浮力习题中的液面变化问题-2019年文档
浮力习题中的液面变化问题
浮力是初中物理教学中的重点和难点。在浮力习题教学中经常会涉及到求液面变化的问题。这种问题的综合性较强，是对学生综合运用物理知识分析并解决相关问题的考查。本文由生活中初春开化时河面将如何变化这一问题引入，对漂浮于水面的冰块融化后液面将如何变化这一问题做了讨论并以此展开联想，分别论述了浮力习题中经常涉及到的求解液面变化的几种情况。
每当初春河开化时，我们都会发现河面上漂浮着很多冰排，那么当这些冰排融化后，河面将如何变化呢？我们可以把漂浮在河面上的冰排看作是漂浮在量杯中的冰块，计算冰块融化后量杯内液面示数的变化，并对冰中混有石子、汽泡、油滴、蜡块这四种情况加以讨论。
例：纯冰漂在水面的情形
水槽中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一块冰。求冰融化后，液面示数将如何变化？
分析：设冰块的重力为G，其质量为m，所受浮力为F1，排开水的体积为V1，冰块的体积为V2，冰块未融化时液面以下的体积为V12，冰块融化成水的体积为V3，冰块融化后液面以下的体积为V13，水的密度为P1，冰的密度为P2。
在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故
F1=G
根据阿基米德原理F1=P1gV1
G=mg=P2gV2
整理可得P1gV1=P2gV2
当冰块熔化后，冰块融化成水的体积为V3
此时
故
也就是说，漂浮在水面上的冰排开水的体积恰好等于冰化成水的体积，所以冰融化后液面保持不变。从这道题可以看出当纯冰漂浮在水面时冰融化后液面不变化。但是漂浮的冰的内部混有其他物质时，液面将如何变化呢？下面我们对以下几种情况对该题进行讨论。
变试1：冰中混有石子的情形
量杯中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一混有小石子的冰块，小石子的重力为G0。求冰融化后，液面示数将如何变化？
分析：设冰块的总重力为G，其质量为m，纯冰部分重力为G1，所受浮力为F1，排开水的体积为V1，冰块的体积为V2，冰块未融化时液面以下的体积为V12，冰块融化成水的体积为V3，冰块融化后液面以下的体积为V13，水的密度为P1，冰的密度为P2，小石子的质量为m0，小石子的体积为V0，密度为P0。
在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故
F1=G
根据阿基米德原理
F1=P1gV1
而G=G1+G0=P2g（V2V0）+G0
所以P1gV1=P2g（V2V0）+G0
整理可得
当冰块融化后，冰块融化成水的体积为V3
当冰块融化后，石子落入水中，此时石子排开水的体积为石子的体积V0。
因为P0>P1
故V12>V13
也就是说，当冰块中含有石块时，冰块融化后液面下降。
当然，这道题除了计算以外，还有一种简便的解法。石块单独放入水中是要沉入水底的，但由于外面包裹了冰块而漂浮在水面上。我们可以看做是石块借助冰增加了自身的体积，从而增大了浮力使自身漂浮在水面上。当冰融化后这种凭借消失，浮力变小，石块下沉，排开水的体积变小，故液面下降。
变试2：冰中混有汽泡的情形
量杯中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一混有汽泡的冰块，汽泡的重力为G0。求冰融化后，液面示数将如何变化？
分析：设冰块的总重力为G，其质量为m，纯冰部分重力为G1，所受浮力为F1，排开水的体积为V1，冰块的体积为V2，冰
块未融化时液面以下的体积为V12，冰块融化成水的体积为V3，冰块融化后液面以下的体积为V13，水的密度为P1，冰的密度为P2，汽泡的质量为m0，汽泡的体积为V0，密度为P0。
在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故
F1=G
根据阿基米德原理F1=P1gV1
而G=G1+G0=P2g（V2V0）+G0
所以P1gV1=P2g（V2V0）+G0
整理可得
当冰块融化后，冰块融化成水的体积为V3
当冰块融化后，气体释放，
V12>V13
故液面下降。
也就是说，当冰块中含有汽泡时，冰块融化之后气体释放，液面下降。我们可以将冰块、水、汽泡看作一个整体。由于纯冰化成水后液面不变，当冰块中含有汽泡时，冰块融化之后气体要从整体中释放出去，故液面下降。
变试3：冰中混有油滴的情形
量杯中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一混有油滴的冰块，油滴的重力为G0。求冰融化后，液面示数将如何变化？
分析：设冰块的总重力为G，其质量为m，纯冰部分重力为
G1，所受浮力为F1，排开水的体积为V1，冰块的体积为V2，冰块未融化时液面以下的体积为V12，冰块融化成水的体积为V3，冰块融化后油平铺于水面总体积为V13，水的密度为P1，冰的密度为P2，油滴的质量为m0，油滴的体积为V0，密度为P0。
在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故
F1=G
根据阿基米德原理F1=P1gV1
而G=G1+G0=P2g（V2V0）+G0
所以P1gV1=P2g（V2V0）+G0
因为m0=P0V0
所以
当冰块融化后，冰块融化成水的体积为V3
当冰块融化后，由于油的密度比水小，所以油会平铺于水面因为P0 所以V12 本题相当于把原题中冰内的一部分变成油，如图2所示。我们可以假定为将图甲中虚线部分的冰变为油。在图甲中虚线部分为冰，当冰化成水后，虚线部分的冰体积变小而液面不变。而图乙中虚线部分为等体积的油，油体积不变而平铺于液面。既当冰化成水后，虚线部分的油体积不变故液面升高。 变试4：冰中混有蜡块的情形 量杯中装有体积为V的水，水面上漂浮着重为G的一混有蜡 块的冰块，如图3所示。蜡块的重力为G0。求冰融化后，液面示数将如何变化？ 分析：设冰块的总重力为G，其质量为m，纯冰部分重力为G1，所受浮力为F1，排开水的体积为V1，冰块的总体积为V2，冰块未融化时液面以下的总体积为V12，冰块融化成水的体积为V3，冰块融化后蜡块仍然漂浮，所受浮力为F2，冰块融化后蜡块在液面以下的体积为V30，液面以下的总体积为V13，水的密度为P1，冰的密度为P2，蜡块的质量为m0，蜡块的体积为V0，密度为P0。 在冰块未融化之前，由于冰块是漂浮在水面上的，故 F1=G 根据阿基米德原理F1=P1gV1 而G=G1+G0=P2g（V2V0）+G0 所以P1gV1=P2g（V2V0）+G0 因为m0=P0V0 所以 当冰块融化后，冰块融化成水的体积为V3 当冰块融化后，由于蜡的密度比水小，所以蜡块会漂浮于水面 此时F2=G0 根据阿基米德原理F2=P1gV30 而G0=m0g=P0gV0 所以P1gV30=P0gV0 冰块融化后液面以下的总体积 所以V13=V12 故冰融化后液面不变。 由于蜡块无需借助冰块也能漂浮在水面上，所以冰的融化对蜡块没有影响，故冰融化后液面不变。 我们对上题及其几个变式比较后不难发现这样的结论：纯冰漂浮在水面上融化后液面不变，当冰中混有石子或汽泡时融化后液面下降，当冰中混有油滴时融化后液面上升，当冰中混有蜡块时融化后液面不变。 在解决浮力习题中的液面变化问题时，首先要对所研究对象的初始状态进行受力分析，列出平衡方程。