章末小结与提升浮力类型1浮力的定性分析1.如图所示,将同一长方体分别水平与竖直放置在水中都能保持静止,下列关于该长方体处于这两种情形的分析正确的是( D )A.上、下表面压强差相等,浮力相等B.上、下表面压力差相等,浮力不相等C.上、下表面压力差不相等,浮力不相等D.上、下表面压强差不相等,浮力相等2.如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块从刚浸没水中的位置缓慢往上提,直至金属块全部离开水面。下列能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体上表面到水面的距离h的关系的图像是( C )3.如图所示,利用金属块和细线,使木块浸没在水中且保持静止状态。下列叙述正确的是( B )A.木块受到细线的拉力和木块所受浮力是一对平衡力B.木块受到细线的拉力与木块所受浮力的合力和木块所受的重力是一对平衡力C.木块受到细线的拉力和木块所受浮力是一对相互作用力D.木块受到的重力和木块所受浮力是一对相互作用力类型2浮沉条件及其应用4.( 福建中考 )如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮( 选填“”“”或“=” )G总;若水温升高,石块将上浮( 选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮” )。 5.一个实心铁球,放在水中静止时所受浮力为F1,放在水银中静止时所受浮力为F2,则F1F2=1079( 已知水=1.0103 kg/m3,铁=7.9103 kg/m3,水银=13.6103 kg/m3 )。 6.如图,当溢水杯盛满某种液体时,把实心物块缓慢放入杯中,物块漂浮,静止后溢出液体的质量为m1;当溢水杯盛满密度为的液体时,把同一物块缓慢放入杯中,物块沉底,静止后溢出液体的质量为m2。则物块的密度为 。 7.( 咸宁中考 )如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器的液面。将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后所受的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是( D )A.F1一定大于F2B.F1一定小于F2C.F1不可能大于F2D.F1不可能小于F28.( 新疆中考 )港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥,其海底隧道由33节沉管组成。某节沉管两端密封后的质量为7.5107 kg、体积为8104 m3。安装时,用船将密封沉管拖到预定海面上,向其水箱中灌入海水使之沉入海底,为了便于观察安装情况,沉管竖直侧壁外表面涂有红、白相间的水平长条形标识( 如图 ),每条红色或白色标识的长度L均为30 m,宽度d均为0.5 m。海水的密度取1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求:( 1 )沉管灌水前的重力;( 2 )要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力;( 3 )沉管沉入海底后,两条相邻的红色标识受到海水的压力差。解:( 1 )沉管灌水前的重力G=mg=7.5107 kg10 N/kg=7.5108 N( 2 )沉管全部浸入水中时受到的浮力F浮=海水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg8104 m3=8108 N根据物体的浮沉条件可知,沉管要沉入水中,重力需大于浮力,所以要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力G水=F浮-G=8108 N-7.5108 N=5107 N( 3 )两条相邻的红色标识受到海水的压强差p=海水gh=1.0103 kg/m310 N/kg1 m=1104 Pa由p=可得,两条相邻的红色标识受到海水的压力差F=pS=pLd=1104 Pa30 m0.5 m=1.5105 N类型3利用浮力进行相关推导9.如图所示,一边长为20 cm的正方体木块漂浮在水面上,木块浸入水中的深度为12 cm,已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求:( 1 )木块受到的浮力F浮;( 2 )木块下表面受到水的压强p;( 3 )若正方体木块边长为L,木块浸入水中深度为h,请通过推导证明:木块的密度木=。解:( 1 )由阿基米德原理可得,木块受到的浮力F浮=水gV排=水gSh浸=1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m0.2 m0.12 m=48 N( 2 )木块下表面所受的压强p=水gh浸=1.0103 kg/m310 N/kg0.12 m=1200 Pa( 3 )因为木块处于漂浮状态,所以F浮=G即水gV排=木gV木则水gL2h=木gL3所以木=10.将冰块放在浓盐水中,液面位置如图所示,若冰块完全熔化,杯中液面的高度将如何变化?写出推导过程( 已知冰水盐水 )。证明:冰漂浮在浓盐水中时,其浮力F浮=G冰即盐水gV排=G冰冰排开盐水的体积V排=冰全部熔化成水其质量不变m冰=m水,熔化成水后的体积V水=因为水盐水所以V水V排即冰块完全熔化时,杯中液面将升高。实验一:探究浮力的大小跟哪些因素有关1.实验器材如图所示,弹簧测力计、物块、一杯盐水、一杯清水。2.实验操作( 1 )如图a所示,测出物块重力大小。( 2 )如图b、c、d所示,分别读出物块浸在不同深度水中时弹簧测力计的示数,并算出浮力大小。( 3 )将物块浸没在盐水中测算出浮力大小。3.实验现象从图b所示位置到图c所示位置,物块所受的浮力增大;从图c所示位置到图d所示位置,物块所受浮力不变;从图d所示位置到图e所示位置,物块所受浮力变大。4.实验结论物体在液体中所受浮力大小跟浸入液体的体积、液体密度有关,浸入液体的体积越大、液体密度越大,物体所受浮力越大。【针对训练】1.小明学过浮力知识后想到在澡盆里人不能浮起来,而在游泳池里就能浮起来,所以他认为一个物体受到浮力大小与液体多少有关。于是他进行了如下探究实验,g取10 N/kg( 如图所示 )。( 1 )先测出一木块重为0.8 N( 图甲 );( 2 )他拿来一个带有刻度的烧杯,在杯里装入体积为20 mL的水( 图乙 );( 3 )将木块放入水中,木块沉入水底,此时水面上升到40 mL处,则此时木块受到浮力为0.2N( 图丙 ); ( 4 )继续向杯中加水,直到木块浮起来( 图丁 ),此时木块受到浮力0.8N; ( 5 )由此他得出浮力大小与液体多少有关,他的结论是错误( 选填“正确”或“错误” )的,理由是木块排开水的体积不同; ( 6 )若只有20 mL的水,通过改变容器形状可能( 选填“可能”或“不可能” )让木块漂浮在水面上。 实验二:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系1.实验器材如图所示,弹簧测力计、溢水杯、物块、小桶、细线等。2.实验操作( 1 )分别测出小桶和物块的重力,记下弹簧测力计的读数F1、F2。( 2 )将物块浸没至装满水的溢水杯中,用小桶接住溢出的水,并读出弹簧测力计示数F3。( 3 )如图E,测出桶和水的总重,记下弹簧测力计示数F4。3.实验数据处理分别计算出F2与F3的差值及F4与F1的差值,会发现F2-F3=F4-F1,由此可得出结论:浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。4.实验讨论( 1 )实验中是将物块浸没在水中,若物块未浸没,实验结论仍正确。( 2 )已知水的密度为水,则用所测的物理量( 物理量个数尽可能最少,含水 )来表示物块的密度物=水。【针对训练】2.如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。( 1 )小芳同学用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力,如图甲、乙所示,则桶A重2N,桶B重1.6N; ( 2 )将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示,则空桶A受到的浮力为2N; ( 3 )测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力为2N; ( 4 )接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第3次,实验中,随着加入沙子越多,桶A浸入水中就越深( 选填“深”或“浅” ); 次数1234桶A与沙子的总重量/N2.42.83.23.4桶B与水的总重量/N4.04.44.65.0( 5 )分析以上探究过程可以得到的结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体排开的液体的重力; ( 6 )小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,设水的密度为水,则另一液体的密度表达式为液= ( 用题中所给和所测物理量的字母表示 )。 8