八年級(jí)物理下冊(cè)第十章第3節(jié)物體的浮沉條件及應(yīng)用課件新新人教3

歡迎進(jìn)入學(xué)習(xí)課堂第十章浮力知識(shí)點(diǎn)一

物體的浮沉條件上浮下沉懸浮

F浮>GF浮<GF浮=Gρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液=ρ物處于動(dòng)態(tài)(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變),受非平衡力作用。漂浮是“上

浮”過(guò)程的最終狀態(tài),沉底是“下沉”過(guò)程的最終狀態(tài)可以停留在液體內(nèi)部的任何位

置。處于平衡狀態(tài),受平衡力作

用注意懸浮和漂浮的辨析狀態(tài)相同點(diǎn)不同點(diǎn)位置密度排開液體體積漂?、偬幱谄胶鉅顟B(tài)②F浮=G液面ρ物<ρ液V排<V物懸浮可以靜止在液體內(nèi)部任一地方ρ物=ρ液V排=V物例1

如圖10-3-1所示,若“玉林號(hào)”導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦從大

海駛?cè)胫榻?下列分析正確的是

()

圖10-3-1A.浮力變小,艦體上浮一些B.浮力變大,艦體下沉一些C.浮力不變,艦體下沉一些D.浮力不變,艦體上浮一些解析護(hù)衛(wèi)艦從大海駛?cè)胫榻?始終處于漂浮狀態(tài),所以護(hù)衛(wèi)艦受到的浮力

大小等于其自身重力大小,浮力不變;由F浮=G排=ρ液gV排、浮力不變、ρ江<ρ海

知,排開江水的體積大于排開海水的體積,所以要下沉一些。答案

C知識(shí)點(diǎn)二

浮力的應(yīng)用1.輪船(1)工作原理:輪船是利用物體漂浮在液面上的條件來(lái)工作的。為了使船能

夠漂浮在水面上,人們采用了“空心法”,即把密度大于水的鋼鐵制成空心

的,能使它排開更多的水,增大可以利用的浮力,從而漂浮在水面上。(2)輪船大小的表示——排水量排水量m排是輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量。說(shuō)明當(dāng)輪船滿載航行時(shí)處于漂浮狀態(tài),所受浮力等于船所受到的總重力,

即F浮=G船總,而F浮=m排g、G船總=(m船+m貨)g,因此m排=m船+m貨,即輪船排水量等

于船自身的質(zhì)量與滿載時(shí)貨物的質(zhì)量之和。2.潛水艇:靠改變自身的重力而實(shí)現(xiàn)上浮、下沉或懸浮在水中,如圖10-3-2

所示。

圖10-3-23.氣球和飛艇:氣球和飛艇都是通過(guò)充入密度比空氣小的氣體而升空的。例2

(2019山西太原二模)2019年4月23日,中國(guó)海軍建軍70周年海上閱兵

隆重舉行。國(guó)之重器的亮相見證了中國(guó)海軍的崛起!如圖10-3-3是首次亮

相095攻擊型核潛艇。下列關(guān)于該潛艇的分析正確的是

()

圖10-3-3A.上浮過(guò)程中所受浮力增大B.漂浮和懸浮時(shí)所受浮力相等C.下潛過(guò)程中所受壓強(qiáng)不變D.潛行過(guò)程中排開海水的重力不變解析

潛艇上浮過(guò)程中,在露出水面前,排開水的體積不變,由阿基米德原

理知,潛艇所受浮力不變,從剛露出水面開始V排減小,潛艇所受浮力減小,故

A錯(cuò)誤;潛艇懸浮時(shí)排開海水的體積大于漂浮時(shí)排開海水的體積,所以潛艇

懸浮時(shí)所受浮力大,B錯(cuò)誤;潛艇下潛過(guò)程中深度變大,所受壓強(qiáng)變大,C錯(cuò)

誤;潛艇潛行過(guò)程中排開海水的體積不變,重力不變,D正確。答案

D題型一

判斷物體的浮沉狀態(tài)或分析現(xiàn)象例1

(2019山西模擬)餃子是大家喜愛的食品,煮餃子時(shí),餃子剛放入水中

會(huì)下沉,過(guò)一會(huì)兒煮熟的餃子又會(huì)上浮,漂浮在水面。下列分析正確的是

()A.餃子在水中下沉的過(guò)程中所受的浮力變小B.餃子在水中下沉的過(guò)程中所受水的壓強(qiáng)變小C.餃子浮在水面,排開水的重力等于餃子的重力D.沉在水底的餃子所受的浮力等于餃子的重力解析

餃子在水中下沉的過(guò)程中,排開水的體積不變,則受到的浮力不變,A

錯(cuò)誤;餃子在水中的深度變大,由液體壓強(qiáng)公式可知,水的壓強(qiáng)變大,B錯(cuò)誤;

餃子浮在水面時(shí),重力與浮力是一對(duì)平衡力,大小相等,C正確;煮餃子時(shí),餃

子剛放入水中,由于餃子所受的重力大于浮力,所以餃子會(huì)沉入鍋底,在水

底的餃子所受的浮力小于餃子的重力,故D錯(cuò)誤。答案

C點(diǎn)撥

根據(jù)物體的浮沉狀態(tài)比較重力與浮力的關(guān)系,是判斷物體浮沉的逆

過(guò)程,只要把物體的浮沉條件反過(guò)來(lái)應(yīng)用即可。題型二

物體浮沉條件的應(yīng)用例2

三個(gè)相同容器內(nèi)分別盛滿不同的液體,現(xiàn)將三個(gè)

完全相同的小球輕輕放入容器中,小球靜止后的狀態(tài)如圖10-3-4所示,以下

判斷正確的是

()圖10-3-4A.液體的密度關(guān)系是ρ甲>ρ丙>ρ乙B.液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系是p乙>p甲>p丙C.容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)關(guān)系是p甲'>p乙'>p丙'D.小球受到的浮力大小關(guān)系是F乙=F丙>F甲