根据阿基米德原理将方程展开。然后再分析当条件变化后的情形，并对两种情形加以比较，或进行相关的讨论得出结论。同时要注意分析所得结论的物理意义以及与实际生活之间的联系。除了理论计算分析以外，还可以用一些简便方法分析，即从定性的角度加以分析比较。在分析了基本问题的基础上，再对该问题采用变换题设条件的方式进行变式，从而对该问题进行进一步拓展。 2.哈尔滨师范大学物理与电子工程学院） 液面升降问题的分析 各种情况都包含，配有详图 2018年2月11日 对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现，本文介绍一种简便快捷的判断方法——“状态法”． （一）、状态法：就是对液体变化前、后的物体所处的状态进行比较来判断液面的上升、下将、不变的方法． （二）、状态法迅速判断液面升降方法： ①若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态，而无沉体出现，则液面不变； ②若液体中的物体，在变化前无沉体，而变化后有沉体出现，则液面下降； ③若液体中的物体，在变化前有沉体，而变化后无沉体出现，则液面升高; 说明：变化前后液体中物体的总质量保持不变；容器中液体的密度不变． （三）、证明 设液体中的物体的总重为G，变化前后在液体中所受的总浮力分别为Ｆ浮、Ｆ浮′． 若变化前后均无沉体出现，由浮沉条件知 ①Ｆ浮′＝Ｆ浮＝Ｇ，ρ液ｇＶ排′＝ρ液ｇＶ排， 则Ｖ排′＝Ｖ排，液面不变． ②若变化前无沉体，变化后有沉体，由浮沉条件知Ｆ浮＝Ｇ，Ｆ浮′＜Ｇ， 则Ｆ浮′＜Ｆ浮，即Ｖ排′＜Ｖ排，故液面下降． ③若变化前有沉体，变化后无沉体，由浮沉条件知 Ｆ浮＜Ｇ，Ｆ浮′＝Ｇ，则Ｆ浮′＞Ｆ浮，即Ｖ排′＞Ｖ排，故液面上升． 一、液面升降的主要类型有： 类型Ⅰ：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 ①、纯冰在纯水中熔化； ②、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； ③、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 类型Ⅱ：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。 ①、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； ②、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； ③、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 类型Ⅲ：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 类型Ⅳ：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 ①、固态物质的密度小于水的密度 ②、固态物质的密度等于水的密度 ③、固态物质的密度大于水的密度 二、解题关键：无论液面上升或者下降，关键在比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。 关键问题：比较冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系： ⑴若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变； ⑵若前体积小于后体积，液面上升。 三、判断方法 物理浮力练习题20篇 一、浮力 1．把一个体积为100cm 3，质量为60g 的物体放入水中．物体静止时，它所受到的浮力及浸入水中的体积分别为 A ．1N 100cm 3 B ．0.6N 60cm 3 C ．0.6N 40cm 3 D ．0.5N 50cm 3 【答案】B 【解析】 【分析】 在此题的计算与判断中，既用到了阿基米德原理，又要利用浮沉条件． 【详解】 物体的密度： 33600.6/100m g g cm V cm 物ρ===； 因为ρρ物水＜，所以物体静止时在水中漂浮，则物体在水中受到的浮力： 0.0610/0.6F G mg kg N kg N ===?=浮； 又因为F gV ρ=浮水排，所以物体浸入水的体积： 533330.661060110/10/F N V V m cm g kg m N kg ρ-== ==?=??浮浸排水． 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F 1、F 2、F 3、F 4，下列等式正确的是 A ．F 浮=F 2–F 1 B ．F 浮=F 4–F 3 C ．F 浮=F 2–F 3 D ．F 浮=F 2–F 4 【答案】C 【解析】 如图所示探究“浮力大小”的实验，F 2为物体在空气中时，测力计的示数，即物体的重； F 3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，23F F F 浮－=，故C 正确； 图中，F 4为排出的水加上空桶的重，F 1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41F 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． 4．三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（） 浮力专题：液面变化及其解 题技巧 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 液面升降问题的分析 各种情况都包含，配有详图 2019年2月11日 对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现，本文介绍一种简便快捷的判断方法——“状态法”． （一）、状态法：就是对液体变化前、后的物体所处的状态进行比较来判断液面的上升、下将、不变的方法． （二）、状态法迅速判断液面升降方法： ①若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态，而无沉体出现，则液面不变； ②若液体中的物体，在变化前无沉体，而变化后有沉体出现，则液面下降； ③若液体中的物体，在变化前有沉体，而变化后无沉体出现，则液面升高; 说明：变化前后液体中物体的总质量保持不变；容器中液体的密度不变． （三）、证明 设液体中的物体的总重为G，变化前后在液体中所受的总浮力分别为Ｆ浮、Ｆ浮′． 若变化前后均无沉体出现，由浮沉条件知 ①Ｆ浮′＝Ｆ浮＝Ｇ，ρ液ｇＶ排′＝ρ液ｇＶ排， 则Ｖ排′＝Ｖ排，液面不变． ②若变化前无沉体，变化后有沉体，由浮沉条件知Ｆ浮＝Ｇ，Ｆ浮′＜Ｇ， 则Ｆ浮′＜Ｆ浮，即Ｖ排′＜Ｖ排，故液面下降． ③若变化前有沉体，变化后无沉体，由浮沉条件知 Ｆ浮＜Ｇ，Ｆ浮′＝Ｇ，则Ｆ浮′＞Ｆ浮，即Ｖ排′＞Ｖ排，故液面上升． 