第十章浮力

时间:2022-06-20 03:00:37

近年中考中考查“浮力”的知识点有:浮力的概念、浮力的测量(称重法、阿基米德原理、平衡法)、物体的浮沉条件及其应用等。主要题型有填空题、选择题、实验探究题、计算题等。浮力部分的知识综合性很强,它结合了受力分析、密度、压强,也可以与杠杆知识、力及做功相互联系,所以知识难度较大。

从2013年全国中考物理试题中可以看到新的变化有:涉及两个以上的物体的连体问题一般不会出现,浮力与压力和压强、浮力与杠杆平衡结合的综合题比例在下降,整体难度下降了不少,复杂的计算题也不常见。

命题趋势:考点放在分析问题和解决问题的能力、实验的操作能力和物理方法等方面。贴近生活实际,联系社会热点,运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象的试题比重将会增加。

(一)考点例析

考点1浮力的概念

【例1】下列关于浮力的说法,正确的是()

A.氢气球能浮在空中,是因为受到空气的浮力,该力的施力物体为地球

B.不管浸在液体或气体中,所受浮力方向始终为竖直向上

C.空中的飞机是靠空气的浮力升上天空的

D.放入水中下沉的物体不受浮力

【解析】浮力的施力物体是液体或气体,氢气球受到空气的浮力,施力物体为空气(大气);浮力方向始终为垂直于水平面向上,也就是竖直向上;飞机是靠机翼上下表面流速不一样(流速越快,压强越小)而产生的压力差升上天空的;放入水中,物体下沉不是因为不受浮力,而是因为浮力小于重力,放入水中下沉的物体也要受到浮力的。

【答案】B

考点2浮力的测量

(1)称重法

图101【例2】(2013•龙岩)如图101所示,重5N的石块浸没在水中称量时为3N,则石块受到的浮力为()

A.2NB.3N

C.5ND.8N

【解析】称重法测浮力:F浮=G-F′,G是物体受到重力,F′是物体浸入液体中弹簧测力计的读数,所以F浮=G-F′=5N-3N=2N。

【答案】A

【点评】称重法测浮力,也就是只需一只弹簧测力计测浮力的方法。F′是物体浸入液体中弹簧测力计的读数。

(2)阿基米德原理

【例3】用手把体积为6×10-4m3的球一半浸没在酒精中,球受到的浮力是N。(g=10N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3)

【解析】阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。故:F浮=G排=m排g=ρ液V排g=ρ酒精12V球g=0.8×103kg/m3×12×6×10-4m3×10N/kg=2.4N

【答案】2.4N

【点评】阿基米德原理,是初中物理几个重要原理之一,也是浮力中最重要的知识。我们不仅要会运用公式求浮力,还要会公式变形,在已知浮力的情况下求物体的体积、求液体的密度等。

(3)平衡法

【例4】如图102所示,辽宁号航空母舰是中国人民海军的第一艘航空母舰,舰长304m,舰宽70.5m,满载时辽宁舰及所装的货物总质量达67500t。

图102(1)满载时辽宁舰所受的浮力为。(取g=10N/kg)

(2)2012年9月25日,该舰正式加入中国海军序列。2012年11月23日,中国航母舰载机歼-15着舰成功。当舰载机着舰后,浮力将(填“不变”、“变小”或“变大”)。

【解析】辽宁舰漂浮在海面上,竖直方向受平衡力,故有:F浮=G总=m总g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N;歼-15着舰后,总重力变大,故浮力也要变大。

【答案】6.75×108N变大

【点评】平衡法是根据物体处于平衡状态(静止或做匀速直线运动)受平衡力,从而得出浮力与重力关系的求浮力的方法。平衡法主要用在漂浮或悬浮的物体上。称重法、阿基米德原理、平衡法是三种常用计算浮力的方法,究竟用哪种方法求浮力大小,要视题目的条件而定,切忌不关注物理过程分析而乱套公式。

考点3物体的浮沉条件及其应用

【例5】(2013•泉州)把密度为0.6×103kg/m3、重为12N的木块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别是()

