《2019届物理中考基础篇第21讲浮力的应用(附强化训练题)(共23页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届物理中考基础篇第21讲浮力的应用(附强化训练题)(共23页).doc（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上第21讲 浮力的应用21.1学习提要21.1.1 计算浮力的推导公式错误！未找到引用源。（仅使用于物体漂浮或悬浮状态) 这是一个经常在浮力计算中用到的公式，熟练掌握这个公式，许多问题就可以迎刃而解。公式的推导过程如下以物体漂浮为例，如图21 - 1所示。图21-1F浮 = G物液gV排 = 物gV物故 错误！未找到引用源。物体如果处于悬浮状态，同理可证。 21.1.2 浮沉条件的应用1. 轮船轮船漂浮在水面，受到两个力的作用，根据漂浮条件，F浮=G总=G船+G货。轮船是用钢板焊成的空心体，比起相同质量的实心钢材，能排开更多的水，从而产生巨大的浮力来平衡船体和所载的货物
2、所受的重力。例如一艘排水量为30万吨的油轮，如果油轮自身质量为6万吨，那么它最多可装载24万吨的原油。 图21-2 图21-3 图21-42. 潜水艇如图21 - 2所示，当改变自重至F浮G总潜水艇上浮。其自重的改变是通过压缩空气跟水舱组合工作而实现的。3. 气球和飞艇如图21 - 3所示，气球和飞艇的升空和下降，主要是靠改变它们所受到的浮力大小和自重大小来实现的。它的主要部分是气囊，其内充的是密度较小的热空气或氦气。 4. 密度计如图21 -4所示，密度计可直接测量液体的密度，它根据漂浮条件F浮=G物而工作，所以它在不同的液体中受到的浮力都相等，其排开液体的体积与液体密度之间的关系为错误！未
3、找到引用源。密度计的刻度有两个特点：第一，刻度越髙，密度越小；第二，刻度的间距不均匀，上面疏，下面密。可概括为八个字“上小下大，上疏下密”。密度计分为两种：一种叫比轻计，用于测定比水的密度小的液体密度；另一种叫比重计，用于测定比水的密度大的液体密度。5. 其他应用（1）利用盐水选种适当调配盐水的密度，这样使密度大于盐水的种子下沉，使密度小于盐水的种子漂浮，达到选种的目的。（2）测定血液密度取一滴血液滴入硫酸铜溶液里，若悬浮，则血液的密度等于该溶液的密度。（3）打捞沉船如图21 - 5所示，打捞沉船时利用体积巨大的密封钢筒（浮筒）来打捞，往浮筒里注水使它下沉，若把浮筒与沉船拴牢后，将浮筒中的水排
4、出，使所受浮力大于船重，沉船就可上浮了。图21-521.2 难点释疑21. 2.1利用浮力測定物质的密度在实验中，由于器材的缺少，不能用常规的方法测密度，如缺少天平或缺少量筒等。而前面所学的浮力知识中，可以找到V排与V物（或F浮与G物）的关系。方法一：用弹簧测力计测得物体重力为G，物体全部浸没在液体后弹簧测力计的示纹变为F。则G=物gV F浮=G-F=液gV /得到 错误！未找到引用源。若液已知，则 错误！未找到引用源。若物已知，则 错误！未找到引用源。方法二：用量筒测得物体漂浮在液面上所排开的液体体积Vi，以及物体的总体积V2。由漂浮条件，F浮=G物，即液gV排=物gV物有 液gV1=物gV
5、2若物已知，则 错误！未找到引用源。=v若液已知，则 错误！未找到引用源。21. 2. 2密度计的刻度“上小下大、上疏下密”的原因设想密度计OC是一根规则的柱形物体，如图21-6（a）所示。A、B是密度计的三等分点，有 VOA = VAB = VBC。图21-6在图21-6（b）中，密度计A点和密度为1的液体液面相平齐，则F浮1=G物，1 g VOA =物gV物1 g错误！未找到引用源。V物=物 gV物，1=3物所以A点应标上A=3物。在图21 6（c）中，密度计B点和密度为2的液体液面相平齐，则F浮2=G物，2 g VOB =物gV物2 g错误！未找到引用源。V物=物 gV物，2 = 错误！