一、液面升降的主要类型有： 类型Ⅰ：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 ①、纯冰在纯水中熔化； ②、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； ③、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 类型Ⅱ：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。 ①、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； ②、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； ③、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 类型Ⅲ：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 类型Ⅳ：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 ①、固态物质的密度小于水的密度 ②、固态物质的密度等于水的密度 ③、固态物质的密度大于水的密度 二、解题关键：无论液面上升或者下降，关键在比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。 关键问题：比较冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系： ⑴若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变； ⑵若前体积小于后体积，液面上升。 中考物理浮力典型例题解析 例1 下列说法中正确的是 （ ） A ．物体浸没在水中越深，受的浮力越大 B ．密度较大的物体在水中受的浮力大 C ．重的物体受的浮力小 D ．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析 阿基米德原理的数学表达式为：F 浮＝ρ液gV 排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度．．．．．和物体排开液体的体积．．．．．．． 有关．根据公式分析题目叙述的内容，问题就可以迎刃而解了． 解 A 选项：物体浸没在水中，无论深度如何，V 排不变，水的密度不变，F 浮不变．A 选项不正确． B 选项：物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系，B 选项不正确． C 选项：重力的大小对物体所受的浮力无影响．例如：大铁块比小铁块要重一些，但将两者浸没于水中，大铁块受的浮力反而大些，因为大铁块的V 排大．C 选项不正确． D 选项：同体积的铁块和木块，浸没于水中，V 排相同，ρ水相同，F 浮铁＝F 浮木，铁块和木块受的浮力一样大． 答案 D 注意：物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关． 例2 质量为79g 的铁块，密度是7.9g/cm 3 ，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g 取10N/kg ） 精析 这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别． 计算物体重力：G ＝ρ物gV 物 计算物体在液体中受的浮力：F 浮＝ρ液gV 排．可以说：从计算的方法上没有本质的区别，但计算的结果却完全不同． 已知：m ＝79g ＝0.079kg ρ 铁 ＝7.9g/cm 3 求：m 铁、G 铁、m 排、F 浮 解 m 铁＝0.079kg G 铁＝m 铁g ＝0.079kg ×10N/kg ＝0.79N V 排＝V 铁＝ 铁 铁 ρm ＝ 3 7.8g/cm 79g ＝10 cm 3 m 排＝ρ液gV 排＝1g/cm 3 ×10 cm 3 ＝10g=0.01kg F 浮＝m 浮g —0.01kg ×10N/kg ＝0.1N 液面升降问题的分析 冰浮于液面的问题是生活中的常见问题，在各类试卷中经常出现，但由于这类问题的现象不太明显，观察需要的时间较长，不为一般的学生所重视?即使一部分学生有意识地去进行观察，出会现因为问题类型比较多，而结论只有“升”和“降”两种，常常出现而把现象和条件的对应关系混淆的现象，导致认识的偏差。为了更深刻地理解引起液面“升”、“降”的原因，准确把握条件和现象之间的关系。可以将各类问题进行分类处理，从最基本的漂浮在液面上的冰熔化成水后液面的升降问题为基点，逐步展开思考形成系统的认识。更重要的是可以通过这些问题的讨论和思考，把许多有关物体浮沉及液面变化问题连成一个整体。 一、液面升降的主要类型有： 类型一：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 1、纯冰在纯水中熔化； 2、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； 3、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 类型二：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。 1、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； 2、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； 3、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 类型三：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 类型四：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 1、固态物质的密度小于水的密度 2、固态物质的密度等于水的密度 3、固态物质的密度大于水的密度 二、解题关键：液面上升也好、下降也好，关键在于我们比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。实际上我们要比较的是冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系：若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变；若前体积小于后体积，液面上升。 三、判断方法 1、比较体积变化法：比较的是冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系：若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变；若前体积小于后体积，液面上升。 2、比较压力变化法：比较前后容器底部受到压力的变化。F前=P前X S底=p液gh前S底 F后=P后X S底=p液gh后S底根据前后压力的大小关系得出液体前后深度的关系，再判断液面的升降情况。 3、比较浮力变化法：比较前后浮力的变化判断液面的升降。若F前浮〉F后浮，则液面下降; 若F前浮v F后浮， 若 四、各类型问题的分析解答 类型一：1、纯冰在纯水中熔化——液面高度不变 例1：有一块冰浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度将怎样变化？ 