浮力难题专题
考点:1、了解浮力的产生原因,与物体不受浮力的情况
2、掌握浮力的测量方法 3、掌握阿基米德原理应用 4、掌握物体的浮沉条件及应用 5、浮力的应用
浮力规律总结:
一、漂浮问题“五规律”:(历年中考频率较高,)
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。
规律六:物体漂浮在液体中时,它排开液体的重力等于物体的重力,排开液体的质量等于物体的质量。 二、沉底问题“五规律”:
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力小于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里,所受不同相同,液体密度越大浮力越大;
规律三:同一物体在不同液体里沉底,排开液体的体积相同,都等于物体的体积;
规律四:物体沉底时,它排开液体的重力小于物体的重力,排开液体的质量小于物体的质量,等于液体的密度乘以物体的体积。 三、V 排:
1、如果液体密度一定时,知道F 浮可求V 排,反之也可求浮力。
2、如果液体密度一定时,V 排的变化量等于浮力的变化量除以液体密度与g 的乘积。 3、在同一容器中,V 排的变化量等于液体深度变化量乘以容器的底面积。 4、在同一液体中,V 排等于物体的底面积乘以物体浸入液体的深度。 5、物体放入液体中时,V 排等于液体的底面积乘以液体上升的高度。 四、浮力与上下表面的压力;
1、浮力是上下表面压力的合力。F 浮=F2-F 1
2、应用;一般上面的公式应用在求不规则图形收到液体给它的压力。
五、浮力与压强:一般情况下,浮力与压强(压力)的综合题都是液体对容器底的压强(压力)。
1、当物体浸入液体中时,如果物理在液体中向下运动时,浮力的变化量等于液体对容器底的压力变化量。压强变化量等于压力(浮力)变化量除以容器底面积
2、当物体漂浮时,液体对物体底面的压强等于浮力除以物体的底面积,反之浮力等于物理底面受到压强乘以物体的底面积。
六、密度计原理:密度计放入不同密度不同的液体中时所受的浮力相同: 1、可以应用浮力相等列方程
浮力题型讲解与练习
1、浮力与拉力的题型 1).甲、乙两物体的体积相同,甲的密度是4×103kg/m3, 乙的密度是8×103kg/m3,将它们分别挂在A 、B 两个弹簧测力计下,则以下判断正确的是
A .A 、B 两弹簧测力计的示数之比F 甲:F 乙=1:1
B .若将它们都浸没在水中,甲、乙两物体受到的浮力之比F 浮甲:F 浮乙=1:2
C .若将它们都浸没在水中,A 弹簧测力计的示数与甲受到的重力之比F ′甲:G 甲=3:4 D .若将它们都浸没在水中,A 、B 两弹簧测力计的示数之比F ′甲:F ′乙=7:3 2).如图6所示,甲、乙两个质量相等的实心物块,其密度为ρ甲=0.8×103kg/m3
ρ乙=0.4×10kg/m,甲、乙均由弹簧竖直向下拉住浸没在水中静止。则 A. 甲、乙所受浮力之比为2︰1 B. 甲、乙所受浮力之比为1︰2 C. 甲、乙所受弹簧拉力之比为1︰6 D. 甲、乙所受弹簧拉力之比为2︰3 3),如图7所示,有两个小球M 和N ,密度分别为ρM 和ρN 。图7甲中,细线的一端固定在杯底,另一端拴住小球M 使其浸没在水中静止;图7乙中,细线的一端固定在杯底,另一端拴住小球N 使其浸没在油中静止。小球M 所受重力为G M ,体积为V M ;小球N 所受重力为G N ,体积为V N 。小球M 和N 所受细线的拉力大小相等,所受浮力分别为F M 和F N 。已知水的密度为ρ水,油的密度为ρ油,且ρ水>ρ油>ρN >ρM ,则下列判断中正确的是 A .G M <G N B .V M >V N C .F N <F M D .F N >F M
2、漂浮的两个物体的分析
1. ) 一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装密度为ρ的液体。将木块B 放入该液体中,静止后木块B 露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A 放在木块B 上面,木块B 刚好没入液体中(如图5所示)。若已知金属块A 的体积与木块B 的体积之比为9:24,则金属块A 的密度为( )
2、)一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装密度为p 的液体。将挂在弹簧测力计下的金属块A 浸没在该液体中(A 与容器底未接触),金属块A 静止时,弹簧测力计的示数为F ,将木块B 放人该液体中,静止后木块B 露出液面的体积与其总体积之比为7 : 12 ;把金属块A 放在木块B 上面,木块B 刚好没入液体中(如图6 所示)。若已知金属块A 的体积与木块B 的体积之比为13 : 24 ,则金属块A 的体积为 。 3).一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装某种液体。将体积为V 的金属块A 挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中(A 与容器底未接触)。金属块A 静止时,弹簧测力计的示数为F 。将木块B 放入该液体中,静止后木块B 露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A 放在木块B 上面,木块B 刚好没入液体中(如图11所示)。若已知金属块A 的体积与木块B 的体积之比为13:24,则金属块A 的密度为____________。
3、金属球仍入水中引起的变化题
1.如图8所示,在底面积为S 的圆柱形水池底部有一个金属球,且金属就对容器地面压力为N (球与池底没有密合),圆柱型的水槽漂浮在池内的水面上,此时水槽受到的浮力为F 1。若把金属球从水中捞出并放在水槽中漂浮在水池中,此时水槽受到的浮力为F 2,捞起金属球前、后水池底受到水的压强变化量为p ,水的密度为ρ水。根据上述条件可以求出 1、金属球质量,体积,密度。
2、把金属球捞出放在水槽中时,液体对容器地的压强变化量为多少? 3、液面上升的高度为多少?
