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初中物理浮力典型题
一、浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力 叫浮力。
二、浮力方向:竖直向上,施力物体:液(气)体
三、浮力产生的原因:液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差 即浮力。
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
四、物体的浮沉条件:
1、条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
2、请根据示意图完成下空。
下沉 悬浮 上浮 漂浮
F浮____ G F浮____ G F浮____G F浮____G
ρ液____ρ物 ρ液____ρ物 ρ液____ρ物 ρ液____ρ物
3、说明:
① 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为 2/ 3ρ
分析:F浮 = G 则:ρ液V排g =ρ物Vg ρ物=( V排/V)·ρ液= 2 /3ρ液
③ 悬浮与漂浮的比较 相同: F浮 = G
不同:悬浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物 漂浮ρ液 <ρ物;V排<V物
④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液与ρ物 。
⑤ 物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物= Gρ/ (G-F)
⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
五、阿基米德原理(适用条件:液体或气体):
F浮 = G排 =ρ液V排g 从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
六:漂浮问题“五规律”:
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;
规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
七、浮力的利用:
1、轮船工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
m
ρ液
排水量:轮船满载时排开水的质量。单位 t 。
由排水量m 可计算出:排开液体的体积V排= ;排开液体的重力G排 = m g ;轮船受到的浮力
F浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。
2、潜水艇工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
3、气球和飞艇:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
八、浮力计算题方法总结:
1、确定研究对象,认准要研究的物体。
2、分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
3、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。
4、计算浮力方法:
①读数差法:F浮= G-F(用弹簧测力计测浮力)。
②压力差法:F浮= F向上 - F向下(用浮力产生的原因求浮力)
③漂浮、悬浮时,F浮=G (二力平衡求浮力;)
④F浮=G排 或F浮=ρ液V排g (阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)
⑤根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用)
练习题
一、填空题
1.液体对物体向上和向下的______的差就是液体对物体的浮力,浮力的施力物体是______,浮力的大小等于______,浮力的方向总是______.阿基米德原理用下面的公式表示F浮=______,阿基米德原理也适用于______.
2.浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用;如果浮力_____重力,物体就会上浮;如果浮力_____重力,物体就会下沉;如果浮力_____重力,物体就会在液体中处于_____状态。
3.潜水艇是靠_____实现上浮或下沉、悬浮的。潜水艇两侧有水舱,向水舱里充较多的水时,由于重力_____浮力,它会逐渐下沉潜入水中;当充入一定量的水,使得重力_____浮力时,它就可以悬浮在水中;当用压缩空气将水舱里的水排出较大部分时,由于重力_____ 浮力,它就会上浮到水面上。一艘潜水艇在水下50米深处和150米深处所受浮力之比是_____。气球和飞艇是利用空气对它的_____升到空中的,是靠改变气囊的体积调节_____大小来控制升降的.
4.浸没液体中的物体,如果其密度______于液体的密度,物体就上浮;如果其密度______于液体的密度,物体就悬浮;如果其密度______于液体的密度,物体就下沉.(填:“大”、“小”或“等”)
5.浸没在水中的木块,它受到水的浮力______于它的重力,所以木块上浮.当它露出水面并继续上浮时,它的排水体积______,它受到的浮力______.当它静止在水面上的时候,木块受到的浮力______于它受到的重力.(填:“变大”、“不变”、“变小”)
6.漂浮在液面的物体受到两个力的作用,它们是向上的______力和向下的______力.由于物体静止在液面上,这两个力的关系是______,可见,物体浮在液面上的条件是______.
7.浸没在水中的石块受到的浮力是1牛,它排开水重是____牛.如石块的一半体积浸入水中,则此石块受水的浮力______
8.某物体在空气中用弹簧秤称重26.46牛顿,全部浸入在水中称时,弹簧秤的示数是16.66牛顿,物体受到的浮力是______牛顿,物体的体积是______米3,物体的密度是______千克/米3.
9.一铜块浮在水银面上,它排开水银的体积是10厘米3,铜块的重力是_____牛顿,质量是______千克,体积是______米3.
10.三个体积相同的小球,都放在水中.静止后,甲球沉入水底,乙球悬浮于水中,丙球漂浮于水面上,则它们受到的浮力F甲______F乙______F丙,它们的密度ρ甲______ρ乙______ρ丙.
11.质量相同的三个物体都放在水中,静止后,甲、乙物体都漂浮于水面,甲有1/2体积露出水面,乙有1/5体积露出水面,丙悬浮在水中 则它们所受到的浮力F甲______F乙______F丙,它们排开水的体积______V排乙______V排丙,物体的体积V甲______V乙______V丙.
