浮力经典例题(强烈推荐)(1)(2)

2019-04-21 13:24

求出物体密度:?m453物=V=g50cm3=0.9g/cm ∵

?物<?水,物体在水中漂浮.

F水浮=G m排水g=m物g ∴ m排水=m物=45g 又∵

?物<?酒精,物体在酒精中沉底.

F3

酒精浮=?酒精V排g,浸没:V排=V=50cm m排精浮=?33

酒精V排=0.8g/cm×50cm=40g 答案 溢出水的质量是45g,溢出酒精的质量是40g

有的同学对物体在液体中的状态不加判断,而是两问都利用V

50cm3

进行求值.造成结果错误.V3

排=50 cm进行求解。造成结果错误. 例9 (南京市中考试题)如图1—5—3中,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( ) A.5 N,竖直向下 B.3N,竖直向上 C.2N,竖直向上 D.8N,竖直向下

图1—5—3

精析 结合浸没在水中物体的受力分析,考查学生对受力分析、合力

等知识的掌握情况.

【分析】 绳子未断时,A物体受3个力:重力GA,拉力F,浮力F

.3个力关系为:GA+F=F浮,求得F浮=5N+3N=8N.绳子剪断后,

物体只受重力和浮力,且浮力大于重力,物体上浮,浮力大小仍等于8N.合力F合=F浮—G=8N—5N=3N

合力方向:与浮力方向相同,竖直向上. 答案 B

例10 以下是浮力知识的应用,说法正确的是 ( ) A.一艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大 B.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大 C.密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同

D.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大

【分析】 轮船在河里和海里航行,都处于漂浮状态,F浮=G. 因为轮船重力不变,所以船在河里和海里所受浮力相同.A选项正确.又因为?海水>?河水, 所以V排海水<V排河水,在河水中没入的深一些. 密度计的原理如图1—5—4,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中,由于密度计均处于漂浮状态,所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力.可见,密度计没人液体越多,所测得的液体密度越小.

甲 乙 图1—5—4

F甲浮=F乙浮=G 根据阿基米德原理:

?甲gV排甲=?乙gV排乙

∵ V排甲>V排乙 ∴

?甲<?乙

答案 A

例11 (北京市西城区中考试题)如图1—5—5,展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”.曹冲运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重.请你写出他运用的与浮力..相关的两条知识.(1)_______________________;(2)_______________________.

图1—5—5

精析 此题考查学生通过对图形的观察,了解此图中G象=G石的原理.

【分析】 当大象在船上时,船处于漂浮状态,F浮′=G船+G象,曹冲在船上画出标记,实际上记录了当时船排开水的体积为V排. 用这条船装上石头,船仍处于漂浮状态,F浮′=G船+G石,且装石头至刚才画出的标记处,表明此时船排开水的体积V排′=V排.根据阿基

米德原理,两次浮力相等.两次浮力相等.便可以推出:G象=G石. 答案 (1)漂浮条件 (2)阿基米德原理

例12 (长沙市中考试题)已知质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比A∶B=1∶2,现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A、

B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比FA∶FB=8∶5,则?A=

________kg/m3

,?3

3

3

B=________kg/m.(?水=1×10kg/m) 精析 由于A、B两物体在水中的状态没有给出,所以,可以采取计算的方法或排除法分析得到物体所处的状态.

【分析】 (1)设A、B两球的密度均大于水的密度,则A、B在水中浸没且沉底.

由已知条件求出A、B体积之比,mA=mB.

VA=mA?2V·A= BmB?B1 ∵ A、B浸没:V排=V物 ∴

F浮AF=?水gVA2浮B?= 水gVB1

题目给出浮力比FAF=8,而现在得F浮A2B5F=1与已知矛盾.说明假设

浮B(1)不成立.

(2)设两球均漂浮:因为mA=mB 则应有F浮A′=F浮B′=GA=GB ?

F浮A1F?=1,也与题目给定条件矛盾,假设(2)不成立.

浮B 用上述方法排除某些状态后,可知A和B应一个沉底,一个漂浮.因为?A<?B,所以B应沉底,A漂浮.

解 A漂浮 FA=GA=?AgVA ① B沉底 FB=?水gVB排=?水gVB ②

①÷② ?AgVAF?=A=8

水gVAFB5∵

VAV=21代入. B

?FA=

AF×VBV·?=8×1×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3水 BA52

?B=2?A=1.6×10kg/m

?=0.8×10kg/m,?=0.8×10kg/m.

3

3

3

3

33

设:(1)A、B均漂浮

?A<?酒精,?B<?水,与已知不矛盾,这

答案

时F浮A=1∶1,A选项可能. AB 例13 (北京市中考试题)A、B两个实心球的质量相等,密度之比

?A∶?B=1∶2.将它们分别放入足够的酒精和水中,它们受到浮力,其

浮力的比值不可能的是(?3

3

酒精=0.8×10kg/m) ( )

A.1∶1 B.8∶5 C.2?A∶?水 D.2?酒精∶?B

精析 从A、B两个小球所处的状态入手,分析几个选项是否可能. 一个物体静止时,可能处于的状态是漂浮、悬浮或沉底. 以下是两个物体所处状态的可能性

①A漂,B漂 ④A悬,B漂 ⑦A沉,B漂 ②A漂,B悬 ⑤A悬,B悬 ⑧A沉,B悬 ③A漂,B沉 ⑥A悬,B沉 ⑨A沉,B沉 由题目我们可以推出 mA=mB,?A∶?B=

1 2,则VA=VB=?A∶?B=2∶1 我们可以选择表格中的几种状态进行分析:

(2)设A、B都沉底 F浮A?酒精gVA42F=

浮B?gV=×=8,B选项可能.

水A515(3)设A漂浮,B沉底,这时?A<?酒精,?B<?水, F浮AGAF=

浮BF=?AgVA=2?A,B选项可能. 浮B?水gVB?水(4)设A沉底,B漂浮 ?A应<?酒精

?B=2?A应有?B>?酒精>?水,B不可能漂浮.

∴ 上述状态不可能,而这时的F浮AF=

?酒精gVA2?酒精浮B?gV=.

水A?BD选项不可能. 答案 D

例14 (北京市中考试题)如图1—5—6(a)所示,一个木块用细绳

系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3

,时,细绳对木块的拉力为0.6N.将细绳剪断,木块上浮,静止时有

52的体积露出水面,如图(b)所示,求此时木块受到的浮力.(g取10N/kg)

(a) (b)

图1—5—6

精析 分别对(a)(b)图当中的木块进行受力分析. 已知:图(a)V3

—5

3

露1=20cm=2×10m,F拉=0.6N 图(b)V2露2=

5V 求:图(b)F浮木′,

解 图(a),木块静止:F拉+G=F浮1 ① ①-②F拉=F拉1-F拉2

F2拉=?水g(V-V露1)-?水g(V-5V)

F3拉=?水g(V-V露1-5V)=?2水g(5V-V露1) 代入数值:0.6N=103kg/m3×10N/kg×(2—535V—2×10m)

V=2×10—4

m3

图(b)中:F3浮乙=?水g

5V =1.0×103

kg/m3

×10N/kg×3×2—43

5×10m

=1.2N

答案 木块在图(b)中受浮力1.2N.

例15 如图1—5—7所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9×103

kg/m3

.求:甲、乙铁块的质量比.

图1—5—7

精析 当几个物体在一起时,可将木块和铁块整体做受力分析,通常


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