2. 如图5所示,在底面积为S 的圆柱形水槽底部有一个金属球(球与槽底没有紧密接触),圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯受到的浮力为F 1。若把金属球从水中捞出并放在烧杯里漂浮在水中,此时烧杯受到的浮力为F 2,捞起金属球后水槽底部受到水的压强变化量为p ,水的密度为ρ水。根据上述条件可知
33
14ρA. 9 9ρB. 14 5ρC. 12 12ρ
D. 5 图5
图
8
A .金属球受的重力为F 2 –F 1–pS
B .金属球被捞起前受的浮力为F 2 –F 1
C .金属球被捞起后水槽底部受水的压力减小了pS
F 2-F 1
D .金属球被捞起后烧杯排开水的体积增大了ρ水g
3多.如图7所示,在底面积为S 的圆柱形水槽底部有一个金属球,圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯底受到水的压力为F 1。若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水平漂浮在水中,此时烧杯底受到水的压力为F 2,此时水槽底部受到水的压强与捞起金属球前的变化量为p ,水的密度为ρ水。根据上述条件可知金属球捞起放入烧杯后 A .烧杯受到的浮力为F 2 –F 1 B .烧杯排开水的体积增大了
F 2-F 1
ρ水g
C .金属球受的支持力为F 2 –F 1–pS D .水槽底部受到水的压力变化了pS 图
7
4、装有金属球的小容器A 漂浮在盛有水的圆柱形大容器B 的水面上,所受的浮力为F l ,如图8所示,若把金属从A 中拿出投入水中沉到B 的低部时,小容器A 所受的浮力大小为F 2,池底对金属球的支持大小为N ,那么 ( )。 A .金属球所受重力的大小为F l -F 2 B .小容器所受重力的大小为F 2 C .小容器所受浮力减小了N
D .大容器底部受水的压力减小了N
4、变化量分析
1. 如图12所示的容器,上部横截面积为S 1,底部横截面积为S 2,容器上下两部分高分别为h 1、h 2,容器中盛有某种液体,有一个空心金属球用细绳系住,绳的另一端栓在容器底部,此时球全部浸没在液体中,位置如图12,绳对球的拉力为F ,如将细绳剪断待空心金属球静止后液体对容器底部的减少增大了 。(用题中字母表示)
图
12
2.`图8-3甲为一个木块用细绳系在容器底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm 求此时木块受到的浮力。(g=10N/kg) 3、(2007年北京市)图9是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B 的示意图。杠杆CD 可绕支点O 在竖直平面内转动,OC :OD=1:2,物体A 为配重,其质量为200g 。烧杯的底面积为75cm3,物体B 的质量为320g ,它的体积为40cm3。当物体B 浸没在水中时,水对杯底的压强为p1。当用力拉物体A ,将物体B 提出水面一部分以后,杠杆恰好在水平位置平衡,此时,竖直向下拉物体A 的力为F ,水对杯底的压强为p2。若p1与p2之差为40Pa ,则拉力F 的大小为_____N。(g 取l0N /kg ,杠杆的质量、悬挂物体A 和物体B 的细绳的质量均忽略不计)
2
4、如图甲所示,底面积为50cm 的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放
2
在水平台面上,底面积为10cm 的圆柱形物体B 浸没在水中,杠杆CD 可绕支点O 在竖直平面内转动,CO =2DO ;物体A 是质量100g 的配重。如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,作用在物体A 上的运走向下的拉力F
3
细绳对木块的拉力为0.6N ,将细绳剪断,木块上浮,静止时有2/5的体积露出水面,如图乙,
甲 乙
图
8-3
为0.6N ,物体B 有2/5的体积露出水面,筒中水的深度比图甲中水的深度下降了0.4cm ;此时,物体B 所受的浮力为F
浮。水在物体B 底面处产生的压强为P 。g 取10N/kg,杠杆、悬挂物体的细绳的质量均忽略不计,则下列选项正确的是:
A 、P 的大小为500Pa 。 B、F 浮的大小为0.2N 。
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C 、物体B 的密度为7g/cm. D、物体B 的体积为100cm 。
5、练习利用字母表示的题型
1.如图5所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B ,金属块B 浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间
