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文檔簡介
專題07浮力的四種計算方法
模型解讀?I模型構建|真題演統(tǒng)|素養(yǎng)通關
識?題型解讀命題特點+技巧解讀+真題示例
明.模板構建答題模板/技巧點撥+典型問答
AAAAA/VW?AAAAMW?AnAAAMV?AAAAA?V^AAA^AMV?AAAAAyW?AMWWWW?AAMV?AAAAAAAAAA*
模型01浮力產(chǎn)生的原因計算浮模型02稱重法計算浮力
力
模型03阿基米的原理計算浮力模型04物體浮沉條件計算浮方
用.真題演練真題示例+思路點撥/模板運用+規(guī)范答題+變式演練
中考?模型解i莢
高頻模型中考題型與分值分布命題特點
模型01浮力產(chǎn)生的原因計算浮力(亮點)選擇題、填空題(2-3分)一般情況下,各省中考物理
命題,浮力計算部分會出現(xiàn)
模型02稱重法計算浮力(易錯點)選擇題、填空題、綜合題(2-9分)1道題,常以選擇題、填空
題、綜合計算題出現(xiàn),分值
模型03阿基米的原理計算浮力(重點)選擇題、填空題、綜合題(2-9分)9分以內(nèi)。綜合題出現(xiàn)時,
一般是利用四類模型中的2
種或者三種辦法解決。很多
模型04物體浮沉條件計算浮力(必考點)選擇題、填空題、綜合題(2-9分)
省市會出現(xiàn)壓強浮力難點
綜合計算,在另外專題詳細
講解。
是結(jié)?模型構建
模I型I構I建
[模型01浮力產(chǎn)生的原因計算浮力
『模型解讀,給思維方法及解題規(guī)律』
浮力產(chǎn)生的原因計算浮力方法
分別求出液體對物體下上兩表面的壓力,最后求物體受到向上的壓力與向下的壓力之差,就得到物體受到
液體的浮力
耳孚=迄]上一用下
注意:當物體與容器底部緊密接觸時,物體不受浮力作用。
翅-思維剖析]
【例題I】(2024山東臨沂中考真題)水平桌面上的兩個相同的燒杯中盛有兩種不同的液體,兩個相同的
物塊在液體中靜止時兩液面相平,如圖所示。下列選項中的物理量,相等的是()
?一?
甲乙
A.兩物塊底部受到的壓力B.兩物塊排開液體的質(zhì)量
C.兩液體對燒杯底的壓強D.兩燒杯對桌面的壓強
【答案】B
【解析】由圖可知,物塊在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態(tài),浮力等于自身重力,因此兩個相同的
物塊在液體中靜止時受到的浮力相等。
A.將兩個相同的物塊分別放在兩燒杯中,兩物塊受到的浮力相等,都等于物塊的重力,浮力是浸在液體中
的物體上下表面受到的壓力差,即4字=心表面一心表面;物塊漂浮是上表面受到的壓力為零,懸浮時上表
面壓力不為零,兩物塊底部受到的壓力不同,故A不符合題意;
B.根據(jù)阿基米德原理可知,物體受到的浮力等于其排開液體的重力,兩物體受到的浮力相等,所以排開甲
液體的重力等于物塊排開乙液體的重力,故B符合題意;
B.根據(jù)浮沉條件可知,物體漂浮時夕甲液>夕物,物體懸浮時夕乙液=「物,所以用液>P乙液,兩杯中液面相
平,根據(jù)。=〃g〃可知,燒杯底受到液體的壓強。甲液乙液,故C不符合題意;
D.由圖知,甲液體的體積大于乙液體的體積,且甲液體的密度大于乙液體的密度,根據(jù)根=夕丫知,甲液
體的質(zhì)量大于乙液體的質(zhì)量,又因為兩物塊的質(zhì)量和兩燒杯的質(zhì)量都相同,根據(jù)G=77Zg知,甲容器對桌面
的壓力大于乙容器對桌面的壓力,根據(jù)p知,甲容器對桌面的壓強大于乙容器對桌面的壓強,故D不
符合題意。故選B。
,變式演練]
【模型1變式1】(2025陜西西安一模)用彈簧測力計懸掛一個實心柱體,將它浸入水中靜止時,其上表
面恰好與水面相平。此時彈簧測力計的示數(shù)為3N,柱體下表面受到水的壓力為2N,則柱體受到的浮力為
33
N,其密度是kg/m%(p/K=1.0xl0kg/m,g=10N/kg)
【答案】22.5xlO3
【解析】柱體上表面恰好與水面相平,則上表面受到水的壓力為0,則它受到的浮力為
七=R卜—理=2N—0=2N
柱體的重力為
G=E浮+F=2N+3N=5N
柱體的質(zhì)量為
G
m=—5kg
g10N/kg
柱體的體積為
2N
v=v=2xl0-4m3
33
?=水gl.OxlOkg/mx1ON/kg
柱體的密度為
m0.5kg
=2.5xl03kg/m3
V-2x104m3
【模型1變式2】(2025廣西一模)如圖所示,一個重為10N的長方體物塊,用手將其浸沒在水中某一深
