浮力思维导图_浮力复习

浮力思维导图_浮力复习

  例8.一木块放在水中静止时，有13.5厘米3的体积露出水面，如图5A所示，现将一体积为5厘米3的金属块放在木块的上面时，木块刚好全部浸在水中，如图5B所示，则金属块的密度为多少千克／米3。

分析：这是涉及两个物理状态的浮力问题。第一个状态如A图所示，木块漂浮，满足漂浮条件：F浮=G木；第二个状态如B图所示，木块全部浸在液体中，金属块与木块做为整体漂浮在水面，满足漂浮条件：F浮′=G木＋G金，通过这两个方程，可以求解。

解：F浮=G木  ①

     F浮′=G木＋G金  ②

         ②－①  F浮′－F浮=G金

                 ρ水gV木－ρ水g（V木－V露）=p金gV金

                 ρ水V露=ρ金V金

        ∴ρ金=ρ水

             =

             =2.7×103kg／m3

    总评：上述解法为常规方法，本题还可以这样分析，木块单独浮在水面上时，浮力等于重力。将金属块放在木块上时，可认为二者作为一个整体的漂浮。木块受到的总浮力等于它们的总重力。压上金属块后木块浸在水中的体积增大，浮力也随之增大。增大的浮力等于加上去的金属块重。即：ΔF浮=G金。代入公式ρ水gΔV排=ρ金gV金，所以

ρ水ΔV排=ρ金V金，所以代入数据，

ρ金=。变换分析问题的角度可以开阔思路，提高思维能力，同时也可以使复杂问题简单化。

    例9.圆柱形容器内装水，水对底部压强为1960帕，现放进一木块，木块静止时其体积的3/5露出，而水未从容器内溢出，此时水对容器底部压强增大到2940帕，已知容器底面积为100厘米2，求木块所受浮力和木块密度。

分析：这是一道浮力与液体内部压强相结合的综合性题目，根据题意可知，水对容器底部增大的压力（ΔF）应等于木块的重，而木块漂浮水中。因二力平衡可知

F浮=G木=ΔF=P·S。

解：∵漂浮  ∴F浮=G木=ΔF=P·S=(2940帕－1960帕)×100×10－6米3=9.8牛。

       又∵F浮=ρ水gV排  ∴V排=

       ∵V排=V－V露=（1－）V

       ∴V木=V排=2.5×10－3米3

      

      或者：G木=F浮  ρ木gV木=ρ水gV木  ∴ρ木=ρ水=0.4×10－3千克／米3

    总评：浮力与压强相结合的综合题，是常见的一种习题类型。在求解这种习题中主要抓住V排与液面深度的变化关系，即V排=S容Δh（对柱形容器），当V排发生变化时，必然会引起液面高度的变化，从而使压强也随之发生改变ΔP=ρ液gΔh，根据这些变化量的关系，就可以求出未知量。

    例10.在图中细线下面吊着一个体积为100厘米3，质量是0.7千克的金属块，已知装水的柱形容器的底面积为100厘米2，求：由于金属块浸没在水中，水对容器底部的压强增加了多少？

分析：因为金属块没入水中，排开100厘米3的水，所以，V排=100厘米3，所以，水面要上升一定的高度Δh，根据液体压强公式，就可求出容器底增大的压强。

解：∵V排=100厘米3  ∴Δh=V排／S==1厘米

∴Δp=ρ水gΔh=1.0×103千克／米3×9.8牛／千克×10－2米=98帕

    答：金属块浸没在水中，水对容器底部的压强增大了98帕。

    例11.玻璃球在空气中重为G=2.45牛，浸没在水中重为G1=1.47牛，浸没在另一种液体中重为G2=1.666牛，求玻璃和另一种液体的密度各是多少？

分析：从题目可知，玻璃球在水中所受的浮力为F浮1=G－G1；即G1=G－F浮1；浸没在另一种液体所受到的浮力F浮2=G－G2，即G2=G－F浮2，

若G1/G=，因为V排=V物，∴，同理可推出

，将已知量代入式中，可以求出ρ玻和ρ液。

  解:,∴=2.5×103千克／米3

当放入另一种液体，则有

,即,∴

    答：玻璃球的密度为2.5×103千克／米3，液体的密度为0.8×103千克／米3。

总评：本题是由平衡原理即（弹簧称法求浮力）可得F浮=G物－G视，利用比例关系，巧解浮力。这种方法，是把复杂的解法化简，把大量的笔算变为口算，因此不但快捷而且准确，掌握这种方法对今后解题是非常有帮助的。

 

【课余思考】

1.若杯中浮在水面上的是一块含有铅粒的冰块，若冰熔解后，杯中的水面如何变化？若是含有木块的冰，冰溶化后，液面又如何变化呢？

2.重10牛的水能浮起重20牛的木块吗？为什么？

3.如图所示，桥墩体积10米3，浸没在水中部分体积是7米3，则桥墩受到的浮力有多大？

 

