浮力难点突破专题 2

这是一份浮力难点突破专题 2，共8页。教案主要包含了考点突破，重难点提示等内容，欢迎下载使用。

一、考点突破
综合利用力学知识求解物体所受的浮力大小。
二、重难点提示
灵活利用公式法求解物体所受的浮力大小。
公式法：
阿基米德原理的表达式为，利用这一式子求浮力的关键是要确定被物体排开的液体（或气体）的体积和物体浸入的那种液体（或气体）的密度。在数值上等于物体浸在液体（或气体）中的那部分体积。
（1）物体全部浸没在液体中
例题1 把一个质量是158g的实心铁块放入盛煤油的容器中，铁块全部浸没在煤油中，则煤油对铁块的浮力为多大？（ ）
思路分析：当物体全部浸没在液体中时，等于该物体的体积，即。
答案：根据题意有
铁块全部浸没在煤油中，因此
铁块受到的浮力：。
（2）物体部分浸入液体中
例题2 体积为的一木块漂浮在水面上，浸入水中的体积是总体积的，则该木块受到的浮力为多大？（）
思路分析：当物体有一部分浸入液体中时，等于物体被浸没的那部分体积。
答案：木块的体积，浸入水中的体积
木块受到的浮力：
（3）不确定物体的浮沉情况
例题3 一空心金属球的质量是0.8kg，体积是，将它放入水中静止时，金属球受到的浮力为多大？（g＝10N/kg）
思路分析：先假定物体全部浸没在液体中，求出浮力，跟重力相比，根据浮沉条件判断物体的浮沉，再根据实际情况确定浮力。
答案：金属球的质量
金属球的重力
设
金属球浸没在水中时受到的浮力
由此可得，故金属球在水中处于漂浮状态，因此。
【满分突破】
例题1 有一底面积、高2dm、内装1.8kg水的柱形容器，在容器内放入物体A，当A静止时，如图所示，测得它露出水面的体积为，溢出的水，求物体A的密度和A的重力（）。
思路分析：我们如果把溢出水的体积设为，那么其计算结果就不一定正确，因为中的指的是被物体排开液体的体积，而不是被物体排出容器的液体的体积，只有在容器盛满液体的情况下，排开液体的体积才与排出容器的液体体积相等，此题的解法应该是：先判断容器中是否装满了水，然后确定物体A浸入水中的体积，由此可得出物体A受的浮力。由于物体A漂浮，得，进而可得物体的重力，由和可得。
答案：6N；
例题2 当把一个重5N、体积是的物体浸没在水中，自由静止后，物体受到水的浮力是多少？
思路分析：当物体浸没于水中时，物体受到的浮力为：
（注意：g取9.8N/kg）
由此可知
所以，物体将下沉，最后沉到水底，因此物体排开水的体积就等于物体的体积，故物体受到的浮力就等于4.9N。
答案：4.9N
例题3 有一木块，放入水中静止后，有的体积露在水面上，若将它放入另一种液体中时，有的体积浸入液体中，求该液体的密度。
思路分析：设该木块的体积为V木，放入水中后有的体积露在水面，则意味着有的体积浸入水中，即，那么，木块在水中受到的浮力为；
木块放入另一种液体中漂浮时有的体积浸在液体里，即，液体对木块的浮力为；
由于木块在水中和在液体中都是漂浮状态，其受到的浮力都等于重力，也就是液体和水对木块产生的浮力相等， 即，即，＝。
答案：液体的密度是
例题4 “五·一”期间，宪宪从上海世博会丹麦馆带回一个“小美人鱼”工艺品，他想知道这个工艺品的密度，于是进行了实验。请你根据如图所示的实验数据推算（水的密度用表示，推算结果均用字母表示）：
（1）工艺品此时所受的浮力；
（2）工艺品的密度。
思路分析：（1）m排＝m1－m3，
F浮＝G排＝m排g＝（m1－m3）g；
（2）m工艺品＝m2－m3，
V工艺品＝V排＝＝，
ρ工艺品＝＝ρ水。
答案：（1）（m1－m3）g （2）ρ水
例题5 如图所示，一实心的立方体木块，放入水中时有的体积露出水面，若在该木块上放一个质量为320g的物块时，木块正好没入水中，求木块的密度和体积。
思路分析：木块放入水中时有体积露出水面，即漂浮，有，，，，即
在木块上放一质量为320g的物块时，木块正好没入水中，把木块与物块看作一个整体，仍为漂浮，即
，[来源:学.科.网]
因为：，
所以：
则：。
答案：木块的密度为，体积为
同步测试
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 轮船从河里开到海里时所受浮力变大
B. 浮力产生的原因是液体或气体对物体向上和向下的压强差
C. 浮力的方向总是竖直向下的
D. 能在酒精中悬浮的蜡块切成大小不同的两块，大块下沉，小块上浮
2.（多选）下列关于浮力大小的比较，正确的是（已知ρ煤油＜ρ水＜ρ铝＜ρ铜＜ρ水银）（ ）
