1、2浮力计算漫画释义 秋季班 第八讲知识互联网模块一 阿基米德原理的应用知识导航夯实基础【例1】 人的密度跟水差不多, 约为1103kg/m3. 已知一成年男子的质是为70kg, 该男子的体积约为_m3, 当该男子漂浮在海面时, 受到海水的浮力为_N. (g=10N/kg, )【答案】 0.07; 700【例2】 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. B. C. D. 【答案】 D【例3】 (2012西城二模) 小华探究物体受到的浮力F浮与物体浸入水中深度h的关系. 下表中是该实验获取的部分数据, 请
2、你根据数据归纳出: 当这个物体 时, 物体受到的浮力与物体浸入水中深度的关系式 F浮 . h/10-2m123456789F浮/N0.20.40.60.81.01.21.21.21.2【答案】 浸入水中深度小于(或不大于)6cm; F浮(20N/m) hV/cm3m/g1020304050816243240O【例4】 某物质的质量与体积的关系如图所示, 该物质的密度是 kg/m3. 由该物质构成的体积为410-5m3的实心物体, 重是 N; 把它放入密度为1.0103kg/m3的水中, 静止后受到的浮力大小是 N, 排开水的体积是 m3. (g=10N/kg)【答案】 0.8103 0.32
3、0.32 3.210-5能力提升【例5】 有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0.9103 kg/m3, 浓盐水密度是1.1103 kg/m3). 如果冰块全部熔解后, 液面将 ( ) A. 不变 B. 上升 C. 下降D. 无法判断 【答案】 B【例6】 小阳在一次实验中发现把一个铁块用细线系好挂在弹簧测力计下缓慢放入烧杯里的水中时, 弹簧测力计的示数逐渐变小, 于是小阳认为: 物体在液体中受到的浮力随物体浸入液体深度的增加而增大(实验装置如图所示). 可是一旁的小刚同学对他说, 浮力的大小与物体浸入液体的深度无关. 要求: 只利用图示的装置, 通过实验证明小阳的观点是错误的. 请你写出主
4、要实验步骤和相应的实验现象. 【答案】 (1) 把挂在弹簧测力计下的小铁块浸没在水中, 读出此时弹簧测力计的示数, 记为; (2) 继续增加深度(但不接触烧杯的底部), 读出此时弹簧测力计的示数, 记为; (3) , 弹簧测力计的示数保持不变, 说明浮力的大小与深度无关【例7】 实验桌上备有如下实验器材: 符合要求的弹簧测力计、溢水杯、小桶各一个; 钩码一盒、足量的水. 请选用上述实验器材设计一个实验, 证明“浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受的重力”.(1) 请写出实验步骤. (2) 画出实验数据记录表.【答案】 (1) 实验步骤: 将弹簧测力计调零, 用弹簧测力计测量空桶的重力G桶
5、, 并将数据记录在表格中. 将钩码挂在弹簧测力计下, 测出钩码的重力G, 并将数据记录在表格中; 将溢水杯注满水, 小桶清空; 将弹簧测力计下的钩码浸在溢水杯的水中静止, 让溢出的水全部流到小桶中. 用弹簧测力计测出钩码受到的拉力F拉; 再用弹簧测力计测出小桶及桶中水的总重力G总; 并将F拉、G总的数据记录在表格中; 仿照步骤, 分别改变5次钩码浸在水中的体积, 用弹簧测力计分别测量各次钩码受到的拉力F拉; 再用弹簧测力计分别测量各次小桶及桶中水的总重力G总; 并将F拉、G总的数据记录在表格中; 利用公式F浮GF拉分别计算出6次钩码受到的浮力F浮; 利用公式G排液G总G桶分别计算出6次钩码排开