A.漂浮,F浮>12N

B.漂浮,F浮=12N

C.沉底,F浮<12N

D.沉底,F浮=12N

【解析】物体的浮沉条件:F浮>G时上浮,F浮=G时悬浮或漂浮,F浮<G时下沉。或根据密度间的关系:ρ液>ρ物时上浮最终漂浮,ρ液=ρ物时悬浮,ρ液<ρ物时下沉。本题中木块密度小于水,故在水中静止后是漂浮的,漂浮时浮力等于重力,故B选项正确。

【答案】B

【点评】求物体投入液体静止时所受到的浮力大小,首先要判断静止后所处的状态(判断方法有两种:①假设浸没,求出浮力,比较浮力与重力的关系;②求出物体密度,比较物体密度与液体密度的关系),若飘浮、悬浮,则F浮=G物;若沉底,则F浮=ρ液V排g=ρ液V物g。

【例6】以下浮力知识的应用,说法正确的是()

A.一艘轮船从海里驶入长江时,要下沉些,所受浮力一样大

B.潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中,它所受的浮力是不变的

C.密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同

D.气球、飞艇里充入的是密度比空气大很多的气体,这样才可以升入高空

【解析】轮船漂浮,所以浮力等于重力,所以从海里驶入长江时,浮力不变,又因为F浮=ρ液V排g,ρ海水>ρ江水,所以V排海<V排江,轮船要下沉些,A选项正确;潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中,V排逐渐变大,故浮力变大;密度计漂浮在不同液体中,漂浮时F浮=G,重力不变,所以密度计在不同液体中,所受浮力不变;气球、飞艇里充入的是密度比空气小很多的气体,这样浮力大于重力才可以升入高空。

【答案】A

(二)考点演练

【课后巩固】

1.铁块的质量是474g,全部浸入水中,排开水的体积是cm3,被排开水受的重力是N,铁块受的浮力是N。(ρ铁=7.9×103kg/m3)

图1032.氢气球的体积为1500m3,载重为1.75×104N,飘浮在空气中,已知空气密度为1.29kg/m3,那么氢气球在空气中受到的浮力为N,如图103所示,氢气球和空气球的体积相同,则氢气球受到的浮力(填“大于”、“等于”或“小于”)空气球受到的浮力。

图1043.(2013•泰州)如图104甲所示,弹簧测力计示数为5N。如图104乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2N。则小球受到的浮力为N,小球的体积为cm3。剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为N。(g取10N/kg)

4.(2013•宜昌)人的密度跟水差不多,约为1×103kg/m3。已知一成年男子的质量为70kg,该男子的体积约为m3,当该男子漂浮在海面时,受到海水的浮力为N。(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)

5.(2013•烟台)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。漂浮的西瓜受到的浮力李子受到的浮力,西瓜的密度李子的密度。(均填“大于”、“小于”或“等于”)

6.如图105所示,把一木块放入水中,静止时木块有35的体积浸入水中,木块的密度为kg/m3。

图1057.下列关于浮力的说法中,正确的是()

A.只有浸没在液体里的物体才受到浮力

B.排开液体体积大的物体受到的浮力一定大

C.物体在液体中浸得越深,受到的浮力越大

D.铁球浸没在水中下沉时,铁球所受到的浮力不变

8.弹簧测力计下挂着金属柱体,柱体逐渐向下浸入水中,则弹簧测力计示数的变化是()

A.变大

B.变小

C.先变小,后变大

D.先变小,后不变

9.两个物体分别挂在弹簧测力计下,将它们同时浸没在水中,两把弹簧测力计示数减少相等,则两物体必有相同的()

A.质量B.体积

C.密度D.形状

10.一艘轮船从河里驶入海里,会发生变化的是()

A.船的重力

B.船受到的浮力

C.船排开液体的重力

D.船排开液体的体积

图10611.图106所示为我国首台自主设计的“蛟龙号”载人潜水器。2012年6月30日,“蛟龙号”成功挑战7000m深度。不考虑海水密度的变化及水的阻力,关于“蛟龙号”在海面以下不断下潜时,下列说法正确的是()

