初二尖端班第8講浮力-船球模型20140318教師版

1、理科到學(xué)而思.知識互聯(lián)網(wǎng)浮力之船球模型海面升降問題測最密度模型液體壓強(qiáng)變化量模瑁含有彈簧的浮力問題笑臉模塊一：液面升降問題夯實(shí)基礎(chǔ)【例1】（多選）一個漂浮在小型游泳池水面上的小船船中，其中能使池中水面升高的是（,一個人從池水中撈出以下幾種物體放入B.D.從水面上撈木塊將池中的一些水裝入船中A.從池中撈鐵塊C.從池中撈石塊AC【例2】如圖所示，大杯中盛有液體，裝有密度均勻小球的小杯漂浮在液面上，如果將小球取出并投入液體中，液體的液面一定（）A.上升B.下降C.不變D.下降或不變【例3】水槽中放一個小鐵盒，鐵盒中放少許細(xì)線和一個鋁塊，鐵盒漂浮在水面.現(xiàn)用細(xì)線把鋁塊拴在鐵盒下面，鐵盒仍漂浮在水面，如

2、圖所示；討論此時水槽中的水位以及鐵盒浸入水中的體積，說法正確的是（）A.水槽中水位不變，鐵盒浸入水中的體積變大B.水槽中水位下降，鐵盒浸入水中的體積不變C.水槽中水位上升，鐵盒浸入水中的體積不變D.水槽中水位不變，鐵盒浸入水中的體積變小模塊二：船球模型之測量密度模型-MEWF.一、測密度模型1、測質(zhì)量模型(漂浮法)mg=p液gS1(H2-H1)條件：外容器需直上直下mg=p液條件：內(nèi)容器需直上直下2、測體積模型排水法：V土t=(H4-H3)Siwwwzhongkaocorn夯實(shí)基礎(chǔ)【例4】有一底面積為S的圓柱形容器中裝有適量的水，有一平底小試管漂浮在水中，此時液面的高度為H?,將一物塊系在平底

3、試管底部，一起漂浮于水中，此時液面高度為H?,剪斷細(xì)線，物塊沉底，此時液面高度為H?,則物塊密度尸.H2-H1H3-H1水【例5】如圖所示，若h?、h?、h?已知，大容器中裝的液體是水,已知小容器底面積S?,則物塊的密度為幾飛h2-h3水例6(2011密云模）小華家里有一個金屬球，不知道是用何種金屬制成的，因此她決定用學(xué)過的物理知識測出金屬球的密度,由于身邊沒有測量質(zhì)量的工具，因此她找來了圓柱形容器、刻度尺和一個塑料小碗,把圓柱形容器放在水平桌面上并在其中裝入適量的水讓塑料小碗漂浮在水面上，此時容器內(nèi)的水深為18cm.當(dāng)把金屬球放入容器內(nèi)的水中時，容器內(nèi)的水深為19.5cm,如圖甲所示,現(xiàn)將金

4、屬球取出后放入塑料小碗中靜止時如圖乙所示,乙圖中的水面比甲圖中的水面高3cm,已知：容器的內(nèi)部底面積為400cm2.則金屬球的密度是kg/m3.3X103春季初二物理尖端班第8講教師版【例7】（2011西城一模）圓柱形容器中裝有適量的水，將一只裝有配重的薄壁長燒杯放入圓柱形容器的水中，燒杯靜止時容器中水的深度Hi為20cm,如圖甲所示.將金屬塊A吊在燒杯底部,燒杯靜止時露出水面的高度hi為5cm,容器中水的深度H2為35cm,如圖乙所示.將金屬塊A放在燒杯中，燒杯靜止時露出水面的高度h2為1cm,如圖丙所示.已知圓柱形容器底面積為燒杯底面積的2倍.則金屬塊A的密度為kg/m3.【例8】（201

5、0房山一模）如圖所示，柱形容器中裝有密度為pi=1.2g/cm3的某種液體，將一金屬塊放入底面積為S=100cm2的長方體塑料盒中，塑料盒豎直漂浮在液面上，且液體不會溢出容器，其浸入液體的深度為h1=20cm.若把金屬塊從塑料盒中取出，用細(xì)線系在塑料盒的下方，放入該體中，塑料盒豎直漂7?在液面上，且金屬塊不接觸容器底，塑料盒浸入液體的深度為h2=15cm.剪斷細(xì)線，金屬塊沉到容器底部，塑料盒仍豎直漂浮在液面上，其浸入液體的深度為h3=10cm.則金屬塊的密度便=g/cm3.【例9】（2012通州二模）小明用裝有適量水的薄壁小試管、螺母和細(xì)線制成一個測量小石塊密度的裝置.將此裝置放入水中靜止時，