13.质量相等的铁球和铝球放入水中,铁球受到的浮力______于铝球受到的浮力.放入水银中,铁球受到的浮力______于铝球受到的浮力.(填:“大”、“等”、“小”)
14.一个物体漂浮在酒精中,它浸入酒精中的体积是100厘米3,这个物体重______牛,将它放入水中,它受到的浮力是______牛,它浸入水中的体积是______厘米3.(g=10牛/千克)
15.重5牛、体积是0.6分米3的物体浸没在水中,松手后它将______.(填:“上浮”、“下沉”、“悬浮”)(g=10牛/千克)
16.一块冰浮在水面上,它浸入水中的体积是冰的体积是______倍.(ρ冰=0.9×103千克/米3)
17.一艘轮船自重是5×107牛,最大载货量是108牛,则这艘轮船的排水量是______吨.如果船到港口将货物卸下5×107牛,则轮船所受到的浮力是______牛,它的排水体积减少______米3.(设:轮船在内河航行)(g取10牛/千克)
18、同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲____ F乙。两种液体的密度ρ甲____ ρ乙。(选填“>”、“<”或“=”)
19. 如图所示:甲、乙、丙、丁是四个材料、体积、形状互不相同的物体,图中注明了它们的浮沉情况及其每个物体受到的重力G,在图中画出每个物体受到的浮力F浮。
20.一艘轮船从海里驶入江河,它受到的重力______,它受到的浮力______,它排开水的体积______.(填“变大”、“变小”或“不变”)
21.一艘轮船,当它卸下2×104牛的货物后,船受到的浮力减小____牛,船浸入水中的体积减小_____米3。若这艘轮船满载时的排水量为1×104t,空载时的排水量为3500t,则它所能装载货物的最大质量为_____t。
22.体积是0.01立方米的铜球浸没在酒精中,它受到的浮力是_____ __牛。(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
23.质量为24克的木块放入盛有某种液体的量筒中,液面从60 毫升上升到80毫升(木块漂浮),则木块受到的浮力为____________,液体的密度为________________。
24.一个体积为V的实心铁球,分别放入足够深的水、酒精以及水银中,已知ρ水银>ρ铁>ρ水>ρ酒精,则铁球在___________中受到的浮力最大,F浮=______(用题目已知量表达);在_____中受到的浮力最小,此时F浮=_________(用题目已知量表达)。
25.浸没在液体中的物体当____ 时,物体会上浮,在上浮过程中,未露出液面前浮力____
26、将一个物体挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为4.5N,将物体浸没到某种液体中静止时,弹簧测力计的指针恰好回到了零刻线,则此时物体受到的浮力为____N。若剪断挂物体的线,则物体在液体中将会____。
27、一艘远洋货轮在装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力_____ (填“变大”、“变小”或“不变”)。当船由长江驶入大海后,船受到的浮力_____,船身相对于水面将_____ (填“上浮”、“下沉”或“不变”)。
28、用手将一重为6N的物体全部压入水中,物体排开的水重为10N,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将_____(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为___N。
29、如图,物体浸没在水中时,所受到的浮力为____N;如果直接将该物体投入水中,该物体将____(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”);从图乙、丙可以看出浮力的大小与液体的____ 有关。
30、如图所示,是物体浸入水中前后弹簧测力计的示数.由此可知水对物体的浮力是_____N,物体的密度是______kg/m3
31、先在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),水深为10cm,水的质量为5kg,再放入一块重3N的木块,溢出的水全部用小烧杯接住(如图所示).则水溢出后溢水杯底受到水的压强是________Pa,小烧杯中水的重力等于________
33、 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,此铜球的空心部分的体积是________m3.(已知铜的密度为8.9×103kg/m3)
34、体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图所示的状态,试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度A、B、C.
35、 将一个蜡块(蜡=0.9×103kg/m3)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.(盐水>水>蜡>酒精)
36、将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N.
