件解决有关问题。【知识网络】/【典型例题】类型一、浮沉条件解题/1.(2019河南)如图所示,将一个由某种材料制成的空心球放入甲液体中,小球漂浮在液面上;若把它放入乙液体中,小球沉入杯底。则下列判断正确的是( )/A.该材料的密度一定小于甲液体的密度B.该材料的密度一定大于乙液体的密度C.球在甲液体中受的浮力小于它在乙液体中受的浮力D.球在甲液体中受的浮力等于它在乙液体中受的浮力【答案】B【解析】设该材料的密度为ρ,若,空心球会漂浮在甲液体的液面上,故A错;∵球是空心的设球的平均密度为,空心球沉于乙液体中,∴,故B正确;∵小球在甲液体里漂浮,∴受到的浮力:,------①∵小球在乙液体里下沉,∴受到的浮力:,------②由①②得:,即:球在甲液体中受的浮力大于它在乙液体中受的浮力,故C、D错。【总结升华】据物体的密度与液体的密度的大小关系确定物体在水中的状态:放入液体的物体如果,物体下沉或沉底;如果,物体上浮或漂浮;如果,物体悬浮。如果是空心物体,应该是物体的平均密度。举一反三:【变式】体积相同的铜、铁、铝三个小球,放入水中静止后,如图所示,已知这三种物质的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝,则下面判断正确的是( )A.铝球一定是实心的,铜、铁两球一定是空心 B.三个小球的浮力关系:F铝<F铁<F铜C.三个小球的重力关系:G铝>G铁=G铜 D.三个小球的质量关系:m铝>m铁>m铜/【答案】D类型二、受力分析解题/2.如图所示,台秤上的烧杯和水共重49N,用弹簧秤吊着一个体积1 dm3的圆柱形铝块,当铝块浸没水中,水未流出,此时弹簧秤的示数是______________,台秤的示数是______________。(g=9.8N/kg;已知ρ铝=2.7×10 3kg/m3) / 【思路点拨】(1)利用阿基米德原理可以求出浮力,利用“称重法测浮力”可以求出物体的弹簧测力计的示数;(2)台秤对烧杯的支持力和烧杯对台秤的压力是一对平相互作用力,对烧杯和水受力分析求出支持力的大小,即台秤受到的压力大小。【答案】16.66N;6kg【解析】铝块受到的浮力:铝块受到的重力:研究圆柱形铝块,当铝块浸没水中静止时受三个力平衡,有等式:弹簧测力计示数: ; 由于水对铝柱体有浮力作用,根据力的作用是相互的,铝块对水有压力作用,。以烧杯和水为研究对象进行受力分析,有等式:/,台秤受到的压力:/,台秤的示数:。【总结升华】题考查了受力分析、力的合成、受力平衡条件的应用、浮力大小的计算等问题,题目综合性较强。 举一反三:【变式】盘秤上放一盛水容器,秤的示数为1kg。将一5N的物体吊在弹簧秤下放入水中,如图所示,求当弹簧秤示数为4N时,容器下的盘秤示数为多少?(g=10N/kg)/【答案】1.1kg类型三、测密度/3.在一次社会实践活动中,小明拾到了一块外形奇特颇有观赏价值的石头,此石块的密度是多大呢?小明用一个弹簧测力计和一根细线在河边就测出来了,请你猜想小明是怎样测量的。(要求写出主要的测量步骤和计算密度的表达式)【思路点拨】测量石块的密度,主要从测量质量和体积两方面来考虑:①弹簧测力计可以测出重力,间接求出质量;②测出浮力,利用阿基米德原理,计算出石块的体积;③根据密度公式计算石块的密度。【答案】主要测量步骤: ①用细线拴住石块挂在弹簧测力计的挂钩上在空气中称重,测出石块重G; ②把石块浸没在河水中,用弹簧测力计测出石块所受弹簧测力计的拉力F; ③根据测量的实验数据计算出石块的体积V和密度/,石块的体积/; 石块的密度:/【解析】根据公式/知,要测量石块的密度,需要测出石块所受的重力和石块的体积,石块所受的重力可以用弹簧测力计直接测出;由于石块的形状不规则,且密度大于河水的密度,因此,可以将石块浸没在河水中,使石块排开河水的体积等于石块的体积,根据阿基米德原理知,石块浸没在河水中排开河水的体积/,将石块用细线系住浸没在河水中,读出石块所受弹簧测力计的拉力,用称重法求出石块所受的浮力,进而求出石块的体积,最后求出石块的密度。【总结升华】无论哪种方法测物体的密度,都是从质量和体积两个方面入手,所有步骤都应围绕这两方面进行。举一反三:【变式】小东同学想测出液体B的密度,但手边只有一个弹簧测力计、一根细线,一个小石块、两个烧杯和足量的水,小东同学根据这些器材设计出了下面的实验步骤,但不完整,请你将小东的实验步骤补充完整: ①用细线系住小石块,将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中; ②________________; ③用弹簧测力计测出小石块浸没在水中时受到的拉力F; ④________________。 