文档内容
浮力单元训练
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1. 进一步了解浮力现象,知道浮力产生的原因及浮力的方向。
2. 加深对阿基米德原理的理解;知道物体的沉浮条件。
3. 会熟练进行浮力的相关计算。
1、浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力 叫浮力。
2、浮力方向:竖直向上,施力物体:液(气)体
3、浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力
差 即浮力。
4、物体的浮沉条件:
(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
(2)请根据示意图完成下空。 F
F 浮
浮
F
F
浮 G
G
G
G
下沉 悬浮 上浮 漂浮
F < G F = G F > G F = G
浮 浮 浮 浮
ρ <ρ ρ =ρ ρ >ρ ρ >ρ
液 物 液 物 液 物 液 物
(3)、说明:
① 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、
小块都悬浮(或漂浮)。②一物体漂浮在密度为 ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的 1/3,则物体密度为
(2/3)ρ F
浮
分析:F = G 则:ρ V g =ρ Vg
浮 液 排 物
G
ρ =( V /V)·ρ = 2 ρ
物 排 液 3 液
③ 悬浮与漂浮的比较
相同: F = G
浮
不同:悬浮ρ =ρ ;V =V
液 物 排 物
漂浮ρ >ρ ;V F ,释放绳子后,物体将下沉。
浮
题型三:浮沉条件的应用
例6. 质量相同的实心木块、铝块、铜块同时放入足够深的水槽中静止时,三个物体所受浮力(
)
A. 木块最大 B. 铝块最大 C. 铜块最大 D. 一样大
解析:因木块密度小于水密度,铝块和铜块密度大于水密度。因此木块将漂浮在水面上而铝块和铜块将浸没在水中,木块所受浮力大小等于重力,铝块和铜块所受浮力比重力小。
答案:A。
说明:由于铝密度小于铜,质量相等时,铝块体积大于铜块体积,根据浮力公式 F =ρ gV 可
浮 水 排
知,铝块浮力大于铜块浮力。
例7. 在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图所示。其中标有W
的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线。当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力
以及北大西洋与印度洋的海水密度 1和 2的关系,有 ( )
A. 浮力增大, 1= 2 B. 浮力减小, 1= 2
C. 浮力不变, 1> 2 D. 浮力不变, 1< 2
解析:由于轮船从北大西洋驶向印度洋时重力没变,且都浮在液面上,所以浮力相等,则
gV gV ,由于V V ,所以
1 1 2 2 1 2 1 2
答案:轮船从北大西洋驶向印度洋时,下沉一些,即轮船排开液体的体积发生了变化。
解此类问题特别要注意漂浮在液面上的物体是处于平衡状态,它受到的浮力和重力互相平衡,
二力大小相等,方向相反,同一个物体漂浮在密度不同的液体中时,浸在液体中的体积虽然不同,
但是由于物体受到的重力大小不变,浮力总等于重力,所以浮力大小也不改变。
例8. 现将一支密度计先后放在密度分别为ρ 和ρ 的液体中,如图比较两种液体的密度。
1 2
解析:密度计是测定液体密度的仪器。它浮在不同液体中,它是浮体,由于它本身受到的重力
不变,所以它在不同液体中所受的浮力也都相等。它排开液体的体积不同,说明液体的密度不同,
当它浸入密度大的液体中,它排开液体的体积就小,露出液面G 的部分较多。
物
答案:F =F =G
浮1 浮2
ρ gV =ρ gV
1 1 2 2
∵V >V
1 2
∴ρ <ρ
1 2
题型四:浮力与杠杆联系
例9.(2013广东,14,3分)如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图,AOB为一杠杆(质量忽略不
计),OA∶OB=1∶2。A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7 kg。当铝球一半体积浸在水中,在B端施加
3.5 N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡。则铝球实心部分的体积为________m3,铝球
受到的浮力为________N,铝球空心部分体积为________m3。(ρ =2.7×103 kg/m3,g=10 N/kg)
铝答案: 1×10-3 20 3×10-3
解析: 设在A端竖直向下的拉力为F,则
A
F·OA=F·OB
A
F= = =7 N。
A
铝球受力分析如图所示,F +F =G ,F =F,
拉 浮 球 拉 A
则F =G -F =mg-F=2.7 kg×10 N/kg-7 N=20 N。
浮 球 拉 A
根据F =ρ V g得
浮 液 排
F =ρ × V g
浮 水 球
V = = =4×10-3 m3
球
铝球实心部分的体积V = = =1×10-3 m3
实
则铝球空心部分的体积V =V -V =4×10-3 m3-1× =3×10-3 m3
空 球 实
基础演练
1.关于铁球在水中的沉浮,有以下几句说法,正确的是
( )
A、沉入水底的铁球一定是实心的;
B、凡是铁球就会沉入水底;
C、空心的铁球一定漂浮在水面;
D、悬浮在水中的铁球一定是空心的.