A. 同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，甲受到的浮力大
B. 同样重的铝块和铜块，都浸没在煤油中，铝块受到的浮力大
C. 同样重的铝块和铜块，铜块浸没在水中，铝块浸没在水中，铝块受到的浮力大
D. 同样重的铝块和铜块，投入到水银中，铜块受到的浮力大
3. 质量相等的两个实心小球甲和乙，已知它们的密度之比是ρ甲∶ρ乙＝1∶3，现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中，当甲、乙两球处于静止状态时，水对两球的浮力之比F甲∶F乙＝3∶2，则下列结论错误的是（ ）
A. 甲球受到的浮力与它的重力相等
B. 甲球漂浮，乙球沉底
C. 甲球的密度为0.5×103kg/m3
D. 乙球的密度为1.2×103kg/m3
4. 两手分别拿着一个小木块和一个大石块，把它们都浸没在水中，同时松开手，小木块上浮，大石块下沉，则它们所受的浮力（ ）
A. 因为木块上浮，所以它受到的浮力大
B. 因为石块下沉，所以它受到的浮力小
C. 因为木块的体积较小，所以它受到的浮力大
D. 因为石块的体积较大，所以它受到的浮力大
5. 在“想想做做”教学活动中，老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动，要求每个学生用一块质量为60g、密度为1.5×l03kg/m3的橡皮泥造一艘小船，然后把图钉或者螺母、沙粒等当作“货物”装进去，看谁的小船装载的“货物”最多，最后是小华同学造的小船以装载了100g的“货物”获胜，如图所示，则以下说法错误的是（ ）
A. 若单独将这块橡皮泥没入水中，则其所受到的浮力是0.6N
B. 小华“造”的小船装载100g货物时受到的浮力为1.6N
C. 当把“货物”从小船中取出时，小船排开液体的体积会变小
D. 用钢铁造的船能浮在水面上就用到了这种“空心”的方法
6. 两实心球a、b的密度之比为4∶3，体积之比为1∶2，放入水中静止后所受浮力之比为2∶3，则可能是（ ）
A. 两球均沉入水底B. 两球均漂浮在水面上
C. a球下沉，b球漂浮D. a球漂浮，b球下沉
7.（北京模拟）（多选）如图所示，将容器放在水平桌面上，容器中盛有密度为ρ，重力为G1的液体，现将重力为GB的物体B放入容器后，物体B漂浮且有一半体积露出液面，此时液面上升了h，液体对容器底部的压强为p1、压力为F1，液体对物体B的压力为FB，已知容器重力为G2，底面积为S，容器对桌面的压强为p2、压力为F2，桌面对容器的支持力为F3，则下列选项正确的是（ ）
A. FB大小为ρghS B. G1、G2、GB之和与F3大小相等
C. G1、GB之和与F1大小相等D. F2与F3是一对相互作用力
8. 如图所示，三个完全相同的玻璃缸装满了水，其中（a）中只有水，（b）水中漂浮着一只小鸭子，（c）水中漂浮着一只大鸭子。若把三个缸放到台秤上称量，可知它们的质量（ ）
A. （a）最大B. （b）最大C. （c）最大D. 一样大[来源:学+科+网Z+X+X+K]
9. 如图，容器内分别装有水和盐水，在液面上浮着一块冰，问：
（1）冰在水中熔化后，水面如何变化？
（2）冰在盐水中熔化后，液面如何变化？
1. B 解析：A. 当轮船从河里到海里，都是漂浮，轮船受到的浮力：F浮＝G，∵轮船受到的重力不变，∴轮船受到的浮力不变，故A错误；B. ∵浸在液体或气体中的物体受到向上的压强大于向下的压强，∴浸在液体或气体中的物体受到向上的压力和向下的压力差，即为浮力，故B正确；C. 浮力的方向总是竖直向上的，故C错误；D. 能在酒精中悬浮的蜡块，根据悬浮条件可知蜡块密度等于酒精密度，切成大小不同的两块，蜡块密度不变，仍等于酒精密度，所以两块仍悬浮，故D错误。
2. ABC 解析：A. 同样重的两个铜块甲和乙，则根据G＝mg＝ρVg可知甲和乙体积相同；甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，由于ρ煤油＜ρ水，根据F浮＝ρ液gV排可知甲受到的浮力大，故A正确；B. 同样重的铝块和铜块，由于ρ铝＜ρ铜，根据G＝mg＝ρVg可知铝块体积大，都浸没在煤油中，根据F浮＝ρ液gV排可知：铝块受到的浮力大，故B正确；C. 同样重的铝块和铜块，由于ρ铝＜ρ铜，根据G＝mg＝ρVg可知铝块体积大，都浸没在水中，根据F浮＝ρ液gV排可知：铝块受到的浮力大，故C正确；D. 同样重的铝块和铜块，由于ρ铝＜ρ铜＜ρ水银，投入到水银中，处于漂浮状态，根据漂浮条件可知浮力等于重力，则受到的浮力一样大，故D错误。
