初二物理 浮力 所有知識點及練習題

1、總復習:浮力(一浮力1. 浮力產生的原因:浸在液體中的物體,總要受到液體對它各個面的壓力(前后,左右兩側面受到的壓力相等,液體對物體向上和向下的壓力之差,就是液體對浸入的物體的浮力。即向下向上浮F F F -=。壓力差越大,物體所受浮力越大。當物體處于漂浮狀態(tài)時,浮力等于液體對物體向上的壓力,即向上浮F F =。2. 浮力的方向總是豎直向上的。(二阿基米德原理1. 內容:浸在液體中的物體,受到向上的浮力,浮力大小等于它排開的液體受到的重力。即:排液液排液浮gV G F =。2. 適用條件:各種液體和氣體。(三物體的浮沉條件 1. 物體的浮沉條件(1物體上浮條件:G F >浮,對實心物體液

2、物<。(2物體下沉條件:G F <浮,液物> (3物體懸浮條件:G F =浮,液物=。以上三點給我們指明判斷物體的沉浮或懸浮既可從力的角度,即重力的浮力的大小關系,也可以從密度角度,即物體密度和液體密度的大小關系來判斷。2. 物體上浮的終止狀態(tài)是漂浮,物體處于漂浮狀態(tài)時,(物體部分露出液面G F =浮,它與懸浮的區(qū)別是:物體懸浮時物排液V V =,物體漂浮時物排液V V <。3. 物體浮沉條件的應用(1輪船的排水量:排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質量。因為輪船漂浮在水面上,所以此時船受的浮力等于船排開水的重力。即排水浮G F =。(2氣球和飛艇的升降靠調整氣囊中氣體的

3、質量來實現(xiàn)。 (3潛水艇的下潛和上浮靠改變自身受到的重力來實現(xiàn)。(4密度計是測量液體密度的儀器,根據(jù)物體漂浮時,物體浸入液體體積的大小與液體密度成反比的原理制成。(四求浮力的幾種常用方法1. 阿基米德原理。當已知液體的密度和物體排開液體的體積,可根據(jù)排液液浮gV F =求出浮力。2. 壓力差法。如果已知或根據(jù)題給條件能求出浸在液體中的物體上下表面所受液體的壓力,要根據(jù)S p S p F F F 向下向上向下向上浮-=-=求出浮力。3. 示重差法,就是物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等于浮力。即浮液空F G G =-。4. 從平衡力的角度建立求浮力的方程。如果物體在液體中處于漂浮或懸浮狀

4、態(tài),則物體受重力和浮力作用,且此二力平衡,浮F G =。如果物體受三個力而處于平衡狀態(tài)。則要分析出重力和浮力以外的第三個力的方向,當?shù)谌齻€力方向與重力同向時,則浮F F G =+3,當?shù)谌齻€力方向與重力方向相反,則浮F F G =-3。(五物體排開液體的體積排液V 的幾種表達方法1. 當物體部分浸入液體時,如果題中給出露出或浸入物體體積的幾分之幾,例如物體露出液面1/3,則物排液V V 32=。也就是排液V 用幾分之幾物體的體積來表達。如果題中給出露出液面的具體體積值,則排液V 用露物V V -來表達,即露物排液V V V -=。2. 當物體全部浸入液體時,物體排開液體的體積等于物體體積,則物

5、排液V V =。如果物體是空心體可用空實排液V V V +=表達。【典型例題】例1 有一金屬塊,在空氣中稱得重3.8N ,將它浸沒在盛滿水的溢水杯中時,有50mL 的水從溢水杯中流入量筒,求:(1金屬塊的體積;(2金屬塊在水中受到的浮力;(3金屬塊在水中時彈簧秤的讀數(shù);(4金屬的密度是多少?分析:首先應該知道金屬塊的密度大于水的密度,所以金屬塊浸沒在盛滿水的溢水杯中溢出水的體積等于金屬塊體積,即35050cm mL V =金。根據(jù)阿基米德原理金水排水浮gV gV F =,可解得浮力。再根據(jù)示重差法浮液空F G G =-,可解得金屬塊在水中時彈簧秤的讀數(shù),即浮空液F G G -=。金屬塊的密度應