A.下潜过程中所受海水压强不变

B.下潜过程中所受浮力不变

C.匀速下潜时,其重力大于浮力

D.下潜过程中没有被压扁,是因为舱内气体压强与舱外液体压强相等

图10712.如图107所示:A为木球,B为塑料球,C为铜球,三球体积相同,都静止于水中,则()

A.A球受到的浮力最大,因为A球没入水中最深

B.B球受到的浮力最大,因为剪断细线,B球上浮

C.C球受到的浮力最小,因为剪断细线,C球下沉

D.A、B、C球所受浮力一样大,因为三球排开水的体积相同

13.跳水运动员入水的过程中,他所受浮力F随深度h变化的关系如图108所示,其中正确的是()

图10814.(2013•威海)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图109所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。

(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与的关系;根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为N。

(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度。

图109(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为kg/m3。

图101015.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图1010甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg)

(1)圆柱体受到的最大浮力;

(2)圆柱体的质量;

(3)圆柱体的密度。

【能力提升】

1.(2012•来宾)如图1011所示,物体浸没在水中时,受到的浮力大小为N;如果直接将物体放入水中,它将(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”);从图乙、丙可知,浮力的大小与液体的有关。

图1011图10122.(2013•广州)图1012是薄纸制成的下端开口的容器,容器的容积为1m3,所用薄纸重量为0.5N,容器内空气重量为N,容器(含其内空气)的总重量为N(空气密度为1.29kg/m3,g=10N/kg),为了使容器悬浮在空中,你要用方法使容器内空气减少,容器内空气的重量减少N,容器才能悬浮在空中,此时容器内空气密度(填“大于”、“等于”或“小于”)容器外空气密度。

图10133.(2013•广东)如图1013是某装置利用浮力进行自动控制的原理图,AOB为一杠杆(质量忽略不计),OA∶OB=1∶2。A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg。当铝球的一半体积浸在水中,在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡。则铝球实心部分的体积为m3,铝球受到的浮力为N,铝球空心部分体积为m3。(ρ铝=2.7×103kg/m3,g=10N/kg)

4.体积是50cm3、质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是g;将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是g。(ρ酒=0.8×103kg/m3)

图10145.在量筒内注入适量的水,将一木块放入水中,水面达到的刻度是V1,如图1014(a)所示;再将一金属块投入水中,水面达到的刻度是V2,如图(b)所示;若将金属块放在木块上,木块恰好没入水中,这时水面达到的刻度是V3,如图(c)所示。金属密度ρ=。

6.在以下情况中,带“.”物体所受浮力增大的是()

A.长江中的轮船驶入大海

B.大江中的石块被冲入大海

C.停泊在海港内的轮船卸载货物

D.海面下正在上升的潜水艇

图10157.如图1015所示,A、B、C三个质量相等的小球浸在水中后处于静止状态,它们受到的浮力分别为FA、FB、FC,比较浮力的大小,可知()

A.FA=FB>FC

B.FA>FB>FC

C.FA<FB<FC

D.FA<FB=FC

图10168.(2012•大连)如图1016所示,把铁块放在空容器中,沿容器壁缓慢向容器中加水至虚线处。加水过程中,铁块受到浮力。则在加水的全过程中,容器底对铁块的支持力F与时间t的关系图象是()

图10179.(2013•重庆)如图1018所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列四种说法正确的是()

图1018A.三个容器对水平桌面的压力相等

B.三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大

C.如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大

D.如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变

10.如图1019所示,一木块上放一铁球,放在水中静止时漂浮在水面上,现把铁球取下后放入水中沉在容器底,而木块仍然漂浮于水面上,静止后容器中的水面将()

图1019A.上升一些B.下降一些

C.保持不变D.无法确定

11.(2013•鄂州)一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有76g水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有64g酒精溢出。已知酒精的密度是0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是()

A.悬浮,1.0×103kg/m3

B.漂浮,0.95×103kg/m3

C.下沉,1.2×103kg/m3

D.漂浮,0.9×103kg/m3

图102012.(2013•南充)如图1020所示,体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力不计)。求:

