■課文重點與演練
6.如果物體浮在液體中,受浮力作用而達平衡狀態,根據兩力平衡的條件︰【 大小相同 】、【 方向相反 】、【 作用在一直線上 】,所以浮體所受浮力一定是︰【 浮體浮力=物重(B=W) 】。
例題05︰一艘船總重5噸行駛在海上,則其所受的浮力為何?
(A)大於5噸 (B)等於5噸 (C)小於5噸 (D)條件不足無法計算得到。 【87.臺中一中】答:【 B 】。
詳解 依浮體原理:浮體浮力=物重。故總重5噸的船浮在海上航行,所受的浮力為5噸,故答案選B。
7.特定條件比較浮力大小︰ (1)請先判斷物體會沉還是會浮。
(2)不論沉浮,浮力一定是【 排開的液重 】=【 排開液體體積×液體密度 】,依據排開液體體積或液體密度判斷浮力大小。
(3)如果前述方法無法判斷,請用浮體原理︰【 浮體浮力=物重 】。如果沉入水中,表示浮力小於物重。
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學生做︰將等質量的木塊、鋁塊及鐵塊分別放入水中,何者所受的浮力最大?
(A)木塊 (B)鋁塊 (C)鐵塊 (D)一樣大。【89.嘉義高中】 答:【 A 】。
詳解 木塊會浮,所以浮力=物重;鋁塊、鐵塊會沉,所以浮力<物重。三者質量相同(重量亦相同),所以木塊所受浮力最大,答案選A。
學生做︰已知相同體積的鐵球(密度7.9 g/cm3)、銅球(密度8.9 g/cm3)和木球(密度0.25 g/cm3)
同置於水中,請問所受浮力大小次序為何? 答:【 鐵球=銅球>木球 】。
8.沉船的浮力變化︰
(1)鐵製的輪船可以浮在水上,是因為有許多「空間」,所以平均密度較小。置入水中,可以排開較多的液體,有較大的浮力。 (2)因為船浮在水上,所以【 浮力等於船重 】。
(3)會沉船是為有破洞進水了!水占據了原本的空間,所以平均密度回到金屬原先的密度,變成只有排開實心金屬的體積,浮力較小。 (4)因為船沉下,所以【 浮力小於船重 】。 (5)因此鐵達尼號沉沒時,【 浮力減少 】。 9. 潛水艇浮力變化︰
(1)潛水艇有壓縮空氣、壓水艙等。可以把海水吸入或排出船體。
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(2)當潛水艇浮在水面時,因只有部分船體排開液體,所以浮力較小;當潛入水中時,排開液體體積=全部船體,所以浮力較大。 (3)因此潛水艇下潛時,【 浮力變大 】。
(4)為何浮力變大,反而會下潛?因為潛水艇吸入海水,【 船重變大 】。 ■課堂練習
( B )( A )( D )( C )
1. 一密度為0.25公克∕立方公分,體積為200立方公分的木塊浮在水面上,則下列敘述何者
正確? (A)木塊的質量為50公斤 (B)木塊浮在水面上時,所受的浮力為50公克重 (C)木塊浮在水面上時,其沒入水中的體積為100立方公分 (D)要使木塊整個沒入水中,在木塊上面最少要施200公克重的外力。【77.中五專】
2. 如右圖,雞蛋放入水中,沉入桶底。今將水中加鹽後,雞蛋浮出水面,由以上的現象,下
列的判斷何者不對? (A)雞蛋的重量小於在鹽水中所受的浮力 (B)浮在鹽水中的雞蛋所受的浮力,比沉在純水中所受浮力大 (C)雞蛋的密度小於鹽水密度 (D)雞蛋的重量大於在純水中所受的浮力。【78.省聯】
3. 人在水中若放鬆身體不動,能漂浮而露出口鼻。根據此一事實,若小明有40公斤重,請
估計他的體積應為多少? (A) 4立方公尺 (B) 40立方公尺 (C) 4000立方公分 (D) 40000立方公分。【80.省聯】
4. 冰山浮出海面的體積為1000立方公尺,冰的密度是0.93公克∕立方公分,海水密度是1.03
公克∕立方公分,則冰山總體積為何? (A)9300 (B)10000 (C)10300 (D)12000 立方公尺。【80.中五專】
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( C ) 5. 將同一個不溶解的固體,分別置入甲、乙、丙三種透明液
體中,平衡如右圖。其中丙液體中的固體緊壓容器底。由此可知,此三種液體密度大小關係為何?