6、根據(jù)金金金gV G =解得。解: 金例2 如圖1開水的體積為1V 3212dm V V =-少?分析:A 、止后,物體B (1V g N -=水解:原情況A 、B 分開后B 仍漂浮,A 沉入水底,則有:排水B A A gV N G 水=- -得:(1A V V V g N -=排水,而2V V V A =+排 g N (=水例3 如圖2強;(2 分析:容木容S G G p +=。受水的壓力下F ,進而根據(jù)木浮木下木S S p =可求出木塊底部受到的壓強,然后再根據(jù)gh p 水木=求出此時水的深度。解:(1N gV G 61.0(10106.033=木木木Pa S G G S F p 40010

7、46102=+=+=-容木容容。(2當浮木F G =時,木塊對容器底壓力為0,此時上下浮F F F -=,即:N F F 6=浮下,所以Pa S F p 6001.0(62='木向上 m g p h 06.010106003='=水 例4 高為20cm 的柱形容器內盛有10cm 深的水,如圖3所示。現(xiàn)將一密度為33/105.1m kg ,高為15cm 的柱形物塊豎直放入水中,已知容器底面積為物塊底面積的3倍,則物塊靜止在水中時(與容器底不密合物塊對容器底的壓強與水對容器底的壓強之比是多少? 圖3分析:將物塊投入水中后,水面要升高h ,此時(物容物S S h hS -=,即物物h

8、S S h =2。進而求出m cm hh 05.052=,由于物塊對容器底有壓強,可分析出物塊受三個力作用。即浮支物F F G =-,因為物塊對容器底的壓力和容器底對物塊的支持力是相互作用力,它們等值反向,所以求出支持力即也就知道了壓力,然后根據(jù)物浮物物支物S F G S F p -=求出物塊對容器底的壓強。而水對容器底的壓強,則可根據(jù)gh p 水水=求出,最后再求出兩個壓強之比。解:設木塊投入水中后,水面升高h ,水深為h(物容物S S h hS -= 物物S h hS 2= cm h h 52102= 物塊對容器底的壓強為物物水物物物物浮物物物S S h h g h gS S F G S

9、Fp (+-=-=水對容器底的壓強11500750=水物p p 例5 一邊長為a 的正方體懸浮在密度為的液體中,若上表面到液面的距離為h ,則正方體上、下表面受到的壓力多大?物體受到的浮力是多大?解析:欲知正方體上下表面受到的壓力,先應根據(jù)液體的壓強公式求出壓強:gh p =上,(a h g p +=下,然后據(jù)SFp =得pS F =即可求出壓力和浮力。 答案:物體上表面受到的壓力為:21gha S p F =向下(方向向下物體下表面受到的壓力為:22(a a h g S p F +=向上(方向向上 物體受到的浮力:向下向上浮F F F -=(浮力產生的原因322(ga gha a a h g

10、 =-+=方法提煉:此題用浮力產生的原因即壓力差法求浮力,可以加深對浸沒在液體里的物體受到的浮力與深度無關的理解,亦可鞏固液體的壓強等知識。例6 一個密封的空心球浮在水面上時,露出水面的體積是總體積的2/5,若在空腔內注入100克水,空心球恰好可停在水中的任意位置,這個球的體積多大?解析:根據(jù)題意可先畫出球的受力示意圖,根據(jù)已知條件,空球漂浮,裝水后懸浮,列出兩個等式進行計算。答案:空球漂浮時。V V V V V V 5352=-=-=露浮 球浮G F =。球水排水浮G V g gV F =53(1注入水后。V V =排 球懸浮水球浮G G F +=',水球水浮G G gV F +=&

11、#39;(2(2-(1:水水水水浮浮G V g V g gV F F =-=-'5253 所以33250/1210052552cm cmg g gg m g G V =水水水水 拓展延伸:解答物理習題,要了解物理過程,配以物體受力示意圖,會加深對題意的理解,本題亦可理解為潛水艇的工作原理,潛水艇在水中,當排出一點水后,因為潛水艇體積不變,受浮力不變,總浮G F >,潛水艇上浮,最后呈漂浮狀態(tài),漂浮在水面時,逐漸向水艙中注水,潛水艇下沉,最后全部沒入水中。由此可見,同學們在做完題時,一定要學會思維的拓展與延伸,學會舉一反三。例7 給你足夠的水,量筒一只,怎樣測定小瓷酒杯的密度(酒杯

12、的直徑小于量筒的直徑請寫出主要實驗步驟及密度表達式。解析:測固體密度的方法有多種,有直接的方法:用天平測質量、量筒(量杯測體積;有間接的方法:利用物體漂浮時排開液體的重力等于物體的重力,求出物體的質量,再利用排水法測物體的體積,算出物體的密度,本題應使用間接方法測小瓷酒杯的密度。答案:1. 在量筒里倒入適量的水,記下水面到達的刻度1V2. 把小酒杯漂浮在水面上,記下水面到達的刻度2V3. 把小酒杯沉沒在水中,記下水面到達的刻度3V4. 計算:小酒杯漂浮在水面上(12V V g mg G F -=水浮小酒杯沉沒在水中時,它排開水的體積為13V V -,即瓷杯自身瓷的體積。水水瓷13121312(

