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中考物理专项复习
第三单元 密度 压强 浮力
课时10 浮力
目录
01.
教材知识过关
02.
模拟考题
01
教材知识过关
定义 无论是液体还是气体,对浸在其中的物体都有 __________的托
力,物理学中把这个力叫作浮力
产生原因 液体(或气体)对物体向上和向下的压力不相等,向上的压力
大于向下的压力,向上、向下的压力差即为浮力.计算公式:
竖直向上
大小
方向 竖直向上
测量方法: 称重法 ①用弹簧测力计测物体所受的重力 ;
②将物体悬挂于弹簧测力计下,读出物体浸在液体中时弹簧测
力计的示数 ;
③物体受到的浮力 _______
续表
易失分点
1.浮力的方向总是竖直向上.
2.浮力的施力物体是液体(或气体).
3.不是所有浸在液体(或气体)中的物体都会受到浮力,例如:桥墩.
内容 浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受
______ 的大小
公式 ____ ______ ________
变式:液体密度 ;排开液体的体积
适用性 适用于液体和气体,用于气体时 _ _______
说明 物体在液体中所受浮力的大小与液体的 ______ 和物体排开
液体的 ______ 有关,而与浸没在液体中的深度无关
重力
密度
体积
提分指南
1.浮力等于物体排开的液体所受的重力,不一定等于物体的重力.
2.“浸入”包含的两种情况:
(1)物体部分浸入液体中,此时 ;
(2)物体浸没在液体中,此时 .
1.物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体,其浮沉情况主要取决于它所受到的浮力和重力大小.
两个过程 三种状态
现象 上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
图示
两个过程 三种状态
与 的 关系
与 的关系
运动状态 上升 下降 静止 静止 静止
结果 变为漂浮 变为沉底 部分露出 液面 可停留在液面 下的任何位置 一直沉在
底部
续表
提分指南
1.上浮和下沉都属于运动状态,此时物体受非平衡力作用; 漂浮是上浮的最终
结果,沉底是下沉的最终结果,两者都属于静态,此时物体受平衡力作用.
2.物体悬浮时可以停留在液体中的任何深度,受平衡力作用.
易失分点
1.根据物体的浮沉情况判断物体密度时,所说密度是物体的平均密度(若物体
为均匀实心的,则等于物质密度;若物体是空心的,则小于物质密度).
2.一般情况下,物体沉底后,其下表面仍会受到液体向上的压力(只要有一层薄
薄的液膜就可以产生),只有当题目中点明物体下表面与容器底黏合时,才认
为下表面不受液体向上的压力.
2.物体浮沉条件的应用
轮船 ①采用空心的方法,增加排开水的体积,增大受到的浮力
②排水量:轮船按设计的要求满载时排开水的 ______
潜水艇 靠水舱充水、排水改变 __________ 来实现下沉和上浮
气球和飞艇 里面充入密度______空气密度的气体(氢气、氦气、热空气
等)
密度计 测量液体密度的仪器.漂浮在液面上时,浸入液体的部分越多,
则所测液体的密度越 ____
盐水选种 把种子放入浓度适宜的盐水中,干瘪、虫蛀的种子就会上
浮,而饱满的种子则会下沉
质量
自身重力
小于
小
类型一 阿基米德原理
例1 [2023泉州期中] 体积相同的铝球、铁块和木块,浸在液体中的情况如
图所示,则比较它们受到的浮力( )
D
A.铝球受到的浮力最大
B.铝球受到的浮力最小
C.铁块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
例2 [2020福建中考] 如图,体积相同的两物体 、 用不可伸
长的细线系住,放入水中后, 有四分之一体积露出水面,细线被
拉直.已知 重 , 受到的浮力为 , 、 密度之比为 .
那么( )
D
A. 、 所受的重力之比为 B. 、 所受的浮力之比为
C.细线对 的拉力大小为 D. 对容器底部的压力为零
[解析] 由题可知, , ,所以
;由 ,可得
,A错误.由 ,可得
, ,又因为 ,所以 ,
B错误.由 ,可得 ,则细线对 的拉力
,C错误.由 , ,
可得 ,细线对 的拉力 , 对容器底部的压力
,D正确.
类型二 平衡法
例3 [2023宜昌中考] 如图,重为 的鸡蛋漂浮在装有淡盐水的
玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力是____ ,若再往玻璃杯中加盐,鸡蛋
受到的浮力将______(选填“变大”“不变”或“变小”).