2.一均匀物体恰能悬浮的水中,若将此物体切成大小不等的两块,则 ( )
A、大的一块下沉,小的上浮;
B、大的一块上浮,小的下沉;
C、两块仍悬浮在水中;
D、两块都上浮到水面.
3.一艘轮船从海里驶入到河里,则
( )
A、它受到的重力变小,浮力不变;
B、它受到的重力变大,浮力不变;
C、它受到的重力不变,浮力变小;
D、它受到的重力不变,浮力不变.
4.一个空心金属球的质量是0.5kg,体积是6×10-4m3.把它投入水中,静止时它将
A、漂浮在液面上
B、悬浮在液面上C、沉入水底
D、以上三种情况都有可能
5.在水池中浮着一只木桶,木桶里装有石块.若把木桶中的石块拣出来扔在水池里,则水池的水面
将会( )
A、上升 B、下降 C、不变 D、条件不足,不能确定
6.一空心球,截面积如图2所示,球的总体积为V,空心部分的体积是球总体积的1/4,当将此球
投入水中时,有1/4的体积露出水面,若将球的空心部分注满水,然后使其浸没水中,静止释放后,
球将
A、上浮 B、下沉 C、悬浮 D、漂浮
图2
7.有塑料球、木球和铁球各一个,当它们在水中静止时,如图3所示._________球一定是空心的;
__________球所受的浮力小于它的重力,木球所受的浮力_______于它的重力(填“大于”、“等
于”或“小于”).
图3
8.如图4所示,漂浮在水池中的木块下悬吊着重物 A.若把悬吊重物的绳子剪断,重物将沉入水底,
这时水面_________(填“上升”、“下降”或“不变”),容器底部受到水的压强将_________
(填“增大”、“减小”或“不变”).