解析由于小球在丙中懸浮,所以ρ丙=ρ球、F丙=G球;在乙中漂浮,所以ρ乙>ρ

球、F乙=G球;在甲中沉底,所以ρ甲<ρ球,F甲<G球。三種液體密度關(guān)系:ρ甲<ρ丙<ρ

乙。小球受到的浮力大小關(guān)系是F乙=F丙>F甲。所以選項(xiàng)A錯(cuò),D正確。小球

靜止后,三個(gè)容器中的液面相平,即深度h相等,由于ρ甲最小,根據(jù)p=ρgh可知,

甲容器底受到的液體壓強(qiáng)最小,所以B錯(cuò)。容器對(duì)桌面的壓力等于容器、

容器內(nèi)液體和小球的總重力,由圖知,甲、丙容器內(nèi)液體體積相同,又知ρ甲<

ρ丙,所以丙容器內(nèi)液體的重力大于甲容器內(nèi)液體的重力,容器以及兩小球的

重力均相等,容器的底面積相等,根據(jù)p=

可知,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p丙'>p甲',所以C錯(cuò)。答案

D方法歸納解答相同物體在不同液體中浮沉或不同物體在同一液體中浮

沉的相關(guān)問(wèn)題時(shí),注意通過(guò)物體的浮沉條件,尋找不同狀態(tài)下的“不變量

(關(guān)系量)”進(jìn)行綜合分析。題型三

浮沉條件、浮力知識(shí)的綜合的應(yīng)用例3

(2018貴州安順中考)如圖10-3-5所示,已知重為10N的長(zhǎng)方體木塊靜

止在水面上,浸入在水中的體積占木塊總體積的4/5(g取10N/kg)。

圖10-3-5(1)求木塊所受到的浮力大小;(2)若木塊下表面所處的深度為0.2米,求木塊下表面受到水的壓強(qiáng);(3)若要將木塊浸沒(méi)水中,求至少需要施加多大的壓力。解析(1)因?yàn)槟緣K漂浮在水面上,所以受到的浮力F浮=G木=10N;(2)所處的深度為0.2m時(shí),木塊的下表面受到水的壓強(qiáng):p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;(3)根據(jù)F浮=ρ水gV排可知浸入水中的體積為排開液體的體積:V排=

=

=1×10-3m3因?yàn)閂排=

V木,所以V木=

V排=

×1×10-3m3=1.25×10-3m3木塊浸沒(méi)時(shí)受到水的浮力:F浮'=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N因?yàn)镕浮'=G木+F,所以壓力F=F浮'-G木=12.5N-10N=2.5N。答案(1)10N(2)2000Pa(3)2.5N點(diǎn)撥分析清楚物體的浮沉狀態(tài),根據(jù)浮沉狀態(tài)確定物體受力關(guān)系,綜合運(yùn)

用相關(guān)公式是解答該類問(wèn)題的關(guān)鍵。易錯(cuò)點(diǎn)

對(duì)物體浮沉與受到浮力大小關(guān)系的理解例

(2018山東濟(jì)南歷城期中)如圖10-3-6所示,四個(gè)體積相同而材料不同

的球甲、乙、丙、丁分別靜止在水中的不同深度處。以下說(shuō)法正確的是

()

圖10-3-6A.丙、丁所受浮力相等

B.乙球所受的浮力最小C.丙球所受的浮力最小

D.丁球所受的浮力最大解析

因?yàn)?個(gè)小球的體積相等,由F浮=ρ水gV排可知,F浮丙=F浮丁>F浮乙>F浮甲。答案

A易錯(cuò)警示

物體受到的浮力的大小并不是由它的浮沉所決定的,而是由它

所排開的液體的重力所決定的。“思辨”走向創(chuàng)新素養(yǎng)呈現(xiàn)本章有“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”和“探究浮力的

大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn),教材中這兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn)

側(cè)重于猜想和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),實(shí)際考查中這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)注重實(shí)驗(yàn)、推理和應(yīng)用。

此外,本章還有“阿基米德原理”和“物體的浮沉條件”兩個(gè)重要的考點(diǎn),

故本章是初中物理的重要考點(diǎn)和核心素養(yǎng)考查的重要載體!典例剖析例

(2019北京昌平期末)為驗(yàn)證阿基米德原理,小明將電子秤放在水平桌

面上并調(diào)零,然后將溢水杯放到電子秤上,按實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范將溢水杯中裝滿

水,再用細(xì)線系住鋁塊并將其緩慢浸入溢水杯的水中,如圖10-3-7所示,鋁塊

始終不與溢水杯接觸。根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問(wèn)題:

圖10-3-7(1)鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)與鋁塊未浸入水中時(shí)相比,水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)

(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(2)鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)與鋁塊未浸入水中時(shí)相比,電子秤示數(shù)將

(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)實(shí)驗(yàn)桌上還備有量筒,請(qǐng)你根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),繼續(xù)操作,測(cè)量出該鋁塊的體

積(該鋁塊較大,不能放入量筒中)。寫出你的測(cè)量方法并簡(jiǎn)要說(shuō)明。解析

(1)鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)與鋁塊未浸入水中時(shí)相比,溢水杯中水的

深度不變,由液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律可知,水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)不變;(2)由于溢

水杯中裝滿水,鋁塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí),鋁塊受到的浮力等于排開的水重,

鋁塊對(duì)水的壓力大小與浮力相等,所以溢水杯對(duì)電子秤的壓力不變,即電子

秤示數(shù)不變;(3)將鋁塊浸沒(méi)在水中,排開水的體積等于鋁塊的體積,所以將

溢出的水倒入量筒中,讀出量筒中水的體積就是鋁塊的體積。答案

(1)不變(2)不變(3)見解析素養(yǎng)解讀本題通過(guò)對(duì)“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”

的實(shí)驗(yàn)研究,從受力分析、液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律和阿基米德原理的應(yīng)用三個(gè)

角度考查學(xué)生對(duì)力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用,體現(xiàn)獲取和處理信息、得出結(jié)論等

“科學(xué)探究”素養(yǎng)。同時(shí)在分析過(guò)程中考查了應(yīng)用浮力、重力等知識(shí)的

“物理觀念”素養(yǎng)。知識(shí)點(diǎn)一

物體的浮沉條件1.(獨(dú)家原創(chuàng)試題)黃花梨是著名名貴的木材,用它制作成的手串,氣味芳香,

很受大眾喜愛。有一個(gè)用質(zhì)量為40g的用海南西部黃花梨制成的手串,體

積為39cm3,將它放在足夠大的水杯中靜止后它將

()A.漂浮在水面上

B.下沉到水底C.懸浮在水中任何深度

D.無(wú)法判斷答案

B手串的密度ρ木=

=

≈1.026g/cm3>ρ水,故它在水中會(huì)下沉。2.(2018山東濟(jì)南槐蔭二模)俗話說(shuō)“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中會(huì)

漂浮,李子投入水中會(huì)下沉。對(duì)此現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是

()A.西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力B.李子下沉過(guò)程中所受的浮力逐漸變小C.西瓜漂浮時(shí)所受的浮力大于自身重力D.李子下沉過(guò)程中受到的浮力大于重力答案

