初中物理浮力经典例题大全及详细解析.docx
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1、初中物理浮力经典例题大全及详细解析初中物理浮力经典例题大全及详细解析 例1 下列说法中正确的是 A物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B密度较大的物体在水中受的浮力大 C重的物体受的浮力小 D同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析 阿基米德原理的数学表达式为:F浮r液gV排,公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎刃而解了 解 A选项:物体浸没在水中,无论深度如何,V排不变,水的密度不变,F浮不变A选项不正确 B选项:物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系,B选项不正确 C选项:重力的大小对物体所受的浮力无影响例如
2、:大铁块比小铁块要重一些,但将两者浸没于水中,大铁块受的浮力反而大些,因为大铁块的V排大C选项不正确 D选项:同体积的铁块和木块,浸没于水中,V排相同,r水相同,F和木块受的浮力一样大 答案 D 注意:物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关 例2 质量为79g的铁块,密度是7.9g/cm,这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中,排开水的质量是多少?所受浮力是多少? 精析 这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别 计算物体重力:Gr物浮铁F浮木,铁块3gV物 液 计算物体在液体中受的浮力:F浮r别,但计算的结果却完全不同 gV排可以说:从计算的方法上没有
3、本质的区 已知:m79g0.079kg r铁7.9g/cm 求:m铁、G铁、m排、F浮 解 m铁0.079kg 3 G铁m铁g0.079kg10N/kg0.79N V排V铁m铁r铁79g7.8g/cm3310 cm 33 m排r液gV排1g/cm10 cm10g=0.01kg F浮m浮g0.01kg10N/kg0.1N 从上面的计算看出,铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同,但计算方法委相似,关键 是区别r液和r物,区别V排和V物,在理解的基础上进行计算,而不是死记硬背,乱套公式 例3 用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N,此铜球的
4、空心部分的体积是_m 已知:G43N,浸没水中F33.2N 求:V空 解 可在求得浮力的基础上,得到整个球的体积,进一步求出实心部分体积,最后得到结果 F浮GF43N33.2N9.8N V排F浮333r水g9.8N1.010kg/m9.8N/kg333110m 33 浸没:VV排110m 球中所含铜的体积V铜m铜3r铜G铜r铜g 43N1.010kg/m9.8N/kg333 0.4910m 3V空VV铜110m0.4910m 0.5110m 答案 0.5110m 33333333 例4 体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图151所示的状态,试比较三个物体受的重力GA、GB、GC
5、和密度rA、rB、rC 图151 精析 不同物体的重力可借助浮力的知识来比较 解法1 由图来判断物体的状态:A、B漂浮,C悬浮 由状态对物体进行受力分析: GAF浮A,GBF浮B,GCF浮C 比较A、B、C三个物体受的浮力 VA排VB排VC排,r液相同 根据F浮r F浮A液gV排,可知: 浮CF浮BF, GAGBGC 比较物体密度rmVGgV rArBrC 解法2 由物体的浮沉条件可知: A、B漂浮 rAr水,rBr水,rCr水, A、B漂浮于水面:F F浮AGA r水gVA排rAgV 浮BGB r水GvB排rBGv 由图:VB排V排 rBrA 比较密度:rCrBrA 比较出密度后,由Gmgr
6、Vg,就可比较出物体重力:GCGBGA 上述分析看出:由物体的状态,作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键 答案 C的重力和密度最大,B居中,A最小 例5 将一个蜡块分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小 精析 确定状态受力分析比较浮力比较V排 此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题 解 蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态 r盐水r水r蜡r酒精 蜡块在酒精中下沉,最后沉底;在水和盐水中最后处于漂浮状态 设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2和F3,蜡块重力为G 对蜡块进行受力分析
7、:F1G,F2G,F3G同一物体,重力G不变,所以F1F2F3 根据阿基米德原理:V排 酒精中:V 水中:VV物 F2F浮r液g排酒精排水r水g 盐水中:V排排水F3r盐水g酒精 水 盐水 图152 F2F3,r水r V 而V排水盐水V排盐水排盐水排酒精V排水V 把状态用图152大致表示出来 答案 蜡块在酒精中受的浮力最小,排液体积最大;在水和盐水中受的浮力相等,排水体积大于排开盐水体积 例6 将重为4.5N、体积为0.5dm的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是_N 精析 此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水面,还是沉于水中有的学生拿到题后,
8、就认定V排0.5 dm,然后根据Fr液33浮gV排,求出浮力F浮4.9N 当题目未说明铜球静止时处于什么状态,可以用下面两种方法判定物体的状态 解法1 求出铜球的密度:r球mV球3GgV球r球4.5N10N/kg0.5dm30.9kg/dm0.9kg/dm10kg/m 这是一个空心铜球,且r球r水,所以球静止后,将漂浮于水面,得F浮G4.5N 解法2 求出铜球浸没在水中时受的浮力F浮r10m5N 答案 4.5N 例7 把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g333液gV排110kg/m10N/kg0.5333333质量是 A15g B12.5g C10g D8g 精析 分析出金属块
