2012中考物理总复习浮力 10页

总复习：浮力 ‎（一）浮力 ‎1. 浮力产生的原因：浸在液体中的物体，总要受到液体对它各个面的压力（前后，左右两侧面受到的压力相等），液体对物体向上和向下的压力之差，就是液体对浸入的物体的浮力。即。压力差越大，物体所受浮力越大。当物体处于漂浮状态时，浮力等于液体对物体向上的压力，即。‎ ‎2. 浮力的方向总是竖直向上的。‎ ‎（二）阿基米德原理 ‎1. 内容：浸在液体中的物体，受到向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体受到的重力。即：。‎ ‎2. 适用条件：各种液体和气体。‎ ‎（三）物体的浮沉条件 ‎1. 物体的浮沉条件 ‎（1）物体上浮条件：，对实心物体。‎ ‎（2）物体下沉条件：，‎ ‎（3）物体悬浮条件：，。‎ 以上三点给我们指明判断物体的沉浮或悬浮既可从力的角度，即重力的浮力的大小关系，也可以从密度角度，即物体密度和液体密度的大小关系来判断。‎ ‎2. 物体上浮的终止状态是漂浮，物体处于漂浮状态时，（物体部分露出液面），它与悬浮的区别是：物体悬浮时，物体漂浮时。‎ ‎3. 物体浮沉条件的应用 ‎（1）轮船的排水量：排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。因为轮船漂浮在水面上，所以此时船受的浮力等于船排开水的重力。即。‎ ‎（2）气球和飞艇的升降靠调整气囊中气体的质量来实现。‎ ‎（3）潜水艇的下潜和上浮靠改变自身受到的重力来实现。‎ ‎（4）密度计是测量液体密度的仪器，根据物体漂浮时，物体浸入液体体积的大小与液体密度成反比的原理制成。‎ ‎（四）求浮力的几种常用方法 ‎1. 阿基米德原理。当已知液体的密度和物体排开液体的体积，可根据求出浮力。‎ ‎2. 压力差法。如果已知或根据题给条件能求出浸在液体中的物体上下表面所受液体的压力，要根据求出浮力。‎ ‎3. 示重差法，就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。即。‎ ‎4. 从平衡力的角度建立求浮力的方程。如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，则物体受重力和浮力作用，且此二力平衡，。如果物体受三个力而处于平衡状态。则要分析出重力和浮力以外的第三个力的方向，当第三个力方向与重力同向时，则，当第三个力方向与重力方向相反，则。‎ ‎（五）物体排开液体的体积的几种表达方法 ‎1. 当物体部分浸入液体时，如果题中给出露出或浸入物体体积的几分之几，例如物体露出液面1/3，则。也就是用几分之几物体的体积来表达。如果题中给出露出液面的具体体积值，则用来表达，即。‎ ‎2. 当物体全部浸入液体时，物体排开液体的体积等于物体体积，则。如果物体是空心体可用表达。‎ ‎【典型例题】‎ ‎[例1] 有一金属块，在空气中称得重3.8N，将它浸没在盛满水的溢水杯中时，有50mL的水从溢水杯中流入量筒，求：（1）金属块的体积；（2）金属块在水中受到的浮力；（3）金属块在水中时弹簧秤的读数；（4）金属的密度是多少？‎ 分析：首先应该知道金属块的密度大于水的密度，所以金属块浸没在盛满水的溢水杯中溢出水的体积等于金属块体积，即。根据阿基米德原理，可解得浮力。再根据示重差法，可解得金属块在水中时弹簧秤的读数，即。金属块的密度应根据解得。‎ 解：‎ ‎（1）金属块的体积等于溢出水的体积。‎ ‎（2）。‎ ‎（3）‎ ‎（4）‎ ‎[例2] 如图1所示，物体漂浮在圆柱形容器的水面上，B物体上放着一个物体A时，B排开水的体积为；若将A取下放入水中静止后，A、B两物体排开水的总体积为V2，且，，，求容器底对物体A的支持力的多少？‎ 图1‎ 分析：A、B分开之前漂浮在水面上，则有，将A取下投入水中静止后，物体B仍漂浮在水面上，则有，而A沉入容器底部受三个力作用，即重力、支持力、浮力。