图4
9.停留在空气中的充满氢气的飞艇体积为3×103m3,空气的密度为1.29kg/m3,氢气的密度为0.09
kg/m 3,艇重300N,求货物重多少?(g=10N/kg)
10.潜水艇潜行时的排水量是6.4×106kg,浮在海面上的排水量是5.0×106kg,求潜水艇在海面上
时,水上部分的体积是多少?(g=10N/kg)
参考答案:
1、D 2、C 3、D 4、B 5、B 6、C 7、铁,塑料球,等于
8、下降,减小 9、35700N 10、1.4×103m3巩固提高
1. 一热气球静止在空中,已知气球和物体总质量为100千克,问此时所受浮力为___________牛。
2. 如图所示,一物块悬挂在弹簧测力计下静止在水中时,弹簧测力计读数为2牛;把它用绳系牢
在某盐水中时,绳子拉力为3牛。则物块在_____________中所受的浮力大。在两液体中所受浮力
相差______________N。
F F F
浮 浮 浮
甲 乙
丙
G G G
第1题 第2题 第4题
3. 可以应用合力的知识来讨论物体的浮沉条件,设物体重力为G,浸没在液体里时所受浮力为F
,则:
浮
(1)当物体上浮时,二个力的合力为___________,合力的方向和__________方向相同;
(2)当物体在液体中下沉时,二个力的合力为___________,合力的方向和___________方向
相同;
(3)当二个力的合力为__________时,物体就悬浮。
4. 甲、乙、丙三物体浸没在液体中受力情况如图所示,则甲物体将____________;乙物体受到
的合力方向______________,乙物体将_______________;丙物体将____________,丙物体最后静
止时将处于______________状态,此时它的合力为______________。乙物体最后静止时,受到的重
力______________于浮力,此时乙物体受____________个力作用。
5. 甲、乙、丙三个体积相同的球浮在同种液体中,如图所示,则甲、乙、丙三球的密度比较是:
( )
A. 甲 乙 丙 B. 甲 乙 丙
C. 甲 乙 丙 D. 甲 乙 丙
6. 潜水艇在下潜和上浮且都没露出海面的过程中,下列叙述正确的是( )
A. 下潜和上浮时,潜水艇所受重力一样
B. 下潜时所受浮力变小,上浮时所受浮力变大
C. 下潜和上浮时,潜水艇所受浮力一样
D. 下潜时所受浮力变大,上浮时所受浮力变小
7. 《死海不死》一文中描述到“将奴隶和俘虏扔进海里,屡淹不死”。四位同学从物理学角度
对该现象进行了解释,其中说法正确的是( )
A. 海水的咸度很高,人被扔进海里就自然浮起来,沉不下去
B. 海水的密度大于人体的密度,人被扔进海里后,处于漂浮状态
C. 人被扔进海里漂浮在海面时,浮力大于人体的重力,沉不下去D. 人被扔进海里漂浮在海面时,浮力等于重力,沉不下去
8. 把完全相同的三只简易密度计,分别放入三种不同的液体中,如图所示,三种液体的密度分
、
别为 甲 乙和 丙 ,则( )
A. 甲 乙 丙 B. 甲 丙 乙
C. 甲 丙 乙 D. 三个容器中液面不一样高,无法判定
9. 如图所示,物块被拎着静止,问此时物块受到哪几个力?试在图中作出各力的示意图。
10. 在图中,甲、乙、丙、丁是四个材料、体积、形状互不相同的物体,图中注明了它们的浮沉
F
情况,试在图中补画出每个物体受到的浮力 浮和重力G的完整情况(要求定性地表示出力的大
小)。
甲上浮
乙下沉
丙漂浮
丁悬浮
F
浮
F
浮
G
G
11. 要识别鸡蛋是否新鲜,有一种方法是把鸡蛋丢在水里,下沉的一般是新鲜鸡蛋,上浮的一般
是不新鲜的鸡蛋,你知道其中的道理吗?
12. 如图所示,展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”。传说三国时,孙权送给曹操
一只大象,大象很大,参观的人纷纷议论这只大象究竟有多重,但是却想不出称大象的办法。曹冲
说:只要把大象牵到船上去,看船下沉了多少,在船舷上做个记号,然后把大象牵上岸。再往船上
装石头,使船沉到原来的记号处,称出这些石头有多重就知道大象有多重了。请你运用物理知识解
释曹冲称象的道理。氢气球体积为1500米3,球壳和吊篮总重2500牛,已知氢气的密度为0.09千
克/米3,空气密度为1.29千克/米3,通过计算判断这个气球能吊起重为10000牛的器材吗?(g取
10牛/千克)参考答案:
1. 980 2. 盐水;5
F G G F
3. (1) 浮 ;浮力 (2) 浮;重力 (3)0
4. 悬浮;竖直向下;下沉;上浮;漂浮;零;大;3。
5. C 6. C 7. BD 8 C
9. 10.
