专题分类训练二
浮力的分析与计算(二)
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探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制
( http: / / www.21cnjy.com )变量”的思路去分析和设计，具体采用称量法来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中发现浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验的部分操作装置。静止时测力计指针的位置如图所示。
典型例题1图
(1)b图中测力计的示数为__3.6__N
( http: / / www.21cnjy.com )．由b、c所示实验可得出的结论是：在液体密度相同时，物体所受浮力的大小跟__物体排开液体的体积__有关．
(2)由c、d所示实验得出的结论是：__物体排开液体体积相等时，浮力大小与液体密度有关__．
(3)由图中提供的数据，可以求出盐水的密度为__1.1×103__
kg/m3.
【解析】
(1)由图b所示测力计可知，其
( http: / / www.21cnjy.com )分度值为0.2
N，示数为3.6
N；由图b、c所示实验可知，物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同。物体受到的浮力不同，由此可知，在液体密度相同的情况下，物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
(2)由图c、d所示实验可
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(3)由图a、c所示实验可知，物体浸没
( http: / / www.21cnjy.com )在水中受到的浮力：F浮＝5
N－3
N＝2
N，由图a、d所示实验可知，物体浸没在盐水中受到的浮力F浮′＝5
N－2.8
N＝2.2
N，
设物体体积为V，由浮力公式：F浮＝
( http: / / www.21cnjy.com )ρ液gV排，F浮＝ρ水gV，F浮′＝ρ盐水gV，则盐水的密度：ρ盐水＝F浮′ρ水/F浮＝2.2
N×1×103
kg/m3/2
N＝1.1×103
kg/m3。
如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题：
(1)若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与__液体密度__的关系。
(2)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是__②③__(填序号)。
(3)由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为__1__N。
(4)由操作可知，物体的体积大小为__100__cm3。
【解析】
(1)由图示可知，在实验
( http: / / www.21cnjy.com )③④中，物体排开液体的体积相同，液体种类不同，液体密度不同，物体受到的浮力不同，因此由实验③④，可探究浮力的大小与液体密度的关系．
(2)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应使液体密度相同而物体排开液体的体积不同，由图示实验可知，实验②③符合要求．
(3)由图①所示可知物体的重力G＝4
N，由图③所示可知，弹簧测力计的拉力F＝3
N，物体浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G－F＝4
N－3
N＝1
N.
(4)物体浸没在水中时受到的浮力F浮＝ρ水gV排，
则物体体积V＝V排＝＝＝1×10－4
m3＝100
cm3。
在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实
( http: / / www.21cnjy.com )验中，有同学猜想“浸在液体中的物体受到的浮力大小可能跟该物体的体积有关”。在老师的指导下，小明设计了如下实验进行验证：
(1)用两个大小不同的塑料药瓶分别装上不等量的细沙，使它们的__质量(或重力)__相等。
(2)把两药瓶放入水中，均
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(3)实验证明该同学的猜
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错误
的，以上实验__不能__(选填“能”或“不能”)得出：“一切物体所受浮力的大小等于物体所受重力大小”的结论，理由是：__一次实验得出的结论具有偶然性__。
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等效替代法在物理量的测量中经常用到，对
( http: / / www.21cnjy.com )一些不便直接测量的量，可利用其与其他可直接测量的量间的关系，通过测量其他物理量来间接测量该物理量。如：漂浮在水面上的物体，其受到的重力等于浮力，即物体的质量等于它排开的水的质量，因而只要测出它排开水的体积，便可由公式m＝ρV求出排开水的质量，从而得到物体的质量。