则有，以上三个方程相减得：可求出N。‎ 解：原情况A、B叠放在一起时，漂浮在水面上，则有： ①‎ A、B分开后B仍漂浮，A沉入水底，则有： ②‎ ‎ ③‎ ‎①－②－③得：，而 ‎∴ ‎ ‎[例3] 如图2所示，一圆柱形容器底面积为，重为10N，把它放在水平桌面上。容器内放置一边长为，密度为的立方体木块，求：（1）桌面受的压强；（2）向容器内慢慢注水，恰好使木块对容器底的压力为零，此时木块下底面受到的压强多大？容器内水深多少？（。）‎ 图2‎ 分析：注水前，桌面受到的压强，应等于桌面受到的压力除以容器的底面积。即。当慢慢向容器中注水，恰使木块对容器底压力为零时，说明木块此时只受二个力：重力和浮力。物体处于漂浮状态。。而浮力又等于木块底部所受水的压力，进而根据可求出木块底部受到的压强，然后再根据求出此时水的深度。‎ 解：‎ ‎（1）‎ ‎。‎ ‎（2）当时，木块对容器底压力为0，此时，即：，所以 ‎∴ ‎ ‎[例5] 给你足够的水，量筒一只，怎样测定小瓷酒杯的密度（酒杯的直径小于量筒的直径）请写出主要实验步骤及密度表达式。‎ 解析：测固体密度的方法有多种，有直接的方法：用天平测质量、量筒（量杯）测体积；有间接的方法：利用物体漂浮时排开液体的重力等于物体的重力，求出物体的质量，再利用排水法测物体的体积，算出物体的密度，本题应使用间接方法测小瓷酒杯的密度。‎ 答案：‎ ‎1. 在量筒里倒入适量的水，记下水面到达的刻度 ‎2. 把小酒杯漂浮在水面上，记下水面到达的刻度 ‎3. 把小酒杯沉没在水中，记下水面到达的刻度 ‎4. 计算：‎ 小酒杯漂浮在水面上 小酒杯沉没在水中时，它排开水的体积为，即瓷杯自身瓷的体积。‎ 拓展延伸：利用浮力测物质的密度，主要有两类方法：‎ ‎（1）用弹簧秤测出物体在空气中的重力和浸没在液体中的弹簧秤的示数，用算出物质密度。‎ ‎（2）用漂浮在液面的方法，则学们可以设想，假如没有量筒（量杯），能否用浮在液面的方法测出物质的密度？‎ ‎【模拟试题】‎ 一. 填空题：‎ ‎1. 一个2N的钩码，挂在弹簧秤上，当钩码浸没在水中时弹簧示数1.2N，这个钩码受到浮力是 N。‎ ‎2. 把一个木块浸入水中，当木块浮在水面不动时，浸入水中的体积是木块体积的4/5，木块的密度是 ，如果把它浸没在煤油里，煤油的密度是，这时木块处于 状态。‎ ‎3. 质量相同的甲乙两球，它们的密度比是，若将甲球浸没在液体A中，乙球浸没在液体B中，已知，则甲、乙两球所受浮力比是 。‎ ‎4. 使体积为的长方形金属块全部没入水中，当它受到向上的压力是20N时，它受到水向下的压力是 N，若此金属块投入水中深度增加，它受到水向上的压力为30N，则金属块受到的浮力为 N。‎ ‎5. 如图1所示，A是铁块，B是木块，若将A取下直接投入水中，则容器中水面将 ，此时水对容器底的压强将 。‎ 图1‎ ‎6. 一艘轮船的最大排水量为，它满载货物驶入港口，此时船受到的浮力为 ‎ ‎ N，卸下全部货物后，排水量为，则船重 N。此时船受到的浮力为 N。‎ ‎7. 一物体体积为，重29.4N。把它放入水中，则它浸入水的体积是 ，它受到的浮力是 。‎ ‎8. 体积为的正方体木块，浮在水面上，它受到的浮力是 N。如果放进装满水的水槽里，它受到的浮力为 N。（，）‎ ‎9. 为使质量为‎270g的铝球悬浮于水中，它的体积应为 m3，球的空心部分体积为 m3（）‎ ‎10. 将密度计放入密度为的液体中，液面在刻度A处，放在密度为的液体中，液面在刻度B处，已知，则 点在上方。‎ ‎11. 密度为的木块，体积是，放入水中露出水面的体积是 cm3，放入某液体中露出的体积为总体积的3/5，该木块受到的浮力是 N，该液体的密度是 kg/m3。‎ ‎12. 一艘潜水艇的艇壳体积为‎6000m3‎，其内部水箱的体积是‎2000m3‎，当它在水下航行时，水箱正好灌满水，此时潜水艇受到的浮力是 N，当潜水艇排完水箱中水时，潜水艇航行时受到的浮力是 N，此时潜水艇壳有 m3露出水面。