A

西瓜漂浮在水面上,浮力等于其重力,即F浮西瓜=G西瓜;李子在水中

下沉,浮力小于其重力,即F浮李子<G李子;由于西瓜的重力大于李子的重力,即G

西瓜>G李子,所以,西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力,故A正確,C、D錯(cuò)誤;

李子下沉過(guò)程中,水的密度不變、排開水的體積不變,根據(jù)F浮=ρgV排可知,

所受的浮力大小不變,故B錯(cuò)誤。3.(2015廣西來(lái)賓中考)把體積為2×10-3

m3、重為12N的物塊放入水中,當(dāng)它

靜止時(shí)所處的狀態(tài)及受到的浮力大小分別為(g取10N/kg)

(

)A.漂浮,F浮=20N

B.漂浮,F浮=12NC.沉底,F浮=20N

D.沉底,F浮=12N答案

B當(dāng)物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮'=ρ水V排g=ρ水V物g=1.0×103kg/

m3×2×10-3m3×10N/kg=20N;因?yàn)?0N>12N,即F浮'>G,所以物塊會(huì)上浮,最

后漂浮在水面上,當(dāng)物塊漂浮時(shí):F浮=G=12N。知識(shí)點(diǎn)二

浮力的應(yīng)用4.(2018浙江湖州中考)圓柱體先后放入密度為ρ1和ρ2的兩種液體中,均處于

漂浮狀態(tài),如圖10-3-1所示。圓柱體在兩液體中所受浮力依次是F1和F2,則

()

圖10-3-1A.ρ1>ρ2

F1>F2

B.ρ1<ρ2

F1<F2C.ρ1<ρ2

F1=F2

D.ρ1>ρ2

F1=F2

答案

D由圖可知,圓柱體在兩液體中都處于漂浮狀態(tài),所以F1=F2=G

物,A、B錯(cuò);圓柱體在兩液體中所受浮力F1=F2,由圖可知:V排1<V排2,根據(jù)F浮=ρ液

gV排可知:ρ1>ρ2,故C錯(cuò),D正確。1.(2019云南紅河蒙自一模)如圖,燒杯中裝有某種液體,A為圓柱形木塊,靜

止時(shí)木塊的下表面到液面的距離為h,再用外力F緩慢將木塊A壓入液體中

到剛好浸沒(méi),下列說(shuō)法不正確的是

()

A.不受力F作用時(shí),木塊在液體中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)B.木塊A的密度大于液體的密度C.將A壓入液體的過(guò)程,容器底受到液體的壓強(qiáng)將增大D.將A壓入液體的過(guò)程,力F不斷增大答案

B

木塊放入液體中,靜止時(shí)木塊的下表面到液面的距離為h,則不

受力F作用時(shí),木塊在液體中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài),木塊A的密度小于液體

的密度,A正確、B錯(cuò)誤;將A壓入液體的過(guò)程,排開液體的體積增大了,液面

上升,深度變大,容器底受到液體的壓強(qiáng)將增大,故C正確;將A壓入液體的過(guò)

程,所受浮力變大,重力不變,所用的壓力F變大,故D正確。2.(2018廣西桂林中考)小關(guān)與同學(xué)們?nèi)ビ斡[桂林兩江四湖,登上游船后,船

會(huì)下沉一些,那么

(

)A.船的重力將減小B.水對(duì)船的浮力將減小C.水對(duì)船的浮力將增大D.水對(duì)船的浮力將保持不變答案

C小關(guān)與同學(xué)們登上游船后,船的重力變大,故A錯(cuò)誤;登上游船后,

游船處于漂浮狀態(tài),則F浮=G,所以,游船受到的浮力變大,故B、D錯(cuò)誤,C正

確。3.(2018浙江金華中考)杯子放在水平桌面上,放入茶葉,再倒入開水,茶葉先

漂浮在水面上,過(guò)一段時(shí)間,茶葉逐漸下沉到杯底。

(1)茶葉漂浮在水面上,是因?yàn)楦×?/p>

重力(填“大于”、“小于”

或“等于”);(2)茶葉勻速下沉階段(不考慮水的蒸發(fā)),茶杯對(duì)桌面的壓力將

(填

“變大”、“變小”或“不變”)。答案(1)等于(2)不變解析(1)根據(jù)物體漂浮的條件可知,茶葉漂浮在水面上,是因?yàn)楦×Φ扔?/p>

重力;(2)茶杯對(duì)桌面的壓力等于茶杯、水和茶葉的總重力,所以不考慮水

的蒸發(fā),茶杯對(duì)桌面的壓力不變。4.(2019北京房山期末)如圖所示,自由漂浮于海面上的冰山僅僅露出“冰

山一角”,它把巨大的身軀隱藏在海面下,這對(duì)出海遠(yuǎn)航的輪船造成了挑

戰(zhàn)。(冰的密度取0.9×103kg/m3,海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)簡(jiǎn)要解釋冰山漂浮在海面上的原因;(2)計(jì)算冰山露出海面的體積占冰山總體積的比例。答案

(1)因?yàn)楸拿芏刃∮诤Ｋ拿芏?所以冰山會(huì)漂浮在海面上(2)

1∶10

解析

(1)因?yàn)楸拿芏刃∮诤Ｋ拿芏?由物體的浮沉條件知,冰山會(huì)漂

浮在海面上。(2)設(shè)冰山的總體積為V,排開海水的體積為V排,冰山的重力G

冰=m冰g=ρ冰V冰g,冰山受到的浮力F浮=ρ水V排g,冰山漂浮,所以二者相等,ρ冰V冰g

=ρ水V排g,代入數(shù)據(jù)整理后得V排∶V冰=9∶10,故V露∶V冰=1∶10。1.(獨(dú)家原創(chuàng)試題)肥桃又叫佛桃,是山東泰安肥城的特產(chǎn)。肥城不僅肥桃

聞名,桃木雕刻也是首屈一指的。將兩個(gè)相同的心形雕刻分別放在不同液

體中,靜止后情形如圖10-3-2所示,若它們受到的浮力分別為F甲、F乙,杯底

受到的壓強(qiáng)分別為p甲、p乙,則它們的關(guān)系為

()

圖10-3-2A.F甲=F乙,p甲=p乙

B.F甲<F乙,p甲<p乙C.F甲=F乙,p甲<p乙

D.F甲<F乙,p甲=p乙

答案

C兩圖心形雕刻均漂浮,由物體的漂浮條件知,心形雕刻受到的浮

力都等于自身重力,故F甲=F乙,由圖知,甲排開的液體體積大,根據(jù)阿基米德

原理知,甲圖液體的密度小,故甲圖杯底受到的壓強(qiáng)小。2.(2018山西中考)小亮同學(xué)利用氣球和圓柱形水杯做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。在氣

