初中物理浮力(一)解题方法和技巧及练习题及解析

初中物理浮力(一)解题方法和技巧及练习题及解析

一、浮力

1．如下图所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将一圆柱形工件从深水中吊起至距水面某一高度．已知绳子自由端移动的速度是v ，在空气中绳子自由端拉力的功率为P 1 ， 完全在水中时绳子自由端拉力的功率为P 2 ， 工件高度h ，若不计滑轮和绳重，摩擦以及水的阻力则

A ．工件的重力为 1+1

3P v

B ．工件完全在水中时受到的浮力为

12

3P P v

- C ．工件的密度 112

P P P ρ-水

D ．工件的底面积是 123P P v h

ρ-水（）

【答案】C 【解析】 【详解】

A ．由P 1=Fv 可得,在空气中绳子自由端拉力:F =

1

P v

， 不计滑轮和绳重,摩擦以及水的阻力,对滑轮组进行受力分析,F =1

3

G ， 工件的重力：G =

1

3P v

，故A 错误； B ．由P 2=F ′v 可得,完全在水中时绳子自由端拉力：F ′=2

P v

， 不计滑轮和绳重，摩擦以及水的阻力， 对滑轮组进行受力分析,F ′=

1

3

（G −F 浮）,3F ′=G−F 浮， 工件完全在水中时受到的浮力：F 浮=G −3F ′=13P v −23P v =123P P v

-（），故B 错误； C ．由F 浮=ρ液gV 排=ρ水gV 物，

工件的体积：V 物=

F g

浮

水ρ=123P P v g

ρ-水（）=123P P v g

ρ-水（）

工件的质量,m=G

g

=

1

3P

v

g

=

1

3P

vg

；

由ρ=

m

V

可得,工件的密度：ρ=

m

V

物

=

1

12

3

3

P

vg

P P

v g

ρ

-

水

（） =

1

12

P

P P

ρ

-

水

，故C正确；

D．由V=Sh可求工件的底面积，

S=

V

h

=

12

3P P

v g

h

ρ

-

水

（）

=12

3P P

v gh

ρ

-

水

（）

，故D错误。

2．如图所示是小明同学在探究“浮力大小”的实验，实验中弹簧测力计的示数分别为F1、

F2

、F3、F4，下列等式正确的是

A．F浮=F2–F1B．F浮=F4–F3C．F浮=F2–F3D．F浮=F2–F4

【答案】C

【解析】

如图所示探究“浮力大小”的实验，F2为物体在空气中时，测力计的示数，即物体的重；

F3为物体浸没在水中时，测力计的示数，根据称重法测浮力的原理，23

F F F

浮

－

=，故C 正确；

图中，F4为排出的水加上空桶的重，F1为空桶的重，根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重，所以41

F F F

=

浮

－，故ABD都不正确．

选C．

3．小明取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制成简易密度计．现使吸管竖直漂浮在不同液体中，测量出液面到吸管下端的深度为h，如图所示．则下列图表示吸管所受的浮力大小F、液体的密度ρ与深度h关系的图象中，可能正确的是（）

A．B．

C．D．

【答案】D

【解析】

【分析】

密度计漂浮在不同的液体中，根据漂浮条件，所受浮力等于自身重力，即浮力不变，据此判断浮力F与浸没液体中深度h的关系；

根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh，浮力和密度计的横截面积一定时，判断出液体密度与浸没液体中的深度的关系．

【详解】

同一只密度计，重力G不变，竖直漂浮在不同液体中，由漂浮条件F浮=G可知，浮力不变，与浸没液体中的深度无关，故AB错误；

由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得，g是定值，ρh的乘积为定值，所以ρ、h的关系呈现反比例函数图象，故C错误，D正确．

4．如图所示，a、b、c是三个实心小球，其中a与b质量相等，b与c体积相同；放入水中后，a球漂浮、b球悬浮、c球沉底．则下列判断中正确的是

A．它们的体积关系是：V a＜V b=V c

B．它们的重力关系是：G a=G b＞G c

C．它们的密度关系是：ρa＞ρb＞ρc

D．它们所受的浮力关系是：F a=F b=F c

【答案】C

【解析】

【分析】

（1）当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉，当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮；根据阿基米德原理结合图判断三球的体积关系；

（2）当物体的密度大于液体的密度时物体下沉，当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮．

【详解】

（1）由图可知，a漂浮，b悬浮，则V排a＜V a，V排b=V b，

因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，所以F a=G a，F b=G b；

因为a与b质量相等，则物体的重力相等，所以浮力F a=F b；

因为F浮=ρgV排，所以V排a=V排b，

所以V a＞V b，

由题干可知：V b=V c，所以V a＞V b=V c，故A错误；

（2）因为b悬浮，c沉入底部，

所以F b=G b，F c＜G c；

因为b与c体积相同，

所以根据F浮=ρgV排可知：F b=F c，所以G b＜G c；则G a=G b＜G c，故B错误；

（3）因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉，当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮，

所以根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知：ρa＜ρb＜ρc，故C错误；

（4）由上分析可知：浮力F a=F b=F c，故D正确．

故选D．

5．三个相同容器里盛有密度不同的三种液休，将同一个小球先后放人三个容器中，静止时位置如图所示，容器中的液面到容器底的距离都相等．下列说法正确的是（）

A．在甲液体中小球所受的重力小于浮力

B．小球在丙液体中所受浮力等于小球在乙液体中所受浮力

C．甲乙丙三种液体对容器底的压强相同

D．丙液体的密度最小

【答案】D

【解析】

由图可知，同一个小球在甲液体中处于漂浮状态，在乙液体中处于悬浮状态，在丙液体中沉底．

A．根据漂浮条件，在甲液体中小球所受的浮力等于其自身重力，故A错误．

B．小球在乙液体中悬浮，所受浮力等于其重力，即F浮乙=G；小球在丙液体中沉底，则F浮

丙＜G，因此F

浮丙

＜F

浮乙

，故B错误．

C．因ρ物＞ρ液时下沉、ρ物=ρ液时悬浮、ρ物＜ρ液时漂浮，所以，三液体的密度关系为ρ甲＞ρ物=ρ乙＞ρ丙，因容器中的液面到容器底的距离都相等，所以，由p=ρgh可知，甲乙丙三种液体对容器底的压强为p甲＞p乙＞p丙，故C错误．