（海水密度为）‎ 二. 选择题：‎ ‎13. 有一木块漂浮在水面上，若在水中加一些食盐，木块仍漂浮在水面上，测它受到浮力将（ ）‎ ‎ A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不能确定 ‎14. 两个体积相等的木球和铁球，用细线系住后放入水中时能悬浮在水中，如图2所示，则木球和铁球受到的浮力（ ） A. 木球较大 B. 铁球较大 C. 两球一样大 D. 无法确定 图2‎ ‎15. 把质量相等的铁球和铝球，分别挂在弹簧秤下，然后将它们分别全部浸入水中，比较弹簧秤示数则（ ）‎ A. 挂铁球的读数大于挂铝球的读数 B. 挂铁球的读数小于挂铝球的读数 C. 挂铁球的读数等于挂铝球的读数 D. 无法研究读数大小 ‎16. 如图3所示，一块冰中含有一小木块，，浮在盐水面上，当冰吸热逐渐熔化过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A. 液面一直保持下降 B. 液面先下降后上升 C. 液面先上升后下降 D. 液面一直在上升 图3‎ ‎17. 木块下面用细线吊一块铁块悬浮在水中，如图4所示，若细线断了，待木块静止后，水对容器底的压力将（ ） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大，后变小 图4‎ ‎18. 在密度为的海水中漂浮着一座冰山，冰的密度为，测得冰山露出海面的体积为V，则这座山的体积是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎19. 有甲、乙、丙、丁四个相同的容器，分别盛有水、盐水、酒精和水银四种液体，且液面高度相同。如果把四块质量相同，外形不同的冰块分别放入四个容器中，当冰块熔化后，液面将（ ）‎ A. 水面高度不变，其它液面都升高 B. 酒精液面降低，水面高度不变，盐水和水银面升高 C. 洒精和水面都升高，盐水和水银液面下降 D. 无法判断 ‎20. 一个很薄的塑料袋中装满水，挂在弹簧秤上，把塑料袋浸没在水中（不计塑料袋自重）则弹簧秤的示数（ ）‎ A. 大于塑料袋中的水在空气中的称重 B. 小于塑料袋中的水在空气中的称重 C. 等于塑料袋中的水在空气中的称重 D. 等于零 ‎21. 甲、乙两球的体积之比是，放在同种液体里，甲在液面下的深度是乙在液面下深度的3倍，则甲、乙二球受浮力之比是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎22. 一个空心球，空心部分体积为整个体积的1/2，它漂浮在水面上，有一半露出水面，若将空心部分注满水，则此球静止时将（ ）‎ ‎ A. 漂浮 B. 悬浮 C. 沉底 D. 都有可能 ‎23. 把质量相等的甲、乙两球置于煤油中静止时甲漂浮，乙悬浮，下面说法正确的是（ ）‎ A. 甲、乙所受浮力相等，甲密度小于乙密度 B. 甲受的浮力小于乙，甲密度小于乙 C. 甲受浮力小于乙，甲密度大于乙 D. 甲、乙浮力相等，密度相同 ‎24. 水球运动员在把漂浮水面上的水球慢慢压入‎0.5m深水下的过程中，水球运动员对水球的压力（ ）‎ A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 始终不变 D. 先增大，后不变 三. 计算题：‎ ‎25. 有一金属球，在空气中称时，弹簧秤示数为14.7N，浸没在水中称时，弹簧秤示数为4.9N，已知该金属的密度为，这个金属球是空心的还是实心的？‎ ‎26. 将一木块和一铁块用细线拴在一起，并置于水中，若要使它能够停留在水中任何深度的地方，求木块与铁块的体积之比？（）‎ ‎27. 有一密度为，边长为‎10cm的立方体木块浸在水中，如图5所示，若用对木块的拉力是N，求木块此时受到的浮力？