度時,已知水對物塊下表面豎直向上的壓力為30N,水對物塊上表面豎直向下的壓力為18N,放手后,該
物塊將()
A.上浮B.下沉C,懸浮D.無法判斷
【答案】A
【解析】根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,此時物塊所受的浮力
F浮——F向上F向下——30N-18N=12N>G=ION
因此放手后,物體要上浮。故選A。
【模型1變式3】(2025云南一模)如圖所示,A、B是自由移動的物體,C、D是容器自身凸起的一部分,
現(xiàn)往容器里注入一些水,則在A、B、C、D中—受浮力,不受浮力。
【解析】由圖可知,水對A、C物體上、下表面產(chǎn)生了壓力差,故A、C受浮力的作用;B物體上表面沒有
受到水的壓力,但下表面受到水的壓力,因此水對B物體上、下表面產(chǎn)生了向上的壓力差,故B物體一定
受浮力的作用。
D物體上表面受到水的壓力,但下表面沒有受到水的壓力,因此水對D物體上、下表面沒有產(chǎn)生向上的壓
力差,故D物體一定不受浮力的作用。
[模型02稱重法計算浮力
『模型解讀,給思維方法及解題規(guī)律』
稱重法計算浮力核心思想
先在空氣中用彈簧測力計測出物體的重力,再把物體浸在液體中,待物體靜止時讀出彈簧測力計的示
數(shù)F拉,則物體所受的浮力為F^G-Fii。這個表達式實際是通過物體處于平衡狀態(tài)時,受到三個力的合力為
0推導出來的。
真題?思維剖析I
【例題2】(2024上海中考真題)小浦用一個彈簧測力計豎直懸空拉著一個物體,此時彈簧測力計的示數(shù)
為3.0N。他將物體浸沒在水中,此時彈簧測力器的示數(shù)變?yōu)?.0牛,則浮力的大小是一牛,方向為一;
若將物體繼續(xù)向下移動,則彈簧測力計的示數(shù)大?。ㄟx填“變大”或“不變”或“變小”)。
【答案】1豎直向上不變
【解析】由題意可知,物體的重力為3N,將物體浸沒在水中,物體受到豎直向上的浮力,由稱重法可知,
浮力的大小
七=G-號=3N-2N=1N
物體完全浸沒在水中,若將物體繼續(xù)向下移動,物體排開水的體積不變,由%=夕液8匕#可知,物體受到
的浮力不變,由
七=G-F浮
可知,彈簧測力計的示數(shù)大小不變。
,變式演練
【模型2變式1】(2025遼寧鞍山一模)“奮斗者”號深潛器,創(chuàng)造了中國載人深潛新記錄10909米。如圖
所示是小華制作的一個深潛器模型,已知該模型重力為G,將它浸沒于水中靜止,彈簧測力計示數(shù)為凡則
下列說法正確的是()
T
A.拉力廠與重力G是一對平衡力
B.模型所受浮力大小7=G-B
C.模型從圖示位置下移,浮力變大
D.將模型逐漸提離水面,拉力不變
【答案】B
【詳解】A.圖中深潛器模型受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力、豎直向上的拉力,模型在這三個力的
作用下處于靜止和狀態(tài),拉力F與重力G大小不相等,所以,不是一對平衡力,故A錯誤;
B.由稱重法知,模型所受浮力大小為故B正確;
C.模型從圖示位置下移,由于排開水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理%二°液-知,浮力不變,故C錯
誤;
D.將模型逐漸提離水面時,排開水的體積逐漸減小,根據(jù)阿基米德原理/二°液知,浮力變小,由稱
重法知,拉力F逐漸增大,故D錯誤。故選B。
【模型2變式2](2025山東濟南一模)如圖所示,將一個重為8N的物塊用細線系在彈簧測力計的掛鉤上,
將它浸沒在水中靜止,彈簧測力計示數(shù)為5N,則物塊受到的浮力是N,此力的施力物體是o
N>
-
-n--
二-
-
L
KL
【答案】3水
【解析】由稱重法知道,物塊受到的浮力
%=G物一廣=8N-5N=3N
由于一切浸在液體中的物體都要受到液體對它豎直向上的浮力,所以,浮力的施力物體是水。
【模型2變式3】(2025天津一模)小浦用一個彈簧測力計豎直懸空拉著一個物體,此時彈簧測力計的示
數(shù)為3.0N。他將物體浸沒在水中,此時彈簧測力器的示數(shù)變?yōu)?.0牛,則浮力的大小是牛,方向為;
若將物體繼續(xù)向下移動,則彈簧測力計的示數(shù)大小(選填“變大”或“不變”或“變小”)。
【答案】1豎直向上不變
【解析】由題意可知,物體的重力為3N,將物體浸沒在水中,物體受到豎直向上的浮力,由稱重法可知,
浮力的大小
氏=G—號=3N—2N=1N
物體完全浸沒在水中,若將物體繼續(xù)向下移動,物體排開水的體積不變,由可知,物體受到