13、V V V V V V g V V g gV GV m -=-=拓展延伸:利用浮力測物質的密度,主要有兩類方法:(1用彈簧秤測出物體在空氣中的重力和浸沒在液體中的彈簧秤的示數(shù),用液-=FG G算出物質密度。(2用漂浮在液面的方法,則學們可以設想,假如沒有量筒(量杯,能否用浮在液面的方法測出物質的密度?【模擬試題】一. 填空題:1. 一個2N 的鉤碼,掛在彈簧秤上,當鉤碼浸沒在水中時彈簧示數(shù)1.2N ,這個鉤碼受到的浮力是 N 。2. 把一個木塊浸入水中,當木塊浮在水面不動時,浸入水中的體積是木塊體積的4/5,木塊的密度是 ,如果把它浸沒在煤油里,煤油的密度是33/108.0m kg ,這時木塊

14、處于 狀態(tài)。3. 質量相同的甲乙兩球,它們的密度比是2:3,若將甲球浸沒在液體A 中,乙球浸沒在液體B 中,已知4:5:=B A ,則甲、乙兩球所受浮力比是 。4. 使體積為31dm 的長方形金屬塊全部沒入水中,當它受到向上的壓力是20N 時,它受到水向下的壓力是 N ,若此金屬塊投入水中的深度增加,它受到水向上的壓力為30N ,貴陽 鄧老師：150* 則金屬塊受到的浮力為 N。 5. 如圖 1 所示，A 是鐵塊，B 是木塊，若將 A 取下直接投入水中，則容器中水面將 ，此時水對容器底的壓強將 。 A B 圖1 6. 一艘輪船的最大排水量為 6 ´ 10 t ，它滿載貨物駛入港口，此

15、時船受到的浮力為 3 為 N，卸下全部貨物后，排水量為 0 . 15 ´ 10 t ，則船重 N。 3 3 N。此時船受到的浮力 ，它受 7. 一物體體積為 5 dm ，重 29.4N。把它放入水中，則它浸入水的體積是 到的浮力是 。 8. 體積為 64 cm 的正方體木塊，浮在水面上，它受到的浮力是 水的水槽里 h = 3 cm ，它受到的浮力為 g = 10 N / kg ） 3 3 N。如果放進裝滿 3 N。（ r 木 = 0 . 8 ´ 10 kg / m ， m3，球的空心部分體積為 9. 為使質量為 270g 的鋁球懸浮于水中，它的體積應為 m3（ r 鋁 =

16、2 . 7 ´ 10 kg / m ） 3 3 10. 將密度計放入密度為 r 1 的液體中，液面在刻度 A 處，放在密度為 r 2 的液體中，液面 在刻度 B 處，已知 r 1 > r 2 ，則 3 點在上方。 3 11. 密度為 0 . 5 g / cm 的木塊，體積是 40 cm ，放入水中露出水面的體積是 cm3， 放入某液體中露出的體積為總體積的 3/5， 該木塊受到的浮力是 N， 該液體的密度是 3 kg/m 。 12. 一艘潛水艇的艇殼體積為 6000m3， 其內部水箱的體積是 2000m3， 當它在水下航行時， 水箱正好灌滿水，此時潛水艇受到的浮力是 N，當潛水

17、艇排完水箱中水時，潛水艇航 行時受到的浮力是 N，此時潛水艇殼有 m3 露出水面。（海水密度為 1 . 03 ´ 10 kg / m ） 3 3 二. 選擇題： 13. 有一木塊漂浮在水面上，若在水中加一些食鹽，木塊仍漂浮在水面上，測它受到浮力 將（ ） A. 變大 B. 變小 C. 不變 D. 不能確定 14. 兩個體積相等的木球和鐵球，用細線系住后放入水中時能懸浮在水中，如圖 2 所示， 則木球和鐵球受到的浮力（ ） A. 木球較大 B. 鐵球較大 C. 兩球一樣大 D. 無法確定 6 貴陽 鄧老師：150* 圖2 15. 把質量相等的鐵球和鋁球，分別掛在彈簧秤下，然后將它們分別