6、試管露出水面的高度h1為5cm,如圖甲所示；在試管中輕輕放入小石塊，此裝置在水中靜止時，試管露出水面的高度h2為2cm,如圖乙所示.已知小石塊放入試管前后，試管中的液面差h3為2cm.則石塊的密度為模塊三：船球模型之液體壓強(qiáng)變化量模型液體壓強(qiáng)變化量p液gh投球：液體對槽底FSNS1【例10】（2008海淀一模）如圖所示,在底面積為S的圓柱形水池底部有一個金屬球（球與池底沒有密合），圓柱型的水槽漂浮在池內(nèi)的水面上，此時水槽受到的浮力為Fi,若把金屬球從水中撈出并放在水槽中漂浮在水池中，此時水槽受到的浮力為F2,撈起金屬球前、后水池底受到水的壓強(qiáng)變化量為p,水的密度為p水,根據(jù)上述條件可以求出（）

7、A,金屬球受的重力為F2干1卞SB.金屬球被撈起前受的浮力為F2-FiD.金屬球被撈起前、后水槽排開水的體積增大了F2Fi水gC.金屬球被撈起前、后水槽底受水的壓力減小了pS【例11】如圖所示，將一個木塊投入裝有液體的水槽中，處于漂浮狀態(tài)，現(xiàn)用大小為4N的力豎直向下壓，此時液體對水槽底部壓強(qiáng)增大了400Pa.又找來一個金屬塊用細(xì)線掛在木塊的下面，這時液面深度為20cm;剪斷細(xì)線，金屬塊下沉，穩(wěn)定后液面深度降低為16cm,金屬塊對水槽底部壓力大小為3.2N,求：剪斷后，液體對水槽底部壓強(qiáng)減少了多少？液320Pa;0.810kg/m體密度為多少？（g10N/kg）【例12】（2013房山一模）一冰

8、塊內(nèi)冰封一合金物體，將其放入盛有適量水，底面積為100cm2的燒杯內(nèi)，正好懸浮在水中，此時燒杯內(nèi)的水對燒杯底的壓強(qiáng)增加了460Pa;當(dāng)冰完全熔化后，水對燒杯底的壓強(qiáng)又變化了44Pa.忽略燒杯內(nèi)水的體積所受溫度的影響，當(dāng)冰N.（冰的密度為0.9g/cm3,取完全熔化后，燒杯底對合金物體的支持力是g10N/kg）.0.44模塊四：含有彈簧的浮力問題能力提升A【例13】（2011年通州一模）如圖所示，底面積為200cm2的容器底部有一固定輕質(zhì)彈簧，彈簧上方連有一邊長為10cm的正方體木塊A,當(dāng)容器中水深為20cm時，木塊A有2的體積浸在水中，此時彈5簧恰好處于自然狀態(tài)，沒有發(fā)生形變.向容器內(nèi)緩慢加水

9、，當(dāng)彈簧伸長了1cm時停止加水，此時彈簧對木塊拉力為1N.加水前后Pa.（不計彈簧受到的浮力容器底部受到水的壓強(qiáng)變化了g取10N/kg）【答案】200春季初二物理尖端班第8講教師版S±-j7【例14】(2011海淀二模)如圖所示,將掛在彈簧測力計下端高為8cm、橫截面積為100cm2的柱形物塊緩慢放入底面積為500cm2的圓柱形容器內(nèi)的水中.當(dāng)物塊直立靜止時，物塊浸入水中深度為2cm,彈簧測力計的示數(shù)為8N,水對容器底部的壓強(qiáng)為1.2X03Pa.現(xiàn)向容器中加水，當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)為5N時，注入水的質(zhì)量為m,水對容器底部的壓強(qiáng)為p,柱形物塊受到的浮力為F.已知彈簧測力計的稱量范圍為01

