1、第10章 浮力章末知识汇总 类型一浮力大小的比拟命题点:(1)利用阿基米德原理比拟浮力;(2)利用物体浮沉条件比拟浮力。如图a、b、c三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同;将三个小球放入水中静止不动时,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。那么以下判断中正确的选项是()A它们在水中的体积关系是:VaVbVcB它们的重力关系是:GaGbGcC它们的密度关系是:abcD它们所受的浮力关系是:FaFbFc解析:由图可知,a漂浮,b悬浮,那么V排aVa,V排bVb,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,FaGa,FbGb;a与b质量相等,那么物体的重力相等,所以浮力FaFb,由F浮gV排,所
2、以V排aV排b,由题干可知:VbVc,V排aV排bV排c,故A错误;b悬浮,c沉入底部,所以FbGb,FcGc;b与c体积相同,根据F浮gV排可知:FbFc,GbGc;那么GaGbGc,故B错误;当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知:abc,故C正确;由上述分析可知:浮力FaFbFc,故D错误。答案:C类型二求密度的大小命题点:(1)求液体的密度;(2)求物体的密度。如图a所示,一长方体木块质量为0.12kg,高为4.0cm;将木块平稳地放在水面上,静止时木块露出水面的高度为2
3、.0cm,如图b所示,利用金属块和细线,使木块浸没水中且保持静止状态。水的密度水1.0103kg/m3,g取10N/kg,求:(1)木块的密度木;(2)细线对木块的拉力F。解析:(1)木块漂浮在水面上,根据浮沉条件可以知道,木块受到的重力等于浮力G木V木gF浮水V排g,由于木块浸入水中的深度只有木块的一半,所以V木2V排,得木0.5水0.5103kg/m3;(2)当木块被铁块拉入水中时木块受到浮力增大,重力不变,此时木块受绳子的拉力F与木块增加的浮力相等。木块全部浸入水中时受到的浮力F浮水V排gGF水V木gF,又V排2V排,所以F浮2F浮2G2mg,绳子的拉力FF浮mg2mgmgmg1.2N。
4、解:(1)设木块的底面积为S,根据题意可知当木块漂浮在水面上时,F浮G木,又因为此时木块浸入水中的体积为总体积的一半,那么水gV木木gV木,故木水0.5103kg/m3。(2)木块漂浮时一半体积浸入水中,且F浮G水0.12kg10N/kg1.2N;那么木块浸没在水中时受到的浮力为:F浮2F浮2.4N;那么细线对木块的拉力为:FF浮G木2.4N1.2N1.2N(方向竖直向下)。类型三浮沉条件的应用命题点:(1)判断液体对容器底部压强的大小;(2)判断物体的浮沉。为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作标准将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓
5、慢浸入溢水杯的水中,如下图,铝块始终不与溢水杯接触。那么以下四个选项中,判断正确的选项是()A铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小B铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大C铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力D铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,假设电子秤示数不变,那么验证了阿基米德原理解析:铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中的水均是满的,水的深度h保持不变,根据公式pgh知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式FpS知,p一定,S一定,所以压力不变。故A错误;根据A选项分析知,压强不变,故B错
6、误;铝块浸没在水中静止时的受到的浮力F浮GF拉,根据阿基米德原理知F浮G排,G排GF拉,G排F拉,故C错误;铝块浸没在水中静止时电子秤示数是剩余水和杯子的总重力加浮力,铝块未浸入水中时电子秤示数是水和杯子的总重力,如果两者相等,就说明浮力大小等于排开液体受到的重力,那么验证了阿基米德原理,故D正确。答案:D类型四浮力和压强的综合计算命题点:(1)根据浮沉条件和阿基米德原理求浮力;(2)浮力和压强的综合计算。一个底面积为100cm2足够高的柱形容器M装有20cm深的水,置于水平地面上;一个质量忽略不计的硬塑料瓶固定在轻杆上,内有适量的水,如图甲所示。塑料瓶ABCD局部为柱形,柱形局部高度hAB为
7、16cm。用手拿住轻杆,将该瓶从图甲中刚接触水面位置,缓慢竖直下降6cm,杆对瓶的拉力F随下降高度h之间的关系图如图乙所示,然后从该位置继续向下,直到水面与AD相平为止。那么瓶内所装水的重力为_N;当水面与AD相平时,瓶外的水对容器M底部的压强为_Pa。解析:由图乙可知,硬塑料瓶在浸入水中前杆对瓶的拉力为2N,由于硬塑料瓶质量忽略不计,那么瓶内水的重力为2N;由阿基米德原理(F浮水gV排)可计算出当瓶内水面和液面相平时排开水的体积为V排2104m3200cm3,容器内水的体积为V100cm220cm2000cm3,此时容器内水面以下水和瓶的总体积为V总V排V200cm32000cm32200cm3,此时容器内水的深度为h22cm,即水面上升了22cm20cm2cm,硬塑料瓶下降了6cm,那么硬塑料瓶在液面下的深度为h瓶6cm2cm8cm,那么硬塑料瓶的底面积S瓶25cm2;当水面与AD相平时,硬塑料瓶排开液体的体积为V排25cm216cm400cm3,此时容器内水面以下水和瓶的总体积为V总V排V400cm32000cm32400cm3,此时容器内水的深度为h24cm,那么容器底部所受液体压强为p水gh1.0103kg/m310N/kg0.24m2400Pa。答案:2N2400Pa2