细线突然断了,待稳定后液面下降了h1;然后取出金 属块B ,液面又下降了h2;最后取出木块A ,液面又 下降了h3.由此可判断A 与B 的密度比为 A .(h2-h3)∶h1 B .h1∶(h2+h3) C .(h2-h1)∶h3 D .h3∶(h1+h2)
2.如图11所示,底面积为S 1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为ρ的正方体金属块放入底面积为S 2的长方体塑料盒中(塑料盒的厚度可忽略不计),塑料盒漂浮在液面上(液体不会溢出容器),其浸入液体的深度为h 1。若把金属块从塑料盒中取出,用细线系在塑料盒的下方,放入液体中,金属块不接触容器,塑料盒浸入液体的深度为h 2。剪断细线,金属块会沉到容器的底部,塑料盒漂浮在液面上,其浸入液体的深度为h 3。若塑料盒始终处于如图所示的直立状态而未发生倾斜,则细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强减小了 。
图11
密度计的几种计算: 1、(09年朝阳期末试题).如图27所示,小阳同学制作了一支密度计,密度计的上部是一个用
2
来标刻度的圆柱形玻璃管,长为10cm,横截面积为0.5cm,管下部分还有一个玻璃泡。整个玻璃管、玻璃泡的质量共2.4g。小阳同学在玻璃泡中装进1cm的水银后,请实验室
老师用酒精喷灯封闭玻璃管,当把它插进水中时,水面距上端4cm。请你帮助小阳同学推算
出:
(1)整个密度计的体积;
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(2)密度计上部玻璃管所能标出的最大密度值。(水银的密度为13.6×10kg/m)(结果保留三位有效数字)(6分)
图
27
2、欢欢利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”,用如图所示的方法测量液体的密度。“土密度
33
计”在酒精(ρ酒精=0.8×10kg/m)中静止时露出液面的高度为3cm ;“土密度计”在硫酸铜溶液中静
3
止时露出液面的高度为3.8cm 。则此硫酸铜溶液的密度为 kg/m。
3. 一个密度计如图10所示,其刻度部分的A 、B 两点,分别是最上面和最下面的刻度位置,这个密度计的测量范围是1.00×103kg/m3~1.60×103kg/m3, 把这个密度计放入某种液体中,液面的位置恰好在A 、B 的中点C 处,则这种液体的密度是_______ g/cm3。 (计算结果保留两位小数)
3
图10
4、小明在一均匀木棒上绕一些铅丝,使得木棒在液体中可以竖直漂浮,从而制成一个密度计。将密度计放在水中,水面到木杆下面的距离为16.5 m。再把它放入到盐水中,液面到木杆下面的距离为14.5 m。若把它放入到酒精中,则液面到木杆下面的距离 cm 。(三种液体的密度如表所示)
5.科技小组的同学们在薄壁平底试管中装入一些细沙后,制成一个“土密度计”。把它放入水中漂浮时,试管露出水
面的高度为3cm ;把它放入豆浆中漂浮时,试管露出液面的高度为4cm 。若试管和细沙总质量为20g ,试管横截面积为1.6cm 2。
求:⑴在水中漂浮时,水对试管底部的压强;
⑵豆浆的密度。
(g =10N/kg,最后结果保留两位小数)
其他几道题:
1.在一个圆柱形容器内盛有深为20cm 的水。现将一质量为200g 的密闭空心铁盒A 放入水中时,空心铁盒有一半浮出水面;当铁盒上放一个小磁铁B 时,铁盒恰好浸没水中,如图11甲所示;当把它们倒置在水中时,A 有1/15的体积露出水面,如图11乙所示。小磁铁B 的密度为 kg/m3。 甲 图11 乙
2. 甲溢水杯盛满密度为ρ1的液体,乙溢水杯盛满密度为ρ2的液体。将密度为ρ的小球 A 轻轻放入甲溢水杯,小球A 浸没在液体中,甲溢水杯溢出液体的质量是32g 。将 小球B 轻轻放入乙溢水杯,小球B 漂浮,且有1/6的体积露出液面,乙溢水杯溢出 液体的质量是40g 。已知小球A 与小球B 完全相同,ρ大于ρ1则下列选项正确的是
A. 小球A 的质量为32g B.小球B 的质量为8g C.ρ1与ρ2之比为2:3 D.ρ1与ρ2之比为24:25
综合计算题
1.育红学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型,这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后,自动开启放水阀门,冲刷便池中的污物。图21是这种水箱模型的主要部件的截面示意图。图中水箱A 是一个边长为50cm 的正方体;浮筒B 是一个质量为0.2kg 的空心圆柱体,其底面积SA 为80cm2,高为35cm ;放水阀门C 是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积Sc 为55cm2,厚度d 为1.5cm ;放水阀门C 能将排水管口恰好盖严,阀门上固定一根轻绳与浮筒相连,绳的长度l 为10cm 。请你计算出水箱中的水深H 至少为多少时,浮筒B 刚好能将放水阀门C 打开?