10、0N,刻度盤上010N刻度線之間的長度為10cm.若g取10N/kg,則下列說法中正確的是()A.柱形物塊所受重力大小為8NB.柱形物塊受到的浮力F大小為3NC.水對容器底部的壓強(qiáng)p為1.8103PaD.向容器中注入水的質(zhì)量m為3.0kg【例15】實(shí)驗(yàn)桌上有如圖所示的下列器材，請你利用這些器材，測出小金屬塊的密度.寫出實(shí)驗(yàn)步驟(用字母表示測出的物理量，水的密度用p水表示)及金屬塊的密度表達(dá)式.叫叫叫叫叫111甲叩1,1111叫1川|1川|11叩I叫F二二二口cm121，5A：««<<Q?刻度尺裝有適量水的圓柱形水槽小容器小金屬塊細(xì)線實(shí)驗(yàn)步驟：(1)讓小容器漂浮在

11、水槽中的水面上，量出這時水面到槽邊沿的距離h1.(2)量出,量出這時水面到槽上邊沿的距離h2.(3)將金屬塊從小容器中取出用細(xì)線系住沒入槽內(nèi)水中，量出這時水面到槽上邊沿的距離h3.金屬塊密度的表達(dá)式金屬=【答案】(2)將小金屬塊放入漂浮在水面上的小容器內(nèi)h1h2(3)；一-水hh3&_8春季初二物理尖端班第8講教師版芋理科到學(xué)而思Bhf_y【例16】（2013大興一模）愛好科技的小剛自己制作了一條小木船,船上帶有金屬船錨,船舷上表明了三種情況的排水量.（1）將錨放在船艙里，當(dāng)船靜止在水槽中時觀察對應(yīng)的排水量為m,；（2）用細(xì)線拴住船錨，懸掛在船下方的水中且完全浸沒，觀察對應(yīng)的排水量為明

12、,此時水槽中的水面將；（選填升高”、降低"或不變”）.（3）把細(xì)線放得更長些，直至線松了，錨沉在盆底，記下此時對應(yīng)的排水量為m3于是利用這些排水量測出了船錨的密度.則錨的密度【答案】不變；m1m3p水mim2【例17】（2010海淀一模）實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：細(xì)長平底試管一支（已知底面積為S）、小湯匙一個、抹布一塊、刻度尺一把、大水槽一個（水槽的深度大于平底試管的高度卜足量的水、足量的細(xì)沙子、天平及配套祛碼.要求從實(shí)驗(yàn)桌上選擇適當(dāng)?shù)钠鞑?，設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)證明在同種?體中，固體所受的浮力大小跟排開液體的體積成正比.要求：寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟并設(shè)計記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格.【答案】（1）把天平放在水平

13、桌面上，調(diào)節(jié)天平平衡；（有此項(xiàng)給1分，沒有扣1分）.（2）用刻度尺測出試管的長度L并記錄；（3）用藥匙取適量的細(xì)沙裝入試管，用天平測出細(xì)沙和試管的總質(zhì)量m1；再將試管放入盛有水的水槽中，使試管豎直漂浮在水面上靜止，用刻度尺測出試管露出水面的高度h1；將m1、h1記錄在表格內(nèi).（4）用抹布擦干試管，用藥匙再取適量的細(xì)沙裝入試管，用天平測出細(xì)沙和試管的總質(zhì)量m2；再將試管放入盛有水的水槽中，使試管豎直漂浮在水面上靜止，用刻度尺測出試管露出水面的高度h2；將m2、h2記錄在表格內(nèi).（5）仿照步驟（4）再做4次實(shí)驗(yàn)，測出細(xì)沙和試管的總質(zhì)量m3、m4、m5、m6；測出每次試管露出水面的高度h3、h4、h

14、5、h6,并將數(shù)值記錄在表格內(nèi).（6）計算出每次試管浸入水中的深度（L-h）和排開水的體積V排=（L-h）S；將數(shù)據(jù)記錄在表(7)根據(jù)物體漂浮時F浮=G物=mg,可知試管每次漂浮時所受的浮力F浮.(8)分析F浮和試管排開水的體積V排確定兩者的關(guān)系.S=實(shí)驗(yàn)次數(shù)試管的長度L/cm細(xì)沙和試管的總質(zhì)量m/kg。G/N試管露出水回局度h/cm試管浸入水中深度(L-h)/cm試管排開水的體積V排/cm3浮力F浮/N【拓1】思維拓展訓(xùn)練（選講）-_一_（2012燕山一模）如圖所示，在盛有某種液體的圓柱形容器內(nèi)放有一木塊A,在木塊的下方用輕質(zhì)細(xì)線懸掛一體積與之相同的金屬塊B,金屬塊B浸沒在液體內(nèi)，而木塊漂浮