6、未找到引用源。物所以B点应标上B = 错误！未找到引用源。物。在图21-6（d）中，密度计C点和密度为3的液体液面相平齐，则F浮3=G物，3 g VOC =物gV物3gV物=物 gV物，3 =物所以C点应标上C =物。由上述可见，密度计刻度是不均匀的，所以x =2物以应标在A、B之间，所以密度计的刻度 是“上小下大、上疏下密”。22.3 例题解析21. 3.1利用浮力知识测物体的密度例1 通过实验测量小木块的密度。除待测小木块外，可以提供的器材有：一个盛有水的大容器，一个测量精度可以达到要求的弹簧测力计，一个小铁块和细线。要求：说明实验原理和实验方法，并给出小木块密度的最终表达式。已知小木块密
7、度小于水的密度。【点拨】因为有弹簧测力计，可以直接测得小木块的重力G，由G =mg可得小木块的质量为m =错误！未找到引用源。本题的关键是要说明解决:如何获得小木块的体积V。根据阿基米德原理F浮=液 g V排，若能测得小木块浸没在水中时所受的浮力，由于这时V排=V木，那么可得V木=F浮 /（水g）。由于小木块密度小于水的密度，所以要将小木块与铁块拴在一起，两者在水中下沉（可以用沉锤法测量小木块的密度）。【解答】先仅将铁块浸没在水中，如图21-7（a）所示，这时测力计的示数为F1，铁块受到的浮力为F铁。根据图21-7（b）所示的受力分析及平衡条件，可得：F1=G+G铁-F铁 再将木块和铁块一起浸
8、没在水中，如图21-7（c）所示，这时测力计的示数为F2，木块受到的浮力为F木。根据图21 7（d）所示的受力分析及平衡条件，可得： （a） （b） （c） （d）图21-7F2 = G + G铁F木F铁 一可得F1F2 = F木，即F1F2 =gV木，则V木 = 错误！未找到引用源。，=错误！未找到引用源。【答案】（1）实验原理：；（2） 实验步骤： 先在空气中用弹簧测力计测出小木块的重力G，则小木块的质量为； 用细线将小木块与铁块系在一起，然后挂在弹簧测力计下，小木块在上，铁块在下； 将铁块完全浸没在水中，此时小木块全部处于水面之上，记录弹簧测力计示数F1，根 据力的平衡知识，此时弹簧测力
9、计的示数F1等于小木块和铁块总重力与铁块所受浮力之差； 将铁块和小木块完全浸没在水中，记录弹簧测力计的示数F2，此时弹簧测力计的示数 F2等于小木块和铁块总重力与小木块、铁块所受浮力之差； 以上两次测量数据F1和F2之差就等于小木块浸没在水中受到的浮力。由此可推算小木块的体积为； 小木块的密度为；（3） 小木块的密度表达式为。【反思】利用物体在液体中的浮沉条件，借助液体密度，可以方便地求出物本的密度。21.3.2在不同状态下，如何正确地对物体进行受力分析例2 如图21-8(a)所示，一木块A放在水中静止时，有13. 5 cm3的体积露出水面。现一体积为5 cm3的金属块B故在木块的上表面，木块
10、刚好全部浸没在水中，如图21 - 8(b)所 示，求金属块B的密度。图21-8(a)【点拨】物块漂浮时，根据平衡条件有F浮=G，加放另一物块后，对于整体由于重力的增加，达到新的平衡状态时有F=G+G。考虑物块在液体中的浸入情况并结合浮力公式，就可以求解了。【解答】对于第一状态，木块漂浮在水面上，以木块为研究对象，有F浮木=G木对于第二状态，金属块和木块作为整体漂浮在水面上，以木块和金属块的整体为研究对象，有F浮木=G木+G金，其中表示木块浸没在水中时所受到的浮力。将上面两式想减得：F浮木-F浮木=G金 水gV木-水g（V木-V露）=金gV金整理代入得：金=水V露/V金=13.510-6/（51
11、0-6）1.0103（kg/m3）=2.7103（kg/m3）【答案】金属块B的密度为2.7103kg/m3。【反思】要时刻牢记，对于浮体来说，浮力与重力是一对平衡力，而F浮=液gV排。21.3.2 浮力中的动态问题例3 如图21-9 (a)所示，一根长16 cm的蜡烛，底部镶嵌一块铁块，将它竖直放在水中，露出水面的长度为1 cm，求蜡烛媳灭时所剩的长度。（蜡= 0. 9103 kg/m3)（a） （b）图21-9【点拨】当然不会认为露出1cm烧完，剩下15 cm；也不 会认为蜡烛会全部烧完而仅剩铁块。这是一道动态浮力题，随着蜡烛的燃烧，重力减小，蜡烛上浮，直至错烛上表面和水面平齐，水把烛烟熄