6、水的重力G排液. 并分别记录在表格中. (2) 实验数据记录表格:G桶/N G/NF拉/NG总/NF浮/NG排液/N模块二 浮沉条件的技巧性应用知识导航物体浮沉条件及特点浮沉状态与与与技巧漂浮悬浮沉底注意: 在解浮力题时, 事先判定物体的浮沉状态后, 再选取合适的公式, 往往可以事半功倍. 夯实基础【例8】 将一个木块投入水中, 当木块静止时有露出水面, 则该木块的密度为 .【答案】【例9】 一个体积为100cm3的冰块漂浮在水面上, 则露出水面的体积为 cm3.(水=1.0103kg/m3, 冰=0.9103kg/m3, g=10N/kg)【答案】 10【例10】 已知: 木=0.6103k
7、g/m3, 酒精=0.8103kg/m3, 铁=7.9103kg/m3, 水银=13.6103kg/m3.(1) 将一木块投入到一装满水的容器中, 溢出水; 若将此木块投入到装满酒精的容器中, 溢出 g酒精.(2) 将一铁块投入到一装满水的容器中, 溢出水; 若将此铁块投入到装满酒精的容器中, 溢出 g酒精.(3) 将一铁块投入到一装满水的容器中, 溢出水; 若将此铁块投入到装满水银的容器中, 溢出 g水银.【答案】 10; 8; 79能力提升【例11】 (2012北京中考) 甲、乙两溢水杯放在实验桌上, 分别盛满水和酒精, 酒精的密度为0.8103kg/m3. 将密度为0.9103kg/m3
8、的小球M轻轻放入甲溢水杯的水中, 小球M静止时从甲溢水杯中溢出9g的水; 将小球M轻轻放入乙溢水杯的酒精中, 小球M静止时从乙溢水杯中溢出 g的酒精. 【答案】 8【解析】 小球放入甲溢水杯的水中, 漂浮. 即 小球放入乙溢水杯的酒精中, 沉底. 即 所以【例12】 如图所示, 甲、乙两个实心小球, 体积分别为V甲、V乙, 密度分别为甲、乙, 质量分别为m甲、m乙, 两个容器A、B中装有密度分别为1、2的液体, 已知它们的密度关系为1甲乙2, 则 ( )A. 若V甲=V乙, 将甲、乙都放入容器A中, 静止时二者所受浮力之比为甲: 乙B. 若V甲=V乙, 将甲、乙都放入容器B中, 静止时二者所受
9、浮力之比为1: 2C. 若m甲=m乙, 将甲、乙都放入容器B中, 静止时二者所受浮力之比为乙: 甲D. 若m甲=m乙, 将甲、乙分别放入容器A、B中, 静止时二者所受浮力之比为1: 甲甲A B 乙【答案】 D【解析】 甲球放入A中, 沉底; 浮力.甲球放入B中, 漂浮; 浮力.乙球放入A中, 沉底; 浮力.乙球放入B中, 漂浮; 浮力.所以A选项, ; B选项, ; C选项, ; D选项, .模块三 受力分析法的应用知识导航受力平衡法: 受力分析, 列力的平衡方程. 此法为求解力学题最根本的方法.夯实基础【例13】 如图所示, 体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没
10、在水中(g=10N/kg, 水=1.0103kg/m3, 绳子重力不计). 求: (1) 木块此时受到浮力. (2) 木块的重力. (3) 剪断绳子, 木块静止时排开水的体积. 【答案】 (1) 2N (2)1.2N (3)【解析】 (1) (2) (3) 【例14】 甲、乙两个体积相同的实心金属块, 已知, . 用细线拉着浸没水中不触底, 则静止时拉力比为 . 【答案】 4:5【例15】 甲、乙两个实心金属球, 它们的质量相同, 其密度分别是和. 甲球挂在甲弹簧测力计下, 乙球挂在乙弹簧测力计下, 并且让金属球全部没入水中, 这时 ( )A. 甲乙两球所受浮力之比是2:1B. 甲乙两球所受浮