2·小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽.如图18所示,带有浮球B 的直杆AB 能绕0点转动。C 为质量与厚度不计的橡胶片一AC 之间为质量与粗细不计的直杆,当进水口停止进水时,AC 与AB 垂直,杆AB 成水平静止状态,浮球B 恰没于水中。浮球B 的体积为l ×10-4 m3。·此时橡胶片恰好堵住进水口,橡胶片C 距槽中水面的距离为0.I m。进水管的横截面积为4 cm2,B 点为浮球的球心,OB=6AO。不计杆及浮球B 的自重(g取10N /kg) . 求:(1)平衡时细杆对橡胶片C 的压力大小;
(2)蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差应恒为多少米。
3.图24是课外小组的同学们设计的一 个用水槽来储存二次用水的冲厕装置.其中重为1 N的浮球固定在横杆 AB
右端(B 为浮球的中心) ,杆AB 能 绕O 点转动,且OB 是OA 长度的4 倍.横杆AB 左端压在厚为1 cm的进 水阀门C 上,进水口的横截面积为4 cm 2.阀门C 正好堵住进水口时,水 箱内停止蓄水,杆AB 在水平位置,且浮球刚好有1/3的体积露出水面,浮球B 的体积为331.5 cm3.进水口距箱底30 cm,水箱内溢水管长为40 cm,D 是一个横截面积为30 cm2、厚为1 cm的排水阀门.用金属链将排水阀门D 与水箱顶部排水按钮相连,当按动按钮时,铁链向上拉起排水阀门D 使其打开,水箱排水,要打开排水阀门D ,铁链给它的拉力至少是12.2 N .(进水阀门C 、直杆AC 、横杆AB 的重力均忽略不计,g 取10 N/kg)
求:(1)进水阀门C 所受水箱中水的向下的压力;
(2)停止蓄水时水槽中的水面比溢水管管口高出多少?
图24
(3)排水阀门D 的最大质量为多少千克?
4.图27是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔,底盖A 可以顶住水箱的出水孔。只要牲畜饮水,
饮水槽中的水位就会下降,浮球C 受到的浮力减小,底盖A 打开,水就会通过出水孔从水箱流入饮水槽自动补水。设计水箱的最高水位为h 1。水箱出水孔横截面积是30 cm2。底盖A 及竖杆B 的总质量是400 g,浮球C 的体积是2 dm3;若将浮球C 换成同体积的浮球D ,设计水箱的最高水位将变为h 2,已知将浮球C 换成同体积的浮球D 后,再次达到设计水箱的最高水位时,水箱底部受到水的压强减小了2 000 Pa 。浮球C 与浮球D 的密度ρ C ∶ρ D =2∶5。(g 取10 N/kg)
求:(1)浮球D 的密度ρ D ;
(2)设计水箱的最高水位h 1。
图
27
底面积为400厘米2的圆柱形容器内挂有适量的水,将其竖宜放在水平桌面上.把边长为10厘米的正
方体木块A 放入水中后,再在木块A 的上方放一物体B ,物体B 恰好没入水中,如图(甲) 所示已知物体B 的密度为6×103千克/米3,质量为0.6千克.(取g =10牛/千克) 求; (1)木块A 的密度.
(2)若将物体B 放入水中,如图(乙) 所示,求水对容器底部压强的变化.
如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A ,容器侧面的底 部有一个由阀门B
控制的出水口,
当容器中水深为20cm 时,木块A 有詈的体积浸在水中, 此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g 取10N /kg .)
(1)求此时容器底部受到的水的压强. (2)求木块A 的密度.
(3)向容器内缓慢加水,直至木块A 刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A 的作用力为F1,,在原图上画出此时水面的大致位置.
(4)打开阀门B 缓慢放水,直至木块A 刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B ,此时弹簧对木块A 的作用力为F2,求F1、F2之比.
