專題專題17 浮力浮力溫馨提示：溫馨提示：阿基米德原理可用于液體浮力的計算，也可用于氣體浮阿基米德原理可用于液體浮力的計算，也可用于氣體浮力的計算。力的計算。例例1 (2013杭州杭州)將一冰塊用細線拴住慢慢地浸入到酒將一冰塊用細線拴住慢慢地浸入到酒精中，并保持懸置狀態(tài)精中，并保持懸置狀態(tài)(如圖如圖)，在冰塊浸入的過程中，在冰塊浸入的過程中， 臺秤的讀數(shù)將臺秤的讀數(shù)將_(選填選填“增大增大”“”“減小減小”或或“不不變變”)；在冰塊熔化過程中，容器內(nèi)液面將；在冰塊熔化過程中，容器內(nèi)液面將_(選選填填“上升上升”“”“下降下降”或或“不變不變”)，臺秤的讀數(shù)將，臺秤的讀數(shù)將_(選填選填“增大增大”“”“減小減小”或或“不變不變”)。(已知：已知：冰的密度為冰的密度為0.9103 kg/m3，酒精的密度為，酒精的密度為0.8103 kg/m3；整個過程中無液體溢出；整個過程中無液體溢出) 解析：解析：本題綜合考查浮力，密度，壓力等知識。在冰塊本題綜合考查浮力，密度，壓力等知識。在冰塊浸入的過程中，酒精液面在上升，由浸入的過程中，酒精液面在上升，由pgh得容器底受得容器底受到的壓強增大，受力面積不變，壓力增大到的壓強增大，受力面積不變，壓力增大(因有線拉著冰因有線拉著冰塊，增加的壓力小于冰塊的重力塊，增加的壓力小于冰塊的重力)，導(dǎo)致容器對臺秤的壓，導(dǎo)致容器對臺秤的壓力增大，使臺秤的讀數(shù)增大；將冰塊浸沒在酒精中時，力增大，使臺秤的讀數(shù)增大；將冰塊浸沒在酒精中時，排開酒精的體積等于冰塊的體積，冰塊化成水，質(zhì)量不排開酒精的體積等于冰塊的體積，冰塊化成水，質(zhì)量不變，因水的密度大于冰塊，故水的體積小于冰塊，變，因水的密度大于冰塊，故水的體積小于冰塊，所以酒精液面會下降；此時細線已不起作用，臺秤受到所以酒精液面會下降；此時細線已不起作用，臺秤受到的壓力等于冰塊、酒精和容器的重力總和，此時臺秤的的壓力等于冰塊、酒精和容器的重力總和，此時臺秤的讀數(shù)比冰塊浸沒時又增大了。讀數(shù)比冰塊浸沒時又增大了。 答案：答案：增大下降增大增大下降增大 在幫媽媽做家務(wù)的時候，小明發(fā)現(xiàn)兩根在幫媽媽做家務(wù)的時候，小明發(fā)現(xiàn)兩根相同體積的筷子，甲浮在水面上，乙沉在水底，如圖所相同體積的筷子，甲浮在水面上，乙沉在水底，如圖所示。由此可知甲比乙示。由此可知甲比乙() A所受浮力小所受浮力小 B質(zhì)量大質(zhì)量大 C所受壓強大所受壓強大 D密度大密度大 答案：答案：A 例例2 (2013紹興紹興)同一物塊分別靜止在甲、乙兩種不同同一物塊分別靜止在甲、乙兩種不同的液體中，如圖所示。則物塊在甲、乙液體中受到的浮的液體中，如圖所示。則物塊在甲、乙液體中受到的浮力和液體密度大小關(guān)系是力和液體密度大小關(guān)系是() AF甲甲F乙乙，甲甲乙乙 BF甲甲F乙乙，甲甲乙乙 CF甲甲F乙乙，甲甲乙乙 DF甲甲F乙乙，甲甲乙乙 解析：解析：本題考查浮力。讀圖發(fā)現(xiàn)物塊在甲、乙溶液中均本題考查浮力。讀圖發(fā)現(xiàn)物塊在甲、乙溶液中均處于漂浮狀態(tài)，浮力都等于物塊重力，即處于漂浮狀態(tài)，浮力都等于物塊重力，即F甲甲F乙乙；根；根據(jù)阿基米德原理據(jù)阿基米德原理F浮浮液液gV排排，因物塊排開液體甲的體積，因物塊排開液體甲的體積大于液體乙，推知液體的密度大于液體乙，推知液體的密度甲甲乙乙，故選，故選D。 