的浮力不變,由
『G-F浮
可知,彈簧測力計的示數(shù)大小不變。
■模型03阿基米的原理計算浮力
『模型解讀,給思維方法及解題規(guī)律」
1,阿基米德原理法計算浮力
F浮=6排=m排g=P液gV排
G排表示排開液體的重力,m排表示排開液體的質(zhì)量,V排表示排開液體的體積(或表示物體浸入液體中的體
積)
2.求浮力的萬能公式組:
耳孚=P液gV排...①
<
、G物=。物8丫物...②
在解題時,經(jīng)常將兩個方程相除求解,解題速度較快,可求F浮、G物、P物、P液、V排、V物(知三求一)。
3.一般在利用阿基米德定律求解浮力問題時,還要結(jié)合其他的公式,比如稱重法求浮力、浮力產(chǎn)生的原因
求浮力、漂浮、懸浮特點、密度公式、重力公式等求出間接量,最后問題得到求解。
,如-思維剖析]
【例題3】(2025新疆中考真題)人體密度跟水的密度差不多。質(zhì)量為40kg的小明套著游泳圈(游泳圈重
3
力不計)在游泳池中漂浮時,小明浸在水中的體積為他的體積的一,則游泳圈浸在水中的體積約為()
4
A.10dm3B.20dm3C.30dm3D.40dm3
【答案】A
【解析】人體密度跟水的密度差不多,因此小明在水中懸浮,浮力等于重力
mg=40kgx10N/kg=400N
排開水的體積等于小明的體積
G_400N
'二
「水8103kg/m3x10N/kg
3
當小明帶著游泳圈時,漂浮,浮力仍等于他的重力,排開水的總體積也仍為40dm3,小明浸入一,即30dm3,
4
則游泳圈排開水體積為10dm3。故BCD不符合題意,A符合題意。故選A。
,變式演練]
【模型3變式1]體積為Ixiovm'的物體浸沒在水中時,浮力的方向是的,物體受到的浮力大小
為N?
【答案】豎直向上10
【解析】一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對它豎直向上的浮力。
物體浸沒在水中時
腺=V=1*1(T3m3
則物體受到的浮力大小為
33_33
E浮=p^gV^=1.0xl0Ag/mxlON/^gxlxlOm=10N
【模型3變式2】(2025湖南郴州一模)重為5N的實心物體掛在彈簧測力計下,物體浸沒在水中時,彈簧
測力計的示數(shù)為3N,此時物體受到的浮力為N,物體的密度是kg/m3o(g取10N/kg)
【答案】22.5xlO3
【解析】此時物體受到的浮力為
尸浮=G-B=5N-3N=2N
物體浸沒在水中,物體的體積
F涇2N,二
V=VLt=——=-----;--------;------------=2x10m
夕水gIxlO3kg/mxlON/kg
物體的密度
p=—==-----------------7—r=2.5x103kg/m3
VgV10N/kgx2xl04m3
【模型3變式3]如圖所示,將一體積為lOcn?的質(zhì)量分布均勻的正方體木塊輕輕放入一盛滿某種液體的
溢水杯中,溢出液體的體積為8cm3;若將木塊從中間鋸掉一半,將剩余部分再次輕輕放入裝滿該液體的溢
水杯中,則該液體會溢出()
A.3cm3B.4cm3C.5cm3D.6cm3
【答案】B
【解析】將一體積為lOcn?的方體木塊放入一盛滿某種液體的溢水杯中,溢出液體的體積為8cm3,因為
8cm3<10cm3,說明木塊最終在液體中處于漂浮狀態(tài),木塊受力平衡,則此時木塊浮力等于重力大小,即
Fn=G。根據(jù)阿基米德原理F浮=夕液8%可得
P液g。一「木S腺
得出木塊密度與液體密度關系為
c_夕液_夕液%F_P液x8cm3_4
「木g唳唳10cm3V液
若將木塊從中間鋸掉一半,密度不變,木塊依然處于漂浮狀態(tài),此時浮力依然等于重力大小
夕液g%?夕木g唳
此時木塊體積變成原來一半,為5cm,則排開液體的體積為
唳=3=△吸Vx5cm*cm3
P液gP液55
故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。
■模型04物體浮沉條件計算浮力
『模型解讀,給思維方法及解題規(guī)律』
根據(jù)物體的浮沉條件計算浮力問題
上浮下沉漂浮懸浮沉底
■1國
F?。綠物F浮<G物F浮二G物F浮二G物F浮+F支=6物
p液>p物p液<p物p液>p物p液=「物p液<p物
物體處于動態(tài),受到的是非平衡力物體處于靜止狀態(tài),受平衡力
【例題4](2024黑龍江綏化中考真題)如圖,一長方體物塊漂浮在水面上時,物塊露出水面的體積是總
體積的1-,當它漂浮在另一液面上時,浸入液體的體積是總體積的2;。水和液體對物塊下表面的壓強分別