【同步练习】

一、选择题

1.将三个铁球分别放在酒精，水和水银中所受浮力是（    ）

A. 在酒精中的铁球所受浮力最小           B.在水银中的铁球所受浮力最大

C.在水中的铁球所受浮力一定小于重力     D.在水银中的铁球所受力一定等于重力

2.把一个金属球挂在弹簧称下，若将它分别浸没在水、酒精和盐水中时，弹簧称的示数

最大的是（    ）

A. 在水中时    B.在酒中时    C.在盐水中时    D.应该一样大

3.等质量的木块和冰块，漂浮在水面，它们受到的浮力之比（    ），它们排开液体体

积之比（    ），它们露出水面的体积之比（    ）。

A.  1：1    B. 2：3    C. 3：1    D. 6：1

4.一个空心金属球，放在甲、乙两种液体中，处于静止状

态时，如图9所示，则球所受的浮力以及甲、乙两液体的密度为（    ）。

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

E. F甲＞F乙，ρ甲＜ρ乙

5.两个浮在水面上的实心物体，体积之比为2：1，浸入水中部分体积之比1：2，那

么组成两物体的物质密度之比为（    ）。

A.  2：1    B. 1：2    C. 4：1    D. 1：4

6.一个密度为0.5克／厘米3的圆柱体放入盛满水的溢水杯中，从杯中排出100克的水，

把它竖直漂浮在酒精中，圆柱体的下底面受到的液体的压力为（    ）。

A.  100克    B. 0.98克    C. 0.78克    D.条件不足，无法判断

7.如图10所示，木块下吊着一铁块悬浮在水中，如果将绳子剪断，当

木块和铁块都静止时，水对容器底部的压强和压力的变化情况是（    ）

A.压强变大，压力变小    B.压强不变，压力不变

C.压强变大，压力变大    D.压强变小，压力变小

二、填空题

1.用同一支密度计先后放入酒精和盐水中，它都浮在液面上，所受浮

力分别为F1和F2，F1    F2（填“＞”、“=”、“＜”），它在酒精中露出的体积      它在盐水露出的体积。

2.两个体积相同的物体漂浮在液面上，甲浸在酒精中露出3/8，乙浸在水中露出1/4，

比较它们所受的浮力：F甲      F乙；比较它们的密度，ρ甲      ρ乙（填“＞”、“=”、“＜”）。

3.一木块重0.5牛，漂浮在水面上，恰好有一半体积露出水面，此时木块受到的浮力为

      牛，再用      牛的向下压力作用在木块上，木块才能全部浸没于水中。

4.质量相等的实心铜球和铁球，一齐放入水中静止后，则F浮铜      F浮铁，若把它们一

齐放入水银中静止后，那么F′浮铜      F′浮铁（选填“＞”、“=”、“＜”）。

5.一只空心铜球漂浮在盛水容器中，现将此球砸扁后放入原容器中，则该球排开水的体

积将      （选填“变大”、“变小”、“不变”），后一次水面高度将比原来      （选填“上升”、“下降”、或“不变”）。

三、计算题

1.圆柱形玻璃杯的底面积为200厘米2，玻璃杯中装有半杯水，水对容器底部的压强是

1960帕，将一个木块放进水中静止时，容器底部受到的压强是2450帕，这个木块质量是多少千克？

2.弹簧称下挂一个物体，弹簧称示数为G，把物体没入甲液体时，弹簧称示数为G/3，

把它没入乙液体中，弹簧称示数为G/4，则甲、乙两液体的密度之比是多少？

3.一金属桶重为2.4牛，当将桶口朝上放入水中时，它有2/5的体积露出水面，如果在

桶内装入100厘米3的某种液体后再放入水中时，金属桶有9/10的体积浸入水中。求桶内液体的密度？

 

参考答案

一、  1.D    2.B    3.A    4.C    5.D    6.B    7.D

二、  1.=、＜    2.＜、＜    3. 0.5、0.5    4.＜、=    5.变小、下降

三、  1. p=ρ水gΔh，∴Δh=Δp/ρ水g，∵F浮=G，ρ水gΔhS=ρ水gΔpS/ρ水g=mg，

∴m=ΔpS/g=1千克

2.甲液体：F浮=G=ρ甲8V，乙液体：F浮=G=ρ乙gV，∴ρ甲：ρ乙=8：9

（此题也可用比例法求解）

3. ρ水gV桶=G桶  ①

   ρ水gV桶=G桶＋ρ液gV液  ②

   解得：ρ液=1.2×103千克／米3

 

【单元点评】

    浮力知识是力学的重点，也是初中阶段物理学习的难点之一，要学好这一章知识，关键是要掌握基本概念和基本规律，对物理公式及规律决不能死记硬背，关键要理解它的物理意义。在解题过程中一定要弄清题目所叙述的物理过程，然后正确运用物理物理规律及物理公式解题。求浮力的方法很多，一定要具体问题具体分析，选择合适方法求解。

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