解析：这是一道最典型最基础的题型，我们理解后，可作为其它类型题解决的知识点直接分析。液面升降取决于冰融化后这部分水的体积与冰漂浮时排开水的体积变化，所以 方法一比较体积变化法 当冰漂浮时，依漂浮条件可知，F浮=G冰即p水0/排=G冰=m冰g ??? V排=m 冰/呼冰化成水后，冰的质量与 水的质量没有变化即m 化水=m 冰?? V 化水=m 冰/ p水 所以V排"化水即冰块完全熔化后水面高度不变。 方法二变化前后总压力不变 冰熔化后仍在容器内，所以容器底部所受总压力不变。熔化前容器底部所受压力由液体水提供，熔化后容器底部所受压力依然由液体水提供。 F前=卩后即p前S器底=P后S器底p水0前S器底=卩水切后S器底?- h前=h后即液面不变。 方法三比较浮力变化法 因为浮力F浮=p液?g?V排，对于这种液体密度p液不变情况，浮力大小只取决于物体排开液体的体积V排，而V排的大小就决定了液面的高度。 《液面升降问题的分析》第1页共5页 这样，对这类问题只须比较前后两种情况下物体所受浮力的大小，如果浮力变小，即F 前浮〉F后浮，则物体排开液体的体积变小，液面下降。同样，如果浮力不变则液面高度不变，浮力变大则液面上升。对这道题：熔化前 初中物理浮力典型例题解析 例1下列说法中正确的是（） A．物体浸没在水中越深，受的浮力越大 B．密度较大的物体在水中受的浮力大 C．重的物体受的浮力小 D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 注意：物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关． 例2质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm3，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg）精析这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别． 计算物体重力：G＝ρ物gV物 计算物体在液体中受的浮力：F浮＝ρ液gV排．可以说：从计算的方法上没有本质的区别，但计算的结果却完全不同． 例3（广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是________m3．（已知铜的密度为8.9×103kg/m3） 例4体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图1—5—1所示的状态，试比较三个物体受的重力G A、G B、G C和密度ρA、ρB、ρC． 图1—5—1 精析不同物体的重力可借助浮力的知识来比较． 例5将一个蜡块（ρ蜡＝0.9×103kg/m3）分别放入酒精、水和盐水中静止后，试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小．（ρ盐水＞ρ水＞ρ蜡＞ρ酒精） 精析确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排． 此题考查学生能否在判断状态的基础上，对问题进行分析，而不是急于用阿基米德原理去解题． 例6（广州市中考试题）将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N． 精析此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”，即铜球静止时是漂浮于水面，还是沉于水中．有的学生拿到题后，就认定V排＝0.5 dm3，然后根据F浮＝ρ液gV排，求出浮力F浮＝4.9N． 初中物理浮力典型例题解析 例1 下列说法中正确的是（） A．物体浸没在水中越深，受的浮力越大 B．密度较大的物体在水中受的浮力大 C．重的物体受的浮力小 D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析阿基米德原理的数学表达式为：F浮＝ρ液gV排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度 ．．．．．．．有关．根据公式分析题目叙述的内容，问题就可以迎．．．．．和物体排开液体的体积 刃而解了． 例2 质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm3，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg） 精析这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别． 计算物体重力：G＝ρ物gV物 计算物体在液体中受的浮力：F浮＝ρ液gV排．可以说：从计算的方法上没有本质的区别，但计算的结果却完全不同． 已知：m＝79g＝0.079kg ρ铁＝7.9g/cm3 求：m铁、G铁、m排、F浮 例3 （广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是________m3．（已知铜的密度为8.9×103kg/m3） 已知：G ＝43N，浸没水中F ＝33.2N 求：V空 例4 体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图1—5—1所示的状态，试比较三个物体受的重力G A、G B、G C和密度ρA、ρB、ρC． 图1—5—1 精析不同物体的重力可借助浮力的知识来比较． 例5 将一个蜡块（ρ蜡＝0.9×103kg/m3）分别放入酒精、水和盐水中静止后，试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小．（ρ盐水＞ρ水＞ρ蜡＞ρ酒精） 精析确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排． 此题考查学生能否在判断状态的基础上，对问题进行分析，而不是急于用阿基米德原理去解题． 例6（广州市中考试题）将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N． 精析此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”，即铜球静止时是漂浮于水面，还是沉于水中．有的学生拿到题后，就认定V排＝0.5 dm3，然后根据F浮＝ρ 液gV排，求出浮力F浮＝4.9N． 【分析】当题目未说明铜球静止时处于什么状态，可以用下面两种方法判定物体的状态． 例7 （广州市中考试题）把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后，溢出酒精8g （ρ酒精＝0.8×103kg/m3），若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质量是（） A．15g B．12.5g C．10g D．8g 精析分析出金属块在酒精和水中的状态，是解决问题的关键． 例8 体积是50cm3，质量是45g的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量是________g．