（用三种方法）‎ 图5‎ 中考连接（浮力专题）‎ A B 图10‎ C 图7‎ ‎1．（09朝阳1）如图7所示，在底面积为S 的圆柱形水槽底部有一个金属球，圆柱型的烧杯漂浮在水面上，此时烧杯底受到水的压力为F1。若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水平漂浮在水中，此时烧杯底受到水的压力为F2，此时水槽底部受到水的压强与捞起金属球前的变化量为p，水的密度为ρ水。根据上述条件可知金属球捞起放入烧杯后 A．烧杯受到的浮力为F2 –F1 B．烧杯排开水的体积增大了 C．金属球受的支持力为F2 –F1–pS ‎ D．水槽底部受到水的压力变化了pS ‎2. （09朝阳1）一个密度计如图10所示，其刻度部分的A、B 两点， 分别是最上面和最下面的刻度位置，这个密度计的测量范围是1.00×‎103kg/m3～ 1.60×‎103kg/m3,把这个密度计放入某种液体中，液面的位置恰好在A、B的中点C处，则这种液体的密度是_______ g/cm3。 （计 算结果保留两位小数）‎ ‎3．（09崇文1）潜水艇在海面下航行时排开水的质量为，在海面上航行时排水的质量为，设海水的密度为，下列说法中正确的是（ ） 多选 A．它在海面下航行时所受浮力等于 B．它在海面下航行时所受的压力差 C．当潜艇在海面上航行时，水中部分的体积为 D．要使潜艇潜入海面下要充入重为的海水 ‎4．（09崇文1）一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器，内装某种液体。 将体积为V的金属块A挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中（A与容器底未接触）。金属块A静止时，弹簧测力计的示数为F。将木块B放入该液体中，静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:12，把金属块A放在木块B上面，木块B刚好没入液体中（如图11所示）。若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为13:24，则金属块A的密度为____________。‎ ‎5．（09崇文1） 实验桌上有如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯各一个；水、盐水、细线适量；一大块橡皮泥；体积相同的铜块和铁块各一块；体积不同的铁块各一块．要求从实验桌上选择适当器材，设计一个方案，探究“浮力的大小与物体密度是否有关”。‎ ‎（1）从给定的器材中选择弹簧测力计、烧杯一个、水、细线，除此之外，你还需要实验器材有 。‎ ‎（2）实验步骤：‎ ‎（3）根据可能出现的实验现象，得出相应的探究结论： 。‎ ‎6、（09东城1）在一个圆柱形容器内盛有深为‎20cm的水。现将一 质量为‎200g的密闭空心铁盒A放入水中时，空心铁盒有一半浮出水面；当铁盒上放一个小磁铁B时，铁盒恰好浸没水中，如图11甲所示；当把 它们倒置在水中时，A有1/15的体积露出水面，如图11乙所示。小磁铁B的密度为 kg/m3。 ‎ ‎7．（09东城1）如图16（甲）所示，金属块所受的浮力为 N；如图16（乙）所示，金属块排开水的体积为 m3。‎ ‎8、（09丰台1多选）将边长是‎10cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的大水槽内。待木块静止时，从水槽中溢出了‎600g水，已知木块的密度小于水的密度（g=10N／kg），则：‎ A. 木块受到的浮力为6N B. 木块下表面受到水的压强为600Pa C．木块的密度为‎6g/cm3 D. 