F
浮
F F 丙 F
浮 浮 浮
甲 乙 丁
G
G G
G
11. 新鲜的鸡蛋的密度比水大,所以会在水中下沉,鸡蛋储存久了,里面的空气增多,密度比水的
密度小,所以会在水中上浮。
gh p S; gha2 ha; g(ha)
解:a2
; 液 ; 1 液 ; 液
p S; g(ha)a2 F F; ga3
2 液 ; 2 1 液
F G G
12. 当大象在船上时,船处于漂浮状态, 浮 船 象,曹冲在船上画出标记,实际上记录了
V
当时船排开水的体积 排。
F ' G G
用这条船装上石头,船仍处于漂浮状态, 浮 船 石且装石头至刚才画出的标记处,表
V V ' G G
明此时船排开水的体积 排 排 ,根据阿基米德原理,两次浮力相等,便可以推出: 象 石
实际上,“曹冲称象”运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重。
G G
解:以气球为研究对象,当浮力刚好等于 球 物 时,氢气球停留在空中
F gV 1.2910N / kg1500m3 19350N
浮 空气 球
G G G G 2500N V g
球 球壳 吊篮 氢气 氢 球
2500N0.09kg/ m3 1500m3 10N / kg 3850N
G F G 19350N 3850N 15500N 10000N
物 浮 球
所以能吊起10000牛的器材。F
浮
G
球
G
物
1. 当液体密度 液 _______________于物体密度 物 时,浸没在液体中的物体就上浮,直至漂浮在
液面。当液体密度 液 _____________于物体密度 物 时,浸没在液体中的物体就下沉。当液体密
度 液 ______________于物体密度 物 时,物体就悬浮在液体中任意位置。
2.一个空心铁球重12牛,体积1分米3,将它浸没在水中,它受到的浮力是___________牛,由于
空心铁球受到的重力_____________浮力,它在水中将_______________。
3. 古代的独木舟,就是采用_________________的方法来增大可以利用的浮力,即使是最现代化
的轮船,也保持着这种古老的办法。
4. 潜艇的上浮和下沉是靠改变_________________来实现的。潜水艇从水下5米深处,潜至15米
深处,所受的浮力_____________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
5. 若气球的自重加上载重小于它所受的浮力时,气球就_______________;当我们放出气球里的
气体,气球的体积就会________________,所受的浮力_________________,气球可降回地面。
6. 船从河里开到海里,( 河水 海水),船所受的浮力将___________________,船排开液体
的质量_________________,排开海水的体积_______________排开河水的体积。
7.
一艘轮船自重为5107 牛,最大载货量为1.3108
牛,满载时轮船的总重为___________牛,
这是一艘排水量为_________________吨的货轮。(g取10牛/千克)。如果卸下4107
牛的货物,
它受的浮力为______________牛。
8. 在测量人体血液密度时,血液在某一装有硫酸铜溶液的试管中悬浮,说明血液的密度
______________该试管中硫酸铜溶液的密度(填“大于”、“小于”、“等于”)。
9. 对于现代生活给人们带来的紧张症,可用漂浮疗法减轻它.漂浮池内有一定深度的水,水中
加有大量的__________ (填“盐”、“酒精”),任何人进入池内都会漂浮起来.
10. 完全浸没在水中的乒乓球,放手后,乒乓球从运动到静止的过程中,其浮力大小变化情况是
( )
A. 浮力不断变大,但小于重力 B. 浮力不变,但浮力大于重力
C. 乒乓球露出水面前浮力不变,静止时,浮力等于重力
D. 浮力先大于重力,后小于重力
11. 一个鸡蛋悬浮在盐水中,现改变它的运动状态,下列说法正确的是( )
A. 用笔轻轻推一下鸡蛋,鸡蛋向下运动过程中浮力小于重力
B. 用笔轻轻推一下鸡蛋,鸡蛋向下运动过程中浮力等于重力
C. 向容器中缓慢加入浓盐水后,鸡蛋向上运动过程中,未出水面前浮力大于重力
D. 向容器中缓慢加入浓盐水后,鸡蛋向上运动过程中,未出水面的浮力等于重力
12.