请根据小东测量的物理量表示出液体B的密度/=________________。【答案】②用弹簧测力计测出小石块所受的重力G; ④用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中时受到的拉力/;/【解析】水的密度已知,用弹簧测力计测出小石块所受的重力后,再把小石块浸没在水中用弹簧测力计测量,测出小石块所受的拉力,即可计算出小石块所受的浮力和小石块的体积;再把小石块浸没在液体B中,用弹簧测力计测量,测出小石块所受的拉力,即可计算出小石块在液体B中的所受的浮力和液体B的密度。类型四、漂浮载物/4.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A的支持力是2N,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=10N/kg)/【答案与解析】从乙图可知,木块B在水中漂浮所以:,此时木块有2/5的体积露出水面,木块浸入液体的体积为:,由阿基米德原理可得:,即:,代入数值得:; 从甲图可知,金属块A和木块B在水中漂浮,∴,由阿基米德原理可得:,即:,而:,代入得:,解得:。从乙图可知,金属块A沉到容器的底部,金属块受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和支持力,则:,即:,代入数值得:,解得:;而:,∴木块的重力为:。【总结升华】一是漂浮条件的使用,二是对阿基米德原理的理解和应用。关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体进行受力分析。举一反三:【变式】如图所示,在木块A上放一金属块B后,木块A恰好没入水中,此时水对容器底的压强为P1。将金属块B从木块A上取下,放入水中并浸没,静止时容器底对金属块B的支持力为20N,此时水对容器底的压强为P2。已知木块A的体积为7.5×10-3m3,金属块B的密度为3×103kg/m3,取g=10N/kg。则( )A.P1大于P2 B.P1小于P2C.金属块B的体积为2×10-3m3 D.木块A的密度为0.6×103kg/m3/【答案】AD【解析】如图,B在木块上漂浮,,将金属块B从木块A上取下,放入水中,金属的密度大于水的密度,B将下沉,而木块漂浮,此时二者受到的浮力,∵,∴,∵,∴前后排开水的体积:,∴容器内水深:,∵,∴,故A正确、B错;∵,∴B在水中下沉至水底:,即:,,故C错;金属块B在木块上漂浮,木块A恰好没入水中,,即:,解得:,故D正确。类型五、综合应用与实验探究/5.木块A的体积为500cm3,质量为300g,用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中,容器的底面积为100cm2,容器内水面高度为30cm,如图所示,求:/(1)物体受到的浮力;(2)水对容器底的压强;(3)绳子的拉力T;(4)若剪断绳子后,木块静止时,水对容器底的压强。(g取10N/kg)【思路点拨】已知木块体积可求所受浮力,已知水的深度可求压强,根据二力平衡可求可求绳子拉力;绳子剪断后,木块漂浮,浮力等于重力,算出排开水的体积,根据总体积减去排开水的体积就是减小的水的体积,从而算出减小的水深度,进一步算出水的深度,求出水对容器底部的压强。【答案】【解析】(1)物体受到的浮力:;(2)水对容器底的压强:;(3)物体A受力分析如图所示,根据A受力平衡可得:,即:/(4)若绳子剪断后,木块漂浮:由阿基米德原理:可得:;所以:木块静止时,水对容器底的压强:。【总结升华】题目考查浮力、液体压强的计算,二力平衡条件的应用,力的合成等问题,题目综合性较强。举一反三:【变式】(2019达州)如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时(g=10N/kg)求:(1)木块浸没在水中受到的浮力?(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大?(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少?/【答案】(1)由:得:;(2)木块静止在水面时,由于漂浮,所以:, , ; (3), 由得:。/6.小明和小华用图所给器材做“探究物体浮沉条件”的实验。请在下面横线上填入相应正确内容。(1)他们首先探究物体下沉的条件,过程如下:A.