0.5
不变
[解析] 鸡蛋漂浮,根据物体的浮沉条件可知,鸡蛋所受浮力等于自身重力,
为 ;若再往玻璃杯中加盐,则液体密度变大,鸡蛋密度仍小于液体密
度,鸡蛋仍漂浮,所受浮力仍等于自身重力,即所受浮力大小不变.
解题通法
平衡法应用的是力的平衡原理:物体漂浮或悬浮时,处于平衡状态,受力平衡.
类型三 称重法
例4 [2023郴州中考] 重为 的实心物体挂在弹簧测力计下,物体浸没在
水中时,弹簧测力计的示数为 ,此时物体受到的浮力为___ ,物体的
密度是__________ , 取
2
[解析] 物体受到的浮力 .物体浸没在水中,由
可得,物体的体积
,由 可得,物体
的质量 ,则物体的密度
.
类型四 压力差法
例5 [2023内江中考改编] 浸没在液体中的物体受到的浮力,方向_________,
若浸没在水中的长方体金属块,上、下表面受到水的压力分别为 、
,则该金属块受到的浮力为___ ,金属块的体积为_________
, 取
竖直向上
8
解题通法
由浮力的产生原因可知,浸没在液体(或气体)中的长方体(柱状)物体上、
下表面所受压力差等于物体所受的浮力,即 .
例6 [2023黄冈中考] 物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,
如图甲.将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入
水底,如图乙.下列说法正确的是( )
甲
乙
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
√
[解析] 整个橙子漂浮在水面上(关键信息),则整个橙子的密度小于
水的密度.
大块橙子放入水中仍漂浮,则大块橙子受到的浮力等于其重力.
小块橙子缓慢沉入水底的过程中,水的密度不变,排开水的体积先增大
后不变,根据 (关键公式)可知,它受到的浮力先增大后不变.
大块橙子受到的浮力等于其重力,小块橙子受到的浮力小于其重力,而
整个橙子的重力不变,故两块橙子所受的浮力之和小于整个橙子受到的浮力.
例7 [2023新疆中考] 某薄壁玻璃管粗细均匀,一端开口,
早晨在室外将该玻璃管开口向下竖直缓慢插入水中,玻璃管
内封闭了一段空气柱,如图所示,放手后玻璃管在某位置保持
漂浮状态,玻璃管露出水面的长度为 .中午时,由于管
内空气升温膨胀,玻璃管内封闭的空气柱的长度增加了
,此时玻璃管露出水面的长度为( )
D
A. B. C. D.
[解析] 以玻璃管和其中的空气柱组成的整体作为研究对象,则其总重力不变,
且始终处于漂浮状态,因此其受到的浮力大小不变;根据阿基米德原理可知,
其排开水的体积不变,即空气柱在水面以下的部分的体积不变,则空气柱在
水面以下的部分的长度不变(题眼).因此当空气柱的长度增加 时,
一定是空气柱露出水面的部分的长度增加了 ,即玻璃管露出水面的长
度增加了 ,变成了 .
解题通法
1.比较浮力大小的两种方法
2.浸没物体浮沉状态的判断
方法一:
方法二:
实验器材 弹簧测力计、烧杯、水、盐水、柱形物体
实验情景
实验步骤 1.如图A,将物体悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计
的示数
2.如图B,用弹簧测力计悬挂物体,使其部分浸入水中(不接触
容器壁),静止时记录弹簧测力计示数
续表
实验步骤 3.如图C,使物体浸没在水中(不接触容器底和容器壁),静止
时记录弹簧测力计示数
4.如图D,改变物体浸没在水中(不接触容器底和容器壁)的深
度,静止时记录弹簧测力计示数
5.如图E,使物体浸没在盐水中(不接触容器底和容器壁),静
止时记录弹簧测力计示数
续表
实验分析 1.称重法计算浮力
2.浮力大小与物体密度的关系(浮力大小与物体密度无关)
3.本实验中换用不同的物体和液体多次实验的目的:使实验结论
具有普遍性
续表
实验方法 控制变量法
1.探究浮力与物体排开液体的体积的关系(控制液体密度和深度
不变,只改变物体排开液体的体积)
2.探究浮力与物体浸没在液体中深度的关系(控制液体的密度和
物体排开液体的体积不变,改变物体浸没在液体中的深度)
3.探究浮力与液体密度的关系(控制物体排开液体的体积和深度
不变,只改变液体密度)
实验结论 物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体
积有关,而与物体浸没在液体中的深度无关
续表
例 一题通关 [2023广东中考改编] 在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
【进行实验与收集证据】
观察并分别比较图中有关数据,完成下列填空:
甲
(2)实验时水槽中的水要“适量”,水“适量”的标准是___.