答案：答案：D 某科學(xué)興趣小組在研究物體沉浮條件時做某科學(xué)興趣小組在研究物體沉浮條件時做過一個小實驗，他們將一土豆放入水槽中發(fā)現(xiàn)其在水中過一個小實驗，他們將一土豆放入水槽中發(fā)現(xiàn)其在水中懸浮，然后將幾枚大頭針完全插入土豆中后發(fā)現(xiàn)土豆懸浮，然后將幾枚大頭針完全插入土豆中后發(fā)現(xiàn)土豆() A下沉下沉B上浮上浮C懸浮懸浮D漂浮漂浮 答案：答案：A 例例3 (2013麗水麗水)在在“浮力的研究浮力的研究”實驗中，實驗中， (1)取一鐵塊，把它掛在彈簧測力計的掛鉤上，如圖甲所取一鐵塊，把它掛在彈簧測力計的掛鉤上，如圖甲所示，當(dāng)鐵塊浸入水中的體積緩慢增大時，鐵塊受到浮力示，當(dāng)鐵塊浸入水中的體積緩慢增大時，鐵塊受到浮力大小的變化是大小的變化是_。 (2)探究探究“浮力大小與排開水的重力關(guān)系浮力大小與排開水的重力關(guān)系”的實驗過程：的實驗過程： 如圖乙，用彈簧測力計測出石塊的重力為如圖乙，用彈簧測力計測出石塊的重力為F1； 如圖丙，用彈簧測力計測出空燒杯的重力為如圖丙，用彈簧測力計測出空燒杯的重力為F2； 如圖丁，把石塊浸入盛滿水的溢水杯中，用該燒杯承如圖丁，把石塊浸入盛滿水的溢水杯中，用該燒杯承接從溢水杯里被排出的水，當(dāng)石塊全部浸入水中時，讀接從溢水杯里被排出的水，當(dāng)石塊全部浸入水中時，讀出彈簧測力計的示數(shù)為出彈簧測力計的示數(shù)為F3； 如圖戊，用彈簧測力計測出該燒杯和排出的水的總重如圖戊，用彈簧測力計測出該燒杯和排出的水的總重力為力為F4，用，用F1、F2、F3、F4表示，實驗中測得石塊所受表示，實驗中測得石塊所受的浮力為的浮力為_，排出水的重力為，排出水的重力為_。根據(jù)該。根據(jù)該實驗的測量數(shù)據(jù)，可得出物體所受浮力大小與排開水的實驗的測量數(shù)據(jù)，可得出物體所受浮力大小與排開水的重力的定量關(guān)系是重力的定量關(guān)系是_。 解析：解析：本題考查對浮力大小的探究。本題考查對浮力大小的探究。(1)圖甲中，當(dāng)鐵塊圖甲中，當(dāng)鐵塊浸入水中的體積緩慢增大時，鐵塊排開水的體積變大，浸入水中的體積緩慢增大時，鐵塊排開水的體積變大，根據(jù)根據(jù)F浮浮gV排排可知，鐵塊受到的浮力增大；可知，鐵塊受到的浮力增大；(2)根據(jù)稱根據(jù)稱重法可知，石塊所受的浮力為重法可知，石塊所受的浮力為F1F3；排出水的重力為；排出水的重力為F4F2；物體所受浮力大小與排開水的重力的定量關(guān)系；物體所受浮力大小與排開水的重力的定量關(guān)系是：物體所受浮力的大小等于排開水的重力是：物體所受浮力的大小等于排開水的重力(或或F1F3F4F2)。 答案：答案：(1)增大增大(2)F1F3F4F2物體所受浮力大小物體所受浮力大小等于排開水的重力等于排開水的重力(或或F1F3F4F2) 為了探究浸在液體中的物體所受的浮力跟為了探究浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開液體所受的重力的關(guān)系，某同學(xué)進行了如圖所示它排開液體所受的重力的關(guān)系，某同學(xué)進行了如圖所示的實驗：的實驗： (1)你覺得合理的實驗順序是你覺得合理的實驗順序是_。 (2)選用其他液體多次實驗后，可得出結(jié)論：浸在液體中選用其他液體多次實驗后，可得出結(jié)論：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于的物體所受的浮力，大小等于_。 (3)圖乙中，浸沒在水中的合金塊勻速向下運動的過程圖乙中，浸沒在水中的合金塊勻速向下運動的過程中，合金塊所受浮力中，合金塊所受浮力_(選填選填“變大變大”“”“不變不變”或或“變小變小”)。 (4)合金塊的密度是合金塊的密度是_。(水的密度為水的密度為1.0103 kg/m3) 答案：答案：(1)丁甲乙丙丁甲乙丙(甲丁乙丙甲丁乙丙)(2)它排開液體所受的重它排開液體所受的重力力(3)不變不變(4)4103 kg/m3 例例4 (2013菏澤菏澤)如圖所示，中國如圖所示，中國“遼寧號遼寧號”航空母艦航空母艦是中國人民解放軍海軍的第一艘航空母艦，艦長是中國人民解放軍海軍的第一艘航空母艦，艦長304 m、艦寬艦寬70.5 m，滿載時排水量達，滿載時排水量達67 500 t。 (1)它滿載時所受的浮力為它滿載時所受的浮力為_N(取取g10 N/kg)。 (2)2012年年9月月25日，該艦正式加入中國海軍序列。日，該艦正式加入中國海軍序列。2012年年11月月23日，中國航母艦載機殲日，中國航母艦載機殲15著艦成功。當(dāng)艦載著艦成功。當(dāng)艦載機著艦后，浮力將機著艦后，浮力將_(選填選填“不變不變”“”“變小變小”或或“變大變大”)。 解析：解析：本題考查浮力的計算與判斷。本題考查浮力的計算與判斷。(1)排水量是輪船滿排水量是輪船滿載時排開水的最大質(zhì)量，由載時排開水的最大質(zhì)量，由Gmg可以得出排開的水所可以得出排開的水所受的重力受的重力Gmg67 500103 kg10 N/kg6.75108 N，輪船漂浮在水面上，重力與浮力大小相等，所以滿，輪船漂浮在水面上，重力與浮力大小相等，所以滿載時所受的浮力為載時所受的浮力為6.75108 N。 (2)航空母艦漂浮，所受重力與浮力相等。艦載機著艦成航空母艦漂浮，所受重力與浮力相等。艦載機著艦成功后，航空母艦與艦載機總重力變大，所以浮力變大。功后，航空母艦與艦載機總重力變大，所以浮力變大。 答案：答案： 6.75108變大變大 在一支鉛筆的下端纏上細鐵絲，放入在一支鉛筆的下端纏上細鐵絲，放入量筒中的水中，如圖甲，放入前后量筒中水面的變化分量筒中的水中，如圖甲，放入前后量筒中水面的變化分別如圖乙、丙所示。鉛筆受到的浮力是別如圖乙、丙所示。鉛筆受到的浮力是_牛，放牛，放入鉛筆后，量筒底部受到水的壓強將入鉛筆后，量筒底部受到水的壓強將_(選填選填“增增大大”“”“不變不變”或或“減小減小”)。 答案：答案：0.04增大增大 專題訓(xùn)練專題訓(xùn)練 17一、選擇題一、選擇題(每小題每小題3分，共分，共30分分) 1兩手分別拿著一個小木塊和一個大石塊兩手分別拿著一個小木塊和一個大石塊(V木木V物物，所以，所以乙乙F2p1p2 BF1F2p1p2 CF1F2p1p2 DF1F2p1p2 10(2013鎮(zhèn)江鎮(zhèn)江)如圖如圖1所示，邊長為所示，邊長為10 cm的立方體木塊的立方體木塊A通過細線與圓柱形容器底部相連，容器中液面與通過細線與圓柱形容器底部相連，容器中液面與A上表上表面齊平。