质量相同的木块和石蜡,把木块放在盐水中,石蜡放在水中,比较它们受到的浮力大小,那么( ) A.木块受到盐水的浮力大 B.石蜡受到水的浮力大
C.它们受到的浮力一样大 D.由于液体的密度不同,木块与石蜡的密度也不同,所以无法判
如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所
受浮力的说法正确的是( )
A. 甲受到的浮力 B.乙受到的浮力大
C. 丙受到的浮力大 D.甲、乙、丙受到的浮力一样大
一个边长为a 的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立
方体的下表面恰与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则图(乙)中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F 和铁块下表面在水中的深度h 关系的图像是( )
A B C D
如图所示,将两只同样盛满水的溢水杯放在天平的两盘时天平平衡。将一木块放在右盘的溢水杯中木块漂浮在水面上,并将溢出的水取走,此时天平 ( )
A. 右边上移 B.保持平衡 C.右边下移 D.无法确定
浮力难题专题
考点:1、了解浮力的产生原因,与物体不受浮力的情况
2、掌握浮力的测量方法 3、掌握阿基米德原理应用 4、掌握物体的浮沉条件及应用 5、浮力的应用
浮力规律总结:
一、漂浮问题“五规律”:(历年中考频率较高,)
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。
规律六:物体漂浮在液体中时,它排开液体的重力等于物体的重力,排开液体的质量等于物体的质量。 二、沉底问题“五规律”:
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力小于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里,所受不同相同,液体密度越大浮力越大;
规律三:同一物体在不同液体里沉底,排开液体的体积相同,都等于物体的体积;
规律四:物体沉底时,它排开液体的重力小于物体的重力,排开液体的质量小于物体的质量,等于液体的密度乘以物体的体积。 三、V 排:
1、如果液体密度一定时,知道F 浮可求V 排,反之也可求浮力。
2、如果液体密度一定时,V 排的变化量等于浮力的变化量除以液体密度与g 的乘积。 3、在同一容器中,V 排的变化量等于液体深度变化量乘以容器的底面积。 4、在同一液体中,V 排等于物体的底面积乘以物体浸入液体的深度。 5、物体放入液体中时,V 排等于液体的底面积乘以液体上升的高度。 四、浮力与上下表面的压力;
1、浮力是上下表面压力的合力。F 浮=F2-F 1
2、应用;一般上面的公式应用在求不规则图形收到液体给它的压力。
五、浮力与压强:一般情况下,浮力与压强(压力)的综合题都是液体对容器底的压强(压力)。
1、当物体浸入液体中时,如果物理在液体中向下运动时,浮力的变化量等于液体对容器底的压力变化量。压强变化量等于压力(浮力)变化量除以容器底面积
2、当物体漂浮时,液体对物体底面的压强等于浮力除以物体的底面积,反之浮力等于物理底面受到压强乘以物体的底面积。
六、密度计原理:密度计放入不同密度不同的液体中时所受的浮力相同: 1、可以应用浮力相等列方程
浮力题型讲解与练习
1、浮力与拉力的题型 1).甲、乙两物体的体积相同,甲的密度是4×103kg/m3, 乙的密度是8×103kg/m3,将它们分别挂在A 、B 两个弹簧测力计下,则以下判断正确的是
A .A 、B 两弹簧测力计的示数之比F 甲:F 乙=1:1
B .若将它们都浸没在水中,甲、乙两物体受到的浮力之比F 浮甲:F 浮乙=1:2
C .若将它们都浸没在水中,A 弹簧测力计的示数与甲受到的重力之比F ′甲:G 甲=3:4 D .若将它们都浸没在水中,A 、B 两弹簧测力计的示数之比F ′甲:F ′乙=7:3 2).如图6所示,甲、乙两个质量相等的实心物块,其密度为ρ甲=0.8×103kg/m3
ρ乙=0.4×10kg/m,甲、乙均由弹簧竖直向下拉住浸没在水中静止。则 A. 甲、乙所受浮力之比为2︰1 B. 甲、乙所受浮力之比为1︰2 C. 甲、乙所受弹簧拉力之比为1︰6 D. 甲、乙所受弹簧拉力之比为2︰3 3),如图7所示,有两个小球M 和N ,密度分别为ρM 和ρN 。图7甲中,细线的一端固定在杯底,另一端拴住小球M 使其浸没在水中静止;图7乙中,细线的一端固定在杯底,另一端拴住小球N 使其浸没在油中静止。小球M 所受重力为G M ,体积为V M ;小球N 所受重力为G N ,体积为V N 。小球M 和N 所受细线的拉力大小相等,所受浮力分别为F M 和F N 。已知水的密度为ρ水,油的密度为ρ油,且ρ水>ρ油>ρN >ρM ,则下列判断中正确的是 A .G M <G N B .V M >V N C .F N <F M D .F N >F M
2、漂浮的两个物体的分析
1. ) 一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装密度为ρ的液体。将木块B 放入该液体中,静止后木块B 露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A 放在木块B 上面,木块B 刚好没入液体中(如图5所示)。若已知金属块A 的体积与木块B 的体积之比为9:24,则金属块A 的密度为( )
2、)一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装密度为p 的液体。将挂在弹簧测力计下的金属块A 浸没在该液体中(A 与容器底未接触),金属块A 静止时,弹簧测力计的示数为F ,将木块B 放人该液体中,静止后木块B 露出液面的体积与其总体积之比为7 : 12 ;把金属块A 放在木块B 上面,木块B 刚好没入液体中(如图6 所示)。若已知金属块A 的体积与木块B 的体积之比为13 : 24 ,则金属块A 的体积为 。 3).一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装某种液体。将体积为V 的金属块A 挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中(A 与容器底未接触)。金属块A 静止时,弹簧测力计的示数为F 。将木块B 放入该液体中,静止后木块B 露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A 放在木块B 上面,木块B 刚好没入液体中(如图11所示)。若已知金属块A 的体积与木块B 的体积之比为13:24,则金属块A 的密度为____________。
3、金属球仍入水中引起的变化题
1.如图8所示,在底面积为S 的圆柱形水池底部有一个金属球,且金属就对容器地面压力为N (球与池底没有密合),圆柱型的水槽漂浮在池内的水面上,此时水槽受到的浮力为F 1。若把金属球从水中捞出并放在水槽中漂浮在水池中,此时水槽受到的浮力为F 2,捞起金属球前、后水池底受到水的压强变化量为p ,水的密度为ρ水。根据上述条件可以求出 1、金属球质量,体积,密度。
2、把金属球捞出放在水槽中时,液体对容器地的压强变化量为多少? 3、液面上升的高度为多少?