53
為Pi和P2,則PiPi(選填“=”或)。杯中液體的密度是kg/m3o(物
塊質(zhì)量分布均勻,且不吸水和另一液體)
【答案】=1.2xl03
【解析】物塊漂浮在水和液體中,則物塊在水和液體中受到的浮力等于自身的重力,而浮力是物體上下表
面受到液體對它的壓力差,漂浮時,上表面的壓力為0,則物塊下表面受到的壓力相等,據(jù).=£知,水
S
和液體對物塊下表面的壓強相等,即》=P2。
物塊漂浮在水面時,排開水的體積
14
%=(丁丁
受到的浮力
44
F浮=夕水g%=P水g,1丫=g夕水gV
物塊漂浮在液體中時,排開液體的體積
唏
物塊受到的浮力
22
F浮=夕液g%同=Q液8=§夕液gV
則有
42
《夕水gV=§夕液gV
解得杯中液體的密度
夕液=!夕水='|><L°><l03kg/m3=1.2xl03kg/m3
,變式演練]
【模型4變式1】(2025福建一模)質(zhì)量為加。的杯子,裝入適量的水后放在水平的電子秤上,如圖甲;接
著把草莓輕放入水中,草莓漂浮,如圖乙;然后用細針將草莓輕壓入水中,如圖丙;水均未溢出,電子秤
示數(shù)依次為㈣、加2、加3,不計細針體積。下列判斷正確的是()
細針
丙
A.甲圖中,水對杯底的壓力為(仍一/)gB.乙圖中,草莓的質(zhì)量為根2-町-"生
C.丙圖中,草莓排開水的體積為二~1D.丙圖中,細針對草莓的壓力為7%)g
「水
【答案】C
【解析】A.甲圖中,水的重力為G水=(叫一/)g
由于杯子不是柱體,所以水對杯底的壓力小于水的重力,即/<(仍-仆)g故A錯誤;
B.乙圖中,草莓漂浮,受到的浮力等于草莓的重力,即牛=G草莓,根據(jù)阿基米德原理可知,草莓受到的
浮力等于排開水的重力,即/=G排=(7^—町)g
所以草莓的質(zhì)量為%莓=也一叫故B錯誤;
C.根據(jù)阿基米德原理可知,草莓受到的浮力耳孚=%'=(網(wǎng)-町)g
草莓浸沒時排開水的體積
%=區(qū)=七還=如二處故C正確;
「水gP7Kg。水
D.丙圖中,草莓受到豎直向下重力、豎直向上的浮力和豎直向下的細針的壓力,根據(jù)力的平衡條件可知,
細針對草莓的壓力
F'=4孚一%莓=F浮一rr看暮g=(叫74)g—(/巧一仍)g=(%
故D錯誤。故選C。
【模型4變式2】(2024貴州省)泡茶時可以欣賞到茶葉在水中浮沉“起舞”。如圖所示,沖泡茶葉時,
部分茶葉表面附著氣泡使其排開水的體積增大,由于浮力大于重力而;茶葉充分吸水后由于其密度
水的密度而下沉。
【答案】上浮大于
【解析】根據(jù)浮與沉的條件,茶葉表面附著氣泡使其排開水的體積增大,根據(jù)P浮="液丫排g可知,浮力增大,
由于浮力大于重力,所以茶葉上浮。
過一段時間,由于茶葉吸收了水分,茶葉的平均密度大于水的密度,所以將會下沉到杯底。
【模型4變式3]質(zhì)量為2kg的物體放置在水平桌面上,底面積為2x10-2n?,體積為3><l(r3m3。求:
(g=10N/kg)
(1)該物體對桌面的壓強。
(2)該物體浸沒在水中釋放后,靜止時受到的浮力。
【答案】(1)lxlO3Pa;(2)20N
【解析】(1)該物體對桌面的壓力
F=G=mg=2xl0N=20N
該物體對桌面的壓強
F_20N
=lxlO3Pa
一《一2xl(T2m2
(2)當物體浸沒在水中時
4孚=.液g%=1.0xl()3依/m3><10N/依x3xl(T3m3=3ON
F9>G物體靜止時處于漂浮狀態(tài)
/=G=20N
答:(1)該物體對桌面的壓強為lxl03pa;
(2)該物體浸沒在水中釋放后,靜止時受到的浮力為20N。
子期?題組通關]
題組1.浮力產(chǎn)生的原因計算浮力試題精煉
1.(2025云南一模)圖所示,有一個重力為G的長方體浸沒在液體中,其受到的浮力為F浮,液體對長方
體向下和向上的壓力分別為件和F?。下列說法正確的是()
B.Fi>F?和F浮的大小關系是FJJ=FZ-FI
C.長方體的前、后和左、右四個側(cè)面不受液體的壓力
D.若物體浸沒于更深的位置,與圖示位置相比件、F,、F浮的大小均不變
【答案】B
【解析】A.液體內(nèi)部壓強的大小與深度有關,深度越深,壓強越大,根據(jù)F
可知馬>可
故A錯誤;
B.根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,浮力等于物體上下表面的壓力差,即浮力為
F淳=F「F\
故B正確;
C.長方體的六個表面都會受到液體壓力,故C錯誤;
D.若物體浸沒于更深的位置,受到的壓強增大,受力面積不變,受到的壓力增大,月、B大小均變大,浮