(1)木块此时受到的浮力。

(2)木块的重力。

(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。

13.(2012•东营)小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图1021所示的探究。

图1021(1)分析上图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体的体积越大,所受的浮力。

图1022(2)实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图1022所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)

分析图象可知:

①曲线(填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。

②该金属圆柱体所受的重力为N,金属圆柱体的密度为kg/m3。

(3)爷爷鼓励小明对“浸在液体中的物体所受浮力大小是否与液体的密度有关”这一问题进行探究。请你帮小明选择合适的器材,并写出实验步骤。

实验器材:;

实验步骤:。

【课后巩固】

1.600.60.6

解析:排开水的体积:V排=V铁=m铁ρ铁=474g7.9g/cm3=60cm3

排开水受的重力:G排=m排g=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×60×10-6m3×10N/kg=0.6N

铁块受的浮力:F浮=G排=0.6N。

2.19350等于

解析:氢气球在空气中受到的浮力:F浮=ρ气V排g=1.29kg/m3×1500m3×10N/kg=19350N;F浮=ρ气 V排 g,同在空气里,ρ气相同,又因为氢气球和空气球的体积相同,V排 相等,所以浮力相等。

3.36005

解析:F浮=G-F′=5N-2N=3N

由F浮=ρ液 V排 g得:V排=F浮ρ液g=3N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10-4m3=300cm3

所以:V球=2V排=600cm3

ρ球=mV球=GgV球=5N10N/kg×6×10-4m3=0.83×103kg/m3<ρ水

所以小球在水中稳定后漂浮,稳定时受到的浮力:F浮=G=5N。

4.0.07700

解析:男子的体积:V=mρ=70kg1.0×103kg/m3=0.07m3

漂浮在海面:F浮=G人=mg=70kg×10N/kg=700N。

5.大于小于

解析:F浮=G排=ρ水V排g,投入水中,西瓜排开水的体积大于李子排开水的体积,故西瓜受到的浮力大于李子受到的浮力;西瓜漂浮,ρ水>ρ瓜,李子沉入水底,ρ水<ρ李,故西瓜的密度小于李子的密度。

6.0.6×103

解析:木块漂浮:F浮木=G木

即:ρ水V排g=ρ木V木g

ρ水35V木g=ρ木V木g

所以:ρ木=35ρ水=0.6×103kg/m3

7.D

解析:A选项,浸没和部分浸在液体里的物体都会受到浮力;浮力大小与排开液体体积和液体密度都有关,只有在同种液体里,排开液体体积大的物体受到的浮力一定大,故B选项错误;物体浸没在液体里,所受到的浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,C选项错误,D选项正确。

8.D

解析:柱体逐渐向下浸入水中,V排逐渐变大,浮力逐渐变大,则弹簧测力计的示数变小,全部浸入水中后,V排不变,浮力不变,则弹簧测力计示数也不变,故选项D正确。

9.B

解析:弹簧测力计示数减少的量,就是该物体受到的浮力,故浮力相等,因为F浮=ρ液V排g,所以V排相等,即两物体必有相同的体积。

10.D

解析:轮船始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,浮力也不变,F浮=G排,所以排开液体的重力也不变,F浮=G排=ρ液V排g,海水密度比河水大,故V排变小,船排开液体的体积要变小,船要上浮些。

11.B

解析:下潜过程中,p=ρgh,h变大,压强变大,F浮=ρ液V排g,ρ液、V排不变,浮力不变;匀速下潜,受平衡力,不计水的阻力,浮力等于重力;下潜过程中没有被压扁,是因为舱壁材料抗压性能好,而且舱壁做得很厚,舱内气体压强几乎不变。

12.D

解析:F浮=G排=ρ液V排g,三球体积相同,而且都是浸没,V排相等,故受到的浮力相等。

13.A

解析:跳水运动员全部没入水中之前,V排与h成正比,当全部浸没后,因V排不变,所以F浮不变。

14.(1)液体密度2.4(2)增大无关(3)1.2×103

解析:(3)由A、C两图可得:物体浸没水中受到的浮力:F浮=G-F′=8N-6N=2N,又因为F浮=ρ水V排g,得V排=F浮ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.2×10-3m3