C
A.水的深度至少为物块高度的一半
B.水的深度刚好可浸没物体
C.水的深度可浸没物块,且物块离底部有一定距离
(1)实验前,小明观察弹簧测力计的零刻度线、______和分度值,发现弹簧
测力计的指针未指向零刻度处,则接下来小明应进行的操作是______________
____________.使用弹簧测力计时,手应该拿住弹簧测力计的______(选填
“拉环”或“刻度盘”).
量程
对弹簧测力计进行校零
拉环
(3)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为 的长方体物块(可
塑),测出重力.将它缓慢浸入水中,记录悬停在 、 、 、 、 这五个
位置时弹簧测力计的示数和深度 .请根据实验数据,在图乙中画出物块所受
浮力 随 变化的图像.
甲
[答案] 如图所示.
(4)物块的重力为____ ,当物块浸没在水中时,受到的浮力为____ .
1.0
0.6
【分析与论证】
(5)实验中,若将 和 的顺序调换一下,则测出的物块浸在水中 时的
浮力将偏____.
(6)图甲中 、 、 是为了探究浮力的大小与_________________________
的关系,得出的结论是__________________________________________________
______________________.
(7)分析图像可知:浸没前, 增加, ______;浸没后, 增加,
______.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
大
排开液体的体积
变大
不变
液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大
(8)若把此物块捏成高为 的圆锥体,重复上述实验.两次实验所得的
随 变化的图像______(选填“相同”或“不同”).
不同
(9)分析图乙所示的 图像,可知浮力大小与物块浸没在液体中的深度
______(选填“有关”或“无关”).
无关
(10)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料:____
______________________.
盐水(合理即可)
【实验拓展】
(11)通过实验数据可知物块的密度为____________ .(已知水的密度
, 取
实验器材 弹簧测力计、溢水杯、小桶、不同种类的液体、圆柱形物体
实验情景 __________________________________________________________________________________
甲
乙
丙
丁
实验步骤 1.如图甲,用弹簧测力计测出小桶的重力 ;
2.如图乙,用弹簧测力计测出物体的重力 ;
3.如图丙,将物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出弹簧测力计的示
数 ,同时用小桶收集溢出的水;
4.如图丁,测出溢出的水和小桶的总重力 ;
5.将实验数据记录在表格中
续表
实验步骤 __________________________________________________________________________________________________________
续表
实验分析 1.在实验中需换用不同液体多做几次实验,其目的是得出普遍结
论
2.误差分析:
(1)若溢水杯中的液体未装满,会导致所测得的排开液体的重
力偏小;
(2)若先测量排开液体和小桶的总重力,再测量小桶的重力,会
导致所测得的排开液体的重力偏小
实验结论 浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力
续表
例 一题通关 某物理兴趣小组的小明同学在做“探究物体所受浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”实验.
【进行实验与收集证据】
(1)小明的实验思路如下:
①用弹簧测力计分别测出空桶和圆柱体的重力为 和 ;
②把大烧杯用小垫块垫起,使右边的溢水口斜向下,在大烧杯中_____________
________,把小桶放在大烧杯的溢水口下方;
加水至溢水口处
③用弹簧测力计吊着圆柱体使圆柱体浸没到大烧杯的水中,记下弹簧测力计示
数为 ;
④待大烧杯中的水不再溢出后,用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力
为 .
⑤比较________和________的大小关系, (用所测物理量符号表示)就可以
得出浮力大小与排开水的重力的关系.
甲
(2)某同学又用溢水杯等进行实验的情景如图甲所示.
①实验中所用圆柱体的重力为 ____ .
4.2
②在情景图B中存在的错误是________
________.
溢水杯
未注满水
③纠正错误后,继续实验,在情景图
C中圆柱体受到的浮力 ____ .
④圆柱体排开的水所受的重力 ____ .
1.2
1.2
【分析与论证】
(3)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力______(选填“小于”“大于”
或“等于”)物体排开的水所受到的重力.
(4)纠正错误后,圆柱体从刚接触水面到全部浸入水中,水对溢水杯底的
压强__________(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”).