力不變,故D錯誤。故選B。
2.(2025青海一模)如圖所示,Q為一銅制零件,其上部為邊長L=0.4m的立方體,下部為邊長/=0.1m的
立方體,Q的下表面與容器底面完全粘合,且水面正好與Q的上表面相平,則零件受到的浮力為(g取10N/kg)
()
A.ONB.200NC.600ND.800N
【答案】C
【解析】因為下部立方體的下表面與容器底面完全粘合,所以水沒有產(chǎn)生向上的壓力;上部立方體的下表
面積的一部分(與水接觸)受到向上的壓力,所以
S=L2-l2=(0.4m)2-(0.1m)2=0.15m2
上部立方體的下表面受到的壓強
p=pgh=pgL=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.4m=4000Pa
水面正好與Q的上表面相平,則零件上表面沒有受到水向下的壓力,由浮力產(chǎn)生的原因可知該零件受到的
浮力為F折F^=pS=4000Pax0.15m2=600N故選C。
3.(2025海南一模)如圖所示,浸沒在液體中的物體上、下表面受到液體的壓力分別為乃、F2,則物體
受到的浮力大小等于()
A.FiB.F2
C.Fi—F2D.F2—Fi
【答案】D
【詳解】浮力的實質(zhì)是物體在液體中上、下表面受到的壓力差,所以浸沒在水中的正方體,上、下表面受
到的水的壓力分別為F/、F2,則物體受到的水的浮力
/=B-耳
方向豎直向上,故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。
4.(2025遼寧營口一模)如圖所示,三個相同的柱形容器中盛有體積相同的水或鹽水,將重為3.0N的圓
柱體依次放入這三個容器中。下列說法錯誤的是()
A.圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力N差大于0.7N
B.圖丙和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差等于0.1N
C.圖丙中鹽水的密度是LlxlO3kg/m3
D.圓柱體的密度是3.0xl03kg/m3
【答案】B
【解析】A.圖甲中,還沒有浸沒,甲上表面的壓力為0,故圖甲下表面的壓力為
與下=耳孚甲=G—F=3N-2.7N=0.3N
圖乙中,物體浸沒,則
當下=4孚乙+5上=6-2+心上=3?4加+心上=2+七上
圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差
八丹=般下—與下=1N+七上一0.3N=0.7N+與上
在圖乙中,上表面的壓力大于0,故圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差大于0.7N,故A正確,A
不符合題意;
B.丙圖中,物體所受的浮力為
f?s=G-R,=3N-1.9N=l.lN
乙圖中,物體所受的浮力大小為
月孚乙=G—紜=3N-2N=1N
圖丙中物體上表面的壓力為
/上=/下一耳孚丙
同理,圖乙中物體上表面的壓力為
F乙上=F乙下-F浮乙
和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差
"t=心下_4孚丙_(當下_4孚乙)=/下一號下+耳孚乙_4孚丙=/下一當下一o1N
由于信下-多下未知,故圖丙和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差未知,故B錯誤,B符合題意;
C.圓柱體在乙和甲中都浸沒,排開液體體積相同,且與圓柱體體積相同。在圖乙中,圓柱體所受的浮力為
1N,則圓柱體的體積為
排gkglxlO3kg/m3xlON/kg
圖丙中,圓柱體所受的浮力為L1N,則鹽水的密度是
%=玄"WoN/kg
故C正確,c不符合題意;
D.圓柱體的質(zhì)量為
G3N
=—=-------=0.3kg
胭g10N/kg
圓柱體的密度是
m33
Pu4=3xlOkg/m
~Vlxiom3
故D正確,D不符合題意。故選B。
5.(2025哈爾濱一模)一均勻的長方體浸沒在液體中,如圖所示.已知它的底面積為S,上表面所處深度
為hl,下表面所處深度為h2,則長方體下表面所受到液體的壓力表達式為、浮力表達式
為.(液體密度P濯和g為已知量)
【答案】P?gh2S;P?g(h2-hi)S.
【解析】由液體壓強公式p=Pgh及壓強公式的變形公式F=pS得:
Fi=p6=paghiS;
F2=p2S=pjsgh2S,
F浮=論-Fi=p滋ghzS-p?ghiS=p?g(h2-hi)S.
