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類型之一浮力大小的定性分析根據(jù)公式F浮 液gV排可得 浮力的大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān) 定性分析浮力大小的變化 可以從 液和V排這兩個物理量的變化來分析 例如 將一個物體從水面上緩慢地放入水中 直至浸沒水中并下降至水底的過程中 其物體在水中的V排先增大 浸沒后V排不變 故浮力先增大后保持不變 小濱同學看到雞蛋浮在鹽水上面 如圖Z4 1所示 于是 他沿杯壁緩慢加入清水使雞蛋下沉 在此過程中 雞蛋受到的浮力F隨時間t的變化圖象可能是 圖Z4 1 D ABCD 解析 在加水的過程中 一開始雞蛋漂浮 在此過程中受到的浮力等于雞蛋的重力 所以其受到的浮力不變 隨著加水 鹽水的密度會變小 到時雞蛋便會下沉 此過程中雞蛋受到的浮力會變小 但不會變?yōu)? 故選D 如圖Z4 2甲所示 邊長為10cm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A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時 細線中拉力F隨時間t的變化圖象如圖乙所示 木塊密度 0 5 103kg m3 容器的底面積為200cm2 g 10N kg 下列說法正確的是 圖Z4 2 C A 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C 抽液機每秒鐘排出液體的質(zhì)量是10gD 第30s時 木塊露出液面的高度是2cm 如圖Z4 3所示 臺秤的托盤上放一個裝有水的平底燒杯 一個不吸水的木塊用細線系在燒杯底浸沒于水中 剪斷細線后 木塊上浮至靜止 下列說法正確的是 圖Z4 3 C A 剪斷細線前 木塊所受浮力等于木塊的重力B 剪斷細線前 托盤受到的壓力等于燒杯與水的重力之和C 整個過程 水對杯底的壓力變化量等于木塊浮力的變化量D 整個過程 托盤受到壓力的變化量等于木塊浮力的變化量 解析 剪斷細線前 木塊受到的浮力為F浮 水gV排 木塊的重力G mg 木gV木 木塊浸沒在水中 V排 V木 水 木 所以F浮 G 故A選項錯誤 將燒杯 水和木塊看成一個整體 托盤受到的壓力等于燒杯 水和木塊三者重力之和 故B選項錯誤 整個過程中 設 h為杯中水的深度的變化量 水對杯底的壓力變化量等于水對杯底的壓強變化量 p與杯底面積S之積 即 F pS 水g hS F浮 故C選項正確 D選項錯誤 一個雞蛋漂浮在裝鹽水的燒杯中 在慢慢往燒杯里注入清水的過程中 A 雞蛋在露出部分越來越少的過程中受到的浮力變小B 雞蛋在露出部分越來越少的過程中受到的浮力變大C 雞蛋從懸浮到沉入燒杯底的過程中受到的浮力變小D 雞蛋從懸浮到沉入燒杯底的過程中受到的浮力不變 C 類型之二稱重法測浮力的相關(guān)計算 小王在研究浸在液體中的物體所受的浮力的規(guī)律時 做了如圖Z4 4所示的實驗 分析比較圖中有關(guān)數(shù)據(jù)可知 物體所受浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度 選填 有關(guān) 或 無關(guān) 物體浸沒時所受到的浮力為 N 物體的體積為 m3 無關(guān) 2 2 10 4 圖Z4 4 解析 從最后兩圖可以看出 物體浸沒在液體中的深度不同時 彈簧測力計的示數(shù)相同 即所受的浮力相同 故物體所受浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān) 物體的重力G 3N 浸沒時彈簧測力計的讀數(shù)為1N 故物體浸沒時所受到的浮力F浮 G F 3N 1N 2N 水平桌面上放置底面積為80cm2 質(zhì)量為400g圓筒 筒內(nèi)裝有16cm深的某液體 彈簧測力計懸掛底面積為40cm2 高為8cm的圓柱體 從液面逐漸浸入直到浸沒 彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體浸入液體深度h的關(guān)系如圖Z4 5所示 圓筒的厚度忽略不計 筒內(nèi)液體沒有溢出 求 1 圓柱體浸沒在液體中所受浮力是多少 2 筒內(nèi)液體的密度是多少 3 圓柱體浸沒時 圓筒對桌面的壓強是多少 圖Z4 5 答案 1 由圖象知 當h 0時 此時測力計的示數(shù)等于圓柱體的重力 所以G 10N 當h 8cm時 測力計的示數(shù)不變 說明此時浮力不變 圓柱體完全浸沒 此時F 2N 所以F浮 G F 10N 2N 8N 2 物體排開液體的體積V排 V物 40 8 10 6m3 3 2 10 4m3 由F浮 液gV排得 3 液體的質(zhì)量m液 液V液 2 5 103kg m3 80 16 10 6m3 3 2kg將圓柱體 圓筒 水看作一個整體 則其對地面的壓力F m液 m筒 m物 g F 3 2kg 400 10 3kg 10N kg 10N 2N 44N A 18NB 14NC 10ND 8N C 類型之三浮沉條件的相關(guān)計算利用浮沉條件中 漂浮或懸浮的條件 根據(jù)二力平衡的知識可以方便地進行浮力的相關(guān)計算 也可根據(jù)浮沉條件定性分析物體和液體密度之間的大小關(guān)系 人的密度跟水差不多 約為1 103kg m3 已知一成年男子的質(zhì)量為70kg 該男子的體積約為 m3 當該男子漂浮在海面時 受到海水的浮力為 N g 10N kg 海水 1 03 103kg m3 0 07 700 建設中的港珠澳大橋由橋梁和海底隧道組成 隧道由一節(jié)一節(jié)用鋼筋混凝土做成的空心沉管連接而成 如圖Z4 6所示 建造隧道時 先將沉管兩端密封 如同一個巨大的長方體空心箱子 然后讓其漂浮在海面上 再用船將密封沉管拖到預定海面上 向其內(nèi)部灌水使之沉入海底 圖Z4 6 設某一節(jié)密封長方體沉管的長 寬 高分別是180m 35m 10m 總質(zhì)量為6 107kg 海水密度取1 0 103kg m3 g取10N kg 1 漂浮在海面上的密封沉管 在灌水前受到的浮力F浮 N 2 在對密封沉管灌水使其下沉過程中 其下表面受到海水的壓強大小將 當密封沉管上表面剛好水平浸沒在海水中時 注入的海水至少為 kg 此時其下表面受到海水的壓力等于 N 3 當密封沉管灌水下沉到海底后 將其下半部分埋入海底的泥沙中 再將灌入其中的海水全部抽出 此時空心密封沉管不會再上浮 請用浮力的知識來解釋其原因 6 108 增大 3 106 6 3 108 答 此時密封沉管的下表面沒有與海水接觸 不再受到海 水向上的壓強 向上的壓力為零 所以密封沉管不會再上浮