2. 如图5所示,在底面积为S 的圆柱形水槽底部有一个金属球(球与槽底没有紧密接触),圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯受到的浮力为F 1。若把金属球从水中捞出并放在烧杯里漂浮在水中,此时烧杯受到的浮力为F 2,捞起金属球后水槽底部受到水的压强变化量为p ,水的密度为ρ水。根据上述条件可知
33
14ρA. 9 9ρB. 14 5ρC. 12 12ρ
D. 5 图5
图
8
A .金属球受的重力为F 2 –F 1–pS
B .金属球被捞起前受的浮力为F 2 –F 1
C .金属球被捞起后水槽底部受水的压力减小了pS
F 2-F 1
D .金属球被捞起后烧杯排开水的体积增大了ρ水g
3多.如图7所示,在底面积为S 的圆柱形水槽底部有一个金属球,圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯底受到水的压力为F 1。若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水平漂浮在水中,此时烧杯底受到水的压力为F 2,此时水槽底部受到水的压强与捞起金属球前的变化量为p ,水的密度为ρ水。根据上述条件可知金属球捞起放入烧杯后 A .烧杯受到的浮力为F 2 –F 1 B .烧杯排开水的体积增大了
F 2-F 1
ρ水g
C .金属球受的支持力为F 2 –F 1–pS D .水槽底部受到水的压力变化了pS 图
7
4、装有金属球的小容器A 漂浮在盛有水的圆柱形大容器B 的水面上,所受的浮力为F l ,如图8所示,若把金属从A 中拿出投入水中沉到B 的低部时,小容器A 所受的浮力大小为F 2,池底对金属球的支持大小为N ,那么 ( )。 A .金属球所受重力的大小为F l -F 2 B .小容器所受重力的大小为F 2 C .小容器所受浮力减小了N
D .大容器底部受水的压力减小了N
4、变化量分析
1. 如图12所示的容器,上部横截面积为S 1,底部横截面积为S 2,容器上下两部分高分别为h 1、h 2,容器中盛有某种液体,有一个空心金属球用细绳系住,绳的另一端栓在容器底部,此时球全部浸没在液体中,位置如图12,绳对球的拉力为F ,如将细绳剪断待空心金属球静止后液体对容器底部的减少增大了 。(用题中字母表示)
图
12
2.`图8-3甲为一个木块用细绳系在容器底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm 求此时木块受到的浮力。(g=10N/kg) 3、(2007年北京市)图9是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B 的示意图。杠杆CD 可绕支点O 在竖直平面内转动,OC :OD=1:2,物体A 为配重,其质量为200g 。烧杯的底面积为75cm3,物体B 的质量为320g ,它的体积为40cm3。当物体B 浸没在水中时,水对杯底的压强为p1。当用力拉物体A ,将物体B 提出水面一部分以后,杠杆恰好在水平位置平衡,此时,竖直向下拉物体A 的力为F ,水对杯底的压强为p2。若p1与p2之差为40Pa ,则拉力F 的大小为_____N。(g 取l0N /kg ,杠杆的质量、悬挂物体A 和物体B 的细绳的质量均忽略不计)
2
4、如图甲所示,底面积为50cm 的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放
2
在水平台面上,底面积为10cm 的圆柱形物体B 浸没在水中,杠杆CD 可绕支点O 在竖直平面内转动,CO =2DO ;物体A 是质量100g 的配重。如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,作用在物体A 上的运走向下的拉力F
3
细绳对木块的拉力为0.6N ,将细绳剪断,木块上浮,静止时有2/5的体积露出水面,如图乙,
甲 乙
图
8-3
为0.6N ,物体B 有2/5的体积露出水面,筒中水的深度比图甲中水的深度下降了0.4cm ;此时,物体B 所受的浮力为F
浮。水在物体B 底面处产生的压强为P 。g 取10N/kg,杠杆、悬挂物体的细绳的质量均忽略不计,则下列选项正确的是:
A 、P 的大小为500Pa 。 B、F 浮的大小为0.2N 。
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C 、物体B 的密度为7g/cm. D、物体B 的体积为100cm 。
5、练习利用字母表示的题型
1.如图5所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B ,金属块B 浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间
