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- 2021-11-06 发布
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专题(二) 压强、浮力的相关判断
类型一 浮力的相关判断
(1)影响因素:ρ液、V排,当液体密度相同且物体体积相同时,据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,比V排较简单。
(2)看状态:当物体质量相同时,据物体浮沉条件可知:①上浮,F浮>G,ρ液>ρ物;②悬浮,F浮=G,ρ液=ρ物;③下沉,F浮ρ物。根据状态比较或计算F浮和G。
1.将三个体积相同、材质不同的实心小球甲、乙、丙放入盛水的容器中,静止时分别处于漂浮、悬浮和沉底状态,如图ZT2-1所示。
图ZT2-1
(1)三个小球的密度关系: 。
(2)三个小球的质量关系: 。
(3)三个小球排开水的质量关系: 。
(4)三个小球所受浮力的关系: 。
2.将同一小球分别放在甲、乙、丙三种液体中,静止时,小球在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,在丙液体中沉底,如图ZT2-2所示。根据条件比较以下物理量的关系:
图ZT2-2
(1)三种液体的密度关系: 。
(2)小球在三种液体中所受浮力的关系: 。
(3)小球排开液体质量的关系: 。
(4)三种液体对容器底部的压强关系: 。
(5)三个容器对水平面的压强关系: 。
类型二 压强、浮力的综合问题
(1)核心突破:判断密度,可根据m=ρV、p=ρgh、物质的状态等条件确定物体或液体的密度,再结合题意判断压力、压强、浮力、重力、密度等的关系。
(2)由于物体的浸入,导致液面的升高,则据△h=△VS,△p=△FS进行压强、压力、浮力等的判断和计算。
【一个物体放在一种液体中】
3.[2018·山西模拟]如图ZT2-3所示,将两块相同的橡皮泥分别做成实心球形和碗形,放入相同的甲、乙两杯水中,球下沉,碗漂浮,它们受到的浮力分别为F甲、F乙,杯底受到水的压强分别为p甲、p乙,则 ( )
5
图ZT2-3
A.F甲=F乙 p甲=p乙 B.F甲p乙 D.F甲>F乙 p甲>p乙
【同一物体放在不同液体中】
4.[2019·德州]小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图ZT2-4甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水的过程中,下列说法不正确的是 ( )
图ZT2-4
A.鸡蛋受到的浮力不变 B.盐水的密度变小
C.盐水对烧杯底的压强逐渐变小 D.盐水对烧杯底的压力逐渐变大
5.[2019·泰安]如图ZT2-5所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器中液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中 ( )
图ZT2-5
①F1>F2;②ρ1>ρ2;③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强;④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力。
A.只有②③正确 B.只有①②正确 C.只有③④正确 D.只有①③④正确
6.甲、乙两个完全相同的溢水杯放在水平桌面上,甲溢水杯中装满密度为ρ甲的液体,乙溢水杯中装满密度为ρ乙的液体。将物块A分别放入甲、乙两溢水杯中,静止时的情况如图ZT2-6所示。则下列说法中正确的是 ( )
图ZT2-6
A.放入物块A前,溢水杯对桌面压强p甲=p乙
B.放入物块A后,溢水杯中溢出液体的重力G甲p乙
D.物块A放在甲液体中排开液体的体积小,所受浮力比在乙液体中小
【不同物体放在同一种液体中】
7.若将苹果和土豆放入同一大烧杯的水中后,苹果漂浮,土豆沉底,下列说法正确的是 ( )
5
A.苹果受到的浮力一定比土豆大
B.苹果受到水的压强一定比土豆小
C.苹果的质量一定比土豆小
D.苹果的密度可能比土豆大
8.将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底,乙球漂浮,丙球悬浮,如图ZT2-7所示,下列说法正确的是 ( )