已知轮船排水量为2104 吨,轮船自重为9107
牛,问(1)它最多能装多重的货物?(2)满载后在东海上航行,轮船浸入海水中的体积是多大?当它驶入长江后,它受到的浮力是否
发生变化,为什么?(已知海水密度是1.03103
千克/米3)
参考答案:
1. 大;小;等
2. 9.8N;大于;下沉 3. 空心 4. 自身的重力;不变 5. 上升;变小;减小
6. 不变;不变;小于
7.
1.8108 1.8104 1.4108
8. 等于 9 “盐”
10. C 11. BC
12. (1)解:轮船在东海和长江上航行,处于漂浮状态,所以有:
F G G G
浮 排水 自重 载重
F G m g 2104 103kg10N/ kg 2108N
浮 排水 排水
G G G 2108N9107N 11107N
载重 排水 自重
F 2108N
(2)V 浮 1.94104m3
排 g 1.03103kg/ m3 10N/ kg
海水
当它驶入长江后,它受到的浮力不发生改变。因为轮船的自重和载重量没有改变。
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1.甲、乙二物体都浸没在同种液体中,关于它们所受浮力大小的下面各种说法中正确的是
A.如果甲物体比乙物体重,则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力大
B.如果甲物体的密度比乙物体大,则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力小
C.如果甲物体的体积比乙物体小,则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力小
D.如果甲物体空心,乙物体实心,则甲物体受到的浮力比乙物体受到的浮力大
2.将密度为0.5×103kg/m3的木块分别放进盛有酒精、清水和盐水的杯中,下列说法中正确的是
A.木块在酒精中露出液面的体积最大
B.木块在清水中有一半体积露出液面
C.木块在盐水中露出液面的体积最大
D.木块在酒精中将沉入杯底
3.如图1所示,一个铁球分别放在水中、盐水中和水银中, 受到的浮
力最大的是
A.在水中 B.在盐水中
C.在水银中 D.条件不足,无法确定
5.质量相同的木块和石蜡,把木块放在盐水中,石蜡放在水中,比较它们受到的浮力大小,那么A.木块受到盐水的浮力大
B.石蜡受到水的浮力大
C.它们受到的浮力一样大
D.由于液体的密度不同,木块与石蜡的密度也不同,所以无法判定
5.一潜水艇从大海某一深度潜行到内陆河的过程中,下列说法中正确的是
A.潜水艇在大海里受到的浮力较大
B.潜水艇在大海里受到的浮力较小
C.潜水艇在大海里和内陆河里受到的浮力一样大
D.条件不足,无法确定
6.甲、乙两个物体的质量之比是5∶3,密度之比是10∶3,若将它们全部浸没在同种液体中,则它
们所受到的浮力之比是
A.5∶3 B.10∶3 C.2∶1 D.1∶2
7.一物体挂在弹簧秤下,读数是5N,将它全部浸没在酒精中时,读数是1N,则物体受到的浮力是
__________N;如果将物体的一半浸没在酒精中,此时弹簧秤的读数是________N.
8.一艘装满货物的轮船驶进码头,卸下货物1.96×108N,则轮船浸入水中的体积减小_______m3.
(g=10N/kg)
9.如图2所示,木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块的一半体积浸没在水中时,绳
对木块的拉力是4.9N,当木块全部浸没在水中时,绳对木块的拉力是29.4N,则木块的质量是
________.
图2
10.一金属球在空气中称重是14.7N,浸没在水中称重是4.9N.已知金属球的密度为2×103kg/m3,
此球是空心的还是实心的?若是空心的,其空心部分的体积是多少?
参考答案:
1、C 2、BC 3、C 4、C 5、C 6、D 7、4,3 8、1.96×104
9、2kg 10、2.5×10-2m3
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