木块下表面受到水的压力为60N 图11‎ ‎9、（09海淀1）如图11所示，底面积为S1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为ρ的正方体金属块放入底面积为S2的长方体塑料盒中（塑料盒的厚度可忽略不计），塑料盒漂浮在液面上（液体不会溢出容器），其浸入液体的深度为h1。若把金属块从塑料盒中取出，用细线系在塑料盒的下方，放入液体中，金属块不接触容器，塑料盒浸入液体的深度为h2。剪断细线，金属块会沉到容器的底部，塑料盒漂浮在液面上，其浸入液体的深度为h3。若塑料盒始终处于如图所示的直立状态而未发生倾斜，则细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强减小了 。‎ ‎10．（09海淀1）通过实验同学们已经知道影响浮力大小的因素，但小欣同学仍然认为浸没在液体中的物体所受浮力的大小似乎跟它在液体中的深度有关。请你帮她完成验证此猜想是否正确的实验。‎ ‎（1）现已提供的器材有：石块、细线、烧杯、适量的水。为完成此实验，还必须提供的一种器材是：____________。‎ ‎（2）请将下面不完整的实验步骤补充完整：‎ ‎① 用细线系牢石块，挂在弹簧测力计挂钩下，记录弹簧测力计的示数为F；‎ ‎② 将石块浸没在水中某一深度，且不与烧杯接触，记录弹簧测力计的示数为F1；‎ ‎③ _________________________________________，记录弹簧测力计的示数为F2。‎ ‎（3）分析与论证：‎ 若F－F1≠F－F2，则说明浸没在液体中的物体，所受浮力与它浸没的深度有关；‎ 若F－F1=F－F2，则 。‎ ‎11、（09密云1）一个空心铜球，其质量是‎0.5kg，体积是5×10‎-4m3‎。手拿此球使之没入水中，放开后该铜球将在水中 。（选填“下沉”、“悬浮”或“上浮”）‎ ‎12.（09密云1）实验桌上提供了‎100g的钩码6个，0-10N的弹簧测力计一个，适量的水一玻璃杯。请你利用提供的实验器材，设计实验证明水对物体的浮力与物体排开水的体积成正比。（5分）‎ ‎ ‎ ‎13、（09石景山1）．小明家买的某种品牌的牛奶喝着感觉比较稀，因此他想试着用学过的知识测量这种牛奶的密度。他先上网查询了牛奶的密度应该为‎1.03g/cm3，然后他找来一根粗细均匀的细木棒，在木棒的表面均匀地涂上一层蜡，并在木棒的一端绕上一段金属丝（体积不计），做成了一支“密度计”。小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺。请你按照小明的实验思路，将实验步骤补充完整。‎ ‎ (1) 将一段金属丝绕在木棒的一端，制成“密度计”，用刻度尺测出其长度L；‎ ‎ (2) 将“密度计”放入盛水的容器中，使其漂浮在水中，用刻度尺测出密度计露出水面的高度h水；‎ ‎ (3) ；‎ ‎ (4) 已知水的密度为ρ水，利用上述测量出的物理量和已知量计算牛奶密度的表达式 ‎ 为： 。‎ ‎14．（09顺义1）把重5N、体积为0.4dm3的物体投入水中。若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法中正确的是(g取10N／kg)‎ ‎ A. 物体沉底，F浮＝4N B．物体悬浮，F浮＝4N ‎ C．物体漂浮，F浮＝5N D．物体漂浮，F浮＝1N t/s a F/N ‎1400‎ ‎900‎ v b t1‎ t2‎ t3‎ 图 2‎ ‎15、（09顺义1）在图2（a）中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中。图（b）是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水对石料的阻力，可算出该石料的密度 A．1.8×103 B．2.3×103‎ C．2.8×103 D．