细线突然断了,待稳定后液面下降了h1;然后取出金 属块B ,液面又下降了h2;最后取出木块A ,液面又 下降了h3.由此可判断A 与B 的密度比为 A .(h2-h3)∶h1 B .h1∶(h2+h3) C .(h2-h1)∶h3 D .h3∶(h1+h2)
2.如图11所示,底面积为S 1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为ρ的正方体金属块放入底面积为S 2的长方体塑料盒中(塑料盒的厚度可忽略不计),塑料盒漂浮在液面上(液体不会溢出容器),其浸入液体的深度为h 1。若把金属块从塑料盒中取出,用细线系在塑料盒的下方,放入液体中,金属块不接触容器,塑料盒浸入液体的深度为h 2。剪断细线,金属块会沉到容器的底部,塑料盒漂浮在液面上,其浸入液体的深度为h 3。若塑料盒始终处于如图所示的直立状态而未发生倾斜,则细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强减小了 。
图11
密度计的几种计算: 1、(09年朝阳期末试题).如图27所示,小阳同学制作了一支密度计,密度计的上部是一个用
2
来标刻度的圆柱形玻璃管,长为10cm,横截面积为0.5cm,管下部分还有一个玻璃泡。整个玻璃管、玻璃泡的质量共2.4g。小阳同学在玻璃泡中装进1cm的水银后,请实验室
老师用酒精喷灯封闭玻璃管,当把它插进水中时,水面距上端4cm。请你帮助小阳同学推算
出:
(1)整个密度计的体积;
33
(2)密度计上部玻璃管所能标出的最大密度值。(水银的密度为13.6×10kg/m)(结果保留三位有效数字)(6分)
图
27
2、欢欢利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”,用如图所示的方法测量液体的密度。“土密度
33
计”在酒精(ρ酒精=0.8×10kg/m)中静止时露出液面的高度为3cm ;“土密度计”在硫酸铜溶液中静
3
止时露出液面的高度为3.8cm 。则此硫酸铜溶液的密度为 kg/m。
3. 一个密度计如图10所示,其刻度部分的A 、B 两点,分别是最上面和最下面的刻度位置,这个密度计的测量范围是1.00×103kg/m3~1.60×103kg/m3, 把这个密度计放入某种液体中,液面的位置恰好在A 、B 的中点C 处,则这种液体的密度是_______ g/cm3。 (计算结果保留两位小数)
3
图10
4、小明在一均匀木棒上绕一些铅丝,使得木棒在液体中可以竖直漂浮,从而制成一个密度计。将密度计放在水中,水面到木杆下面的距离为16.5 m。再把它放入到盐水中,液面到木杆下面的距离为14.5 m。若把它放入到酒精中,则液面到木杆下面的距离 cm 。(三种液体的密度如表所示)
5.科技小组的同学们在薄壁平底试管中装入一些细沙后,制成一个“土密度计”。把它放入水中漂浮时,试管露出水
面的高度为3cm ;把它放入豆浆中漂浮时,试管露出液面的高度为4cm 。若试管和细沙总质量为20g ,试管横截面积为1.6cm 2。
求:⑴在水中漂浮时,水对试管底部的压强;
⑵豆浆的密度。
(g =10N/kg,最后结果保留两位小数)
其他几道题:
1.在一个圆柱形容器内盛有深为20cm 的水。现将一质量为200g 的密闭空心铁盒A 放入水中时,空心铁盒有一半浮出水面;当铁盒上放一个小磁铁B 时,铁盒恰好浸没水中,如图11甲所示;当把它们倒置在水中时,A 有1/15的体积露出水面,如图11乙所示。小磁铁B 的密度为 kg/m3。 甲 图11 乙
2. 甲溢水杯盛满密度为ρ1的液体,乙溢水杯盛满密度为ρ2的液体。将密度为ρ的小球 A 轻轻放入甲溢水杯,小球A 浸没在液体中,甲溢水杯溢出液体的质量是32g 。将 小球B 轻轻放入乙溢水杯,小球B 漂浮,且有1/6的体积露出液面,乙溢水杯溢出 液体的质量是40g 。已知小球A 与小球B 完全相同,ρ大于ρ1则下列选项正确的是
A. 小球A 的质量为32g B.小球B 的质量为8g C.ρ1与ρ2之比为2:3 D.ρ1与ρ2之比为24:25
综合计算题
1.育红学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型,这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后,自动开启放水阀门,冲刷便池中的污物。图21是这种水箱模型的主要部件的截面示意图。图中水箱A 是一个边长为50cm 的正方体;浮筒B 是一个质量为0.2kg 的空心圆柱体,其底面积SA 为80cm2,高为35cm ;放水阀门C 是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积Sc 为55cm2,厚度d 为1.5cm ;放水阀门C 能将排水管口恰好盖严,阀门上固定一根轻绳与浮筒相连,绳的长度l 为10cm 。请你计算出水箱中的水深H 至少为多少时,浮筒B 刚好能将放水阀门C 打开?