(A)丙=乙>甲 (B)甲>乙=丙
(C)甲>乙>丙 (D)丙>乙>甲。【81.臺北】
( D )( A )( D )( A )6. 將質量18公斤的長方體木塊置於靜止水中,則有部分體積浮在水面之上,必須另加6公
斤之砝碼在木塊之上方,才能使木塊的頂部平面與水面相齊而維持平衡。則在下列的敘述中,何者錯誤?(設水中各處的密度均為1公克∕立方公分) (A)當加砝碼而達上述之平衡時,木塊所受浮力為24公斤重 (B)木塊的密度為0.75公克∕立方公分 (C)木塊的體積為24000立方公分 (D)若將木塊沒入水中,使其頂部在水面之下時,則木塊所受浮力大於24公斤重。【82.北五專】
7. 均勻圓柱形鐵罐底面積20平方公分、高18公分、容積320立方公分、空罐280公克重,
下列敘述何者錯誤? (A)鐵罐實際體積為360立方公分 (B)鐵罐裝滿水後總重量為600公克重 (C)空鐵罐浮於水面時,合力為零 (D)鐵罐完全沉入水中時,浮力為40公克重。【82.南五專】
8. 一木塊置於水中,有1/5的體積浮出水面,若置於某液體中,有1/10的體積浮出液面,
則下列敘述何者正確? (A)該液體密度為0.8公克∕立方公分 (B)所受浮力在水中較大 (C)所受浮力在該液體中較大 (D)所受浮力一樣大。【84.南五專】
9. 在一燒杯內,裝水250 cm3,如右圖(a),再將一木塊置入
水中,此時水面在300 cm3,如右圖(b)。甲說︰「木塊密度小於水的密度。」乙說︰「木塊體積為50 cm3。」丙說︰
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「木塊所受浮力等於50 gw。」丁說︰「木塊質量小於50 g。」以上這四人誰說法正確? (A)甲丙 (B)乙丁 (C)甲乙丙 (D)甲丙丁。【83.臺北】
( D )10. 質量均為10公克的甲、乙、丙三物體,其密度如右
密度 表所示。今將此三物體放入水中,則其所受浮力B
甲、B乙、B丙大小的關係為何?
物體 (公克∕立方公分)
甲 保麗龍 乙 丙 木塊 玻璃 0.25 0.8 2.6 (A)B甲>B乙>B丙 (B)B甲<B乙<B丙 (C)B甲<B乙=B丙 (D)B甲=B乙>B丙。 【88.臺北】
( A )11. 裝有側漏管的水槽,先加滿水如右圖甲,再將木塊輕放
水面後如右圖乙,則下列敘述哪一項正確? (A)圖甲與圖乙中水底的壓力相同
(B)圖甲中水底的壓力小於圖乙中水底的壓力 (C)木塊所受的浮力大於木塊的重量
(D)輕放木塊過程,溢出水的體積等於木塊的體積。【88.省聯】
( C )12. 在1000毫升的量筒內,冰浮在水面上,此時水面位置在600毫升的刻度上。若加入冰塊
以前的水面位置在450毫升的刻度處,則下列敘述何者正確?(水的密度為1公克∕立方公分) (A)冰塊所排開水的體積是400毫升 (B)冰塊所受的浮力是600公克重 (C)冰塊的質量是150公克 (D)冰塊所受的浮力是550公克重。【88.北五專】
球體 10
甲 乙 丙