37、体积是50cm3,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________g.(酒=0.8×103kg/m3)
38、质量相等的木块和冰块都浮在水面上,则木块受的浮力______冰块受到的浮力;木块排开水的体积 ______冰块排开水的体积。
39、弹簧测力计下端挂着一个物体,在空气中弹簧测力计的示数为20N。浸没在水中时,弹簧测力计的示数是15N,该物体受到的浮力为_____N,物体的体积是_____m3,物体的密度为______ kg / m3,若物体有一半浸入水中,物体受到的浮力为_____N,则弹簧测力计的示数为_____N。
40、一艘轮船空载时自重为5×10 7N,最大载货量1.5×107N,当它满载时受到的浮力是_____ N,排开水的体积是_____m3,满载时排水量为_____t。
41、边长为10cm的某物体漂浮在水中,已知该物体露出水面的高度为边长的2/5,则物体下表面受的水压强为_____pa,下表面受的水的压力为_____N,该物体所受的浮力为_____N。
二、选择题
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
2、把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g(酒精=0.8×103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是 ( )
A.15g B.12.5g C.10g D.8g
3、如图,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在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( )
A.5 N,竖直向下 B.3N,竖直向上 C.2N,竖直向上 D.8N,竖直向下
4、有甲、乙、丙三个体积相同的物体,它们的密度ρ甲>ρ乙>ρ丙,将它们放入水中后,甲物下沉,乙物悬浮,丙物漂浮,则三个物体静止时受到的浮力最小的是:( )
A.丙物 B.乙物 C.甲物 D.一样大
5、质量相等的甲、乙、丙三个实心球,放入某种液体中静止时的情况如图所示,它们所受的浮力(F甲、F乙、F丙)、它们的密度(ρ甲、ρ乙、ρ丙)之间关系正确的是:( )
A. F甲=F乙>F丙 B. F甲<F乙=F丙
C.ρ甲=ρ乙<ρ丙 D.ρ甲>ρ乙=ρ丙
6、质量相同的铜、铁、铝三个实心金属块,投入水银中后受到的浮力分别为F1、F2、F3,这三个力的大小关系是:( )
A.F1>F2>F3 B.F1=F2=F3 C.F1<F2<F3 D.无法判断
7、.下列说法正确的是:( )
A.轻的物体受到的浮力一定比重的物体受到的浮力大
B.只有上浮的物体才会受到浮力,下沉的物体不受到浮力
C.浸没在水中的铜块在平放和竖放时受到的浮力一样大
D.一个物体浸没在不同液体中,受到的浮力总相等
8、.把质量为150克的物体,轻轻放进足够大的盛满水的容器中,后溢出70克水,则物体在水中将:( )
A.漂浮 B.悬浮 C.沉在底部 D.无法判断
9.如图甲所示,将一个挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(容器中水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图乙中所示能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是:( )
10、小明看到鸡蛋浮在盐水面上(如图甲),他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是图乙中的( )
11、将一小木块分别放入盐水、纯水、酒精中漂浮时,木块受到的浮力情况是:( )
A.在盐水中最大; B.在纯水中最大;
C.在酒精中最大; D.在三种液体中一样大.
12、如图所示,质量相等的A、B、C三个小球,放在同一液体中,结果A球漂浮,B球悬浮,C球下沉到容器底部,下列说法中正确的是( )
A.如果三个小球都是空心的,则它们的体积可能相等
B.如果三个小球的材料相同,则A、B两球一定是空心的
C.如果三个小球都是空心的,则它们所受浮力的大小关系为FA>FB>FC
D.如果三个小球都是实心的,则它们密度的大小关系为ρA>ρB>ρC
13、甲、乙两个实心球分别由不同的材料制成,质量相等,甲悬浮于水中,乙漂浮在水面上,由此可以判断:( )
A.甲的体积小于乙的体积; B.甲的密度小于乙的密度;
C.甲受到的浮力小于乙受到的浮力; D.甲浸在水中的体积小于乙浸在水中的体积.
14、三个球的体积相等,木块露出水面一半,静止时:
A、铁球受到的浮力一定小于它本身的重力,铁球一定是实心的;
B、铜球受到的浮力一定等于它本身的重力,铜球一定是空心的;
C、木球浮得最高,受到的浮力最大;
D、木球一定是空心的.
15、两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为p甲、p乙,则它们的关系是:( )
A.p甲<p乙; B.p甲=p乙; C.p甲>p乙; D.无法确定.
16、A、B两实心球静止在水中,则:
A.两球受到的浮力一定相等; B.两球受到的浮力不等,A球受到的浮力大;
C.两球的密度不等,B球的密度大; D.B球的重力一定大于A球.