球內(nèi)灌入一定量的水封口制成水球(如圖10-3-3甲)。先將水球放入冷水

中,水球漂浮(如圖乙)。把杯中冷水換成熱水,再次把水球放入熱水中,發(fā)現(xiàn)

水球沉在杯底(如圖丙)。下列分析正確的是

()

圖10-3-3A.水球在冷水中所受浮力小于熱水中所受浮力B.水球在冷水中排開的水的重力等于水球的重力C.冷水的密度小于熱水的密度D.在冷水和熱水的同一深度處壓強(qiáng)相等答案

B水球在冷水中漂浮,所受浮力與重力大小相等,水球在熱水中沉

底,所受浮力小于重力,水球的重力不變,因此,水球在冷水中所受浮力大于

在熱水中所受浮力,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;水球在冷水中漂浮,浮力等于重力,而浮力

大小等于物體排開液體所受的重力,所以排開的水的重力等于水球的重力,

B選項(xiàng)正確;冷水的密度大于熱水的密度,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;在深度相同時(shí),液體壓

強(qiáng)與液體密度成正比,所以,在冷水和熱水的同一深度處,冷水的壓強(qiáng)大,D

選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2017甘肅蘭州中考)如圖10-3-4所示,將物體A放入水中時(shí)懸浮,將物體B

放入水中時(shí)有一半的體積露出水面,將物體A置于物體B上再放入水中時(shí),

物體B有三分之一的體積露出水面,則兩物體的體積之比VA∶VB=

,

物體B的密度是

kg/m3。

圖10-3-4答案1∶60.5×103

解析當(dāng)物體A放在物體B上時(shí),物體B又有1/6的體積被壓入水中,GA=ΔF浮,

ρAgVA=

ρ水gVB,A在水中懸浮,ρA=ρ水,VA∶VB=1∶6;由B漂浮在水面上得:F浮=GB,

ρ水gVB=ρBgVB,ρB=

ρ水=0.5×103kg/m3。4.(獨(dú)家原創(chuàng)試題)隨著人們生活水平的提高,收藏木雕工藝品成為一種時(shí)

尚。如圖10-3-5所示是小明收藏的一個(gè)木工藝品,測(cè)得其質(zhì)量為45g,體積

為50cm3,現(xiàn)把它放到水中。(水的密度1×103kg/m3,g取10N/kg)試計(jì)算:

圖10-3-5(1)工藝品靜止后受到的水的浮力為多少N?(2)小明把該工藝品放在另一種液體中,靜止后它受到的浮力為0.4N,該液

體的密度為多少kg/m3?(3)在上述條件下,若工藝品漂浮在液面,試說(shuō)明理由,若下沉到液體底部,試計(jì)算底部對(duì)工藝品的支持力為多少N?答案(1)0.45N(2)0.8×103kg/m3(3)0.05N解析

(1)工藝品的密度ρ木=

=

=0.9g/cm3=0.9×103kg/m3;由于ρ木<ρ水,故工藝品靜止后漂浮在水面上,它受到的浮力等于重力;故F浮=G=mg=45g

×10N/kg=0.045kg×10N/kg=0.45N;(2)工藝品放到該液體中時(shí),受到的浮

力(0.4N)小于它的重力(0.45N),故工藝品下沉到液體底部。V排=V物=50cm

3=5×10-5m3;液體的密度ρ液=

=

=0.8×103kg/m3;(3)由于工藝品下沉,底部對(duì)它的支持力F支=G-F浮'=0.45N-0.4N=0.05N。1.(2019廣東梅州一模)如圖所示,當(dāng)溢水杯盛滿密度為ρ1的液體時(shí),把實(shí)心

物塊放入杯中,物塊漂浮,靜止后溢出的液體質(zhì)量為m1;當(dāng)溢水杯盛滿密度

為ρ2的液體時(shí),把同一物塊放入杯中,物塊沉底,靜止后溢出的液體質(zhì)量為m

2,則物塊的密度為

()

A.

ρ1

B.

ρ2

C.

ρ1

D.

ρ2

答案

B第一種情況下,物塊漂浮,F浮1=G,則m1g=ρ物gV,即:ρ物=

;第二種情況下,F浮2=G排2,則ρ2gV=m2g,即:V=

;所以ρ物=

=

=

ρ2。2.(2018四川遂寧中考)如圖甲所示的圓柱形容器中裝有適量的某種液體,

現(xiàn)將密度為0.6×103kg/m3的正方體木塊A放入容器中,木塊靜止時(shí)露出液面

的體積與浸入液體的體積之比為1∶3;在木塊上表面輕放一個(gè)物塊B(VA=2

VB),A的上表面剛好與液面相平,如圖乙所示。若將物塊B單獨(dú)放入此液體

中,它靜止時(shí)將

()

A.懸浮

B.漂浮

C.沉底

D.無(wú)法判斷答案

B木塊A在液體中漂浮,木塊靜止時(shí)露出液面的體積與浸入液體

的體積之比為1∶3,則V排=

VA,漂浮時(shí)浮力等于重力,所以ρ液g×

VA=ρ木gVA,則液體的密度ρ液=

ρ木=

×0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3;在木塊上表面輕放一個(gè)物塊B,VB=

VA,A的上表面剛好與液面相平,因?yàn)檎w漂浮,所以浮力等于總重力,即ρ液gVA=ρ木gVA+ρBg×

VA,化簡(jiǎn)可得,ρ液=ρ木+

ρB,則ρB=2(ρ液-ρ木)=0.4×103kg/m3<ρ液,故若將物塊B單獨(dú)放入此液體中,它靜止時(shí)將漂浮。3.(2019安徽滁州天長(zhǎng)一模)如圖,圓柱形容器中裝有適量的水,實(shí)心鐵塊A

放在木塊B上,它們一起漂浮在水面上,若將鐵塊A從木塊B上拿下并放入容

器內(nèi)的水中,則容器中的水面會(huì)()

A.上升

B.保持不變

C.下降

D.無(wú)法判斷答案

C鐵塊A放在木塊B上時(shí)整體漂浮,浮力等于它們的總重,若將A拿

下放入水中,由于鐵塊A下沉,則A受到的浮力小于A的重力,木塊仍處于漂

浮,則木塊受到浮力等于木塊的重力,它們受到的總浮力小于它們的總重,

根據(jù)阿基米德原理可知排開水的體積變小,故液面下降。4.(2018山東德州中考)在木棒的一端纏繞一些銅絲制成兩個(gè)完全相同的簡(jiǎn)