9、在酒精和水中的状态,是解决问题的关键 解 r金属r酒精, r金属r水 金属块在酒精和水中均下沉,完全浸没 V金属V排水V排酒精排酒精 由m排酒精8g 得Vm排酒精r酒精8g0.8g/cm310cm 3 金属块在水中:V 答案 C 排水V金属块10cm m3排水r水V排水1g/cm10cm 10g 33在上面的解题中,好像我们并没有用阿基米德原理的公式F浮G排但实际上,因为G排m排液g,而其中m排液r液V排,所以实质上还是利用了阿基米德原理分析了问题 例8 体积是50cm,质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是_g将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是
10、_g 解 判断此物体在水中和酒精中的状态 求出物体密度:r物mV33345g50cm30.9g/cm 3 r物r水,物体在水中漂浮 F m m水浮G 排水gm物g m物45g 酒精排水 又 r物r F m,物体在酒精中沉底 3酒精浮r酒精V排g,浸没:V排V50cm 排精浮r酒精V排0.8g/cm50cm40g 33 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排50cm进行求值造成结果错误V排50 cm进行求解。造成结果错误 例9 如图153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
11、有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 A5 N,竖直向下 B3N,竖直向上 C2N,竖直向上 D8N,竖直向下 33图153 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 绳子未断时,A物体受3个力:重力GA,拉力F,浮力F浮3个力关系为:GAFF浮,求得F浮5N3N8N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G8N5N3N 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
12、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 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r河水海水r, 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154,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154 F甲浮F乙浮G 根据阿基米德原理: r甲gV排甲r乙gV排乙 排甲 VV排乙 r甲r乙 答案 A 例11 如图155,展示了一个广为人
13、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_;_ 图155 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 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 漂浮条件 阿基米德原理 例12 已知质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比AB12,现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A
14、、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比FAFB85,则rA_kg/m,rB_kg/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 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,mAmB 3333水1VAVBmAmBr2A 1rB A、B浸没:V排V物 F浮AF浮Br水gVAr水gVBFAFB21F浮AF浮B 题目给出浮力比85,而现在得21与已知矛盾说明假设不成立 设两球均漂浮:因为mAmB 则应有F F浮AF浮B浮AF浮BGAGB ,也与题目给定条件矛盾,假设不成立 11 用上述方法排除某些
15、状态后,可知A和B应一个沉底,一个漂浮因为rArB,所以B应沉底,A漂浮 解 A漂浮 FAGAr B沉底 FBr AgVA 水g水gVB排rVB rAgVAr水gVA21FAFB85 VAVB代入 rAFAFBVBVAr水385312110kg/m0.810kg/m 3333 rB2rA1.610kg/m 答案 rA0.810kg/m,rB0.810kg/m 例13 A、B两个实心球的质量相等,密度之比rArB12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 A11 B85 C2rAr水 D2r酒精酒精33330.833rB 精析 从A、B两个小球所处的状态入手,分析几
16、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 A漂,B漂 A漂,B悬 A漂,B沉 由题目我们可以推出 mAmB,rArB12A悬,B漂 A悬,B悬 A悬,B沉 A沉,B漂 A沉,B悬 A沉,B沉 ,则VAVBrArB21 我们可以选择表格中的几种状态进行分析: 设:A、B均漂浮 rAr选项可能 设A、B都沉底 F浮AF浮B酒精,rBr水,与已知不矛盾,这时F浮A11,Ar酒精gVAr水gVA452185,B选项可能 设A漂浮,B沉底,这时rAr F浮AF浮B酒精,rBr水, GAF浮BrAgVAr水gVB2rAr水,B选项可能 设A沉底,B漂
17、浮 rA应r酒精A应有rBr rB2r酒精r水,B不可能漂浮 F浮AF浮B 上述状态不可能,而这时的 D选项不可能 答案 D r酒精gVAr水gVA2r酒精rB 例14 如图156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20cm,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523的体积露出水面,如图所示,求此时木块受到的浮力 图156 精析 分别对图当中的木块进行受力分析 已知:图V 图V 求:图F浮木露120cm2102535m,F拉0.6N 3露2V , 浮1 解 图,木块静止:F拉GF F拉F F拉r F拉r水水拉1 F拉225gr水g 2
18、5gr水g 5 代入数值:0.6N10kg/m10N/kg中:F浮乙4V210m) 33r水gV 5333 1.010kg/m10N/kg 1.2N 答案 木块在图中受浮力1.2N 35210m 43 例15 如图157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7.910kg/m求:甲、乙铁块的质量比 33图157 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,通常有几个物体,就写出几个重力,哪个物体浸在液体中,就写出哪个物体受的浮力 已知:r铁7.910kg/m 求:m甲m乙33G木G甲 G水G乙 解 甲在木块上静止:F
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