17、如图,同一物体浸在甲液体中悬浮(图a),浸在乙液体中漂浮(图b)。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定正确的是:( )
A.F甲=F乙,ρ甲<ρ乙 B。F甲=F乙,ρ甲=ρ乙
C.F甲<F乙,ρ甲=ρ乙 D。F甲>F乙,ρ甲>ρ乙
第17题图
18、如图所示,在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水,用弹
簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中,直至塑料袋中的水面与容器中
的水面相平.此过程中弹簧测力计的示数( )
A.逐渐减小到零 B.先减小后增大
C.始终保持不变 D.逐渐增大
19、如图,把同一个铁块分别投入水中和水银中,静止时铁块所受浮力( )
A、在水中大 B、在水银中大 C、一样大 D、无法确定
20、一密度均匀的实心物体能悬浮在水中,若将该物体截成大小不相等的两块后,仍放入水中则( )
A、大块的物体下沉,小块的物体悬浮 B、大块的物体下沉,小块的物体上浮
C、大小两块都上浮 D、大小两块都悬浮
21、有一木块漂浮在水面上,若在水中加一些食盐,木块仍漂浮在水面上,则它受到的浮力将( )
A、变大 B、变小 C、不变 D、无法确定
22、一量筒盛有200ml的水,将质量为50g的物体放入量筒中静止后,水面上升到250ml处,这个物体在量筒中的情况是( ) A、一定悬浮在水中 B、一定漂浮在水面
C、一定沉到水底 D、既可能悬浮,也可能漂浮
23、一物体重为40N,体积是500cm3,将它投入水中,静止后物体所受浮力( )
A、40N B、50N C、10N D、90N
24、如图,木块下吊着一个铁球,下面说法中正确的是( )
A、木块的重力等于它的浮力 B、铁块的重力大于木块的重力
C、铁块的浮力小于木块的浮力 D、木块和铁块的重力等于它们的浮力
三、实验探究题
1.用弹簧测力计、水、细线和金属块等器材测定金属块的密度,实验步骤如下:
⑴用细线把金属块拴好,挂在弹簧测力计下,称出金属块重为G,小金属块的质量:m=______;
⑵把小金属块全部浸入水中,读出弹簧测力计的示数F, 小金属块受到水的浮力:F浮=___________;
⑶根据阿基米德原理,可计算出金属块体积:V=_____;
⑷算出小金属块的密度:ρ=____。
2、下图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图回答下列问题:
(1)若选用的操作是③④,可探究浮力的大小与_______的关系。
(2)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是____ (填序号)。
(3)由操作可知,物体浸没在水中时所受的浮力大小为____N。
四、计算题
1.体积为1×106米3的飞艇在空气中受到的浮力是多少? 若它自身重6×106牛,则它还能载多重的物体? (ρ空气=1.29千克/米3)
2 质量为79g的铁块,密度是7.9g/cm3,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?(g取10N/kg)
3.在“抗洪抢险”中,几位同学找到了一张总体积为0.3 m3、质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫,将其放入水中时,床垫有1/5体积浸没在水中,求:(1)此时床垫受到的浮力; (2)床垫的密度;
(3)若被救的人的平均质量为50kg,该床垫上一次最多能承载多少个人?
4、如图中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
5.重27牛、体积为3分米3的铝球放入水中静止时受到的浮力是多大?浸入水的体积是多大? (ρ铝=2.7×103千克/米3)
6、一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。g=10N/kg)求:(1)物体在纯水中所受的浮力;(2)物体的体积 (3)物体悬浮时盐水的密度
7、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,(g取10N/kg) 求:
(1)圆柱体受的最大浮力。(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。3)圆柱体的密度。
8、体积为100cm3的木块浮在水面上,有3/5的体积露在水面上,则木块所受浮力多大?木块的密度多大?
9、一重为30N木块投入一容器的水中,静止时水没溢出,
(1)木块所受浮力多大?水对木块下表面的压力多大?
(2)若容器的底面积为100cm2,在此过程中,水对容器底的压强增大了多少?
10、如图所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg)
11、 把一密度为0.6×103kg/m3体积为100cm3的木块轻轻地放入一装满水的木桶中,求(1)木块露出水面的体积;(2)溢出水的质量。
12、一木块浮于足够高的圆挂形盛水容器中,它浸入水中部分的体积是75cm3,在水面上的部分是25cm3。求:(1)木块受到的浮力;(2)木块的密度。
13、密度为0.9×103kg/m3质量为8.1 kg石蜡,(1)放入足量水中,石蜡受到的浮力多大?(2)若放入密度为0.8×103kg/m3煤油中,浮力是多少?
14、某物体悬浮在煤油中,受到的浮力为15.68N,求(1)物体的体积?(2)若将此物体放入水中,它露出水面的体积为多大?(煤油密度为0.8×103kg/m3)
15、一质量为100 g的物体,放入装满水的杯子中,溢出了40 g水,求(1)该物体所受的浮力;(2)该物体的密度是多少?
16、把质量是270g的铝块挂在弹簧秤的挂钩下面,并把铝块浸没在水中,问(1)铝块受到的浮力多大?(2)弹簧秤的示数是多大?(铝的密度是2.7×103kg/m3)。
17、一个体积是100cm3的铁球挂在弹簧秤上,若将铁球浸没在水中,此时弹簧秤的示数是5N,求:(1)铁球受到的浮力;(2)铁球受到的重力;(3)这个铁球是空心还是实心?
(已知ρ铁=7.9×103kg/m3,取g=10N/kg)
18、在空气中用弹簧秤称得一金属球重15N,把金属球浸没在水中时,弹簧秤的示数变为5N.已知该金属的密度是2×103kg/m3,这个金属球是空心的还是实心的?如果是空心的,则空心部分的体积多大?
19、在空气中用弹簧秤称某石块所受重力为5N;浸没在水中称量,弹簧秤的示数为2N;浸没在另一种液体中称量,弹簧秤的示数为1.4N,求这种液体的密度。
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