3.2×103‎ ‎16、（09顺义1）一个重15N，体积为1dm3的小球，用手抓住将它浸没在水中，松手后小球将 ▲ (填“上浮”“下沉”或“悬浮”)．‎ ‎17．（09顺义1）如图6所示，横截面积为S的容器内盛有部分水，水面上方压有一块横截面积也为S的活塞M，现在活塞的中央挖一个面积为S0的小孔，小孔内塞入一木塞N。假设N与M之间、M与容器器壁之间紧密结合，且不考虑任何摩擦。已知水的密度为ρ水，当在N的上方放置一块质量为m的物块后，活塞M上升的距离为 。‎ ‎18、（09西城1）蓓蓓用量筒、溢水杯、小烧杯、水和细铁丝等实验器材完成了对一个塑料球密度的测量。请你根据图21所示的实验情景，把相应的数据填入下面的表格中。‎ ‎⑷再把小烧杯中的水倒入情景⑵的量筒中。测得水的体积为V2。‎ ‎⑶用细铁丝把漂浮的小球压入水中，小球浸没时，溢出的水再次流到小烧杯中。‎ ‎⑴把小球轻轻地放入盛满水的溢水杯中，小球漂浮时，溢出的水流到小烧杯中。‎ ‎⑵把小烧杯中的水倒入量筒中。测得水的体积为V1。‎ 小球漂浮时 的排水体积 V1/cm3‎ 小球浸没时 的排水体积 V2/cm3‎ 小球的质量 m球/g 小球的密度 r/kg×m—3‎ ‎20．（09宣武1多选）如图9甲所示，A、B两个实心正方体所受重力分别为GA、GB ，它们的密度分别为ρA 、ρB ，它们的边长分别为hA 、hB 。若将它们放在水平地面上，对地面产生的压强分别为pA、pB。若将它们放入柱状容器的水中(水未溢出)，物体静止后，如图9乙所示，A物体有1/3的体积露出水面, B物体静止在水中，容器底部受到水的压力比未放入两物体时增加F1 ；若将B物体取出 轻压在A物体上(水未溢出)，待物体静止后，容器底部受到水的压力比未放入两物体时增加F2 。若已知pA =2pB ，F1=1.52N，g取10N/kg 。则下列说法正确的是：‎ 图9‎ 乙 甲 A．hA ‎׃‎ hB =3 ‎׃‎ 1 B． hB =‎0.04m ‎ ‎ C. pA- pB =200Pa ； D．GA+GB= 1.52N ； F2 =F1‎ ‎ ‎ ‎21．（09宣武1）为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块、细线、水及细毛衣针两根。‎ ‎（1）第一小组同学：探究金属块的下沉条件。实验中，他们用两种方法测量了物体受到的浮力： 方法一：称重法。测量过程及示数如图21（A）（B）所示，则金属块所受的浮力为 N。方法二：阿基米德原理法。测量过程与示数如图21（C）(D)所示，则排开水的体积为 mL，根据F浮＝G排＝ρ水V排g可计算出浮力。‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎(A)‎ 图21‎ ‎（D）‎ mL ‎50‎ ‎40‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎10‎ ‎（C）‎ mL ‎50‎ ‎40‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎10‎ N ‎1‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎0‎ ‎（B）‎ N ‎1‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎0‎ ‎ ‎ ‎（2）第二小组同学：探究木块上浮的条件。他们应该选用上述两种方法中的 的步骤（选填“A、B、C、D”），但操作中还必须采取的措施是： 。‎ ‎22．（09延庆1多选）物体M悬浮在水中，水对物体M竖直向下的压力为F1，竖直向上的压力为F2。则下列选项正确的是 A.F1大于F2　 B.F1与F2是一对平衡力　‎ C.F1与F2的合力方向竖直向上 　D.F1与F2的合力大小等于物体M的重力大小