专题10 浮力
知识点一:浮力的产生
1、浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它向上的力叫做浮
力。
2、浮力的大小:F浮=G-F液(F液为物体浸在液体中的示数),这种方法叫称重法。 3、浮力的方向:竖直向上;施力物体是液体(气体)。
4、浮力产生的原因:液(气)体对物体向上和向下的压力差即为浮力。 知识点二:阿基米德原理
1、内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重
力。
2、公式:F浮=G排=ρ液gV排。
(1)“浸入”包括“全部浸入”,此时V排=V物和“部分浸入”,此时V排<V物。
(2)液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
(3)由公式可知:当物体排开液体的体积V排一定时,物体受到的浮力F浮与液体的密度ρ
液
成正比;当在同一种液体中时,ρ液是一定的,物体受到的浮力F浮与排开液体的体积V排
成正比;当同一物体漂浮在不同的液体上,F浮一定,物体排开液体的体积V排和液体的密度ρ液成反比。
(4)适用条件:液体(或气体)。
知识点三:物体的浮沉条件
1.假设某物体浸没液体中处于静止状态,只受浮力和重力,其浮沉情况: 上 浮 下 沉 悬 浮 漂 浮 沉 底 1
F浮>G ρ液>ρ物 V排=V物 F浮<G ρ液<ρ物 V排=V物 F浮=G ρ液=ρ物 V排=V物 F浮=G ρ液>ρ物 V排<V物 是“上浮”过F浮+N=G ρ液<ρ物 V排=V物 处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体任何深度处;处于静态,受平衡力作用 程的最终状态;处于平衡状态(运动状态不改变),受平衡力作用 处于静态,受平衡力作用;是“下沉”过程的最终状态 判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G的大小或比较ρ液与ρ物的大小。
知识点四:浮沉条件的应用 1、轮船
(1)工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
(2)排水量:轮船满载时排开水的质量;单位t。由排水量m可计算出:排开液体的体积V排=m/ρ液;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮=G总=mg。
2、潜水艇:
构造:艇身装有水舱。
工作原理:潜水艇的上浮和下潜是靠改变自身重力来实现的。
3、气球和飞艇:气球里充的是密度小于空气的气体;气球是利用空气的浮力升空的。如:
氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
4、密度计
(1)原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。 (2)构造:下面的铅粒能使密度计直立在液体中。 (3)刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大 2
【知识过关】
1. (2021·改编题)下列物体没有受到浮力作用的是( ) A.在水中嬉戏的小鸭 C.深海潜游的鲸鱼
B.在蓝天飞翔的老鹰
D.深入河底的桥墩
2. (2020·内江中考)关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( ) A.液体的密度越大,受到的浮力越大
B.浸在水中的物体,体积越大,受到的浮力越大 C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大
D.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
3. (2021·菏泽牡丹模拟)某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了
如图所示的四次测量,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4,则( ) A.F浮=F3-F1
B.F浮=F4-F1 C.F浮=F2-F1 D.F浮=F2-F4
3. 4. 5.
4. (2020·德阳中考)体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们
受到的浮力大小,正确的是( )
A.铅球受到的浮力最大 B.木块受到的浮力最大 C.铜块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大
5. (2020·菏泽鄄城模拟)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先
后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则( )
A.甲杯中的盐水密度较大 B.乙杯底部所受的液体压强较大 C.甲杯底部所受的液体压力较大 D.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
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6. (2020·昆明中考)为了不饿着来昆明过冬的红嘴鸥,一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理,使
其投入水中后能够漂在水面上较长时间,海鸥几乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的( ) A.质量变大
B.体积变小 C.密度变大
D.密度变小
7. (2021·易错题)把体积为2×10-3m3、重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及
受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)( ) A.漂浮,F浮=20N C.沉底,F浮=20N
B.漂浮,F浮=12N D.沉底,F浮=12N
8. (2021·原创题)三个质量相同的小球浮沉状态如图所示,则三个小球中受到浮力最小的是
( ) A.甲
B.乙 C.丙 D.所受浮力一样大
8. 9. 10.