将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是________g．（ρ酒＝0.8×103kg/m3） 例9（南京市中考试题）如图1—5—3中，重为5N的木块A，在水中处于静止状态， 沉入底部，排开0.5N g=10N/kg)求： 2、把一个重为5N,体积为0.6dm3的物体投入到水中,若不计水的阻力,当物体静止 时,物体受到的浮力为多大? ( g=10N/kg) 题型四受力分析的有关计算 要点：物体受竖直方向上三个力平衡，分析受力情况并弄清力的关系。 1、如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着，已知水重200N， 水深为0.5m，木块的体积为4dm3，木块的密度为0.6× 103kg/m3，试求：（1）水对容器底面的压强是多少？（2） 木块受到的浮力是多大？（3）此时细绳对木块的拉力是多 大？（4）若绳子断了，最终木块漂浮在水面上时， 所受的浮力为多大？ 2、在弹簧测力计下挂一个物体，将物体沉没在水中，弹簧测力计的示数为5N， 若将物体从弹簧测力计上取下，并放入装有酒精的容器，容器底部对物体的 支持力为6N。求此物体的体积和密度。 3、已知轮船满载时的排水量为2×103t,轮船自重为9×103N,问(1)它最多能装多 重的货物?(2)满载后在东海上航行,轮船驶入海水中的体积是多大?当它驶入长江 后,它受到的浮力是否发生变化,为什么?(ρ海=1.03×103kg/m3,g取 10N/kg) 4、氢气球体积为1500米3，球壳和吊篮总重2500牛，已知氢气的密度为0.09 千克/米3，空气密度为1.29千克/米3，通过计算判断这个气球能吊起重为10000 牛的器材吗？（g取10牛/千克） 题型五浮力与图像 1、在图甲中，石料在钢绳拉力的作用 下从水面上方以恒定的速度下 降．直至全部没入水中。图乙是钢绳 拉力随时间t变化的图像，若不计水 的摩擦力， 则可算出该石料的密度为 (g=10N/㎏)（） A. 1. 6×103kg／m3 B. 2 .3×103㎏／m3 C. 2. 8×l03㎏／m3 D .3 .2×103㎏／m3 2、如图甲所示，将一挂在弹簧秤下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深）， 在圆柱体接触容器底之前，图乙中能正确反映弹簧秤示数F和圆柱体下表面到 水面距离A关系的图是 （ ） A B C D 题型六浮力大小比较 A同种液体中的浮力比较 1、如右图，浸没在水中一定深度的木块，从开始上浮到最后静止在水面上一段时 间。这一过程浮力的变化是（） 浮力专题-液面变化和解题技巧(很全面很详 尽) 液面升降问题的分析 各种情况都包含，配有详图 2018年2月11日 对于液体中的物体由于某种变化而引起的液面升降问题的形式出现，本文介绍一种简便快捷的判断方法——“状态法”． （一）、状态法：就是对液体变化前、后的物体所处的状态进行比较来判断液面的上升、下将、不变的方法． （二）、状态法迅速判断液面升降方法： ①若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态，而无沉体出现，则液面不变； ②若液体中的物体，在变化前无沉体，而变化后有沉体出现，则液面下降； ③若液体中的物体，在变化前有沉体，而变化后无沉体出现，则液面升高; 说明：变化前后液体中物体的总质量保持不变；容器中液体的密度不变． （三）、证明 设液体中的物体的总重为G，变化前后在液体中所受的总浮力分别为Ｆ浮、Ｆ浮′． 若变化前后均无沉体出现，由浮沉条件知 ①Ｆ 浮′＝Ｆ浮＝Ｇ，ρ液ｇＶ排′＝ρ液ｇＶ排， 则Ｖ 排′＝Ｖ排，液面不变． ②若变化前无沉体，变化后有沉体，由浮沉条件知Ｆ 浮＝Ｇ，Ｆ浮′＜Ｇ，则Ｆ 浮′＜Ｆ浮，即Ｖ排′＜Ｖ排，故液面下降． ③若变化前有沉体，变化后无沉体，由浮沉条件知 Ｆ浮＜Ｇ，Ｆ浮′＝Ｇ，则Ｆ浮′＞Ｆ浮，即Ｖ排′＞Ｖ排，故液面上升． 一、液面升降的主要类型有： 类型Ⅰ：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 ①、纯冰在纯水中熔化； ②、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； ③、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 类型Ⅱ：冰块中含有其它杂质，冰块熔化后判断水面升降。 ①、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； ②、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； ③、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 类型Ⅲ：冰块中含有一定质量的气体，冰块熔化后判断水面升降。 类型Ⅳ：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 ①、固态物质的密度小于水的密度 ②、固态物质的密度等于水的密度 ③、固态物质的密度大于水的密度 二、解题关键：无论液面上升或者下降，关键在比较的问题是什么，确立好问题就知道如何下手。 关键问题：比较冰熔化前（或物体投放前）在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积（或物体投放后液体体积）的大小关系： ⑴若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变； ⑵若前体积小于后体积，液面上升。 物理浮力试题类型及其解题技巧及解析 一、浮力 1．如图所示，我国第二艘航母上的舰载机群飞离后，航母受到的浮力F及其底部受到水的压强p的变化情况是（） A．F减小，p增大 B．都减小 C．F增大，p减小 D．都增大 【答案】B 【解析】 【分析】 航母上的舰载机群飞离后，航母自重减小，上浮一些，根据物体的浮沉条件和液体压强的特点分析。 【详解】 （1）∵舰载机群飞离后，航母仍漂浮，但自重G减小，∴航母所受浮力减小。（2）∴排开水的体积要减小，航母将上浮一些∴航母底部所处的深度减小，又∴航母底部所受的压强将减小。 故选B 【点睛】 本题综合利用了浮沉条件（漂浮条件）和液体压强的特点，要求灵活运用，难易适当。 2．如图所示，甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙．同一只鸡蛋先后放入两杯中，在甲杯中处于悬浮状态，所受浮力为F甲；在乙杯中处于漂浮状态，所受浮力为F乙．可以肯定的是 A．ρ甲＞ρ乙，F甲=F乙B．ρ甲＜ρ乙，F甲=F乙 C．ρ甲＜ρ乙，F甲＜F乙D．ρ甲＞ρ乙，F甲＜F乙 【答案】B 【解析】 【详解】 因为鸡蛋在甲盐水中悬浮，所以甲盐水的密度等于鸡蛋的密度，即ρ甲＝ρ鸡蛋，鸡蛋在乙盐水中漂浮，则乙盐水的密度大于鸡蛋的密度，即ρ乙>ρ鸡蛋，所以ρ甲<ρ乙；鸡蛋在甲中悬浮，则鸡蛋受到甲盐水的浮力：F甲＝G鸡蛋，鸡蛋在乙中漂浮，则鸡蛋受到乙盐水的浮力：F乙＝G鸡蛋，所以鸡蛋在甲和乙中所受浮力相等，即F甲＝F乙． 3．如图所示，杯子中装满水，轻轻放入一个小木块后，小木块漂浮在水面．