将部分螺母放入塑料瓶中,旋紧瓶盖,浸没水中松手后,观察到小瓶下沉;B.取出小瓶 ;C.将小瓶挂在弹簧测力计下,见图(a),测出其重力为 N;D.将小瓶浸没水中,弹簧测力计示数见图(b),则小瓶受到的浮力为 N;E.分析比较数据得出物体下沉的条件。(2)他们接着探究物体上浮的条件,过程如下:A.取出小瓶, ;B.用弹簧测力计测出小瓶的重力;C.将小瓶浸没水中松手后,观察到小瓶上浮,在小瓶露出水面前,它受到的浮力为 N,依据是: ;D.分析比较数据得出物体上浮的条件。/【答案】(1)擦干瓶上的水;2.4;0.6N(2)倒出螺母,将瓶子外面的水擦干;0.6;阿基米德原理(或F浮=ρgV)【解析】(1)B、为了准确测量瓶子和螺母的重力,在测量前应擦干瓶上的水;C、弹簧秤2至3之间有5个小分度,即每一分度表示0.2N,则指针所指的刻度为2.4N。D、由弹簧秤示数可读出拉力F=1.8N,物体在重力、拉力及浮力作用下处于静止状态,故物体所受浮力F浮=G-F=2.4N-1.8N=0.6N。(2)A、为了观察瓶子的上浮,故应将螺母倒出,减小瓶子的重力,并且为了准确应将瓶子外面的水擦干;C、由于瓶子的体积没有变化,故由阿基米德原理可知,物体在露出水面前其浮力应等于有螺母时的浮力0.6N。(也可由浮力公式F浮=ρgV分析得出结论)【总结升华】题目探究了物体的浮沉条件。探究物体下沉的条件,用弹簧秤量出瓶及螺母的重力,同时利用称重法,测出物体浸没时的浮力,可得出物体下沉的条件;探究物体上浮的条件,取质量较小的瓶子,由于瓶子的体积不变,瓶子完全浸没时,排开液体的体积不变,故所受浮力不变,根据浮力和重力的关系可得出上浮的条件。【巩固练习】一、选择1.(2019 厦门)2019年6月,我国首台载人潜水器“蛟龙号”在太平洋马里亚纳海沟,进行7km级海试,如图所示。“蛟龙号”采用向空气舱中注入海水实现下沉,用抛弃压载铁的办法实现上浮。“蛟龙号”下沉、上浮的原理是( )/A.下沉时靠减小浮力,上浮时靠增大浮力 B.下沉时靠增加自重,上浮时靠减小自重C.下沉时靠减小浮力,上浮时靠减小自重 D.下沉时靠增加自重,上浮时靠增大浮力2.(2019 威海)在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系,正确的是( )/A.F甲>F乙>F丙???ρ甲>ρ乙>ρ丙 B.F甲<F乙<F丙ρ甲<ρ乙<ρ丙C.F甲=F乙=F丙 ρ甲>ρ乙>ρ丙 D.F甲=F乙=F丙ρ甲<ρ乙<ρ丙3.如图所示,木块下面悬挂一个实心铁球,放入水中,铁球浸没水中,而木块仍浮在水面,下面受力分析正确的是( )/A.木块的重力等于木块受到的浮力 B.铁球的重力等于铁球受到的浮力C.木块和铁球重力之和等于木块和铁球受到的浮力之和 D.铁球的重力一定大于木块的重力4.如图所示,一个充气的气球下面挂了一个金属块,把它的放入水中某处恰能静止。如果把金属块及气球的位置轻轻向上移一些,则金属块及气球( )/A.仍能静止 B.向下运动 C.向上运动 D.上下晃动5.质量为200g的小球,轻轻放入盛满水的容器中,溢出160g的水,静止后小球将( )A.沉入水底 B.悬浮水中 C.浮出液面 D.无法确定6.一个大冰块放在水里,因为水不够深,所以冰块压到盆的底部,当冰全部熔解后盆内水面( )A.上升 B.下降 C.位置不变 D.结论和冰的体积有关 7. 体积相同的甲乙两球浸没在某液体中,静止时,其状态如图所示,比较两者质量的大小,应该是( )/A.甲比乙的质量大 B.甲、乙的质量一样大 C.甲比乙的质量小 D.若其中有空心的,就无法判断8. A和B是密度为ρ=5×103kg/m3的某种合金制成的两个小球,A球的质量为;甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为。若用细线把球和木块系住,则在水中平衡时如图所示,甲有一半体积露出水面,乙浸没水中(g取10N/kg)。则下列计算正确的是( )A.木块的密度为0.6×103kg/m3B.如果剪断木块乙和B球之间的细线,B球静止后,所受重力和浮力的合力的大小为4.8NC.如果剪断木块乙和B球之间的细线,乙木块露出水面的体积为4.6×10-4m3D.如果剪断木块甲和A球之间的细线,A球静止后,所受重力和浮力的合力为0.2N/9. 已知两个实心球密度之比ρ1:ρ2=2:3,体积之比V1:V2=2:1,把它们放入水中静止后,所受的浮力之比F1:F2可能是( )A./ B.4:3 C./ D.2:1二、填空10.