2·小林设计了一个由蓄水罐供水的自动饮水槽.如图18所示,带有浮球B 的直杆AB 能绕0点转动。C 为质量与厚度不计的橡胶片一AC 之间为质量与粗细不计的直杆,当进水口停止进水时,AC 与AB 垂直,杆AB 成水平静止状态,浮球B 恰没于水中。浮球B 的体积为l ×10-4 m3。·此时橡胶片恰好堵住进水口,橡胶片C 距槽中水面的距离为0.I m。进水管的横截面积为4 cm2,B 点为浮球的球心,OB=6AO。不计杆及浮球B 的自重(g取10N /kg) . 求:(1)平衡时细杆对橡胶片C 的压力大小;
(2)蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差应恒为多少米。
3.图24是课外小组的同学们设计的一 个用水槽来储存二次用水的冲厕装置.其中重为1 N的浮球固定在横杆 AB
右端(B 为浮球的中心) ,杆AB 能 绕O 点转动,且OB 是OA 长度的4 倍.横杆AB 左端压在厚为1 cm的进 水阀门C 上,进水口的横截面积为4 cm 2.阀门C 正好堵住进水口时,水 箱内停止蓄水,杆AB 在水平位置,且浮球刚好有1/3的体积露出水面,浮球B 的体积为331.5 cm3.进水口距箱底30 cm,水箱内溢水管长为40 cm,D 是一个横截面积为30 cm2、厚为1 cm的排水阀门.用金属链将排水阀门D 与水箱顶部排水按钮相连,当按动按钮时,铁链向上拉起排水阀门D 使其打开,水箱排水,要打开排水阀门D ,铁链给它的拉力至少是12.2 N .(进水阀门C 、直杆AC 、横杆AB 的重力均忽略不计,g 取10 N/kg)
求:(1)进水阀门C 所受水箱中水的向下的压力;
(2)停止蓄水时水槽中的水面比溢水管管口高出多少?
图24
(3)排水阀门D 的最大质量为多少千克?
4.图27是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔,底盖A 可以顶住水箱的出水孔。只要牲畜饮水,
饮水槽中的水位就会下降,浮球C 受到的浮力减小,底盖A 打开,水就会通过出水孔从水箱流入饮水槽自动补水。设计水箱的最高水位为h 1。水箱出水孔横截面积是30 cm2。底盖A 及竖杆B 的总质量是400 g,浮球C 的体积是2 dm3;若将浮球C 换成同体积的浮球D ,设计水箱的最高水位将变为h 2,已知将浮球C 换成同体积的浮球D 后,再次达到设计水箱的最高水位时,水箱底部受到水的压强减小了2 000 Pa 。浮球C 与浮球D 的密度ρ C ∶ρ D =2∶5。(g 取10 N/kg)
求:(1)浮球D 的密度ρ D ;
(2)设计水箱的最高水位h 1。
图
27
底面积为400厘米2的圆柱形容器内挂有适量的水,将其竖宜放在水平桌面上.把边长为10厘米的正
方体木块A 放入水中后,再在木块A 的上方放一物体B ,物体B 恰好没入水中,如图(甲) 所示已知物体B 的密度为6×103千克/米3,质量为0.6千克.(取g =10牛/千克) 求; (1)木块A 的密度.
(2)若将物体B 放入水中,如图(乙) 所示,求水对容器底部压强的变化.
如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A ,容器侧面的底 部有一个由阀门B
控制的出水口,
当容器中水深为20cm 时,木块A 有詈的体积浸在水中, 此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g 取10N /kg .)
(1)求此时容器底部受到的水的压强. (2)求木块A 的密度.
(3)向容器内缓慢加水,直至木块A 刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A 的作用力为F1,,在原图上画出此时水面的大致位置.
(4)打开阀门B 缓慢放水,直至木块A 刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B ,此时弹簧对木块A 的作用力为F2,求F1、F2之比.
质量相同的木块和石蜡,把木块放在盐水中,石蜡放在水中,比较它们受到的浮力大小,那么( ) A.木块受到盐水的浮力大 B.石蜡受到水的浮力大
C.它们受到的浮力一样大 D.由于液体的密度不同,木块与石蜡的密度也不同,所以无法判
如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所
受浮力的说法正确的是( )
A. 甲受到的浮力 B.乙受到的浮力大
C. 丙受到的浮力大 D.甲、乙、丙受到的浮力一样大
一个边长为a 的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立
方体的下表面恰与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则图(乙)中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F 和铁块下表面在水中的深度h 关系的图像是( )
A B C D
如图所示,将两只同样盛满水的溢水杯放在天平的两盘时天平平衡。将一木块放在右盘的溢水杯中木块漂浮在水面上,并将溢出的水取走,此时天平 ( )
A. 右边上移 B.保持平衡 C.右边下移 D.无法确定