12、灭，如图21 - 9(b)所示。抓住始末两种状 态，F浮=G，问题可以得到解决。【解答】刚开始点燃时，把蜡烛和铁块看成一个整体，处于漂浮，则F浮=G铁+G蜡 当蜡烛熄灭时,蜡烛和铁块看成另一个整体，处于悬浮，则F浮=G铁+G蜡 -可得F浮-F浮=G蜡-G蜡 设蜡烛底面积为S，原长为h，始末两种情况下，蜡烛浸入部分长度为h1和h2，由式可得水gh1S - 水gh2S = 蜡ghS - 蜡gh2S所以水h1 - 水h2 = 蜡h - 蜡h2h2 = （水h1 - 蜡h）/（水 - 蜡） =（115-0.916）/（1-0.9）（cm）=6（cm）【答案】蜡烛所剩的长度为6 cm【反思】（1）理解好
13、题意，用整体法列式；（2）根据力的平衡，进一步分析推导，可消除一些未知量，最后可获得结果。21.3.4 列式求解浮力问题例4 将一圆柱体用弹簧测力计吊起来，置于空气中，弹簧伸长10 cm；如果把圆柱体的半浸没在水中，弹簧伸长4 cm，那么圆柱体的密度是_。【点拨】设圆柱体的体积为V，密度为弹簧劲度系数为k在空气中测量时弹簧伸长x1，在水中测量时弹簧伸长x2。据胡克定律F = kx和受力平衡的关系，可列式求解。【解答】由题意可列方程组gv = kx1 gv - （1/2）水gV = kx2 两式相除，得（ - （1/2）水）/ = x1/x2 = 4/10所以 = 5水/6 = 0.833310
14、3（kg/m3）【答案】 0.8333103kg/m3。【反思】本题巧妙运用了方程中的两个联立方程两边相除的方法，化繁为简，立即可求出结果。例5 如图21-10(a)所示，将一木块放人水中，它 露出水面部分的V1是24 cm3。将露出水面部分完全截去后再放入水中，它露出水面部分的体积V2是16 cm3，如图21 - 10(b)所示求木块的密度和原来的体积。（a） （b）图21-10【点拨】设木块原来的体积为V，第一次露出水面的体积为V1，第二次露出水面的体积为V2。当木块漂浮时，浮力等于重力，可两次列式求解。【解答】原来木块漂浮时，有水g（V - V1）= 木gV截去体积V1后，剩下的部分漂浮
15、有 水g（V - V1 - V2）= 木g（V - V1）两式相减得 水gV2= 木gV1则木 = V2水/V1 = 0.67103（kg/m3），木块原来的体积V = （水V1）/（水 - 木）=72cm3【答案】木块的密度为0.67103kg/m3，体积为72cm3。【反思】对于物体漂浮问题，应充分利用浮力等于重力列方程式。根据多次平衡状态，列出方程组，再通过加减乘除等方法化简农得结果。21.4 强化训练A卷1、 氢气球总重力为20 N，在空气中受到向上的浮力为100 N，人用_N的拉力作用在氢气球上，可使氢气球匀速下降。如果放开手，氢气球最多可携带_N的重物匀速上升。2、 潜水艇要从水中
16、浮上来，要使潜水艇_减小。髙空悬浮的气艇要下落，必须使气艇的_减小，从而使_减小，才有可能。3、 轮船由东海驶人黄浦江,所受的浮力是的，轮船排开液体的体积将_(选填“增大”、“减少”或“不变”）。4、 把两个体积相同的实心铁球和空心決球，全部浸入水中，则实心铁球受到的浮力_空心铁球受到的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”）。5、 阿基米德原理有着广泛的应用，请举出两个典型的应用实例： （1）_；（2）_。6、 关于物体的浮与沉，下列说法中正确的是（ ）A、 浮在液面上的物体所受的浮力大于重力B、 浮体材料的密度一定小于液体的密度C、 密度等于液体密度的实心球能浮出液面D、 材料密度大于液体
17、密度的物体能浮在液面上时,一定是空心的7、 体积为100cm3、密度为0.6103kg/m3的木块浮在水面上，它受到的浮力是 （ ）A、等于0.98NB、等于0.588NC、大于0.98ND、小于0.588N8、 潜水艇从水面下10 m深处潜到水面下15 m深处，潜水艇受到的 （ ）A、 浮力增大，压强增大B、浮力不变，压强不变C、浮力不变，压强增大D、浮力增大，压强不变9、 一只软木塞体积为5 cm3、密度为0. 25103 kg/m3，将它浸没在酒精里和让它自由浮在酒精表面时，受到的浮力是 （ ）A、 浸没时受到的浮力小B、浮在表面时受到的浮力大C、浸没时受到的浮力大D、两种状态下受到的浮