易密度計(jì),現(xiàn)將它們分別放入盛有不同液體的兩個(gè)燒杯中,如圖所示,當(dāng)它

們豎直靜止在液體中時(shí),液面高度相同。從觀察到的現(xiàn)象可以判斷:兩個(gè)簡(jiǎn)

易密度計(jì)所受浮力F甲

F乙、兩杯液體的密度ρ甲

ρ乙、兩個(gè)

燒杯底部所受液體的壓強(qiáng)p甲

p乙。(選填“大于”、“小于”或

“等于”)

答案等于小于小于解析由題圖可知,密度計(jì)在兩液體中處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力,兩個(gè)

完全相同的簡(jiǎn)易密度計(jì)重力相同,所以密度計(jì)在兩種液體中所受的浮力相

等;甲中密度計(jì)排開液體的體積大于乙中密度計(jì)排開液體的體積,根據(jù)F浮=

ρgV排可知,兩杯液體的密度ρ甲<ρ乙。液面高度相同,根據(jù)p=ρgh可知,兩個(gè)燒

杯底部所受液體的壓強(qiáng)p甲<p乙。5.(2015湖南益陽(yáng)中考)體積均為200cm3的木塊和合金塊,放入水中靜止時(shí)

的情況如圖所示,已知木塊重為1.8N,合金塊重為6N,則木塊受到的浮力為

N,合金塊受到的浮力為

N。(g=10N/kg)

答案1.82解析由題圖可知木塊漂浮,則F浮木=G木=1.8N;由題圖可知合金塊浸沒(méi)在

水中,V合金排=200cm3=2×10-4m3,合金塊受到的浮力F合金=ρ水gV合金排=1.0×103kg

/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N。1.(2019山西大同一模,9,★☆☆)質(zhì)量相等的甲、乙兩個(gè)實(shí)心正方體物塊在

水中靜止時(shí)如圖10-3-6所示,下列說(shuō)法中正確的是

()

圖10-3-6A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力B.甲的密度等于乙的密度C.甲所排開液體的質(zhì)量等于乙所排開液體的質(zhì)量D.甲下表面受到水的壓力等于乙下表面受到水的壓力答案

C由圖知,甲、乙兩實(shí)心正方體物塊分別懸浮、漂浮在水中,根據(jù)

漂浮和懸浮條件可知,物塊受到的浮力等于自身的重力,它們質(zhì)量相等,則

重力相等,所以浮力相等,A錯(cuò)誤;由圖知,甲的體積小于乙的體積,質(zhì)量相等,

所以甲的密度大于乙的密度,故B錯(cuò)誤;因?yàn)樗鼈兪艿降母×ο嗟?所以排開

液體的重力相等,則它們排開液體的質(zhì)量相等,故C正確;由浮力產(chǎn)生的原因

知,甲下表面受到的壓力等于它受到的浮力與上表面壓力之和,而乙上表面

不受壓力,所以乙下表面受到的壓力等于它受到的浮力,則甲下表面受到水

的壓力大于乙下表面受到水的壓力,故D錯(cuò)誤。2.(2018江蘇常熟期末,11,★★☆)將一塊不含雜質(zhì)沒(méi)有氣泡的冰塊放在裝

有38度白酒的(密度為0.95g/mL)酒杯中,漂浮在液面上,如圖10-3-7所示。

當(dāng)冰塊完全熔化后出現(xiàn)的情況是

()

圖10-3-7A.液面高度升高B.液面高度不變C.液面高度下降D.無(wú)法確定答案

C冰塊漂浮在酒精面上,所以:F浮=G冰,即ρ酒精gV排=ρ冰gV冰,可得:V排=

;冰熔化成水之后,狀態(tài)變化,質(zhì)量不變,所以:m冰=m水,即ρ冰V冰=ρ水V水,可得:V水=

;而ρ酒精<ρ水,故V水<V排,所以冰完全熔化后,杯中液面下降。3.(2018重慶江津六校聯(lián)考,21,★★☆)如圖10-3-8甲所示,水平面上有一底

面積為5.0×10-3m2的圓柱形薄壁容器,容器中裝有質(zhì)量為0.5kg的水?，F(xiàn)將

一個(gè)質(zhì)量分布均勻、體積為5.0×10-5m3的物塊(不吸水)放入容器中,物塊漂

浮在水面上,物塊浸入水中的體積為4.0×10-5m3。(g取10N/kg,水的密度ρ水

=1.0×103kg/m3)(1)求物塊受到的浮力大小;(2)求物塊的密度;(3)用力緩慢向下壓物塊使其恰好浸沒(méi)在水中(水未溢出)如圖乙,求此時(shí)水

對(duì)容器底的壓強(qiáng)。

圖10-3-8答案(1)0.4N(2)0.8×103kg/m3(3)1.1×103Pa解析(1)物塊受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.0×10-5m3=0.4N(2)物塊受到的重力與浮力是一對(duì)平衡力F浮=G物=ρ物gV物物塊的密度ρ物=

=

=0.8×103kg/m3(3)設(shè)未放入物塊時(shí),容器中水深為h,物塊浸沒(méi)在水中時(shí),水位上升Δhm水=ρ水V水=ρ水Shh=

=

=0.1mV物=S·ΔhΔh=

=

=0.01m水對(duì)容器底的壓強(qiáng)p=ρ水g(h+Δh)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m+0.01m)=1.1×103Pa1.(2019山東泰安新泰一模,7,★☆☆)如圖,在水槽中放一只小碗,碗可以漂

浮在水面上,也可以沉入水底,下列說(shuō)法正確的是

()

A.碗沉入水底時(shí)比漂浮在水面上時(shí)重力變大了B.碗沉入水底時(shí)受到的浮力與它的重力大小相等C.碗沉入水底時(shí)比漂浮時(shí)所受的浮力變大了D.碗沉入水底時(shí)容器底部受到水的壓強(qiáng)變小了答案

D無(wú)論碗處于什么位置,質(zhì)量不變,所以重力不變,故A錯(cuò)誤;據(jù)浮沉

條件可知,碗沉入水底時(shí)受到的浮力小于它的重力,故B錯(cuò)誤;碗沉入水底時(shí)

比漂浮時(shí)排開水的體積變小,所以受到的浮力變小,故C錯(cuò)誤;因?yàn)槠r(shí)的

浮力大于下沉?xí)r的浮力,小碗浸沒(méi)后,排開的水的體積減小,水面下降,容器

底受到水的壓強(qiáng)變小,故D正確。2.(2018河北一模,2,★★☆)如圖所示,將三個(gè)完全相同的雞蛋分別放入盛

有不同液體的燒杯中,雞蛋在甲杯中沉底,在乙杯中懸浮,在丙杯中漂浮,且

雞蛋靜止后各杯中液體深度相同。則下列判斷正確的是

()