等于
保持不变
(5)若不纠正情景图B中的错误,直接进行接下来的实验,则所测圆柱体浸
没时所受的浮力______,所测圆柱体排开水的重力______.(均选填“偏大”
“偏小”或“不变”)
不变
偏小
乙
(6)如图乙所示是圆柱体从水面缓慢浸入水中时,根据
实验数据描绘出的弹簧测力计示数 随圆柱体浸入水
中的深度 变化的关系图像.
分析图像可得:在圆柱体没有浸没之前, 增大时,弹簧测
力计示数 ______ (选填“变大”“变小”或“不变”).当
时,圆柱体所受的浮力为 ____ .圆柱体浸没
变小
0.8
3
6
后, 继续增大时,弹簧测力计示数为 ___ .该圆柱体的高度是 ___ .
(7)要验证阿基米德原理,圆柱体________(选填“一定”或“不一定”)要浸
没在水中.
(8)若不用溢水杯和小桶, 用量筒____(选填“能”或“不能”)测量圆柱体排
开水的重力.
不一定
能
【评估】
(9)为使实验结论更具有普遍性和科学性,同学们还可以___(选填“A”或
“B”).
B
A.多次测量取平均值 B.换用其他液体多次实验
1.[2023南充期末] 如图,一个棱长为 的正方体物体在
水中保持静止,其上表面受到水的压力为 ,则物体受到的
浮力____ ,物体下表面受到水的压力为____ (已知水的密
度 , .
10
18
[解析] 已知正方体物体的边长为 ,物体受到的浮力
由 可得,物体下表面受到水的压力为
2.[2023乐山模拟] 如图所示,用弹簧测力计悬挂一物体,在
空气中弹簧测力计示数为 ,当物体浸没在水中时弹簧测力
计的示数是 .则物体浸没在水中时受到的浮力为___ ,物
体的密度为________ .
2
[解析] 由题意得,物体浸没在水中时受到的浮力
据阿基米德原理知,物体的体积
物体的质量
物体的密度
3.[2023山西中考] 妈妈生日那天,小梦给妈妈煮饺子时发现,当把饺子放入
沸腾的水中后,饺子先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上.
下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性)( )
C
A.饺子在下沉的过程中,受到水的压强不变
B.饺子上浮过程中,受到的浮力小于它所受的重力
C.饺子上浮过程中,受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.饺子在水面漂浮时,受到的浮力大于它所受的重力
4.[2023东营中考] 用细线将两个半径相同的实心小球 和 连接在一起,放
入水中,静止后的状态如图所示,线已绷紧.下列判断正确的是( )
B
A. B. C. D.
[解析] 小球 受到重力、浮力和绳的拉力, 处于静止状态,受到的力是平
衡力,所以 ,故A错误;两个小球的体积相同,都浸没在水中,
排开水的体积相同,由阿基米德原理可知, 、 两球受到的浮力相等,即
,小球 受到重力、浮力和绳的拉力, 处于静止状态,受到的力
是平衡力,所以 ,由于 对 的拉力与 对 的拉力是一对相
互作用力,大小相等,即 ,所以 ,
故C错误、B正确;由上述分析可知 ,由于 ,
,所以 ,即 ,故D错误.故选B.
5.[2023常德中考节选] 小霞同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素.
A
B
C
D
E
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是___ .
1
[解析] 由题图A可知,金属块的重力 ,由题图C可知金属块浸没时弹簧测力计的示数 ,则金属块浸没在水中时所受的浮力 .
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与_________
___________有关.
排开液体的体积
[解析] 由题图中A、B、C、D四图可知,金属块排开水的体积不同,受到的浮力不同,故可知金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关.
(3)由D、 两图可得出结论:物体受到的浮力大小与__________有关.
液体密度
[解析] 由题中D、 两图可知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同时,金属块受到的浮力不相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关.
6.[2023福州模拟节选] 小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”.
甲
乙
丙
丁
(1)实验的最佳顺序是___(填字母序号).
B
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
[解析] 最合理的实验顺序是:丁、测出空桶的重力;甲、测出小球所受到的重力;乙、把小球浸没在装满水的溢水杯中,读出测力计的示数;丙、测出桶和排开的水受到的重力.故正确顺序为:丁、甲、乙、丙.故选B.