放入木块后 A．水对杯底的压强不变 B．水对杯底的压强增大 C．木块的密度大于水的密度D．水与木块的密度相等 【答案】A 【解析】 【分析】 杯子中装满水，轻轻放入一个小木块后，水的深度不变，根据液体压强的公式分析水对杯底的压强的变化；木块漂浮在水面上，根据浮沉条件分析木块的密度和水的密度的大小关系． 【详解】 杯子中装满水，放入木块后，水的高度h不变，由液体压强的公式p=ρgh可得水对杯底的压强不变；小木块漂浮在水面上，根据物体浮沉条件可知，木块的密度小于水的密度． 故选A． 4．如图所示，装有一定量水的圆柱形容器（容器足够高）置于水平地面上，把甲、乙两个等体积实心小球分别放入水中，水对容器底部压强的增加量依次为Δp甲、Δp乙，下列判断正确的是 A．若Δp甲>Δp乙，则F浮甲>F浮乙 B．若Δp甲>Δp乙，则m甲 初三物理专题提高练习浮力之液面变化 类型一：容器中的固态物质投入水中后判断液面升降 实质是比较前后Ｖ排的变化。 例：如图所示，小船和石块一起漂浮在水中，将石块（或金属块）从船中取出放入水中后，水面如何变化？ 理论推导： 变化：如果将沉在水底的石块放入船中使船漂浮，液面如何变化？ 原因是：。 进一步探讨：从船中取出怎样的固态物质放入水中，水面不变？ 答：。 原因是：。 结论是： 此类问题判断前后液面变化，实质是比较Ｖ排的变化，因为液体密度不变，浮力跟Ｖ排有关，所以转化为判断浮力的变化。若浮力变大，则Ｖ排变大，液面；若浮力变小，则Ｖ排变小，液面；若浮力不变，则Ｖ排不变，液面。 从容器中往水中投放固态物质，也可以比较ρ物和ρ液的关系，若ρ物>ρ液，则液面；若ρ物≤ρ液，则液面。 反馈练习： 如图所示，一个小船中放有ABC三个小球，小船和球一起 漂浮在水面上，其中A球密度小于水，B球密度等于水，C 球密度大于水，小船可以自由的漂浮在水面上。 ①只将A球放入水中，则A球（填浮沉状况）， 液面（填“上升”或“下降”或“不变”） ②只将B球放入水中，则B球（填浮沉状况）， 液面（填“上升”或“下降”或“不变”） ③只将C 球放入水中， 则C 球 （填浮沉状况），液面 （填“上升”或“下降”或“不变”） ④若将ABC 三球同时从船中取出放入水中，则液面 （填“上升”或“下降”或“不变”）。 类型二：纯冰浸于液体，熔化后判断液面升降 分析：冰块熔化后化成水，体积变小且水具有流动性。此类问题的关键是判断Ｖ排 和 的关系。 思考： 将冰块分别放在水、盐水和煤油（或酒精）中，冰块完全熔化后，判断液面的变化。 1．冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面 。 简单推导过程： 2．冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面 。 简单推导过程： 3．冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液面 。 简单推导过程： 结论： 酒精或煤油 水 盐水 浮力典型例题 1. 下列说法中正确的是（）A．物体浸没在水中越深，受的浮力越大B．密度较大的物体在水中受的 浮力大C．重的物体受的浮力小D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 3 2. 质量为79g 的铁块，密度是7. 9g/cm ，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中， 排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg） 3. 用弹簧测力计拉住一个重为43N 的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33. 2N，此 3 3 3 铜球的空心部分的体积是_______ m ．（ρ铜=8.9×10kg/m ） 4. 体积相同的A、B、C 三个物体，放入水中静止后，处于图所示的状态，试比较三个物体受的重力 G A、G B、G C 和密度A、 B 、C． 33 5. 将一个蜡块（蜡＝0.9×10 kg/m ）分别放入酒精、水和盐水中静止后，试比较它受的浮力大小 和排开液体的体积大小．（盐水＞水＞蜡＞酒精） 3 6. 将重为 4.5N、体积为0. 5dm 的铜球浸没在水中后放手，铜球静止后所受浮力是__________ N． 33 7. 把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后，溢出酒精8g（酒精＝0.8×10 kg/m ），若把这一 金属块浸在盛满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质量是（） A．15g B．12. 5g C．10g D．8g 3 8. 体积是 50cm ，质量是 45g 的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量 是 _____ g ．将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是 _________ g ．（已知 酒＝0. 8× 33 10 kg /m ） 9. 如图所示，重为 5N 的木块 A ，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为 木块 A 在没有露出水面之前，所受合力的大小和方向是 （ ） A ．5 N ，竖直向下 B ．3N ，竖直向上 C ．2N ，竖直向上 D ． 8N ，竖直向下 10. 以下是浮力知识的应用，说法正确的是 （ ） A ．一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大 B ．一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大 C ．密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同 D ．密度计在不同液体中漂浮，浸入液体体积越大，所测得的液体密度越大 11. 已知质量相等的两个实心小球 A 和 B ，它们的密度之比 A ∶ B ＝ 1∶ 2，现将 A 、B 放入盛有足 够 多水的容器中，当 A 、B 两球静止时，水对 A 、 B 两球的浮力之比 3 3 3 3 _____ kg /m ， B ＝ ________ kg /m ．（ 水＝ 1×10 kg /m ） A ∶ B ＝ 1∶2．将它们分别放入足够的酒精和水中， A ．1∶1 B ．8∶5 C ．2 A ∶ 水 D ．2 酒精 ∶ B 3N ，若绳子突然断了， 它们受到浮力，其浮力的比值不可能的是（ 33 ）（ 酒精＝0.8×10 kg /m ） F A ∶F B ＝8∶ 5，则 A ＝ 12. A 、 B 两个实心球的质量相等，密度之比 初中物理浮力常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析 一、浮力 1．如图所示，水平地面上放置着两个底面积不同的轻质圆柱形容器甲和乙（S甲＜S乙），分别盛有两种液体A和B，液面高度相同．容器底部用细线拉着相同实心物体C，浸没在液体中（ρC＜ρA＜ρB）．