A.三種液體的密度關(guān)系為:ρ甲=ρ乙>ρ丙B.雞蛋排開三種液體的質(zhì)量關(guān)系為:m甲=m乙>m丙C.雞蛋受到三種液體的浮力關(guān)系為:F甲<F乙=F丙D.三種液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系為:p甲=p乙>p丙

答案

C雞蛋在甲杯中沉底,ρ甲<ρ雞蛋;在乙杯中懸浮,ρ乙=ρ雞蛋;在丙杯中漂

浮,ρ丙>ρ雞蛋,所以丙杯中液體的密度最大,甲杯中液體的密度最小,A錯(cuò);雞蛋

在甲杯中沉底,浮力小于雞蛋的重力,則排開液體的質(zhì)量小于雞蛋的質(zhì)量;

雞蛋在乙杯中懸浮,在丙杯中漂浮,則雞蛋在乙、丙中受到的浮力等于雞蛋

的重力,即雞蛋在乙、丙中排開液體的質(zhì)量等于雞蛋的質(zhì)量,所以m甲<m乙=

m丙,F甲<F乙=F丙,B錯(cuò),C正確;三種液體的深度相同,丙杯中液體的密度最大,甲

杯中液體的密度最小,由p=ρ液gh得,三種液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系是:p甲<

p乙<p丙,D錯(cuò)。3.(2017遼寧沈陽(yáng)皇姑一模,15,★★☆)小胡同學(xué)在水槽中洗碗,一個(gè)大的瓷

碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗裝滿,碗就會(huì)沉入水槽底部,此

時(shí)碗所受到的浮力比漂浮時(shí)碗所受到的浮力

(選填“大”、

“小”或“不變”),水槽中的水面將會(huì)

(選填“上升”、“下

降”或“不變”)。答案小下降解析當(dāng)碗漂浮時(shí),碗受到的浮力等于其重力,當(dāng)碗下沉到水槽底部時(shí),碗

受到的浮力小于其重力,因此沉到水槽底部時(shí)碗所受到的浮力比漂浮時(shí)碗

所受到的浮力小;由V排=

可知,在液體密度一定時(shí),物體受到的浮力越小,排開液體的體積越小,因此碗沉到水槽底部時(shí)排開水的體積小,水面將

下降。4.(2019湖北襄陽(yáng)襄城一模,20,★★☆)如圖所示,一木塊漂浮在水面上(如圖

甲所示)。在木塊上放置一個(gè)鐵塊A時(shí),木塊剛好浸沒(méi)于水中(如圖乙所示);

去掉鐵塊A,在木塊下吊一個(gè)鐵塊B時(shí),木塊也剛好浸沒(méi)于水中(如圖丙所

示)。已知鐵的密度為ρ鐵=7.9×103kg/m3,水的密度為ρ水=1.0×103kg/m3。試

求兩個(gè)鐵塊A和B的質(zhì)量之比。(8分)

答案69∶79解析

在乙圖中,把木塊和鐵塊A作為一個(gè)整體,浮力等于總重力,則ρ水V木g

=(mA+m木)g;同理,在丙圖中ρ水(V木+VB)g=(mB+m木)g,將第一式代入第二式整理

得,mB-mA=ρ水VB,又VB=

,代入該式及數(shù)據(jù)整理后得,mA∶mB=(7.9×103kg/m3-1×103kg/m3)∶(7.9×103kg/m3)=69∶79。1.(2019四川成都中考,A9,★☆☆)將一枚重為0.5N的雞蛋放入一杯均勻鹽

水中,靜止時(shí)如圖10-3-9所示,然后向杯子里加入一些清水,則

()

圖10-3-9A.雞蛋會(huì)下沉B.雞蛋的重力增加C.雞蛋所受浮力變大D.雞蛋所受浮力為0.5N答案

A由圖知,雞蛋靜止時(shí)懸浮在鹽水中,雞蛋的密度等于鹽水的密度,

向杯子里加入一些清水,鹽水的密度減小,小于雞蛋的密度,故雞蛋下沉,A

正確;雞蛋的重力不會(huì)變,故B錯(cuò)誤;雞蛋懸浮時(shí),F浮1=G蛋,下沉?xí)r,F浮2<G蛋,故F

浮1>F浮2,C錯(cuò)誤;下沉?xí)r,F浮2<G蛋=0.5N,D錯(cuò)誤。2.(2017山東泰安中考,21,★★☆)有甲、乙兩個(gè)溢水杯,甲溢水杯盛滿酒精,

乙溢水杯盛滿某種液體。將一不吸水的小球輕輕放入甲溢水杯中,小球下

沉到杯底,溢出酒精的質(zhì)量是40g;將小球從甲溢水杯中取出擦干,輕輕放入

乙溢水杯中,小球漂浮且有

的體積露出液面,溢出液體的質(zhì)量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列計(jì)算正確的是

