【物理】初中物理浮力解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析 下载本文

【分析】

在此题的计算与判断中,既用到了阿基米德原理,又要利用浮沉条件. 【详解】 物体的密度:

?物?m60g3??0.6g/cm; 3V100cm因为?物<?水,所以物体静止时在水中漂浮,则物体在水中受到的浮力:

F浮?G?mg?0.06kg?10N/kg?0.6N;

又因为F浮??水gV排,所以物体浸入水的体积:

V浸?V排?

F浮0.6N?533??6?10m?60cm. ?水g1?103kg/m3?10N/kg9.将塑料球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的3/8,如图甲所示,当把细绳剪断后,塑料球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的1/2,这时塑料球受到池底对它的支持力为F,如图乙所示若已知塑料球和木球的体积之比是1:8,则( )

A.木球的重力为2F B.塑料球所受的浮力为2F

C.绳子剪断前后,两物体所受的总浮力相差2F D.塑料球的密度为2.0×103千克/米3 【答案】D 【解析】

试题分析:(1)塑料球和木球处于平衡状态,根据漂浮条件分别列出等式,利用阿基米德原理即可推导出木球和塑料球的重力和浮力;

(2)把细线剪断后,根据木球露出水面的体积为自身体积的可知木球排开水的体积,根据物体的漂浮条件和阿基米德原理求出木球的密度,再根据漂浮条件和阿基米德原理表示出细线剪断前木球、塑料球的重力之和与浮力之间的关系,然后利用密度公式即可求出塑料球的密度.

解:(1)把细线剪断前,木球和塑料球漂浮,木球受力为:G木,向下的F拉、F木浮1; 则G木+F拉=F木浮1,而F木浮1=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木, 则G木+F拉=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 细线剪断后,木球受力为:G木,F木浮2;

则G木=F木浮2,而F木浮2=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木, 则G木=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② ①式﹣②式得:

F拉=F木浮1﹣F木浮2=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 把细线剪断前,塑料球受力为:G塑料,F拉、F塑料浮; 则G塑料=F拉+F塑料浮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④

把细线剪后前,塑料球受力为:G塑料,支持力为F、F塑料浮; G塑料=F+F塑料浮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤ ④式﹣⑤式得:F拉=F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥ 由③⑥式可知:ρ水gV木=F, 则ρ水gV木=8F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦ 则根据②和⑦式得:

G木=ρ水gV木=×8F=4F,故选项A错误; 因为V塑料:V木=1:8,

所以F塑料浮=ρ水gV塑料=ρ水g×V木=×8F=F, 故选项B错误;

(2)把细线剪断后,木球排开水的体积V排=V木﹣V木=V木, F浮木=ρ水gV排=m木g,即ρ水g×V木=ρ木V木g, 解得:ρ木=ρ水,

把细线剪断前,木球和塑料球漂浮,则

F浮前=ρ水gV排′=(m木+m塑料)g,即ρ水g(V木+V塑料)=(ρ木V木+ρ塑料V塑料)g, 因为V塑料:V木=1:8,

所以ρ水(×8V塑料+V塑料)=(ρ水×8V塑料+ρ塑料V塑料),

整理可得:ρ塑料=2ρ水=2×1×103kg/m3=2×103kg/m3.故选项D正确; 绳子剪断前后,两物体所受的总浮力之差为:

F浮前﹣F浮后=(G木+G塑料)﹣(G木+F塑料浮)=G塑料﹣F塑料浮=F;故选项C错误; 故选D.

10.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙 =3:2,将它们都放入水中,静止时两球受到的浮力之比为F甲:F乙=4:5,则乙球的密度为 ( )

2554ρ水 B.ρ水 C.ρ水 D.ρ水 3465【答案】C

A.