6.(2025武漢一模)如圖所示,彈簧秤的示數(shù)F為N,所掛金屬塊的質(zhì)量為kgo當把金屬塊
完全豎直浸沒在水中時,若金屬塊受到的浮力為1N,上表面所受水的壓力為2N,則金屬塊下表面所受水的
壓力為No(取g=10/kg)
【答案】3.60.363
【解析】如圖所示,彈簧測力計的分度值為0.2N,示數(shù)為3.6N。所掛金屬塊的質(zhì)量為
GF3.6N
=036kg
gg10N/Zg
根據(jù)浮力的定義,浮力等于上下表面的液體壓力差,故金屬塊下表面所受水的壓力為
心=耳學+心=IN+2N=3N
題組2.稱重法計算浮力試題精煉
7.(2025黑龍江齊齊哈爾一模)某同學用石塊、細線、彈簧測力計、燒杯、水和食鹽等器材,進行如圖所
示的實驗探究。下列說法正確的是()
熱
■
N
二
乍
匚
一-0I
一
三1
匚
二
一
二2
一
二
一Tur3
一l
J
三m
l
二LY
三L
L
二L
L5
三
'.
I
\
Z71
二
甲
A.石塊在水中受到的浮力方向豎直向下
B.石塊在水中受到的浮力大小為1.0N
C.石塊浸沒在水中時,排開水的體積為IZxlCTn?
D.丙圖中鹽水的密度為Llxl()3kg/m3
【答案】B
【解析】A.石塊浸沒在水中后,彈簧測力計對石塊的拉力變小了,說明石塊受到豎直向上的浮力,故A
錯誤;
B.由圖甲可知,物體的重力G=2N,由圖乙可知,石塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)4=1N,則石塊
在水中受到的浮力為
G=G-7^=2N-1N=1N
故B正確;
C.石塊浸沒在水中時,根據(jù)阿基米德原理可知,排開水的體積為
浮
V=F'___________________i*1n^rn3
排p水glxlO3kg/m3xlON/kg
故C錯誤;
D.物體的重力G=2N,由圖丙可知,石塊浸沒在鹽水中時彈簧測力計的示數(shù)七'=0.8N,則石塊在鹽水中
受到的浮力為
%'=G-之'=2N-0.8N=1.2N
根據(jù)阿基米德原理可知,鹽水的密度為
夕"水==--------——~=1.2xl03kg/m3
盤水10N/kgxlxl04m3
故D錯誤。故選B。
8.(2025深圳一模)彈簧測力計通過細線吊著一個合金塊,靜止時彈簧測力計的示數(shù)如圖甲所示,將合金
塊浸沒在水中如圖乙所示,則合金塊的重力是—N,浸沒在水中時受到浮力是N?若剪斷細線,合金
塊下沉,最終沉底時,合金塊對容器底的壓力是N?
」
」
00
11
22
33
44
55
【答案】41.22.8
【解析】甲圖中測力計的分度值為°」N,其示數(shù)為4N,即合金塊的重力是4N。
將合金塊浸沒在水中如圖乙所示,靜止時彈簧測力計示數(shù)為2.8N,根據(jù)稱重法可知合金塊所受的浮力
%=G-號=4N-2.8N=1.2N
若剪斷細線,合金塊下沉,最終沉底時,合金塊對容器底的壓力
心=4=G-/=4N-1.2N=2.8N
9.(2025湖北一模)如圖所示,利用彈簧測力計、細線、物體A、柱形容器、水、液體,按圖甲、乙和丙
所示依次進行實驗(從水中取出擦干A表面的水),下列說法正確的是()
1
二19N
F1
一
液體
丙
A.圖乙中物體受到的浮力為1.7NB.物體的體積是1.7乂1()—卜3
C.物體的密度是1.7Xl()3kg/m3D.液體的密度是0.8Xl(fkg/m3
【答案】D
【解析】A.根據(jù)稱重法,有甲乙可知,物體受到的浮力為
FJJ=G—F拉=2.7N-1.7N=1N
故A錯誤;
BC.由甲乙可知,物體浸沒在水中受到的浮力為1N,根據(jù)阿基米德原理可知,物體的體積等于其排開液體
的體積,即
1N
丫=唳=lxl0-4m3
p水gl.OxlO3kg/m3xlON/^g
物體的質(zhì)量為
G2.7N
m=一=0.27僅
gION/kg
故該物體的密度為
m_0.27kg
=2.7x103儂/n?