某同学利用一只弹簧测力计和装有适量水的杯子，测出了一颗小石块的密度．测量方法如下：
(1)用细线将小石块拴好，用弹簧测力计测出它的重力，记为G；
(2)再将小石块浸没在水中，用弹簧测力
( http: / / www.21cnjy.com )计测出石块受到的拉力，记为F；利用测出的物理量可得：小石块在水中受到的浮力是__G－F__，小石块的密度__ρ＝__(水的密度用ρ水表示)。
【解析】
小石块受到的浮力为：F浮＝G－F。
(2)∵小石块浸没在水中，F浮＝ρ水gV排＝G－F，
∴小石块的体积：V＝V排＝＝，
小石块的密度：ρ＝＝＝。
3小胡用刻度尺、塑料碗、大
( http: / / www.21cnjy.com )烧杯(底面积为S)等器材测量金属球的体积和质量。他先在烧杯内放入适量水，再将塑料碗轻轻放入水(ρ水)中，如图甲所示，测出此时烧杯内水的深度为h1；将金属球放在塑料碗中，放入球后的状态如图乙所示，测出此时烧杯内水的深度为h2；将塑料碗中的金属球轻放入烧杯中，如图丙所示，测出此时烧杯内水的深度为h3。金属球的质量是__ρ水(h2－h1)S__，体积__(h3－h1)S__。(请用实验中已知量表示)
变式训练3图
小明在户外捡到一颗漂亮的小石头，
( http: / / www.21cnjy.com )回家后他利用一把刻度尺，一条细线，一个厚底薄壁圆柱形的长杯子(杯壁厚度不计)和一桶水来测这颗小石头的密度。做法是：将装有适量水的长杯子放入桶内的水中，使杯子竖直漂浮在水面上，如图甲所示，用刻度尺测得杯底到桶中水面的高度h1为6
cm，杯底到杯内水面高度h2为4
cm；然后把小石头没入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图乙所示，用刻度尺测得杯底到桶中水面的高度h3为9
cm，杯底到杯内水面高度h4为5.5
cm，小明还测得杯子底面积s为20
cm2。已知水的密度是1.0×103
kg/m3。求：小石头的密度。
变式训练4图
解：杯子内放入小石头后水深度的变化量：
Δh＝5.5
cm－4
cm＝1.5
cm，
小石头的体积：
V石＝SΔh＝20
cm2×1.5
cm＝30
cm3＝3×10－5
m3。
∵小石块放入杯子前后都处于漂浮状态，
∴小石块的重力：
G石＝ΔF浮＝ρ水gΔV排＝1.0×
( http: / / www.21cnjy.com )103
kg/m3×9.8
N/kg×(0.09
m－0.06
m)×2×10－3
m2＝0.588
N，
小石头的密度：
ρ石＝＝＝＝2×103
kg/m3。答：小石头的密度为2×103
kg/m3。
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一个物体重15
N，体积为1
d
( http: / / www.21cnjy.com )m3，如果将它浸没在水中，它受到的浮力是__10__N，物体在水中将__下沉__(填“上浮”“下沉”或“悬浮”，g＝10
N/kg)。
【解析】
题目现根据已知条件求出浮力，再利用力的合成，求出合力的大小，从而判断物体的沉浮．
F浮＝ρgV排＝1×103
kg/m3×10
N/kg×10－3m3＝10
N；
重力竖直向下，浮力竖直向上，则合力为F合＝15N－10N＝5N，竖直向下，物体将下沉。
如图甲所示，一个体积是0
( http: / / www.21cnjy.com ).8
dm3的立方体木块，下面用一段细线与木块相连，细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向容器中慢慢加水，直到细线拉直，如图乙所示。若细线的拉力用F表示，倒入容器中水的深度用h表示(g＝10
N/kg)。
变式训练5图
(1)图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于__漂浮__状态。
(2)该木块浸没在水中所受的浮力为多少牛顿？
(3)该木块的密度为多少？
(4)请在丁图中作此过程中木块所受浮力F浮随水的深度h变化的大致图象。__如图所示__。
【解析】
(2)木块浸没在水中所受的浮力F浮＝ρgV排＝1．0×103
kg/m3×10
N/kg×0.8×10－3
m3＝8
N，
(3)由图象可知，拉力为4
N，则木块
( http: / / www.21cnjy.com )的重力G＝F浮－F＝8
N－4
N＝4
N,
则木块的质量m＝＝0.4
kg，木块的密度ρ＝＝0.5×103
kg/m3。
变式训练5答图专题分类训练二
浮力的分析与计算(二)
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探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量
( http: / / www.21cnjy.com )”的思路去分析和设计，具体采用称量法来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中发现浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验的部分操作装置。静止时测力计指针的位置如图所示。
典型例题1图
(1)b图中测力计的示数为__由b、c所示实验可得出的结论是：在液体密度相同时，物体所受浮力的大小跟____有关．
(2)由c、d所示实验得出的结论是：____．
(3)由图中提供的数据，可以求出盐水的密度为____
kg/m3.