18、全部浸入水中，比較 彈簧秤示數(shù)則（ ） A. 掛鐵球的讀數(shù)大于掛鋁球的讀數(shù) B. 掛鐵球的讀數(shù)小于掛鋁球的讀數(shù) C. 掛鐵球的讀數(shù)等于掛鋁球的讀數(shù) D. 無法研究讀數(shù)大小 16. 如圖 3 所示，一塊冰中含有一小木塊， r 木 < r 水 ，浮在鹽水面上，當冰吸熱逐漸熔 化過程中，下列說法正確的是（ A. 液面一直保持下降 C. 液面先上升后下降 ） B. 液面先下降后上升 D. 液面一直在上升 圖3 17. 木塊下面用細線吊一塊鐵塊懸浮在水中，如圖 4 所示，若細線斷了，待木塊靜止后， 水對容器底的壓力將（ ） A. 變大 B. 變小 C. 不變 D. 先變大，后變小 木 鐵 圖4 1

19、8. 在密度為 r 1 的海水中漂浮著一座冰山，冰的密度為 r 2 ，測得冰山露出海面的體積為 V，則這座山的體積是（ ） r1 r2 ×V ×V A. B. r1 - r 2 r1 + r 2 r1 - r 2 r1 r1 - r 2 r2 C. ×V D. ×V 19. 有甲、乙、丙、丁四個相同的容器，分別盛有水、鹽水、酒精和水銀四種液體，且液 面高度相同。如果把四塊質量相同，外形不同的冰塊分別放入四個容器中，當冰塊熔化后， 液面將（ ） A. 水面高度不變，其它液面都升高 B. 酒精液面降低，水面高度不變，鹽水和水銀面升高 C. 灑精和水面都升高，

20、鹽水和水銀液面下降 D. 無法判斷 20. 一個很薄的塑料袋中裝滿水， 掛在彈簧秤上， 把塑料袋浸沒在水中 （不計塑料袋自重） 則彈簧秤的示數(shù)（ ） A. 大于塑料袋中的水在空氣中的稱重 B. 小于塑料袋中的水在空氣中的稱重 C. 等于塑料袋中的水在空氣中的稱重 7 貴陽 鄧老師：150* D. 等于零 21. 甲、乙兩球的體積之比是 2 : 1 ，放在同種液體里，甲在液面下的深度是乙在液面下深 度的 3 倍，則甲、乙二球受浮力之比是（ ） A. F甲 : F乙 = 6 : 1 B. F甲 : F乙 = 2 : 1 C. F甲 : F乙 = 2 : 3 D. F甲 : F乙 = 1 : 2 2

21、2. 一個空心球，空心部分體積為整個體積的 1/2，它漂浮在水面上，有一半露出水面， 若將空心部分注滿水，則此球靜止時將（ ） A. 漂浮 B. 懸浮 C. 沉底 D. 都有可能 23. 把質量相等的甲、 乙兩球置于煤油中靜止時甲漂浮， 乙懸浮， 下面說法正確的是 （ ） 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. 水球運動員在把漂浮水面上的水球慢慢壓入 0.5m 深水下的過程中，水球運動員對水 球的壓力（ ） A. 逐漸增大 B. 逐漸減小 C. 始終不變 D. 先增大，后不變

22、三. 計算題： 25. 有一金屬球，在空氣中稱時，彈簧秤示數(shù)為 14.7N，浸沒在水中稱時，彈簧秤示數(shù)為 4.9N，已知該金屬的密度為 2 . 0 ´ 10 kg / m ，這個金屬球是空心的還是實心的？ 3 3 26. 將一木塊和一鐵塊用細線拴在一起， 并置于水中， 若要使它能夠停留在水中任何深度 的地方，求木塊與鐵塊的體積之比？（ r 木 = 0 . 8 g / cm ） 3 27. 有一密度為 0 . 6 ´ 10 kg / m ，邊長為 10cm 的立方體木塊浸在水中，如圖 5 所示，若 3 3 用對木塊的拉力是 39 . 2 N，求木塊此時受到的浮力？（用三種方法） 5cm 圖5 8 貴陽 鄧老師：150* 【試題答案】 一. 填空題： 1. 0.8 2. 0 . 8 ´ 10 kg / m ；懸浮 3 3 7 7 7 3 3. 5 : 6 3 -3 4. 10；10 m 3 5. 下降；減小 6. 6 ´ 10 ；0. 15 ´ 10 ； 0 . 15 ´ 10 8. 0 . 512 ； 0 . 48 10. B 二. 13. C 22. B 14. C 2