9. (2020·玉林中考)如图所示,若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江,下列分析正确的是
( )
A.浮力变小,舰体上浮一些 B.浮力变大,舰体下沉一些 C.浮力不变,舰体下沉一些 D.浮力不变,舰体上浮一些
10. (2020·沈阳中考)如图所示,质量为20g的蜡块,在盛水的烧杯中静止,此时它所受浮力
为__________N,排开水的体积为________cm3。逐渐向烧杯中加入密度为1.08×103kg/m3的盐水,整个过程中没有液体溢出,蜡块排开液体的体积________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ蜡=0.9×103kg/m3,g=10N/kg)
11. (2021·原创题)在弹簧测力计下悬挂一金属块,其示数为10N。当把金属块浸没在水中时,
弹簧测力计的示数为7N。则金属块浸没在水中时受到的浮力为______N,金属块的密度为________________m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
12. (2020·武汉中考)一个苹果的质量为160g,密度约为0.8×103kg/m3,苹果的体积是
________________m3,用手将苹果浸没在水中时,苹果受到的浮力是______N。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
13. (2020·六盘水中考)园园煮汤圆时发现,生汤圆放入锅内,由于浮力________(选填“大于”
或“小于”)重力而下沉;煮熟的汤圆因其内部受热膨胀,浮力________(选填“增大”或“减小”),汤圆上浮。若一个汤圆的体积约为20cm3,那么它在上浮过程中(未露出水面)所受浮力约为__________N(g取10N/kg)。
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14. (2020·泸州中考)2020年5月14日,川航重庆至拉萨3U8633航班在飞行期间出现挡风
玻璃碎裂,导致驾驶舱处于高空低温失压的状态,在空管和机组人员的冷静处理下,飞机安全迫降于成都双流机场。根据以上信息,下列说法正确的是( ) A.飞机正常飞行时机翼上方空气流速大、压强大 B.系安全带是为了防止被“吸出”舱外和惯性带来的危害 C.挡风玻璃碎裂后,驾驶舱内的气压突然变为零 D.飞机在迫降过程中运动状态始终保持不变
15. (2020·德州中考)2020年4月12日,我国在南海举行海上阅兵。此次阅兵,辽宁舰航母
编队精彩亮相,一大批新型潜艇、水面舰艇、作战飞机集中展示。下列说法正确的是( )
A.当辽宁舰航母上舰载飞机起飞后,航空母舰排开水的体积会增大 B.水面舰艇多采用前后编队而非并排行驶,是为避免舰艇相“吸”碰撞 C.潜水艇受到的重力等于其浮力时,潜水艇一定处于漂浮状态
D.战机升空时,机翼下方气流速度较大,气流对机翼下表面的压强较大
16. (2021·原创题)质量为60g的木块静止在如图的水面上,下列说法正确的是( ) A.木块所受浮力为6N B.木块受到的浮力大于重力 C.木块下表面受到水的压力为0.6N D.木块密度大于水的密度
16. 17. 18.
17. (2020·怀化中考)一支密度计分别放入甲、乙两种液体中,静止时位置如图所示。若密度
计在甲、乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。下列说法正确的是( )
A.F甲<F乙 B.F甲>F乙 C.ρ甲<ρ乙
D.ρ甲>ρ乙
18. 三个相同容器内分别盛满不同的液体。现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球
静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( ) A.液体的密度关系是甲丙乙
B.液体对容器底部的压强关系是
p乙p甲p丙
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C.容器对桌面的压强关系是p甲'p乙'p丙'
D.小球受到的浮力大小关系是
F乙F丙F甲.
19. 如图所示,将一个小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,小球在甲杯中漂
浮,在乙杯中沉底,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N,则下列说法正确的是( )
A.小球在乙杯中不受浮力作用 B.小球在甲杯中受到的浮力小于0.5N C. 小球的质量为50g D.甲杯液体的密度小于乙杯液体的密度
20. 2013年2月,中国海监在海域放置浮标以监测我国领海的水文变化。监测发现,
从春季至夏季,海水温度上升、体积膨胀导致密度下降。此过程中,若浮标体积保持不变,则( )
A.浮力变大,露出海面体积变小 B.浮力变小,露出海面体积变大 C.浮力不变,露出海面体积变大 D.浮力不变,露出海面体积变小
20. 21.