18、力一样大10、 三只相同的玻璃杯，分别盛有甲、乙、丙三种液体，现把一木块先后放人这三只杯中，如果甲乙丙木，则木块 （ ）A、在甲液体里露出液面最高B、在乙液体里露出液面最高C、在丙液体里露出液面最高D、在三种液体里露出的液面一样高11、 如图21-11所示，把一个小球分别放人盛满不同液体的A、B两个溢杯中，A杯中溢出的液体是40g，B杯中溢出的液体是50g，则A、B两杯中液体的密度之比是 （ ）A、 等于4:5B、小于4:5C、大于4:5D、无法确定图21-11 图21-1212、 如图21-12所示，已知甲、乙、丙三种物质的质量与体积的关系m-v图像，则甲、乙、丙的密度关系是（ ）A、甲乙丙
19、，且甲乙丙，且甲水C、甲丙，且丙水D、甲乙丙，且丙水13、 如图21-13所示，木块A、铁块B在水中处于静止状态。此时若往水中加些盐，A、B两物体所受到的浮力FA、FB的变化情况为 （ ）A、 FA变大，FB变大 B、FA变小，FB变小C、FA不变，FB变大 D、FA不变，FB变小图21-1314、 用手把一个铝球和一个铁球同时浸没在水中，放手后一球上浮，另一球下沉。下列说法中正确的是（ ）A、 铝球一定上浮，铁球一定下沉B、上浮的球一定是空心的C、下沉的球一定是实心的D、受到浮力大的球一定上浮15、 座冰山漂浮在水面上，露出水面的体积为V1，冰的密度为1，水的密度为2，则这块冰受到的重力为（
20、 ）A、B、C、D、16、 体积为50 cm3的木块，浸人水中的部分占全部体积的3/5，求： （1）木块受到的浮力；（2）木块的质量。17、 如图21-14所示，某同学用弹簧测力计测得一物体重10 N，将该物体分别浸在甲、乙、丙容器中时，受到液体的浮力分别为：F甲=_N，F乙=_N，F丙 =_N。该同学分析甲、乙、丙可初步得出的结论是：浸在液体中的物体所受的浮力的大小与_、_有关。 甲 乙 丙 （a） （b）（c） （d）图21-1418、 如图21 - 15所示，木块漂浮在水面上时，量筒内水面对应的刻度是V1；当木块上放一个小金属块时，水面对应的刻度是V2；若将小金属块取下慢慢地沉人筒底时，
21、水面对应的刻度是V3，请用 V1、V2、/3、g为已知量求出下列各物理量的表达式：图21-15（1） 金属块的体积V = , （2）金属块受到的重力G= 。B卷1、 如图21-16所示，甲、乙两球用细线相连，放人水杯中，细线受的力为1N，两球正好悬浮在水中。如果细线断后，则甲球将 ，乙球将 。(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）图21-162、 体积相同的木块和冰块，它们都漂浮在水面上，则它们浸在水中的体积之比为 ，它们受到的浮力之比为 。（，）3、 质量相同的木块和冰块，都漂浮在水面上，则它们排开水的体积之比为 ，它们受到的浮力之比为 。（，）4、 甲、乙两实心球，甲的质量是乙的3倍，把它们
22、都浸没在酒精中，甲所受到的浮力是乙的二分之一，则甲、乙两球的密度之比为 。5、 如图21 - 17所示，质量相等的两个物体放在水中后处于静止状态，它们的密度分别为、，受到的浮力分别为、，则( ) A、 B、 C、 D、图21-176、 如图21 - 18所示，一个重为10 N的实心金属块，挂在弹簧测力计下并浸人水中（弹簧测力计未画出），当金属块体积的1/3浸入水中静止时，弹簧测力计的示数为8 N。当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时，弹簧测力计的示数将变为 （ ） A、可能是2N B、可能是6N C、可能是8N D、以上答案都不对图21-187、如图21 - 19所示，把同一金属圆台按A、B两种