如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图回答下列问题：
(1)若选用的操作是③④，可探究浮力的大小与____的关系。
(2)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，应选用的操作是____(填序号)。
(3)由操作可知，物体浸没在水中时所受的浮力大小为____N。
(4)由操作可知，物体的体积大小为____cm3。
在“探究浮力的大小跟哪
( http: / / www.21cnjy.com )些因素有关”的实验中，有同学猜想“浸在液体中的物体受到的浮力大小可能跟该物体的体积有关”。在老师的指导下，小明设计了如下实验进行验证：
(1)用两个大小不同的塑料药瓶分别装上不等量的细沙，使它们的____相等。
(2)把两药瓶放入水中，均能在水
( http: / / www.21cnjy.com )面上漂浮，如图所示，这两个药瓶所受到的浮力大小分别为F甲、F乙，则F甲____F乙(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)实验证明该同学的猜想是
错误
的，
( http: / / www.21cnjy.com )以上实验____(选填“能”或“不能”)得出：“一切物体所受浮力的大小等于物体所受重力大小”的结论，理由是：____。
( http: / / www.21cnjy.com )
等效替代法在物理量的测量中经常用到，对
( http: / / www.21cnjy.com )一些不便直接测量的量，可利用其与其他可直接测量的量间的关系，通过测量其他物理量来间接测量该物理量。如：漂浮在水面上的物体，其受到的重力等于浮力，即物体的质量等于它排开的水的质量，因而只要测出它排开水的体积，便可由公式m＝ρV求出排开水的质量，从而得到物体的质量。
某同学利用一只弹簧测力计和装有适量水的杯子，测出了一颗小石块的密度．测量方法如下：
(1)用细线将小石块拴好，用弹簧测力计测出它的重力，记为G；
(2)再将小石块浸没在水中，用弹簧
( http: / / www.21cnjy.com )测力计测出石块受到的拉力，记为F；利用测出的物理量可得：小石块在水中受到的浮力是____，小石块的密度____(水的密度用ρ水表示)。
3小胡用刻度尺、塑料碗、
( http: / / www.21cnjy.com )大烧杯(底面积为S)等器材测量金属球的体积和质量。他先在烧杯内放入适量水，再将塑料碗轻轻放入水(ρ水)中，如图甲所示，测出此时烧杯内水的深度为h1；将金属球放在塑料碗中，放入球后的状态如图乙所示，测出此时烧杯内水的深度为h2；将塑料碗中的金属球轻放入烧杯中，如图丙所示，测出此时烧杯内水的深度为h3。金属球的质量是____，体积____。(请用实验中已知量表示)
变式训练3图
小明在户外捡到一颗漂亮的小石头
( http: / / www.21cnjy.com )，回家后他利用一把刻度尺，一条细线，一个厚底薄壁圆柱形的长杯子(杯壁厚度不计)和一桶水来测这颗小石头的密度。做法是：将装有适量水的长杯子放入桶内的水中，使杯子竖直漂浮在水面上，如图甲所示，用刻度尺测得杯底到桶中水面的高度h1为6
cm，杯底到杯内水面高度h2为4
cm；然后把小石头没入杯内水中，杯子继续竖直漂浮在水面上，如图乙所示，用刻度尺测得杯底到桶中水面的高度h3为9
cm，杯底到杯内水面高度h4为5.5
cm，小明还测得杯子底面积s为20
cm2。已知水的密度是1.0×103
kg/m3。求：小石头的密度。
变式训练4图
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一个物体重15
N，体积为1
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dm3，如果将它浸没在水中，它受到的浮力是____N，物体在水中将____(填“上浮”“下沉”或“悬浮”，g＝10
N/kg)。
如图甲所示，一个体积是0.8
( http: / / www.21cnjy.com )dm3的立方体木块，下面用一段细线与木块相连，细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向容器中慢慢加水，直到细线拉直，如图乙所示。若细线的拉力用F表示，倒入容器中水的深度用h表示(g＝10
N/kg)。
变式训练5图
(1)图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于____状态。
(2)该木块浸没在水中所受的浮力为多少牛顿？
(3)该木块的密度为多少？
(4)请在丁图中作此过程中木块所受浮力F浮随水的深度h变化的大致图象。____。