V-ixio^m3
故BC錯誤;
D.由甲丙可知,該物體在液體中的受到浮力為
FJJ=G_F拉=2.7N-1.9N=0.8N
該物體浸沒在液體中,排開液體的體積等于該物體的體積,根據(jù)阿基米德原理可知,該液體的密度為
F諄_0.8N
=O.8xlO3A:g/m3
前-10N/依xlxlOF
故D正確。故選D。
10.(2025廣東一模)小浦用一個彈簧測力計豎直懸空拉著一個物體,此時彈簧測力計的示數(shù)為3.0N。他
將物體浸沒在水中,此時彈簧測力器的示數(shù)變?yōu)?.0牛,則浮力的大小是牛,方向為;若
將物體繼續(xù)向下移動,則彈簧測力計的示數(shù)大?。ㄟx填“變大”或“不變”或“變小”)。
【答案】1豎直向上不變
【解析】由題意可知,物體的重力為3N,將物體浸沒在水中,物體受到豎直向上的浮力,由稱重法可知,
浮力的大小
/=G—號=3N—2N=1N
物體完全浸沒在水中,若將物體繼續(xù)向下移動,物體排開水的體積不變,由可知,物體受到
的浮力不變,由
F——F浮
可知,彈簧測力計的示數(shù)大小不變。
題組3.阿基米的原理計算浮力試題精煉
11.(2025山西一模)如圖所示,物體。和物體6用細線連接懸浮在水中,物體6重力為25N,物體。重力
為20N,物體4體積為3.5xl()-3m3,細線質(zhì)量忽略不計。下列說法正確的是()
A.細線對。的拉力為15N
B.物體匕受到的浮力為15N
C.物體6的體積為lxlO3m3
D.物體。的密度為2.5xl03kg/m3
【答案】A
【詳解】A.物體。的體積為3.5xl(?3m3,則物體。受到浮力
F浮=夕水=lx1()3版/n?x3.5x1(T3m3xION/kg=35N
物體。靜止,處于平衡狀態(tài),細線對a的拉力兄=/滬6〃=35?4-2(^=15?4,故A正確;
B.細線對6的拉力等于細線對。的拉力,等于15N,物體方靜止,處于平衡狀態(tài),物體b受到的浮力
F浮產(chǎn)G”瓦=25N-15N=10N,故B錯誤;
C.由阿基米德原理可得,物體b的體積匕=.=.IOS/HION/依=1*1°"n?,故C錯誤;
D.物體4的密度凡=羽=*1<^0.57x103必/m3,故口錯誤。
gVag3.5x10mxlON/%g
故選Ao
12.(2025山東威海一模)如圖所示,用彈簧測力計測得盛滿水的溢水杯總重為6.0N,將一鵝卵石用細線
系好后測得其重力為1.4N,將該鵝卵石浸沒在溢水杯內(nèi)的水中靜止時彈簧測力計的示數(shù)為0.9N,若將溢出
水后的溢水杯和浸沒在水中的鵝卵石一起掛在彈簧測力計上,靜止時彈簧測力計的示數(shù)為幾則下列說法正
確的是()
A.丙圖中溢水杯溢到小桶中的水的質(zhì)量為90g
B.丙圖中,浸沒在水中的鵝卵石所受浮力為0.5N
C.丁圖中,彈簧測力計的示數(shù)尸應為7.4N
D.鵝卵石的密度為1.56g/cm3
【答案】B
【詳解】AB.由圖乙和丙,根據(jù)稱重法可知,丙圖中鵝卵石受到的浮力。=G石-七=1.4N-0.9N=0.5N
根據(jù)阿基米德原理可得,溢水杯溢到小桶中水的重力G排=/=0.5N
則溢到小桶中水的質(zhì)量機排=.=77^U=0Q5kg=50g,故A錯誤,B正確;
gION/kg
C.將溢出水后的溢水杯和浸沒在水中的鵝卵石一起掛在彈簧測力計上,如圖丁,則丁圖中彈簧測力計的示
數(shù)為尸=G總一(6.0N+1.4N)-0.5N=6.9N,故C錯誤;
D.鵝卵石的質(zhì)量2=2=]:)=0.14kg
g1ON/kg
由%V排可得,鵝卵石排開水的體積5=焉=lxlO3kg°mMON/kg=5xl0"m3
鵝卵石浸沒在水中,鵝卵石的體積為V=%L5xl(rm3
鵝卵石密度&=詈=言Dy=2.8xl()3kg/m3=2.8g/cm3,故D錯誤。故選B。
13.(2025廣西一模)物理實驗室里,同學們正在認真的完成“探究浮力的大小跟排開液體重力的關系”
的實驗。小明將重5N的物體浸沒水中后,彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。(P水=1.0xl03kg/m3,g=10N/kg)
(1)求水對物體浮力大小?
(2)求該物體的體積?