11、力之比是1:2C. 甲乙两弹簧测力计示数之比是3:9D. 甲乙两弹簧测力计示数之比是11:12 【答案】 A【解析】 甲乙两弹簧测力计示数之比是8:9【例16】 甲、乙两物体的体积相同, 甲的密度是4103kg/m3, 乙的密度是8103kg/m3, 将它们分别挂在A、B两个弹簧测力计下, 则以下判断正确的是 ( )A. . A、B两弹簧测力计的示数之比F甲:F乙=1:1B. 若将它们都浸没在水中, 甲、乙两物体受到的浮力之比F浮甲:F浮乙=1:2C. 若将它们都浸没在水中, A弹簧测力计的示数与甲受到的重力之比F甲:G甲=3:4D. 若将它们都浸没在水中, A、B两弹簧测力计的示数之比F甲:
12、F乙=7:3【答案】 C【解析】 A. F甲:F乙=1:2 B. F浮甲:F浮乙=1:1 D. F甲:F乙=3:7能力提升【例17】 实心的铜球和铝球, 它们的质量相同, 如果把它们全部按入水银里, 静止不动, 所用的向下的作用力 ( )A. 铜球比铝球的大 B. 铜球比铝球的小C. 两球的作用力一样大 D. 难以判断 【答案】 B【例18】 (2007北京中考)(多选) 如图所示, 有两个小球M和N, 密度分别为M和N. 图7甲中, 细线的一端固定在杯底, 另一端拴住小球M使其浸没在水中静止; 图7乙中, 细线的一端固定在杯底, 另一端拴住小球N使其浸没在油中静止. 小球M所受重力为GM,
13、体积为VM; 小球N所受重力为GN, 体积为VN. 小球M和N所受细线的拉力大小相等, 所受浮力分别为FM和FN. 已知水的密度为水, 油的密度为油, 且水油NM, 则下列判断中正确的是 ( )A. GMGNB. VMVNC. FNFMD. FNFM【答案】 AD【例19】 如图所示, 铜、铁、铝三个实心球, 用细绳拴住, 全部浸没在水中时, 三个细线上的拉力相等, 则关于这三个金属球的体积、质量之间的关系. 下列判断正确的是 ( )A. B. C. D. 【答案】 D模块四 浮力的应用之土密度计知识导航密度计的原理是利用漂浮时浮力等于物体自身的重力制成. 即; 根据公式分析,越大, 越小.夯
14、实基础【例20】 将适量的橡皮泥黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中), 这就制成了一个很有用的土仪器. 将它分别放在盛有不同液体杯中, 静止时的情景如图所示. 对于这个土仪器所运用的知识或用途, 下列说法不正确的是 ( )A. 运用了二力平衡的知识B. 运用了物体的漂浮条件C. 用它可以比较不同液体密度的大小D. 用它直接可以测出液体密度的大小【答案】 D【例21】 (多选) 如图所示是用密度计测甲、乙两种液体密度的情形, 则 ( )A. 密度计在甲液体中受浮力大B. 密度计在两种液体中受浮力相等C. 甲液体的密度大D. 乙液体的密度大【答案】 BD【例22】 学过浮力知识后, 李浩用一根
15、筷子和一些铁丝, 自己制作了一个测量液体密度的“土密度计”, 如图所示. 他把密度计先后放入水和酒精()中, “土密度计”均处于漂浮状态. 李明在密度计上面记下了两种液体液面所在的位置a和b, 但他忘记了刻线跟液体的关系. 【例23】【例24】 请你告诉他, 刻线b对应的是 水(填“水”或“酒精”). 如果把这个“土密度计”放入足够多的密度为1.2g/cm3的另一种液体中, 它将 漂浮(填 “漂浮”、“悬浮”或“沉底”). 【答案】 水; 漂浮能力提升【例23】 (2008北京中考) 欢欢利用小试管、螺母和细线制成了一个“土密度计”, 用图所示的方法测量液体的密度. “土密度计”在酒精()中静
16、止时露出液面的高度是2cm, “土密度计”在水中静止时露出液面的高度为3cm; “土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm. 则此硫酸铜溶液的密度为 .【答案】实战演练【练1】 把一个体积为60cm3的木球放入装满水的溢水杯中, 当球静止时, 木球有1/3的体积露出水面, 则木球受到的浮力和溢出水的质量分别为(g=10N/kg) ( )A. 2N 200g B. 4N 400gC. 2N 400g D. 4N 200g【答案】 B【练2】 有一不吸水木球, 其质量为l0g, 体积为20cm3, 先把它轻轻放入盛满水的溢水杯中. 当木球球静止时, 溢出水的质量为l0g; 把它取出