從打開容器底部的抽液機勻速向外排液開始計面齊平。從打開容器底部的抽液機勻速向外排液開始計時，細線中拉力時，細線中拉力F隨時間隨時間t的變化圖象如圖的變化圖象如圖2所示。木塊所示。木塊密度密度0.5103 kg/m3，容器的底面積為，容器的底面積為200 cm2，g10 N/kg。下列說法正確的是。下列說法正確的是() A隨著液體的排出，木塊受到的浮力不斷減小隨著液體的排出，木塊受到的浮力不斷減小 B容器中的液體是酒精容器中的液體是酒精 C抽液機每秒鐘排出液體的質(zhì)量是抽液機每秒鐘排出液體的質(zhì)量是10 g D第第30 s時，木塊露出液面的高度是時，木塊露出液面的高度是2 cm 解析：解析：木塊受到的浮力木塊受到的浮力F浮浮液液gV排排，隨著液體的排出，隨著液體的排出，V排排不斷減小，受到的浮力不斷減小，但當(dāng)物體所受浮力不斷減小，受到的浮力不斷減小，但當(dāng)物體所受浮力與重力相等時，與重力相等時，V排排不再變化，所受浮力不變，一直持續(xù)不再變化，所受浮力不變，一直持續(xù)到物體接觸容器底，到物體接觸容器底，A錯誤；錯誤；二、簡答題二、簡答題(每空每空4分，共分，共36分分) 11(2013義烏義烏)美國飛行器制造商特拉弗吉亞公司美國飛行器制造商特拉弗吉亞公司(Terrafugia)近日宣布了其研發(fā)的世界首款飛行汽車近日宣布了其研發(fā)的世界首款飛行汽車Transition，它擁有兩個座位、四個輪子和能夠折疊的，它擁有兩個座位、四個輪子和能夠折疊的翅膀，使用汽油為燃料，既能像轎車一樣在公路上行駛，翅膀，使用汽油為燃料，既能像轎車一樣在公路上行駛，又能像直升飛機一樣實現(xiàn)起降、懸停、飛行，預(yù)計將在又能像直升飛機一樣實現(xiàn)起降、懸停、飛行，預(yù)計將在2015年上市。當(dāng)飛行汽車懸停在空中時年上市。當(dāng)飛行汽車懸停在空中時(如圖所示如圖所示)，其，其螺旋槳產(chǎn)生的升力螺旋槳產(chǎn)生的升力_(選填選填“大于大于”“”“小于小于”或或“等于等于”)汽車和乘員的總重力。汽車和乘員的總重力。 答案：答案：等于等于 12(2013株洲株洲)如圖所示，一個重力為如圖所示，一個重力為10 N的鐵塊用輕的鐵塊用輕質(zhì)細線系著浸沒在水中，靜止時鐵塊排開水的重力為質(zhì)細線系著浸沒在水中，靜止時鐵塊排開水的重力為6 N，則鐵塊受到的浮力是，則鐵塊受到的浮力是_N，細線對鐵塊的拉力，細線對鐵塊的拉力是是_N。 答案：答案：64 13(2013義烏義烏)2013年年5月月2日，中國香港，世界上最大日，中國香港，世界上最大的橡皮鴨在維多利亞港亮相，吸引眾多觀眾目光。這只的橡皮鴨在維多利亞港亮相，吸引眾多觀眾目光。這只橡皮鴨高橡皮鴨高16.5米，長米，長19.2米，質(zhì)量超過米，質(zhì)量超過600千克。千克。 (1)要使橡皮鴨要使橡皮鴨“站立站立”起來，需要往里面充入大量空起來，需要往里面充入大量空氣。充完氣后橡皮鴨內(nèi)部空氣的壓強氣。充完氣后橡皮鴨內(nèi)部空氣的壓強_(選填選填“大大于于”“”“等于等于”或或“小于小于”)外部大氣壓。外部大氣壓。 (2)橡皮鴨能浮在海面上，是由于受到橡皮鴨能浮在海面上，是由于受到_的作用。的作用。 