3. D 解析：经分析得出甲球漂浮，乙球下沉，因为两球质量相等，密度之比是ρ甲∶ρ乙＝1∶3，体积之比为V甲∶V乙＝3∶1，若两球在水中都漂浮，就有F甲∶F乙＝G甲∶G乙＝m甲∶m乙＝1∶1，与实际不符，显然不是都漂浮；若两球在水中都是全部浸没，就有F甲∶F乙＝ρ水gV甲∶ρ水gV乙＝V甲∶V乙＝3∶1，与实际不符，显然不可能是全部浸没。
由此判断：只有是一个漂浮、一个浸没，即甲球漂浮，乙球下沉，故A、B正确；
则F甲∶F乙＝ρ甲V甲g∶ρ水V乙g＝ρ甲V甲∶ρ水V乙＝3∶2，
所以ρ甲＝＝0.5×103kg/m3，因为ρ甲∶ρ乙＝1∶3，所以ρ乙＝1.5×103kg/m3，故C正确，D错误。
4. D 解析：（1）∵小木块上浮，大石块下沉，∴小木块受到的浮力大于自身的重力，大石块受到的浮力小于自身的重力；
（2）∵小木块的体积小于大石块的体积，且此时两物体完全浸没，∴大石块排开水的体积大于小木块排开水的体积，∴根据阿基米德原理公式F浮＝ρgV排可知，大石块所受的浮力大于小木块所受的浮力。
5. A 解析：（1）由ρ＝可得，橡皮泥的体积：V＝＝4×10－5m3，
因橡皮泥在水中下沉，所以，排开水的体积：V排＝V＝4×10－5m3，
橡皮泥受到的浮力：F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10－5m3＝0.4N，故A不正确，符合题意；
（2）小华“造”的小船装载100g货物时，总重力：G总＝G物＋G船＝m物g＋m船g＝0.1kg×10N/kg＋0.06kg×10N/kg＝1.6N，因小船漂浮，所以，F浮＝G总＝1.6N，故B正确，不符合题意；
（3）小船始终处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，当把“货物”从小船中取出时，小船的总重力减小，受到的浮力减小，由F浮＝ρgV排可知，小船排开液体的体积会变小，故C正确，不符合题意；
（4）用钢铁造的船是空心的，增大了排开水的体积，增大了浮力，使船能浮在水面上，故D正确，不符合题意。
6. B 解析：A. 两球都沉入水底，V物＝V排，Fa∶Fb＝ρ液gVa∶ρ液gVb＝Va∶Vb＝1∶2，故A不符合题意；B. 两球均漂浮在水面上，F浮＝G，∵ρa∶ρb＝4∶3，va∶vb＝1∶2，∴ma∶mb＝ρava∶ρbvb＝2∶3，∴Ga∶Gb＝2∶3，即：Ga∶Gb＝Fa∶Fb，故B说法正确；C. a球下沉，Fa＜Ga，b球漂浮，Fb＝Gb，Ga∶Gb＝2∶3，∴Fa∶Fb＜2∶3，故C说法不正确；D. a球漂浮，Fa＝Ga，b球下沉，Fb＜Gb，Ga∶Gb＝2∶3，∴Fa∶Fb＞2∶3，故D说法不正确。
7. BD 解析：A. 因为物体B处于漂浮状态，GB＝F浮＝ρgV排，而V排≠Sh，所以FB≠ρghS，故A选项错误；B. 容器是固体，对桌面的压力大小等于容器本身的重力，即F2＝G1＋G2＋GB，而压力F2与支持力F3是一对相互作用力，大小相等，所以G1、G2、GB之和与F3大小相等，故B选项正确；C. 因为液体对容器底部的压力F1＝p1S＝ρgh液S，ρgh液S＞ρgV液＝G1＋ρgV排＝G1＋GB，而V液＜h液S，所以G1＋GB与F1不相等，故C选项错误；D. F2与F3作用在一条直线上，但是作用在两个物体上，大小相等，方向相反，所以F2与F3是一对相互作用力，故D选项正确。
8. D 解析：∵鸭子漂浮，∴F浮＝G排＝G鸭，即：放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力，∴三个玻璃缸的总重相同，∵G＝mg，∴三个玻璃缸的总质量相同，把它们分别放在台秤上，则台秤的示数相同。
9. 解：（1）∵冰漂浮于水面上，∴F浮＝ρ水gV排＝G冰，又∵冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，∴G水＝ρ水gV水＝G冰，∵漂浮时浮力和重力相等，即ρ水gV排＝ρ水gV水，∴V排＝V水，即：冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积，∴容器中的水面高度不变；
（2）∵冰块漂浮在盐水面上，
∴F浮＝G冰，即ρ盐水gV排＝ρ冰gV冰，则V排＝，
冰熔化成水之后，状态变化，质量不变，∴m冰＝m水，即ρ冰V冰＝ρ水V水，
则V水＝，∵ρ盐水＞ρ水，∴V水＞V排，∴若冰完全熔化，杯中液面上升。