如图是研究浮力的大小与哪些因素有关的实验装置,浸没在液体中的物体都相同,若选甲、乙两个装置,可以探究浮力大小是否与________有关,若选甲、丙两个装置,可以探究浮力大小是否与________有关。/11.一体积为1.0×10-4m3的实心物体A悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计读数为2.8N,物体A的密度为________//。若把物体A完全浸没在某种液体中时,弹簧测力计的读数为1.8N,则物体在这种液体中受到的浮力是________N。12.有一个木块,把它浸没在盛满水的烧杯中,从杯中溢出水10g,若把它浸没在盛满酒精的溢水杯中,会从杯中溢出____g酒精。(/,/,/)13.弹簧测力计下挂一个物体,在空气中称,弹簧测力计示数为G,将物体浸没于水中,弹簧测力计的示数为G/3,这个物体的密度是_______________ kg/m3。14. 一物体的质量为2kg,体积为3×10-3m3。将其浸没在水中后松手,该物体将 (填“上浮”、“漂浮”或“悬浮”),静止时该物体所受的浮力为 N。(g=10N/kg)15.甲、乙两个实心金属球的质量相等,其密度分别是/和/。甲金属球挂在甲弹簧测力计下,乙金属球挂在乙弹簧测力计下,并且使两金属球均浸没在水中。这时,甲、乙两金属球所受的浮力之比是________。甲、乙两弹簧测力计的示数之比是________。16.一名潜水员需要到水下打捞体积为/的物体,当他潜入水下10m深处时摸到物体,此时他所受水的压强为________Pa,物体受到水的浮力为________N,浮力的方向为________。三、实验探究17.测定人体血液密度的方法是:在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液,再向每支试管内分别滴入一滴血液,分析人员只要看哪一个管中血液悬浮,就能判断血液的密度。 根据上文的启示,利用下列器材:一个杯子、足够的水和食盐、一根玻璃棒、一支密度计。你能否设计一个实验,测量一个鸡蛋的密度。请写出: (1)实验的思路是________________________________________。 (2)实验所用到的物理原理是________________________________。18.在用天平测石块所受浮力的实验中,小刚先在烧杯中注入适量的水,如图甲所示,用天平测出烧杯和水的总质量为 g;然后,再把用细线拴好的石块浸没在天平左盘上的烧杯内的水中,如图乙所示,在天平右盘添加适量的砝码,移动游码,天平再次平衡。请你根据图景计算石块受到的浮力F浮= N。(g=10N/kg)/四、计算19.有一个弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,在圆柱体逐渐浸入装有水的柱形烧杯的过程中(如图所示),观察并记录弹簧测力计的示数变化,如下表所示(g=10N/Kg)圆柱体浸入的深度h(cm)00.61.21.82.43.03.64.24.86弹簧测力计的示数F(N)32.852.702.552.42.42.42.42.42.4根据表中所给的条件求: (1)当圆柱体浸入的深度为3.0cm时,其底面所受的压强; (2)圆柱体的质量; (3)圆柱体的密度。/20.(2019 咸宁)如图所示,甲圆柱形容器中装有适量的水。将密度均匀的木块A放入水中静止时,有2/5的体积露出水面,如图乙所示,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了300Pa。若在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块,平衡时木块A仍有部分体积露出水面,如图丙所示,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了400Pa。若将容器中的水换成另一种液体,在木块A上表面轻放一个质量为m2的物块,使平衡时木块A露出液面部分与丙图相同,如图丁所示。若m1:m2=5:1,ρ水=1.0×103kg/m3。/(1)在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块平衡时,如图丙所示,木块A露出水面的部分占自身体积的多少?(2)另一种液体的密度为多少kg/m3?【答案与解析】一、选择1.【答案】B2.【答案】C【解析】木棍漂浮,浮力等于重力,所以在三种液体中受到的浮力相等;根据阿基米德原理:F浮=ρgV排,V排丙>V排乙>V排甲,∴ρ丙<ρ乙<ρ甲。故选C。3.【答案】C4.