由A、E两图可得:物体浸没盐水中受到的浮力:F浮盐=G-F盐′=8N-5.6N=2.4N,由F浮盐=ρ盐V排g,得盐水密度:ρ盐=F浮盐V排g=2.4N0.2×10-3m3×10N/kg=1.2×103kg/m3。

15.(1)0.6N(2)0.2kg(3)3.3×103kg/m3

解:由图可知:圆柱体重力:G=2.0N,圆柱体完全浸入水中后弹簧测力计的示数:F′=1.4N

(1)最大浮力:F浮=G-F'=2.0N-1.4N=0.6N

(2)圆柱体的质量:m=Gg=2.0N10N/kg=0.2kg

(3)由F浮=ρ水V排g得:

V排=F浮ρ水g=0.6N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.6×10-4m3

圆柱体的体积:V=V排=0.6×10-4m3

圆柱体的密度:ρ=mV=0.2kg0.6×10-4m3=3.3×103kg/m3。

【能力提升】

1.1下沉密度

2.12.913.4加热使气体膨胀0.5小于

解析:G空=m空g=ρ空 V空 g=1.29kg/m3×1m3×10N/kg=12.9N

G总=G空+G纸=12.9N+0.5N=13.4N

若悬浮:则F浮=G,而1m3薄纸容器受到的浮力为:

F浮=ρ空V排g=1.29kg/m3×1m3×10N/kg=12.9N

所以需要用加热使气体膨胀,使容器内空气减小0.5N,容器才能悬浮在空中。

3.1×10-3203×10-3

解析:铝球实心部分的体积即铝的体积:V铝=m铝ρ铝=2.7kg2.7×103kg/m3=1×10-3m3

由杠杆平衡得:F×OB=F绳×OA

F绳=F×OBOA=3.5N×21=7N

铝球重力:G=mg=2.7kg×10N/kg=27N

铝球一半体积浸在水中,受到的浮力:F浮=G-F绳=27N-7N=20N

V排=F浮ρ水g=20N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10-3m3

铝球体积:V球=2V排=4×10-3m3

铝球空心部分体积:V空=V球-V铝=4×10-3m3-1×10-3m3=3×10-3m3。

4.4540

解析:该物体密度:ρ物=mV=45g50cm3=0.9g/cm3

ρ物<ρ水,物体在水中漂浮,物体静止后,F浮水=G物

m排水g=m物g,即:m排水=m物=45g

又ρ物>ρ酒精,物体在酒精中沉底,物体静止后,F浮酒精=ρ酒精V排g=ρ酒精V物g

m排酒精=ρ酒精V物=0.8g/cm3×50cm3=40g

判断物体在水和酒精中的状态是本题的关键。若对物体在液体中的状态不加判断,而均利用V排=50cm3进行求值,若物体漂浮必然造成结果错误。

5.V3-V1V2-V1ρ水

解析:要求出金属块密度,就是要求出金属块的质量和体积,

由(a)和(b)两图得金属块体积:V金=V2-V1

图(a)中,木块漂浮得:G木=F浮木=ρ水g(V1-V水)①

图(c)中,木块和金属块漂浮:G木+G金=F浮木′=ρ水g(V3-V水)②

②-①得:G金=F浮木′-F浮木=ρ水g(V3-V1)

所以:m金=ρ水(V3-V1)

故金属块密度:ρ=m金V金=V3-V1V2-V1ρ水

此类题目要求比较高,不仅要能理解题意,列出等式,还要有足够的数学知识解出这个等式。此题目还可以拓展,题目中给出的容器是量筒,实际上只要给出一个圆柱形容器加一把刻度尺,同样可以测出金属块的密度,ρ=m金V金=V3-V1V2-V1ρ水=Sh3-Sh1Sh2-Sh1ρ水=h3-h1h2-h1ρ水,只要测出(a)(b)(c)三图中液面到容器底的距离h1、h2、h3即可。