()①小球的質(zhì)量是40g②小球的體積是50cm3③液體的密度是1.1×103kg/m3④小球的密度是0.9×103kg/m3

A.只有①②正確

B.只有②③正確C.只有②④正確

D.只有①③正確答案

B由題意知小球在乙中處于漂浮狀態(tài),故F浮乙=G=G排,故m=m排=50

g;由題知,在甲中小球沉底,小球的體積就等于排開酒精的體積,V=V排酒精=

=

=50cm3;小球的密度是:ρ球=

=

=1g/cm3=1000kg/m3;因?yàn)樾∏蛟谝抑衅?所以F浮乙=G,根據(jù)阿基米德原理得,F浮乙=m排液g=ρ液g×

V,且G=ρ球gV,聯(lián)立可得:ρ液g×

V=ρ球gV,所以ρ液=

ρ球=

×1000kg/m3=1.1×103kg/m3。故②③正確,選B。3.(2018江蘇泰州中考,15,★★☆)把重10N,密度為0.9×103

kg/m3的實(shí)心物

體投入水中。當(dāng)物體靜止時(shí),物體處于

(漂浮/懸浮/沉底)狀態(tài),物

體所受浮力為

N,排開水的體積是

m3。(g取10N/kg)答案漂浮101×10-3

解析

因?yàn)棣盐?0.9×103kg/m3<ρ水,所以物體靜止時(shí)漂浮,故F浮=G物=10N;根

據(jù)F浮=G排=ρ水gV排,可求得物體排開水的體積:V排=

=

=1×10-3m3。4.(2019福建中考,21,★★☆)如圖10-3-10,氣球下面用細(xì)線懸掛一石塊,它

們恰好懸浮在水中。已知石塊與氣球的總重力為G總,則氣球受到的浮力F

浮

G總(選填“>”“<”或“=”);若水溫升高,石塊將

(選

填“上浮”“下沉”或“保持懸浮”)。

圖10-3-10答案<上浮解析氣球及石塊懸浮在水中,故氣球及石塊所受浮力與它們的總重力相

等,氣球所受浮力小于氣球及石塊所受浮力,所以氣球所受浮力小于它們的

總重力,即F浮<G總;若水溫升高,氣球內(nèi)氣體溫度升高,由于物體具有熱脹冷

縮的性質(zhì),所以氣球的體積增大,由阿基米德原理可知,氣球受到的浮力增

加,整體受到的浮力大于總重力,整體一起上浮。5.(2015廣東廣州中考,24,★★☆)除圖10-3-11中的器材外,還可提供足夠的

水(密度為ρ水),測(cè)量

在水面的玩具鴨所受重力。簡(jiǎn)要寫出合理方案(可用畫圖或文字表述),并用題目所給及所測(cè)出的物理量推導(dǎo)出玩具鴨所受

重力的表達(dá)式(玩具鴨不能放入量筒)。

圖10-3-11答案(1)在水槽中注滿水,將玩具鴨輕輕放入水中,觀察到玩具鴨漂浮在

水面上,并有一部分水溢出水槽;(2)在量筒中裝入適量的水,測(cè)出體積V1;(3)將玩具鴨輕輕從水中拿出;(4)將量筒中的水慢慢注入水槽中,直到水槽重新注滿,測(cè)出量筒中剩下水

的體積V2;(5)玩具鴨的重力G=F浮=ρ水gV排=ρ水g(V1-V2)。解析要測(cè)量玩具鴨的重力,沒(méi)有彈簧測(cè)力計(jì),不能直接測(cè)量,根據(jù)題目提

供的器材,量筒只能測(cè)量水的體積,找出重力與水的體積的聯(lián)系是解決這道

題的關(guān)鍵。G=F浮=ρ水gV排就是重力和水的體積的聯(lián)系,接著就是設(shè)計(jì)如何

測(cè)量排開水的體積,若采用排水法則沒(méi)有工具收集水,故只能利用反向思

維,采用填充法。6.(2018浙江杭州中考,35,★★☆)“蛟龍?zhí)枴笔俏覈?guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主

集成研制、世界上下潛最深的作業(yè)型深海載人潛水器?！膀札?zhí)枴斌w積

約為30米3,空載時(shí)質(zhì)量約22噸,最大荷載240千克。(6分)圖10-3-12(1)“蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時(shí)受到的浮力為多大?(2)若“蛟龍?zhí)枴蹦炒螡M載時(shí)下沉是采用注水方式實(shí)現(xiàn)的,則至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)答案(1)220000N(2)7.76m3

解析(1)設(shè)“蛟龍?zhí)枴笨蛰d時(shí)質(zhì)量為m空“蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時(shí)受到的浮力F浮=G=m空g=22000kg×10N/kg

=220000N(2)設(shè)“蛟龍?zhí)枴睗M載時(shí)下沉至少需要注入水的質(zhì)量為m注水,體積為V注水,最

大荷載為m物∵滿載時(shí)若要下沉,至少G總=F浮總∴m注水g+m空g+m物g=ρ水gV排∴m注水=ρ水V排-m空-m物=1.0×103kg/m3×30m3-22000kg-240kg=7760kgV注水=

=

=7.76m3

1.(2019山東臨沂中考,18,★☆☆)將兩個(gè)完全相同的小球分別放入裝有不

同液體的甲、乙兩燒杯中,球靜止時(shí)兩燒杯液面相平,如圖所示。下列判斷

正確的是

()

A.兩小球所受浮力大小相等B.乙燒杯中液體的密度大C.乙燒杯中小球排開的液體質(zhì)量大D.甲燒杯底部受到液體的壓強(qiáng)小答案

A甲杯小球漂浮,F浮=G球,ρ甲液>ρ球,乙杯小球懸浮,F浮=G球,ρ乙液=ρ球,故

兩小球受到的浮力相等,A正確;甲杯液體密度較大,B錯(cuò)誤;兩種情況下小球

排開液體的重力等于球的重力,所以小球排開的液體質(zhì)量等于球的質(zhì)量,故

C錯(cuò)誤;由于兩杯中液面相平,液體深度相等,由液體壓強(qiáng)公式可知,甲燒杯

底受到液體的壓強(qiáng)較大,故D錯(cuò)誤。2.(2018內(nèi)蒙古通遼中考,14,★★☆)在三支相同的平底試管內(nèi)裝入等量鐵

砂,然后分別放入裝有甲、乙、丙三種不同液體的燒杯里,其靜止?fàn)顟B(tài)如圖

所示,則下列說(shuō)法正確的是

()

A.三種液體對(duì)試管的浮力大小關(guān)系是F甲>F乙>F丙B.三種液體的重力大小關(guān)系是G甲=G乙=G丙C.三種液體對(duì)燒杯底部的壓強(qiáng)大小關(guān)系是p甲>p乙>p丙D.三支試管底部所受液體壓強(qiáng)大小關(guān)系是p甲'=p乙'=p丙'答案

D由于裝入等量鐵砂的相同的平底試管在三種液體中都漂浮,所

以試管受到的浮力:F甲=F乙=F丙=G總,A錯(cuò);由圖可知排開的液體體積V排甲>V排

乙>V排丙,而F甲=F乙=F丙,則根據(jù)F浮=ρV排g可知,ρ甲<ρ乙<ρ丙,由于燒杯相同,液面相

平,根據(jù)圖示可知:三種液體的體積V甲<V乙<V丙;根據(jù)G=mg=ρVg可知:G甲<G乙

<G丙,B錯(cuò);由圖可知放入試管后液面等高,根據(jù)p=ρgh可得:三種液體對(duì)燒杯

底部的壓強(qiáng)p甲<p乙<p丙,C錯(cuò);物體受到的浮力等于物體上下表面受到液體的

壓力差,而上表面受到的液體壓力為0,所以F浮=F下表面-F上表面=F下表面,由于受到

的浮力相等,所以下表面受到的液體壓力相等,即:F甲'=F乙'=F丙',又三支試管

的底面積相同,所以p甲'=p乙'=p丙',D正確。3.(2018山東煙臺(tái)中考,17,★★☆)水平桌面上兩個(gè)完全相同的燒杯中分別

盛有甲、乙兩種液體,將兩個(gè)完全相同的小球A、B分別放入兩燒杯中,當(dāng)