【解析】根据题意知道,m甲=m乙,ρ甲:ρ乙=3:2,由ρ=m/V知道, V甲:V乙=2:3;当两球在水中静止时的状态有下面几种情况:

(1)甲乙都下沉:则排开水的体积之比等于V甲:V乙=2:3,由阿基米德原理知道受到的浮力等于排开水的体积之比,应是2:3,故不符合题意;

(2)甲乙都漂浮:所以受到的浮力都等于自重,而两球质量相等、重力相等,受浮力相等,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;

(3)甲漂浮、乙下沉:因为甲漂浮,所以F甲=G甲=mg;乙下沉,F乙<G乙=mg,即F甲 >F

,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;

:F乙=4:5,故符合题意;甲下沉乙漂浮时,甲受到的浮力F甲=ρ水V甲g,乙受到的浮力F=m乙g=ρ乙V乙 g;因为F甲:F乙=4:5,即ρ水V甲g:ρ乙V乙 g=4:5,ρ乙=5ρ水V甲 /4V乙=5ρ×2 /4×3=5/6ρ水,故选C。

(4)甲下沉、乙漂浮:甲下沉,F甲<G甲=mg;乙漂浮,F乙=G乙=mg,所以F甲<F乙,而F

甲乙水

11.如图所示,一水塘的底部是软泥巴,软泥巴上面是透明的水,将四个体积、形状完全相同的物块A、B、C、D放入水塘中,稳定后,发现物块A浮在水面上,物块B浸没在水中,物块C、D则不同程度地陷入软泥中,根据图示情景可判断

A.物块密度的大小关系是ρA<ρB<ρC=ρD B.各物块受到浮力的大小关系是FB>FA>FC>FD C.物块B受到的浮力最大,所以B的质量最大 D.物块C和物块D受到的浮力都为零 【答案】D 【解析】 【详解】

A漂浮,B悬浮,由浮沉条件知,ρA<ρ水,ρB =ρ水;C、D将沉底,可知两者密度均大于水的密度,D沉入软泥更深,说明重力更大,质量更大,在体积相等时,由??m可知VρC<ρD,所以密度关系为:ρA<ρB<ρC<ρD;由m??V知,体积相等时,密度越大,质量越大,故D的质量最大;浮力是液体对物体上下表面的压力差形成的,由于C、D沉入软泥中,不能受到水的压力,故受到的浮力为零,B排开水的体积最大,浮力最大。 A.物块密度的大小关系是ρA<ρB<ρC<ρD;选项错误; B.各物块受到浮力的大小关系是FB>FA>FC=FD;选项错误; C.物块B受到的浮力最大,D的质量最大;选项错误; D.物块C和物块D受到的浮力都为零;选项正确。

12.如图所示,一个水槽中盛有足够深的水.将一个体积为V的木块甲放入水中时,木块甲恰好有一半体积露出水面;当在木块甲上面放一个金属块乙时,木块上表面恰好与水面相平;当把金属块乙用细线系在木块下再放入水中时,木块有说法不正确的是

1的体积露出水面.则下列15

A.木块甲的密度是0.5×103 kg/m3 B.金属块乙的重力是(1/2)ρ水gV木 C.金属块乙的体积是(1/15)V木 D.金属块乙的密度是1.5×103kg/m3 【答案】D 【解析】

根据题意知道,木块浮在水面上,恰好有一半体积露出水面,所以F浮=G排=G甲,即ρ水Vg/2=ρ木Vg,所以木块的密度:ρ木=ρ水/2=0.5×103km/m3,故A正确;又因为当在木块甲上面放一个金属块乙时,木块上表面恰好与水面相平,所以ρ水Vg=ρ木Vg+G乙,解得:G

=ρ水gV木/2,故B正确;木块甲上面放一个金属块乙与把金属块乙用细线系在木块下再

放入水中时的情况比较可知,两种情况下的重力的和是相等的,所以排开水的体积也相等,所以可知金属块乙的体积是木块体积的1/15,故C正确;乙的密度:ρ乙=G乙/gV乙

1?水gV木=2 =7.5ρ水=7.5×103 kg/m3,故D错误,符合题意,故选D.

1gV木15

13.边长为10cm的正方体物块(ρ物<ρ水)放入水平桌面上的圆柱形容器底部,如图甲所示。逐渐向容器内倒入适量水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出物块对应受到 的浮力F浮,并绘制了如图乙(实线)所示的图像;更换一种液体重复上述实验,绘制了 如图乙(虚线)所示的图像。下列选项不正确的是

A.该物块密度为0.8×103 kg/m3

B.未倒水前物块对容器底部的压强为8×102Pa

C.h=6cm时,物块分别在水中和液体中所受浮力之比8:7 D.h=l2cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态 【答案】C 【解析】 【详解】

A.由图象知道,水的深度从h=8cm以后物体受到的浮力8N不再发生变化,又因为ρ物 <