答案：答案：(1)大于大于(2)浮力浮力 14(2013溫州溫州)溫州水上臺閣是一種供觀賞用的龍舟。溫州水上臺閣是一種供觀賞用的龍舟。 (1)臺閣的龍頭龍尾是由楠木精雕細琢而成。雕刻過程中，臺閣的龍頭龍尾是由楠木精雕細琢而成。雕刻過程中，楠木發(fā)生的變化是楠木發(fā)生的變化是_變化。變化。 (2)用槳劃水時，槳在力的作用下繞著一個固定點轉(zhuǎn)動，用槳劃水時，槳在力的作用下繞著一個固定點轉(zhuǎn)動，可以將槳看作可以將槳看作_(填一簡單機械名稱填一簡單機械名稱)。 (3)運動和靜止都是相對參照物而言的。在龍舟比賽中，運動和靜止都是相對參照物而言的。在龍舟比賽中，如果以劃行的龍舟為參照物，岸上的房屋是如果以劃行的龍舟為參照物，岸上的房屋是_的。的。 (4)2013年年5月，一只規(guī)模較大的水上臺閣沉入塘河。打月，一只規(guī)模較大的水上臺閣沉入塘河。打撈人員利用多個氣囊使臺閣浮出水面。一個氣囊的體積撈人員利用多個氣囊使臺閣浮出水面。一個氣囊的體積約為約為30米米3，河水的密度約為，河水的密度約為1103千克千克/米米3，則一個氣，則一個氣囊浸沒在河水中時，受到的浮力約為囊浸沒在河水中時，受到的浮力約為 牛。牛。(g取取10牛牛/千克千克) 解析：解析：本題考查物質(zhì)的變化、相對運動及浮力。本題考查物質(zhì)的變化、相對運動及浮力。(1)楠木楠木雕刻時沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。雕刻時沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。(3)岸上的房屋岸上的房屋與劃行的龍舟間有位置的改變，以龍舟為參照物，岸上與劃行的龍舟間有位置的改變，以龍舟為參照物，岸上的房屋是運動的。的房屋是運動的。(4)氣囊浸沒在水中，排開水的體積為氣囊浸沒在水中，排開水的體積為30 m3，則，則F浮浮水水gV排排1103 kg/m310 N/kg30 m33105 N。 答案：答案：(1)物理物理(2)杠桿杠桿(3)運動運動(4)3105 三、實驗探究題三、實驗探究題(20分分) 15(2013衢州衢州)小常同學(xué)從課外資料中了解到，莊子曾小常同學(xué)從課外資料中了解到，莊子曾提出：如果水積得不夠多，那么承載大船就沒有力量。提出：如果水積得不夠多，那么承載大船就沒有力量。也就是說浮力的大小與液體的多少有關(guān)。莊子的說法有也就是說浮力的大小與液體的多少有關(guān)。莊子的說法有道理嗎？道理嗎？ (1)小常從實驗室找來了燒杯、木塊小常從實驗室找來了燒杯、木塊(不吸水不吸水)、彈簧測力、彈簧測力計等器材，研究浮力大小是否和水的多少有關(guān)。計等器材，研究浮力大小是否和水的多少有關(guān)。 他先用彈簧測力計測出木塊的重力他先用彈簧測力計測出木塊的重力(如圖甲如圖甲)。再將木塊。再將木塊放入燒杯內(nèi)的水中，木塊處于漂浮狀態(tài)放入燒杯內(nèi)的水中，木塊處于漂浮狀態(tài)(如圖乙如圖乙)。然后。然后他他_(填操作填操作)，發(fā)現(xiàn)木塊，發(fā)現(xiàn)木塊仍然漂浮。經(jīng)分析可知，木塊兩次受到的浮力都為仍然漂浮。經(jīng)分析可知，木塊兩次受到的浮力都為_牛。從而得出木塊漂浮時浮力大小與水的多少牛。從而得出木塊漂浮時浮力大小與水的多少無關(guān)。