17、擦干, 再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中, 当木球静止时, 溢出煤油的质量是(煤油的密度是0.8g/cm3) ( )A. 5g B. 8g C. l0g D. 16g 【答案】 C【练3】 (多选) 甲、乙两个质量相等实心球, 密度分别为和, 现把它们分别挂在两个弹簧计的挂钩上, 然后将两个球浸没在水中且不触底. 这时它们所受的浮力分别为和, 两个弹簧计的示数分别是和, 下列各式正确的是 ( )A. B.C. D.【答案】 AC【解析】 两球密度均大于水, 均沉底. 因质量相同, 对两球进行受力分析, F拉=G-F浮, 【练4】 (2012.7西城初二下期末考试) 体积相等的甲、乙两种液体放在两个
18、完全相同的容器中. 将一个用细棍、小螺母和细线制成的“土密度计”分别放在甲、乙两种液体中漂浮时, 如图所示. 则两个容器对桌面的压力大小N甲 N乙 (选填“”、“=”或“”). 【答案】 【练5】 学过浮力知识后, 小波用一根粗细均匀的木棍和一些铁丝(不计铁丝体积), 自己制作了一个测量液体密度的“土密度计”, 如图所示. 他把密度计先后放入水和酒精(酒精=0.8g/cm3)中, “土密度计”均处于漂浮状态. 小波在土密度计上面记下了两种液体液面所在的位置a和b, 用刻度尺测量出a和b之间的距离是1cm; 小波同学把这个“土密度计”放入足够多的另一种液体中, 在密度计上面记下了液体液面所在的位
19、置c, 用刻度尺测量出c和b之间的距离是1.5cm, 则这种液体的密度为 g/cm3. 【答案】 1.6【解析】 密度计是利用漂浮时浮力等于重力的原理制成的, 则, 因为, 所以, 所以刻线b对应的是水的密度. 设密度计的截面积为S, 水的深度为h, 酒精的深度为h1, 则, 解得h=4cm则, 即 解得:. 日常生活中, 我们常看到一些小朋友吹肥皂泡, 一个个小肥皂泡从吸管中飞出, 在阳光的照耀下, 发出美丽的色彩. 此时, 小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中, 我们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中, 形成一道美丽的风景. 但我们常常是看到肥皂泡开始时上升, 随后便下降, 这是为什么呢? 这个过程和
20、现象, 我们只要留心想一下, 就会发现, 它其中包含着丰富的物理知识. 在开始的时候, 肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气, 肥皂膜把它与外界隔开, 形成里外两个区域, 里面的热空气温度大于外部空气的温度. 此时, 肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度, 根据阿基米德原理可知, 此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力, 因此它会上升. 这个过程就跟热气球的原理是一样的. 随着上升过程的开始和时间的推移, 肥皂泡内、外气体发生热交换, 内部气体温度下降, 因热胀冷缩, 肥皂泡体积逐步减小, 它受到的外界空气的浮力也会逐步变小, 而其受到的重力不变, 这样, 当重力大于浮力时, 肥皂泡就会下降.为什么肥皂泡总先上升后下降 35寒假初二尖端班第2讲教师版