.-----二--J
【答案】(1)2.6N;(2)2.4xl0^m3
【解析】(1)由圖可知,彈簧測力計的示數(shù)為尸=2.6N,則物體受到的浮力
Fi¥=G-F=5N-26N=2.4N
(2)根據(jù)公式/浮=/?水gV排可知,物體排開水的體積
%=%=------------------------------=2.4x10^m3
排夕水81.0x103kg/m3x10N/kg
由于物體浸沒水中,所以物體體積
y=^=2.4xl0^m3
答:(1)水對物體浮力為2.6N;
(2)該物體的體積為2.4xl()Tm3。
14.(2025長沙一模)一個鐵球的質(zhì)量是0.79kg,體積為IxlOTn?,將其浸沒在水中,然后松手,請計算:
(g=10N/kg,p^=lxlO3kg/m3,p?=7.9xl03kg/m3)
(1)該鐵球中鐵的體積;
(2)該球浸沒時受到的浮力;
(3)該球最終靜止時排開水的體積。
【答案】(1)lxl0-4m3;(2)10N;(3)7.9x1O-W
【詳解】解:(1)該鐵球中鐵的體積為如=巴=73=1X10—
p7.9x10kg/m
(2)該球浸沒時受到的浮力為/=0水g。=1.0xl03kg/m3xlON/kgxlxlO-3m3=10N
(3)小球的平均密度夕球=詈=若/'=0.79xl()3kg/m3
因小球的平均密度小于水的密度,所以小球在水中靜止時處于漂浮狀態(tài),由物體的漂浮條件可知,小球在
水中靜止時受到的浮力/漂=3球=m^g=0.79kgx10N/kg=7.9N
由7可知,小球排開水的體積/=£=1,0x10:策iON/kg=79xlOF
答:(1)該鐵球中鐵的體積為lxl(y4m3;
(2)該球浸沒時受到的浮力為10N;
(3)該球最終靜止時排開水的體積為7.9xl0-4m3。
15.(2024四川宜賓)如圖所示,兩個不吸水的實心小球甲和乙,用不可伸長的細線系住,放入水中靜止
后,甲有一半的體積露出水面,乙與容器底部接觸,細線被拉直。已知甲的重力為4N,甲受到的浮力為8N,
甲、乙的體積之比為2:1,甲、乙的密度之比為1:6,水的密度為1.0xl()3kg/m3,g取10N/kg。下列說法
正確的是()
A.細線對甲的拉力為4NB.乙受到的浮力為4N
C.甲的密度為0.25xl()3kg/m3D.容器底部對乙的支持力為4N
【答案】AC
【解析】A.甲球在豎直向下的重力與拉力和豎直向上的浮力作用下處于靜止狀態(tài),由平衡條件得,細線對
甲的拉力為
斤=%甲一6甲=8N-4N=4N
故A正確;
B.甲有一半的體積露出水面,甲、乙的體積之比為2:1,則乙的體積等于甲排開的水的體積,由
4?=夕液!話得,乙的體積為
%甲__________________________________
吟*=%呻==8xl0-4m3
p水gl.Ox103kg/m3xlON/kg
乙浸沒在水中,排開水的體積
/乙=^=8xl0"m3
乙受到的浮力為
F浮乙=必%F乙g=1.0xl03kg/m3x8xl04m3x10N/kg=8N
故B錯誤;
C.甲的體積為
%=2%用=2x8xlO-4m3=1.6xlO3m3
甲的密度為
甲_
_G4N33
分二=0.25xl0kg/m
%-~gV^~10N/kgX1.6X103m3
故C正確;
D.甲、乙的密度之比為1:6,則乙的密度為
「乙=62甲=6x0.25xl()3kg/m3=1.5xl03kg/m3
ffl
由夕=m、G=mg得,乙的重力為
G乙=m乙g=。乙吃g=1.5xl()3kg/m3x8xl0-4m3xlON/kg=12N
乙在豎直向下的重力、豎直向上的拉力、豎直向上的浮力、豎直向上的支持力的作用下,處于平衡狀態(tài),
則容器底部對乙的支持力為
G持=6乙-/乙-E=12N—8N—4N=0N
故D錯誤。故選AC。
題組4.物體浮沉條件計算浮力試題精煉
16.(2025云南一模)用細線將兩個半徑相同的實心小球A和B連接在一起,放入水中,靜止后的狀態(tài)如
圖所示,線已繃緊。下列判斷正確的是()
A.FffA—GAB.F浮A=F浮B
C.GA>GBD.pA>p*
【答案】B
【解析】A.小球A受到重力、浮力和繩的拉力,A處于靜止狀態(tài),受到的力是平衡力,所以
F?A=GA+FA
故A錯誤;
BC.兩個小球的體積相同,都浸沒水中,排開水的體積相同,由F浮=pgV排可知AB小球受到的浮力相等,
即
F浮A=F浮B
小球B受到重力、浮力和繩的拉力,B處于靜止狀態(tài),受到的力是平衡力,所以
GB=F浮B+FB
由A可知A的重力
GA—F浮A-FA
B對A的拉力和A對B的拉力是相互作用力,大小相等,即FA=FB
所以GA<GB
故C錯誤,B正確;
D.由A可知A的重力GA=F浮人一FA
所以A的重力小于浮力,即GA〈F浮A
mAg<F浮A
PAVAgVp水VAg
PA〈P水
故D錯誤。故選B。
17.(2025蘇州一模)如圖,將高為5cm的長方體木塊緩慢放入盛滿水的容器中,靜止時木塊在水面上漂
浮,下表面到水面的距離為3cm,排開水的重力為3N。則木塊下表面受到水的壓強是Pa,木塊受
333
到的浮力是N,木塊的質(zhì)量是kg,木塊的密度是
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