【答案】C【解析】当气球和金属块在水中静止时,/。将金属块和气球向上移一些,则气球受到水的压强减小,体积增大,所受浮力增大,此时/,则金属块和气球向上运动。5.【答案】A【解析】小球重2N,放入水中后排开水重1.6N,根据阿基米德原理,小球受到的浮力等于排开液体的重力,所以小球的浮力等于1.6N,又因为浮力小于重力,所以下沉。6.【答案】A【解析】若水足够多时,冰块漂浮在水面上。冰块受到的浮力等于自身的重力,即,即:,代入冰和水的密度(冰的密度是0.9×103kg/m3,水的密度是1.0×103kg/m3)可得:V排=0.9V冰;冰熔化为水,质量是不变的,即m冰=m水,ρ冰V冰=ρ水V水,代入冰和水的密度可得:V水=0.9V冰。由此可知,冰熔化为水后,水面是不变的。题中所说的情况是水不够深,冰块压到了盆的底部,此时冰块排水的体积比较少,即V排<V水(冰熔化为水的体积),水面会上升。7.【答案】C8.【答案】B【解析】设甲和乙的体积为V,A的体积:,物体A的重力:,物体甲、乙的重力:。(1)由甲图可知:,∴,即:解得:V=800cm3,木块的密度:,故A错;如果剪断木块甲和A球之间的细线,A球下沉,,A球静止后,所受重力和浮力的合力:,故D错;(2)由乙图可知,,∴,即:,解得:,,,如果剪断木块乙和B球之间的细线,B球下沉,受重力和浮力的合力:,故B正确;如果剪断木块乙和B球之间的细线,乙木块漂浮,,排开水的体积:,露出水面的体积:,故C错。9.【答案】BCD【解析】这道题条件较少,不知道物体在水中静止后处于什么状态,因此需要对水中的两个小球的状态进行分类讨论。(1)如果两个小球都沉入水中,根据公式,它们受到的浮力之比等于它们排开液体的体积之比,即:。(2)如果两个小球都漂浮在水面上,由于浮力的大小等于重力,因此浮力之比等于它们的重力之比 即:/。(3)如果一个球沉底,另一个球漂浮,这种情况下,密度大小的球下沉,1球漂浮,浮力为:/,2球沉底,浮力为:/,两球所受浮力之比:/。二、填空10.【答案】物体浸没在液体中的深度 液体的密度11.【答案】2.8×103;1 【解析】/; /。12.【答案】8 【解析】将木块浸没在满杯水和满杯酒精中,溢出水和酒精的体积相等;∴ /,/。13.【答案】1.5×103 【解析】物体挂在弹簧测力计下处于静止状态,由“称重法测浮力”得:,由阿基米德原理:,解得:。14.【答案】上浮;20【解析】物体完全浸没时受到的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N,物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N,因为浮力>重力,所以松手后物体将上浮;当物体静止时会漂浮在水面上,所以浮力等于自身的重力,为20N。15.【答案】2:1; 8:9 【解析】甲、乙两个实心金属球的质量相等为/,则有:/, 即: /,浮力之比/,/,/。甲、乙弹簧测力计的示数分别为:/,/,/,/, 则:/。16.【答案】105;50;竖直向上 【解析】水下10m压强/; 物体受到的浮力/。三、实验探究17.【答案】(1)设法让鸡蛋悬浮于盐水中,则鸡蛋的密度就等于盐水的密度,用密度计测出盐水的密度,也就知道了鸡蛋的密度 (2)物体悬浮时:/且/18.【答案】80;0.33【解析】(1)从甲图中可以看出烧杯和水的总质量:;(2)从乙图中可以看出示数为:,则石块受到的浮力:。四、计算19.【答案】( 1)300Pa(2)0.3Kg(3)5×103Kg/m3【解析】(1)当圆柱体浸入的深度为3.0cm时,h=3.0cm=0.03m, ∴ /。 (2)由表可知,当深度h为0时,也就是没入水之前测力计的示数为3N,这就是物体的重力。 ∴ /。 (3)分析:/,而V物不知道,故应先求V物。当圆柱体浸入的深度达2.4cm时,圆柱体已全部浸入水中,此时圆柱体所受到的浮力 F浮=3N-2.4N∵ / ∴ /∵ 全部浸入 ∴V物=6×10-5m3∴ /。20.【答案与解析】(1)设A的体积为V、容器的底面积为S,A在水中漂浮,浮力等于重力:,甲图和乙图比较,容器底受到的压力差:,比较甲乙两图,,----①同理,比较甲丙图,,----②由①/②式可得:,此时木块A露出水面的部分占自身体积的1/5;(2)在丙图中,由于m1和A漂浮,可得:,可得:在丁图中,m2和A漂浮可得:,可得:因为:,即:解得:。答:(1)木块A露出水面的部分占自身体积的1/5;(2)另一种液体的密度为0.8×103kg/m3。 展开更多...... 收起↑ 资源预览