無關(guān)。 (2)小常進一步開展了如圖丙實驗。往兩個形狀相同的塑小常進一步開展了如圖丙實驗。往兩個形狀相同的塑料盆料盆A、B中各加入中各加入10牛的水，再將牛的水，再將B盆放入盆放入A盆，盆，B盆漂盆漂浮。這時浮。這時B盆所受浮力：盆所受浮力：F浮浮GB盆盆10 N10 N。繼續(xù)。繼續(xù)往往B盆內(nèi)加盆內(nèi)加30牛水，牛水，B盆仍漂浮。小常此實驗的目的是盆仍漂浮。小常此實驗的目的是_。 (3)結(jié)合小常的探究活動，你認為面對前人的觀點，應(yīng)結(jié)合小常的探究活動，你認為面對前人的觀點，應(yīng)采取的做法是采取的做法是_。 A普通人的觀點可以質(zhì)疑，科學(xué)家的觀點也可以質(zhì)疑普通人的觀點可以質(zhì)疑，科學(xué)家的觀點也可以質(zhì)疑 B只要多數(shù)人認同的觀點我們就要全盤接受只要多數(shù)人認同的觀點我們就要全盤接受 C可以通過查閱資料、觀察實驗等方法去驗證觀點是可以通過查閱資料、觀察實驗等方法去驗證觀點是否正確否正確 D到目前為止沒人反對的觀點我們就可以放心接受到目前為止沒人反對的觀點我們就可以放心接受 解析：解析：(1)用彈簧測力計測出木塊的重力；將木塊放入燒用彈簧測力計測出木塊的重力；將木塊放入燒杯內(nèi)的水中，木塊處于漂浮狀態(tài)；然后向燒杯內(nèi)再加入杯內(nèi)的水中，木塊處于漂浮狀態(tài)；然后向燒杯內(nèi)再加入一些水或從燒杯內(nèi)倒出一些水，分析木塊漂浮時浮力大一些水或從燒杯內(nèi)倒出一些水，分析木塊漂浮時浮力大小是否與水的多少有關(guān)。由圖甲所示可知，彈簧測力計小是否與水的多少有關(guān)。由圖甲所示可知，彈簧測力計的示數(shù)為的示數(shù)為2.5 N，木塊重力為，木塊重力為2.5 N，木塊漂浮在水上，木塊漂浮在水上，它受到的浮力等于重力，為它受到的浮力等于重力，為2.5 N。 (2)由小常的實驗操作可知，他要探究：探究較少的水由小常的實驗操作可知，他要探究：探究較少的水能否產(chǎn)生較大的浮力。能否產(chǎn)生較大的浮力。(3)對前人的觀點，不論是否有人對前人的觀點，不論是否有人提出質(zhì)疑，我們都可以提出質(zhì)疑，并可以通過查閱資料、提出質(zhì)疑，我們都可以提出質(zhì)疑，并可以通過查閱資料、觀察實驗等方法去驗證觀點是否正確。故選觀察實驗等方法去驗證觀點是否正確。故選AC。 答案：答案：(1)向燒杯內(nèi)再加入一些水或從燒杯內(nèi)倒出一些水向燒杯內(nèi)再加入一些水或從燒杯內(nèi)倒出一些水 2.5 (2)探究較少的水能否產(chǎn)生較大的浮力探究較少的水能否產(chǎn)生較大的浮力(3)AC 四、分析計算題四、分析計算題(14分分) 16(2013南充南充)如圖所示，體積為如圖所示，體積為V200 cm3的木塊在的木塊在繩子拉力繩子拉力F0.8 N的作用下完全浸沒在水中的作用下完全浸沒在水中(g10 N/kg，水水1.0103 kg/m3，繩子重力不計，繩子重力不計)。求：。求： (1)木塊此時受到的浮力。木塊此時受到的浮力。 (2)木塊的重力。木塊的重力。 (3)剪斷繩子，木塊靜止時排開剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積。水的體積。