当细线剪断，待物体C静止后，甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲和△P乙，则下列关系正确的是（） A．△P甲可能大于△P乙B．△P甲可能小于△P乙 C．△P甲可能等于△P乙D．以上三种情况都有可能 【答案】D 【解析】 【详解】 容器底部用细线拉着相同实心物体C，浸没在液体中后，与没有放物体C时相比，甲液面上升高度为，乙液面上升高度为；当细线没有被剪断时，因为ρC＜ρA＜ρB，所以C漂浮在甲、乙两种液体中．由公式，与没有放物体C时相比，甲液面上升高度为，乙液面上升高度为；当细线没有被剪断后，甲和乙容器中液体深度变化量分别为 △h甲=-=，△h乙=-= 甲和乙容器中液体对容器底部的压强变化量分别为△P甲= 和△P乙= 由于ρC＜ρA＜ρB，故，同时S甲＜S乙，所以△P甲与△P乙无法比 较．故答案选D。 2．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．甲杯底部所受的液体压力较大 B．乙杯底部所受的液体压强较大 C．鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大 D．鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大 【答案】B 【解析】 【详解】 A．由于两杯完全相同，所以F甲小于F乙，A错误； B．甲杯中的V排大，所以ρ液小，根据p=ρ液gh，深度相同，甲液体的密度小于乙液体的密度，所以p甲小于p乙．B正确； C．根据浮力的公式F浮=ρ液gV排，在浮力相同时，排开液体的质量也相同，C错误；D．因为鸡蛋在甲、乙两杯中处于悬浮和漂浮状态，所以，浮力都等于自身的重力，是相等的，D错误． 3．如图所示物体A由大小两个圆柱体组成悬浮于水中，已知V A=1dm3，大圆柱体上表面受水向下压力5N，小圆柱体下表面受到水向上压力8N，下列说法正确的是 A．物体A受浮力3N B．物体A受浮力13N C．大圆柱体下表面受向上压力7N D．大圆柱体下表面受向上压力10N 【答案】C 【解析】 【详解】 由题可知，物体A由大、小两个圆柱体组成悬浮于水中，已知V A=1dm3，则物体A排开水的体积： 浮力压轴-投放物体液面变化讲义（上海） 液面变化问题，主要是要清楚液面变化对应的体积变化，以及在变化中的对应关系，我们认为，不要太死记公式，还是弄清楚分析思路为要。至于减不减面积的问题，这个没有定论，主要是看你所求而定。下面我们就来分析几个典型的液面变化问题。 类型1：如图1所示，一个底面积为S 1的圆柱形容器，里面装有适量的水，水的深度为H 0。现在有一个底面积为S 2的圆柱浸在水中的深度为h 1，如图2所示，此时水面的高度为H 1，液面变化的高度为ΔH ，则有： ①V 排= S 2 h 1=（H 1-H 0）S 1=ΔH S 1 ②容器底部所受水的压强的变化Δp =ρ水g ΔH ③容器底部所受水的压力的变化ΔF =Δp S 1=ρ水g ΔH S 1=ρ水g V 排=F 浮 ④圆柱体下表面受到水的压强为p =ρ水g h 1 ⑤圆柱体下表面受到水的压力为F = pS 2=ρ水g h 1S 2=ρ水g V 排=F 浮=ΔF 类型2：如图3所示，一个底面积为S 1的圆柱形容器，里面装有适量的水，一个底面积为S 2的圆柱浸在水中的深度为h 1，水的深度为H 1。现在将圆柱体向上提高h 3后，物体浸在水中的深度为h 2，如图4所示，此时水面的高度为H 2。水面下降的高度为ΔH 1，则有： ①圆柱体上提引起物体排开水体积的变化 ΔV 1= h 3S 2=（S 1- S 2）ΔH 1 ②水面下降引起物体排开水体积的变化 ΔV2=ΔH1S2 ③圆柱体排开水的体积的变化ΔV排=ΔV1+ΔV2=（S1- S2）ΔH1+ΔH1S2=ΔH1S1 ④圆柱体所受浮力的变化ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水gΔH1S1 ⑤容器底部所受水的压强的变化Δp=ρ水gΔH1 ⑥容器底部所受水的压力的变化ΔF=Δp S1=ρ水gΔH1 S1=ρ水g V排=F浮 类型3：如图5所示，一个底面积为S1的圆柱形水槽，里面装有适量的水，一个底面积为S2的圆柱形容器内装有一个实心金属球，容器竖直漂浮在水槽的水中，容器浸在水中的深度为h1，水的深度为为H0。现在将容器中的金属球取出，轻轻放置在水槽中，金属球沉底，如图6所示，此时水深为度为为H1，容器浸在水中的深度为h2。液面变化的高度为为ΔH，则有： ①容器排开水体积的变化ΔV排=（h1- h2）S2 ②容器浮力的变化ΔF浮=ρ水gΔV排=G球 ③水的高度的变化引起的体积变化ΔV=ΔH S1 ④金属球的体积V球=ΔV排-ΔV ⑤金属球所受到的浮力F浮=ρ水gV球=ρ水gΔV排-ρ水gΔV ⑥水对水槽底部压强的变化Δp=ρ水gΔH ⑦水对水槽底部压力的变化ΔF=Δp S1=ρ水gΔH S1=ρ水gΔV = G球-F浮 ⑧金属球受到水槽的支持力F支= G球-F浮=ΔF 类型4：如图7所示，一个底面积为S1的圆柱形水槽，里面装有适量的水，一个底面积为S2的圆柱形容器内装有一个实心金属球，容器竖直漂浮在水槽的水中，容器浸在水中的深度为h1，水的深度为为H0。现在将容器中的金属球取出，用轻质细线拴在圆柱形容器的底部，如图8所示，此时水深为度为为H1，容器浸在水中的深度为h2。则有： 初中物理浮力经典例题大全及详细解析 例1 下列说法中正确的是（） A．物体浸没在水中越深，受的浮力越大 B．密度较大的物体在水中受的浮力大 C．重的物体受的浮力小 D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 例2 质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm3，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg） 例3 （广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是________m3．（已知铜的密度为8.9×103kg/m3） 例4 体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图1—5—1所示的状态，试比较三个物体受的重力G A、G B、G C和密度ρA、ρB、ρC． 图1—5—1 例6将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N． 例7 （广州市中考试题）把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后，溢出酒精8g （ρ酒精＝0.8×103kg/m3），若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质 量是（） A ．15g B ．12.5g C ．10g D ．8g 例8 体积是50cm 3 ，质量是45g 的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量是________g ．将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是________g ．