(2)图乙中小球受到的浮力是___ .通过分析实验数据,可得到的结论是:
浸在液体中的物体,受到的浮力大小______(选填“大于”“小于”或“等于”)
物体排开液体的重力;
2
等于
甲
乙
丙
丁
[解析] 空气中小球的重力为 ;水中弹簧测力计的示数为 ,小球
在水中受到的浮力为
由图丁可知,空桶的重力 ,由图丙可知,水和桶的重力 ,
所以溢出水的重力为
根据计算结果,可见 ,说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排
开的液体受到的重力.
(3)在实验时,若图乙溢水杯中的水面在放入小球前未到达溢水杯的溢水
口,则____(选填“会”或“不会”)对实验结论造成影响;若图乙中的小球未浸
没在水中,则______(选填“会”或“不会”)对实验结论造成影响.
会
不会
[解析] 若图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,小球放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,小球受到的浮力大于排出的水的重力.若图乙中小球未浸没在水中,小球排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验结论没有影响.
02
模拟考题
建议用时: 25分钟
基础过关
一、选择题
1.[2023泉州期中] 下列情境中的物体,不受浮力的是( )
D
A.水中下沉的石块
B.空中上升的气球
C.海中航行的轮船
D.遨游太空的卫星
2.[2023绍兴中考] 2023年3月,“探索一号”科考船完成了
首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次
完成了深度超过万米的下潜.不考虑海水密度与潜水器体积
的变化,潜水器在海面下下潜的过程中( )
A
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
[解析] 由于是在海面下且不考虑潜水器体积的变化,所以潜水器排开海水的体积不变,海水密度的变化也不考虑,则根据 可知,潜水器受到的浮力不变;根据液体压强的计算公式 可知,液体密度一定时,潜水器下潜的过程中深度越来越大,所受的压强也会越来越大.故A符合题意.
3.[2023福州模拟] 关于浮力,下列说法正确的是( )
C
A.重 的水不能产生大于 的浮力
B.水中金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,受到的浮力不变
C.鸡蛋悬浮在盐水中时,往盐水中加盐,鸡蛋最终受到的浮力不变
D.轮船由海水驶入河水时,受到的浮力不变,将下沉一些,排水量变大
4.[2023龙岩质检] 全球变暖已经日益威胁到生物的生存,
如图为一对北极熊母子无助地待在一块不断熔化缩小的浮
冰上,若浮冰和北极熊能始终处于漂浮状态,则随着浮冰
的熔化( )
C
A.浮冰受到的浮力不变 B.浮冰受到的浮力大小增大
C.浮冰受到的浮力大小减小 D.北极熊受到的支持力在减小
[解析] .由题可知,浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,受到的浮力等于北极熊和浮冰的总重力,随着浮冰的熔化,浮冰的重力减小,北极熊和浮冰的总重力减小,则浮冰受到的浮力减小;故 错误,C正确;D.北极熊在浮冰上,它们受到的支持力和自身重力是一对平衡力,这两个力的大小相等,因为北极熊的重力不变,所以受到的支持力大小不变,故D错误.故选C.
5.[2023厦门期中] 把重 、体积为 的物体投入水中,当物体
静止时,下列说法正确的是( )
C
A.物体上浮, B.物体悬浮,
C.物体漂浮, D.物体沉在水底,
6.[2023福州期末] 甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放
置在水平桌面上.将同种材料制作的实心物体 、 分别放入两容器中,静止
时液面等高,如图所示.则( )
C
A. 的密度小于 的密度
B. 的体积等于 的体积
C. 受到的浮力大于 受到的浮力
D.甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度
[解析] A.实心物体 、 是同种材料制成的,所以 、 实心物体的密度相
同,故A不符合题意;B.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,由
于将实心物体 、 分别放入两容器中,静止时液面等高,则甲液体与 排
开液体的体积之和等于乙液体与 排开液体的体积之和,由图可知, 漂
浮, 的体积大于排开液体的体积, 悬浮, 的体积等于排开液体的体积,
所以 的体积大于 的体积,故B不符合题意;C. 、 实心物体的密度相
同、 的体积大于 的体积,根据 可知 的质量大于 的质量,
根据 可知, 的重力大于 的重力,由于漂浮和悬浮时浮力等于重力,所以 受到的浮力大于 受到的浮力,故C符合题意;D.由图可知, 漂浮在甲液体中, 的密度小于甲液体的密度; 悬浮在乙液体中, 的密度等于乙液体的密度,由 、 的密度相等可知甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,故D不符合题意.故选C.