图ZT2-7
A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F乙p乙>p丙
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p甲'>p乙'=p丙'
【不同物体放在不同液体中】
9.如图ZT2-8所示,体积相等的物体A、B静止在甲、乙两种不同液体中,它们受到的浮力大小分别是 ( )
甲 乙
图ZT2-8
A.在甲液体中A受到的浮力大于B受到的浮力
B.在乙液体中A受到的浮力等于B受到的浮力
C.在甲、乙两液体中A受到的浮力相等,B受到的浮力不相等
D.在甲、乙两液体中A受到的浮力不相等,B受到的浮力相等
10.如图ZT2-9所示,甲、乙两个小球分别放在两个装有不同液体的容器中处于静止状态,此时容器内液体深度不同,但液体对容器底部的压强相同,则 ( )
图ZT2-9
A.甲密度大于乙密度
B.甲密度等于乙密度
C.甲密度小于乙密度
D.密度的关系无法判断
类型三 浮力的应用问题
(1)轮船:根据物体漂浮时受力平衡F浮=G总(G总不变,船所受浮力不变)。排水量(m排):轮船满载时排开水的质
5
量,F浮=G,故m船+m货=m排。
(2)密度计:根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,浮力不变时浸入液体的体积越小,说明液体的密度越大。
(3)潜水艇:改变自身重力实现上浮和下潜,如图ZT2-10甲所示。模拟潜水艇:用注射器向密封的瓶内打气排水,瓶向上浮起,如图乙所示。
图ZT2-10
11.公元1066年,山西永济市的黄河段发大水把河边拴浮桥的八只镇水铁牛冲走了,官府张榜招纳能把铁牛从河底捞起来的贤人。和尚怀丙揭榜,他先让人把两艘大木船并排拴在一起,船上装满泥沙,又请熟悉水性的人带着绳索潜到水底,用绳索把铁牛绑牢,接着把船上的泥沙铲到河里去,大船慢慢地上升,最终把铁牛捞了起来。下列说法中正确的是 ( )
A.用沙子装满木船是为了减小浮力
B.把泥沙铲入河中的过程中木船所受的浮力减小
C.铁牛在上升过程中,所受的液体压强变大
D.铁牛在上升过程中,所受的浮力逐渐增大
12.[2019·山西百校联考四]如图ZT2-11所示是我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器,它采用的是无动力自主下沉和上浮技术。当它要下潜时就搭载几块“压载铁”;需要上浮时,就适当卸掉几块压载铁,则下列说法正确的是 ( )
图ZT2-11
A.卸掉压载铁,潜水器所受浮力变大,实现上浮
B.潜水器沉在海底时的浮力大于漂浮在海面上时的浮力
C.潜水器在海面上漂浮时,其底部受到的液体压强最大
D.潜水器漂浮时排开海水的质量和悬浮时排开海水的质量相等
5
【参考答案】
1.(1)ρ丙>ρ乙>ρ甲
(2)m丙>m乙>m甲
(3)m排甲ρ乙>ρ丙
(2)F浮甲=F浮乙>F浮丙
(3)m排甲=m排乙>m排丙
(4)p甲>p乙>p丙
(5)p甲'>p乙'>p丙'
3.B
4.C [解析] 鸡蛋由漂浮到悬浮,受到的浮力都等于鸡蛋的重力,故鸡蛋受到的浮力不变;盐水中加清水后密度变小;往杯中加入清水(未溢出),盐水对烧杯底的压力增大,根据p=FS知,盐水对烧杯底部的压强增大。故选C。
5.A 6.C 7.B
8.D [解析] 设甲、乙、丙三小球的体积为V,它们在水中排开水的体积分别为V1、V2、V3,由题图知,
V1=V3=V>V2,根据F浮=ρ水gV排可得F甲=F丙>F乙,故B错误。根据物体的浮沉条件知,F甲m丙g>m乙g,则m甲>m丙>m乙,故A错误。根据液体压强公式p=ρ液gh,由于烧杯相同,且装满水,所以放入三个小球之后,水的深度仍然相同,故三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲=p乙=p丙,故C错误。设烧杯装满水的总质量为m,放入三个球后,三个烧杯分别溢出水的重力大小为F甲、F丙、F乙,则三个烧杯底部对桌面的压力分别为F甲'=mg+m甲g-F甲>mg,F乙'=mg+m乙g-F乙=mg,F丙'=mg+m丙g-F丙=mg,所以F甲'>F乙'=F丙',又因为三个烧杯与桌面的接触面积相同,由p=FS得p甲'>p乙'=p丙',故D正确。
9.C
10.C
11.B
12.B
5
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