（ 酒＝0.8×103 kg /m 3 ） 例9 （南京市中考试题）如图1—5—3中，重为5N 的木块A ，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为3N ，若绳子突然断了，木块A 在没有露出水面之前，所受合力的大小和方向是 （ ） A ．5 N ，竖直向下 B ．3N ，竖直向上 C ．2N ，竖直向上 D ．8N ，竖直向下 例14 如图1—5—6（a ）所示，一个木块用细绳系在容器的底部，向容器内倒水，当木块露出水面的体积是20cm 3 ，时，细绳对木块的拉力为0.6N ．将细绳剪断，木块上浮，静止时有 2 5 的体积露出水面，如图（b ）所示，求此时木块受到的浮力．（g 取10N ／kg ） （a ） （b ） 精析 分别对（a ）（b ）图当中的木块进行受力分析． 已知：图（a ）V 露1＝20cm 3 ＝2×10—5 m 3 ，F 拉＝0.6N 图（b ）V 露2＝5 2 V 求：图（b ）F 浮木′， 液面升降问题 分析液面升降的主要类型有： 1、纯冰在纯水中熔化； 2、纯冰在盐水（或其它密度比水大的液体）中熔化； 3、纯冰在密度比水小的液体中熔化； 4、含有木块（或其它密度比水小的固体）的冰块在纯水中熔化； 5、含有石块（或其它密度比水大的固体）的冰块在纯水中熔化； 6、含有煤油（或其它密度比水小的液体）的冰块在纯水中熔化； 7、一块冰漂浮在容器的水面上，冰块中含有一定质量的气体（空气、氢气、二氧化碳），当冰完全熔化后，容器中的水面如何变化？ 例1：有一块冰浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度将怎样变化？解：冰块熔化前排开水的体积（即图中斜线部分）为： V排＝F浮/ρ水g＝G冰/ρ水g＝m冰/ρ水（∵漂浮时F浮＝G冰） 冰块化成的水的体积为： V＝m水/ρ水＝m冰/ρ水（∵冰化成水后质量不变m冰= m水） 所以液面高度不变 推论：纯水水面上浮有纯冰.当冰熔化时液面将不变。当冰熔化时，水对容器底的压强不变。 例2：若一冰块在水中，冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰块完全熔化后，容器内的水面将怎样变化？ 解析：冰块没有漂浮在水面上，冰块所受浮力小于冰块所受重力，所以熔化前F 浮＜G冰，而F浮=G排ρ水g V排，即ρ水g V排＜G冰，故得V排＜G 冰/(ρ水g) 熔化为水的体积 V水=m水/ρ水= m冰/ρ水= G冰/(ρ水g) 所以V排＜V水，即熔化后水面要上升。 例3：有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0．9×103千克／米3；浓盐水的密度是1．1×103千克／米3)．如果冰块全部熔化后，则 ( ) A．液面不变 B．液面上升 C．液面下降 D．无法判断 解析：冰块熔化前，在盐水中处于漂浮状态．则有F浮=G，即 ρ盐g V排=m冰g V排=m冰/ρ盐 (1) 冰块熔化后，排开液体的体积等于冰熔化成水的体积，即 V’排=V水= m水/ρ水（∵冰化成水后质量不变m冰= m水, m水/ρ水＝m冰/ρ水） (2) 比较冰块熔化前与冰块熔化后排开液体的体积可得 m冰= m水, ρ水<ρ盐。比较(1) .(2)可知V’排>V排，冰块在浓盐水中熔化后。液面上升． 例4：有一块冰漂浮在一杯酒精（或煤油等）中，当冰块完全熔化后，液面高度将怎样变化？ 冰块熔化前，在酒精中处于漂浮状态．则有F浮=G，即 ρ酒g V排=m冰g V排=m冰/ρ酒 (1) 冰块熔化后，排开液体的体积等于冰熔化成水的体积，即 V’排=V水= m水/ρ水（∵冰化成水后质量不变m冰= m水, m水/ρ水＝m冰/ρ水） (2) 比较冰块熔化前与冰块熔化后排开液体的体积可得 m冰= m水, ρ酒<ρ水。比较(1) .(2)可知V’排 典型例题解析 例1 下列说法中正确的是 （ ） A ．物体浸没在水中越深，受的浮力越大 B ．密度较大的物体在水中受的浮力大 C ．重的物体受的浮力小 D ．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析 阿基米德原理的数学表达式为：F 浮＝ρ液gV 排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度．．．．．和物体排开液体的体积．．．．．．．有关．根据公式分析题目叙述的内容，问题就可以迎刃而解了． 解 A 选项：物体浸没在水中，无论深度如何，V 排不变，水的密度不变，F 浮不变．A 选项不正确． B 选项：物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系，B 选项不正确． C 选项：重力的大小对物体所受的浮力无影响．例如：大铁块比小铁块要重一些，但将两者浸没于水中，大铁块受的浮力反而大些，因为大铁块的V 排大．C 选项不正确． D 选项：同体积的铁块和木块，浸没于水中，V 排相同，ρ水相同，F 浮铁＝F 浮木，铁块和木块受的浮力一样大． 答案 D 注意：物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关． 例2 质量为79g 的铁块，密度是7.9g/cm 3 ，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g 取10N/kg ） 精析 这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别． 计算物体重力：G ＝ρ物gV 物 计算物体在液体中受的浮力：F 浮＝ρ液gV 排．可以说：从计算的方法上没有本质的区别，但计算的结果却完全不同． 已知：m ＝79g ＝0.079kg ρ铁＝7.9g/cm 3 求：m 铁、G 铁、m 排、F 浮 解 m 铁＝0.079kg G 铁＝m 铁g ＝0.079kg ×10N/kg ＝0.79N V 排＝V 铁＝ 铁 铁 ρm ＝ 3 7.8g/cm 79g ＝10 cm 3 m 排＝ρ液gV 排＝1g/cm 3 ×10 cm 3 ＝10g=0.01kg F 浮＝m 浮g —0.01kg ×10N/kg ＝0.1N 从上面的计算看出，铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同，但计算方法委相似，关键 是区别ρ液和ρ物，区别V 排和V 物，在理解的基础上进行计算，而不是死记硬背，乱套公式． 例3 （广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N 的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N ，此铜球的空心部分的体积是________m 3 ．（已知铜的密度为8.9×103 kg/m 3 ） 已知：G ＝43N ，浸没水中F ＝33.2N 求：V 空 解 可在求得浮力的基础上，得到整个球的体积，进一步求出实心部分体积，最后得到结果． F 浮＝ G —F ＝43N —33.2N ＝9.8N(完整版)浮力专题：液面变化及其解题技巧(很全面、很详尽)
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