二、填空题
7.[2023益阳中考] 某一木块的体积为 ,所受的重力为
,漂浮在水面上静止时受到的浮力为____ .用手将木块压住
使它浸没在水中,木块受到的浮力为___ . ,
取
0.8
1
8.[2023云南中考] 科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,
制成简易密度计,如图所示.为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水
和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为 .密度计在水中时
为 ,浮力大小为 ;在煤油中时 为 ,浮力大小为 ,则
___ (选填“ ”“ ”或“ ”).若将密度计放入密度为 的液
体中,则 为_____ 、
13.6
[解析] 密度计在水和煤油中都处于漂浮状态(关键点),故密度计在水和煤
油中受到的浮力均等于自身重力,即 .设密度计的体积为 ,上底面
积为 ,则 ①, ②,
, ,由于 ,故代入数据可得
.将密度计放入密度为 的液体中,密度计静止时
仍漂浮,密度计所受的浮力仍等于自身重力,密度计所受的浮力
④, ,联立①③④⑤可解得
.
三、实验题
9.[2023江西中考] 【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关.
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关.于是,该同学进行了如下探究.
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验.
a
b
c
d
e
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为_ ____ ;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数.
【证据】①由图a可知,弹簧测力计的分度值为 ,指针正好指在 的位置,则橡皮泥的重力为 .
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为____ ;
2.0
[解析] 由图a、 可求出橡皮泥浸没在水中受到的浮力 .
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状______.
无关
[解析] 由图a、 、 、 可看出,同一橡皮泥捏成不同形状浸没在水中时,弹簧测力计的示数都相同,说明所受的浮力都相同,即浮力大小与物体的形状无关.
【交流】
(1)本实验在其他因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究.在
物理学中,这种研究方法称为____________.
控制变量法
(2)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡
皮泥所受浮力大小______(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与
______无关.
不变
深度
[解析] 从图d、 中可看出,虽然橡皮泥所处的深度改变了,但弹簧测力计
的示数不变,说明所受的浮力也不变,即浮力的大小与深度无关.
(3)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的
探究 ____.
能
[解析] 由于弹性较好的橡皮筋在弹性限度内,受到拉力时,其伸长量与其所受拉力成正比,再借助于刻度尺可制成简易的测力计,所以能完成本实验的探究.
四、计算题
10.[2023宜宾中考] 如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为 .如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有 的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力 压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止.已知水的密度为 , 取 ,求:
甲
乙
丙
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
[答案]图乙中,木块漂浮在水面,
(2)木块的体积;
[答案] 根据阿基米德原理可知,
解得
(3)木块的密度;
[答案] 由 可知,木块的质量
木块的密度
(4)图丙中 的大小.
[答案] 当木块浸没时受到的浮力
丙图中木块在浮力、重力和压力的作用下平衡,即 ,
能力提升
[2023厦门质检] 如图甲,竖直轻细杆的上端通过力传感器固定在天花板上,轻
杆下端与圆柱体相连,悬挂在空容器中.向容器中加水,力传感器示数 大小随
容器中水的高度 变化的图像如图乙.当圆柱体浸没在水中时,力传感器受到
轻杆作用力的方向是__________,示数为___ .
竖直向上
3
甲
乙
[解析] 向容器中加水,水面高度升高,水面未到达圆柱体底部时,圆柱体受
到自身重力和杆对它的拉力作用,这两个力是一对平衡力,由题图乙可知,
水面未到达圆柱体底部时,力传感器的示数是 ,则圆柱体的重力
.当圆柱体逐渐浸入水中,对圆柱体进行受力分析,圆柱体受竖直向
下的重力、竖直向上的拉力及竖直向上的浮力,由阿基米德原理可知,圆柱
体受到的浮力越来越大,已知圆柱体始终静止,则圆柱体所受的拉力越来越
小,由题图乙可知,当水深为 时,圆柱体所受浮力大小等于其自身重
力, ,设圆柱体的底面积为 ,此时圆柱体浸入水中的深度
,则此时圆柱体受到的浮力
;当水深为 后继续加水,圆柱体受到竖直
向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的压力,力传感器的示数不变,说
明水深为 时圆柱体恰好浸没在水中,圆柱体的高度
,浮力 .由①②可
知, ,圆柱体
受到轻杆的压力 ,则力传感器受到轻杆竖
直向上的力为 ,传感器的示数是 .
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