兩球靜止時(shí),兩液面高度相同,球所處的位置如圖所示;兩小球所受浮力的

大小關(guān)系為FA

FB,兩小球所排開液體重力的大小關(guān)系為GA

GB,兩種液體對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)的大小關(guān)系為p甲

p乙(均選填

“>”、“=”或“<”)。

答案==>解析由圖可知,A球漂浮,B球懸浮,根據(jù)懸浮和漂浮條件可知兩球受到的

浮力都等于各自的重力,由于兩個(gè)小球是相同的,所以FA=FB=G。根據(jù)阿基

米德原理可知:排開液體重力GA=GB;由于A球漂浮,B球懸浮,根據(jù)漂浮和懸

浮條件可知:ρ甲>ρ球,ρ乙=ρ球,則兩種液體的密度關(guān)系是:ρ甲>ρ乙。兩球靜止時(shí),

兩液面高度相同,由p=ρgh知,p甲>p乙。4.(2019內(nèi)蒙古呼和浩特中考,20,★☆☆)有人說(shuō),水里的冰山融化后,水面會(huì)

上升,你認(rèn)為這種說(shuō)法是否正確?請(qǐng)你用下面給出的圖示,并用學(xué)過(guò)的知識(shí)

進(jìn)行正確解釋(忽略熱脹冷縮對(duì)水和冰的影響,已知冰和水的密度之比為0.

9),并得出正確結(jié)論。(4分)

答案不正確冰山融化后,水面高度不變解析冰山漂浮在水面上,F浮=G排=ρ水V排g,所受浮力等于其重力,G冰=G冰化水=

ρ水Vg=F浮,則冰融化后,冰變?yōu)樗捏w積V=

=V排,所以水面高度保持不變。5.(2018山東泰安中考,24,★★☆)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一實(shí)心物塊,物塊下表

面與水面剛好接觸,如圖甲所示。從此處勻速下放物塊,直至浸沒(méi)于水中并

繼續(xù)勻速下放(物塊未與水底接觸)。物塊下放過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與

物塊下表面浸入水中的深度h的關(guān)系如圖乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×

103kg/m3。求:(1)物塊受到的重力;(2)物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力;(3)物塊的密度。

答案

(1)18N(2)8N(3)2.25×103kg/m3

解析(1)由圖乙可知,物塊未浸入水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為18N,故物塊的重

力G=18N;(2)物塊全部浸入水中時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為10N,則物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到

的浮力F浮=G-F=18N-10N=8N;(3)由F浮=ρ液gV排得,物塊的體積為V=V排=

,物塊的重力為G,質(zhì)量為m=

,則物塊的密度為ρ=

=

=

ρ水=

×1.0×103kg/m3=2.25×103kg/m3。1.(2019廣東廣州番禺模擬)港珠澳大橋由橋梁和海底隧道組成。隧道由一

節(jié)節(jié)用鋼筋混凝土做成的空心沉管連接而成,如圖10-3-13所示,建造隧道

時(shí),先將沉管兩端密封,如同一個(gè)巨大的長(zhǎng)方體空心箱子,然后讓其漂浮在

海面上,再用船將密封沉管拖到預(yù)定海面上,向其內(nèi)部灌水使之沉入海底并

深埋在河床下。(假設(shè)海水密度為1.0×103kg/m3,每一節(jié)密封沉管的總質(zhì)量

為6×107kg,g取10N/kg)。

圖10-3-13(1)計(jì)算漂浮在海面上的一節(jié)密封沉管,在灌水前受到的浮力。(2)畫出漂浮的沉管的受力分析圖;(3)向沉管灌入一定水后,沉管排開水的體積為50000m3,此時(shí)沉管排開水

的質(zhì)量是多少?沉管受到的浮力是多少?(4)在對(duì)密封沉管灌水使其下沉過(guò)程中,其下表面受到海水的壓強(qiáng)大小將

(選填“增大”、“減小”或“不變”)。答案(1)6×108N(2)如圖所示(3)5×107kg5×108N(4)增大

解析正確解答本題需要認(rèn)真觀察示意圖,并從中獲取有效信息,然后利用

浮力知識(shí)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,旨在考查科學(xué)思維的能力。(1)沉管灌水前漂浮,F

浮=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N;(2)沉管漂浮時(shí)所受重力和浮力是一

對(duì)平衡力,大小相等,方向相反,在同一直線上,據(jù)此畫出它的受力分析圖;(3)

沉管排開水的質(zhì)量m排=ρV排=1.0×103kg/m3×50000

=5×107kg,沉管受到的浮力F浮=G排=m排g=5×107kg×10N/kg=5×108N;(4)由液體內(nèi)部的壓強(qiáng)規(guī)律

知,對(duì)密封沉管灌水使其下沉過(guò)程中,其下表面處在水中的深度增大,受到

海水的壓強(qiáng)將變大。2.(2016北京中考)科普閱讀題——閱讀《福船》,回答問(wèn)題。福船圖10-3-14跨越遙遠(yuǎn)時(shí)空的海上絲綢之路上,一個(gè)名叫“福船”的文化符號(hào)歷久彌

新。福船作為木質(zhì)時(shí)代風(fēng)帆動(dòng)力遠(yuǎn)洋船只中的佼佼者,成就了明代鄭和、

戚繼光、鄭成功等人的偉大壯舉,為中國(guó)乃至世界航海史寫下了璀璨的一

頁(yè)。福船,福建沿海一帶尖底古海船的統(tǒng)稱,上闊下窄,首尖尾寬兩頭翹,復(fù)原模型圖如圖10-3-14所示。其甲板平坦,龍骨厚實(shí),結(jié)構(gòu)堅(jiān)固;吃水深,容量多,善

于裝載,穩(wěn)定性好,抗風(fēng)力強(qiáng),適于遠(yuǎn)洋。與指南針對(duì)航海貢獻(xiàn)相媲美的“水密隔艙福船制造技藝”,是中國(guó)對(duì)世界

航海發(fā)展史產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的另一項(xiàng)偉大發(fā)明。2010年11月15日,《中國(guó)水

密隔艙福船制造技藝》被列入聯(lián)合國(guó)教科文組織“急需保護(hù)的非物質(zhì)文

化遺產(chǎn)名錄”。所謂“水密隔艙”,就是用厚實(shí)的隔艙板把船艙層層隔斷,

分隔成互不透水的一個(gè)一個(gè)艙區(qū)。在航行過(guò)程中,如果有一個(gè)或