21. 如图,放在同一水平面上的甲、乙两个相同容器内盛有不同液体,现将同一物块分别放
入两个容器中处于静止时,两容器中的液面恰好相平。下列说法正确的是 ( ) A.甲容器中物块排开液体的重力较小 B.乙容器中物块受到液体的浮力较大 C.甲容器中液体的密度较大 D.乙容器底部受到液体的压强较大
22. 一个边长为10cm的正方体,放入水中静止时,有2/5的体积露出水面,此时受到水的
浮力为F水;把该物体放入某种液体中,待物体静止时,有3/4的体积浸入液体中,此时受到液体的浮力为F液,液体的密度为液(g取10 N/kg).则( )
33A. F液6N, 液2.410kg/m
33B. F水6N, 液0.810kg/m
3333C. F液4N, 液0.5310kg/m D. F水4N, 液0.810kg/m
23. 质量相同的两个实心物体甲和乙,体积之比V甲:V乙2:3,将它们轻轻放入水中,静
33止时所受的浮力之比F甲:F乙8:9,水110kg/m,下列说法正确的是( )
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A.甲,乙两物体都漂浮在水面上 B.甲物体漂浮在水面上,乙物体浸没于水中
3333C.乙物体的密度乙0.7510kg/m D. 乙物体的密度乙0.8510kg/m
24. 将一合金块轻轻是放入盛满水的溢水杯中,当其静止后有72g水溢出,再将其捞出擦干
后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,当其静止后有g酒精溢出,则合金块在酒精中受到的浮力为____ N, 合金块的密度为____kg/m3。(酒精0.8103kg/m3,g=10N/kg)
25. 如图,当溢水杯盛满某种液体时,把实心物块缓慢放入杯中,物块漂浮,静止后溢出液
体的质量为m1;当溢水杯盛满密度为的液体时,把同一物块缓慢放入杯中,物块沉底,静止后道出液体的质量为m2。则物块的密度为_________.
25. 26.
26. 将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持悬置状态(如图),在冰块浸入的过程
中,台秤的读数将________ (选填“增大”、“减小”或“不变”);在冰块熔化过程中,容器内液面将______ (选填“ 上升”、“下降”或“不变”),台秤的读数将________ (选填“增大”、“减小”或“不变”)。(已知:冰的密度为0.910kg/m,酒精的密度为0.810kg/m;整个过程中无液体溢出)
27. (2020·攀枝花中考)将一合金块轻轻放入盛满水的溢水杯中,当其静止后有72g水溢出,
再将其捞出擦干后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,当其静止后有g酒精溢出,则合金块在酒精中受到的浮力为____________N,合金块的密度为__________________kg/m3。(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
28. (2020·泰安中考)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所
示。从此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块未与水底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3。求: (1)物块受到的重力;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力; (3)物块的密度。
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29. 边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有2/5的体积露出水面,如图甲所示。
将木块从水中取出,放入另一种液体中, 并在木块表面上放一重2N的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。取g=l0N/kg,已知水的密度
1.0103kg/m3 .求:
(1)图甲中水块受的浮力大小; (2) 图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
30. 如图,底面积为100 cm2的圆柱形容器内装有足够多的水,在水面上有一体积为
4.5104kg/m3的冰块,冰块内含有质量为60g的物体,冰块有1/15的体积露出水面。
(冰0.910kg/m, g= 10 N/kg)求: (1)冰块受到的浮力; (2)物体的密度;
(3)当冰块全部熔化后,容器底部受到水的压强变化量是多少?
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31. (2020·杭州中考)“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业
型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30m3,空载时质量约为22t,最大荷载240kg。 (1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
32. 如图甲所示,水平面上有一底面积为5.010m的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为
0.5 kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.010m的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.010m。(g 取10 N/kg, 水的密度
555532水1.0103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小?
(2)求物块的密度?
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强?
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