23、方式浸没在水中，则两种情况下，圆台受到的水的向上与向下压力差大小是（ ） A、A方式大 B、B方式大 C、两种方式一样大 D、缺少条件，无法确定图21-198、容器中盛有重10 N的水,将一物体放入容器中，物体受到的浮力的大小（ ） A、 定等于10 N B、定小于或等于10 N C、 一定小于10 N D、有可能大于10 N9、 一空心金属球的质量是0.5 kg,体积是600 cm3,把它投入水中，静止后它将（ ） A、漂浮在液面上 B、悬浮在水中 C、沉人水底 D、以上三种情况都有可能10、 质量是150 g的物体，放进盛满水的容器中时,溢出了140 cm3的水，则此物体将 （ ） A、沉
24、到容器的底部 B、悬浮在水中 C、浮在水面 D、条件不足，无法确定11、 一实心铁球和一实心铜球在空气中称等重，它们在真空中称则（ ） A、仍相等 B、铁球重 C、铜球重 D、无法判定12、 质量均匀的物体悬浮于某种液体中,如果将此物体截成大小不等的两半，则( ) A、大的下沉，小的上浮 B、大、小两半都下沉 C、大、小两半都上浮 D、大、小两半都悬浮13、 有一只空杯装满水后重20 N，放人一重为5 N1的木块后，溢出一些水，木块浮在水面上，这时杯子、水和木块共重（ ） A、15 N B、20 N C、25 N D、无法确定14、 在图21 - 20中，P、Q是两个台秤，上面各放一个盛有水的
25、容器,P、Q的示数分别如图（a）所示，将物体浸没在水中，如图（b）所示，则P、Q的示数分别是（ ） A、2. 0N 1.0N B. 1.9N 1. 1.N C、 2.1 N 1.1ND、 2. 0N 1. IN图21-2015、 物体在空气中用弹簧测力计称得示数为0. 8 N，若物体全部浸没在水中时，弹簧测力计的示数是0.31 N。求：（1）物体受到的浮力；（2）物体的体积。16、 体积为1 m3的物体浮在水面时，有2/5的体积露出水面，求：（1）物体受到的浮力；（2）物 体的质量；（3）组成物体的物质密度。17、 圆柱形容器底面积为2 dm2,里边装有水，在木块上压一石块，此时木块恰好没人水
26、中， 水未溢出，将石块取走，水对容器底部的压强减小了1.96103 Pa。求：（1）石块取走后，木块露出水面的体积；（2）石块的质量为多大？18、 把体积为V的实心长方体放入水里，静止时长方体能浮在水面。现将它露出水面的部分切去，再把它剩余部分放人水中。若要求长方体剩余部分静止时，露出水面的体积V与长方体的体积V的比值最大,则长方体的密度为多少？19、两质量相同的实心金属块，其密度之比,使它们完全浸没在密度为的液体中，然后分别挂在一根悬点O的轻质杠杆两端A、B上，如图21-21所示，则当杠杆平 衡时，两悬臂的长度之比L0A：LOB= 。图21-21作业参考答案与解析A卷1、 【答案】80,80
27、 【解析】略2、 【答案】自身重力，体积，浮力 【解析】略3、 【答案】不变；增大 【解析】略4、 【答案】等于 【解析】略5、 【答案】轮船，汽艇 【解析】略6、 【答案】D 【解析】略7、 【答案】B 【解析】略8、 【答案】C 【解析】略9、 【答案】C 【解析】略10、 【答案】A 【解析】略11、 【答案】B 【解析】略12、 【答案】B 【解析】略13、 【答案】C 【解析】略14、 【答案】B 【解析】略15、 【答案】C 【解析】略16、 【答案】(1)0294N，（2）0.03kg 【解析】略17、 【答案】2,4,6，物体排开液体的体积V排，液体的密度 【解析】略18、 【
28、答案】（1）V3-V1，（2）【解析】略B卷1、 【答案】上浮，下沉 【解析】略2、 【答案】2:3, 2:3 【解析】略3、 【答案】1:1, 1:1 【解析】略4、 【答案】6:1 【解析】略5、 【答案】B 【解析】略6、 【答案】A 【解析】略7、 【答案】C 【解析】略8、 【答案】D 【解析】略9、 【答案】A 【解析】略10、 【答案】A【解析】略11、 【答案】B 【解析】略12、 【答案】D【解析】略13、 【答案】B 【解析】略14、 【答案】D 【解析】略15、 【答案】（1）0.49N；（2）510-3m3 【解析】略16、 【答案】（1）5880N；（2）600kg；（3）0.6103kg/m3。 【解析】略17、 【答案】（1）410-3m3（2）4kg 【解析】略18、 【答案】0.5103kg/m3【解析】略19、 【答案】3:2 【解析】略专心-专注-专业