15、在液面上，液面正好與容器口相齊.某瞬間細(xì)線突然斷開，待穩(wěn)定后液面下降了hi；然h3hih2（模塊二：船球模型之測量密度模型）后取出金屬塊B,液面又下降了h2；最后取出木塊A,液面又下降了h3.則木塊A與金屬塊B的密度之比為【拓2】（2011東城二模）一個底面積為50cm2的燒杯裝有某種液體，將一個木塊放入燒杯的液體中，木塊靜止時液體深h1=10cm,如圖甲所示；把一個小石塊放在木塊上，液體深h2=16cm,如圖乙所示；若將小石塊放入液體中，液體深h3=12cm,如圖丙所示，石塊對杯底的壓力F=1.6N.則小石塊的密度p石為kg/m3.（g取10N/kg）甲乙丙【答案】2.4103（模塊二：船球

16、模型之測量密度模型）【拓3】（2011年上海大同杯初賽）一根輕質(zhì)小彈簧原長10厘米，兩端分別連接在容器底部和物體A上，將水逐漸注入容器，當(dāng)物體的一半浸入水中時，彈簧長12cm,如圖（a）所示.把水倒出，改用密度為0.8X03kg/m3的油注入容器，當(dāng)物體A全部浸入油中時，彈簧長15cm,如圖（b）所示.前后兩種情況下物體受到的浮力之比為【答案】5:80.3103（模塊三：含有彈簧的浮力問題）度為kg/m3.【練1】船上載著許多鋼材，此時甲板離水面的高度為上；把這些鋼材都放在水中用繩懸掛于船下，此時甲板離水面的高度為h2,則%與%相比較（）A.hih2B.hih2C.%h2D.無法比較【答案】C

17、【練2】如圖所示，將物塊投入漂浮于水面的小燒杯中，小燒杯杯底距液面高度hi為25cm;將物塊取出后系在燒杯底并靜止后，小燒杯杯底距液面高度變?yōu)閔2大小為20cm;剪斷細(xì)繩后物塊掉入杯底，此時小燒杯底距水面距離變?yōu)閔3大小為5cm;則物塊的密度甲乙丙為.【答案】4X103kg/m3【練3】（2010.7西城初二下期末）小芳同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測量某種液體的密度.實(shí)驗(yàn)桌上的器材有一把刻度尺、一個厚底平底試管（試管壁厚度不計）和一個裝有適量水的水槽.她的測量步驟如下：將厚底平底試管放入水槽內(nèi)水中，試管豎直漂浮在水面上.用刻度尺測出試管底到水槽中水面的高度hi,如圖甲所示；將適量的待測液體倒入試管中，試管仍能

18、豎直漂浮在水面上.用刻度尺測出試管底到水槽中水面的高度h2和試管內(nèi)液柱的高度h3,如圖乙所示.請你幫助小芳寫出計算待測液體密度的表達(dá)式液=5=.【練4】（2012朝陽二模）如圖所示，質(zhì)量為540g的凹形鋁槽，放入底面積為100cm2的圓柱形容器中的液體中，鋁槽浮在液面上，槽口恰好與液面相平，這時液面上升了2.7cm.若使鋁槽沉入液體中，則沉入前后液體對容器底部的壓強(qiáng)變化Ap=Pa.【練5】(已知p鋁=2.7103kg/m3,g=10N/kg)140（2012房山一模）如圖所示，用質(zhì)量不計、長度為10cm的彈簧將正方體物塊下表面與底面積為150cm2的圓柱形容器底部相連，正方體物塊豎直立于圓柱形容器內(nèi)，且不與容器壁接觸，彈簧的長度縮短為2cm;現(xiàn)向容器內(nèi)部倒入水，當(dāng)物塊有1/5的體積露出水面時，彈簧的長度又恢復(fù)到原長；現(xiàn)繼續(xù)向容器內(nèi)倒入0.2kg的水后（水不溢出）,容器底部所受水的壓強(qiáng)為1N,取g=10N/kg