6.B

解析:轮船始终漂浮,浮力等于重力,从长江到海里,重力不变,浮力也不变,A选项错误;轮船停泊在海港内卸载货物,重力变小了,所以浮力变小,C选项错误;石块在江中、海中都是沉底的,V排不变,ρ液变大了,所以浮力增大,B选项正确;海面下正在上升的潜水艇,ρ液、V排都不变,故浮力不变,D选项也错误。

7.A

解析:三球质量相等,即重力相等。A球漂浮,浮力等于重力:FA=G;B球悬浮,浮力等于重力:FB=G;C球沉底,浮力小于重力:FC<G。故:FA=FB>FC。

8.C

解析:在加水的全过程中,铁块未被浸没前,V排与时间t成正比,当全部浸没后,V排不变,所以F浮先逐渐变大,后保持不变,铁块在水中受力平衡,故有:F浮+F支=G,F浮先逐渐变大,后保持不变,所以F支先变小,后不变。

9.A

解析:乙图漂浮、丙图悬浮,浮力均等于重力。又因为F浮=G排,故有G物=G排,也就是这个物体的重量等于它排开的液体的重量,所以乙、丙中,物体和水总重等于甲图中水重,所以三图中,三个容器对水平桌面的压力相等,A选项正确。向乙容器中加入盐水,仍然漂浮,F浮=G物,浮力不变;向丙容器中加入酒精,ρ液变小,物体下沉,根据F浮=ρ液V排g,浮力变小。

10.B

解析:整体法考虑:开始木块和铁球一起漂浮在水面上:F浮=G总=G木+G铁,后来铁球沉底:F浮铁<G铁,木块仍然漂浮:F浮木=G木。显然:F浮>F浮木+F浮铁,总浮力变小了,排开水的总体积要变小,故液面要下降一些。

11.B

解析:该物块在水中的可能状态有三种:漂浮、悬浮或者沉底。假设在水中悬浮或者沉底,因为水的密度比酒精大,则在酒精中肯定为沉底,此时浮力之比:F浮水F浮酒=ρ水V排gρ酒V排g=ρ水ρ酒=1.00.8=54,由题目可知实际浮力之比:F浮水F浮酒=G排水G排酒=m排水gm排酒g=m排水m排酒=7664=1916,与假设不符,故该物块在水中肯定漂浮。

该物块在水中漂浮,在酒精中也有三种可能:漂浮、悬浮或者沉底。假设在酒精中漂浮或悬浮,则浮力等于重力,故F浮水F浮酒=G物G物=11,也与实际情况不符,故该物块只有一种情形,在水中漂浮,在酒精中沉底。故有:

在水中漂浮:F浮=G物得:m物=m排水=76g

在酒精中沉底得:V物=V排酒=m排酒ρ酒=64g0.8g/cm3=80cm3

该物块密度:ρ物=m物V物=76g80cm3=0.95g/cm3=0.95×103kg/m3

本题也是一道能力要求比较高的题目。运用假设法假设物体在水和酒精中的状态,然后根据浮沉条件逐步讨论辨别,最后判断出物体实际在水和酒精中的状态,这是本题的解题思路。在水和酒精中的状态知晓了,质量、体积和密度就有依可求了。

12.(1)F浮=G排=ρ液V排g=1.0×103kg/m3×200×10-6m3×10N/kg=2N

(2)G=F浮-F=2N-0.8N=1.2N

(3)木块静止后漂浮:F浮=G

所以:ρ水V排g=G

V排=Gρ水g=1.2N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.2×10-4m3

13.(1)越大(2)①a②2.72.7×103

(3)器材:金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线

步骤:①用细线拴住金属圆柱体,悬挂在弹簧测力计下

②将金属圆柱体完全浸没在清水中,读出此时弹簧测力计的示数F1

③将金属圆柱体完全浸没在盐水中,读出此时弹簧测力计的示数F2

④比较F1和F2的大小,分析得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关

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