初中物理竞赛专题十、浮力
初中物理浮力知识点
初中物理浮力知识点一、浮力的五种求法:1、弹簧测力计法求浮力。
浮力可以用弹簧测力计来测量,其公式为F浮=G-F示,即物体在空气中的重力减去物体浸没后测力计的示数。
2、浮力产生的原因。
浮力产生的原因是物体在液体中受到的上下表面的压力差,即F浮=F下+F上。
3、漂浮时的浮力。
当物体漂浮时,浮力等于重力,即F浮=G。
4、悬浮时的浮力。
当物体悬浮时,浮力等于重力,即F浮=G。
5、阿基米德原理。
根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的体积乘以液体的密度和重力加速度,即F浮=ρ液gV排。
二、浮沉条件:根据物体的密度和液体的密度比较,可以判断物体的浮沉状态。
当F浮大于物体的重力时,物体会漂浮;当F浮等于物体的重力时,物体会悬浮;当F浮小于物体的重力时,物体会下沉;当F浮大于物体的重力并且稳定后,物体会上浮。
三、阿基米德原理实验:1、如木块漂浮。
当木块在空气中时,其重力为G木;当木块浸没在水中时,浮力为F浮,测力计的示数为F示;根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,可以计算出木块排开水的体积V排。
2、石块在水中的浮力。
当石块在水中时,其重力为G木;测力计的示数为F浮;根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,可以计算出石块排开水的体积V排。
四、练:1、质量为79g,密度为7.9g/cm的铁块的体积为10cm³,重力为G=79×10=790N;将铁块浸没于水中,排开水的质量为V排=10cm³,排开水的重力为F排=ρ液gV排=1000×10×10=N,所受浮力为F浮=-790=9210N。
2、体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,A、B、C三个物体的重力分别为GA、GB、GC,密度分别为ρA、ρB、ρC。
根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,即F浮与物体的体积成正比,所以F浮/F物=ρ液/ρ物。
因为三个物体的体积相同,所以F浮/F物=ρ液/ρ物=GB/GA=GC/GA,即GA/ρA=GB/ρB=GC/ρC。
初中物理浮力知识点总结
初中物理浮力知识点总结什么是浮力?浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力。
根据阿基米德原理,浮力等于被排出的液体或气体的重量,即浸没物体排开的液体或气体的体积乘以液体或气体的密度。
当物体在液体或气体中的受力平衡时,浮力等于物体重力,物体在液体或气体中可以浮起来。
浮力的原理浮力原理与阿基米德原理密切相关,阿基米德原理是指,在液体中或气体中,物体所受的浮力等于物体排开的液体或气体的重量,即浸没物体排开的液体或气体的体积乘以液体或气体的密度。
因此,在液体或气体中的物体,会受到向上的浮力。
物体浮力的计算方法根据阿基米德原理,物体在液体或气体中的浮力可以用公式计算:浮力 = 排开液体或气体的体积 × 液体或气体的密度 × 重力加速度其中液体或气体的密度可以通过实验测出,一般情况下,可用水的密度为1g/cm³进行估算。
浮力的应用浮力是一种非常重要的力,广泛应用于生活和工业领域,用于解决很多问题。
浮力平衡在设计堤坝、船只、飞机等物体时,需要考虑浮力。
一般情况下,设计物体时需要考虑物体的重力和浮力的平衡,以保证物体能够在液体或气体中保持稳定。
浮力分离浮力分离是一种常用的分离技术,可以利用浮力将液体或气体中的不同成分分离。
例如,在炼油厂中,可以利用浮力分离出石油和水,并将它们分别用于生产。
泡沫浮力泡沫浮力是一种常见的现象,可以通过小麦粒对照的实验展示。
实验方法是将小麦粒放入杯中,在杯中加入水并搅动,然后放置数小时,最终观察小麦粒的分布位置。
小麦粒会集中在液面上方,这是由于小麦粒与液体之间的表面张力相互作用,导致小麦粒被推到了液体表面。
这种现象也是由于液体中的浮力所导致的。
工程示例在生活中,浮力的应用非常广泛。
在设计船只时,就必须考虑船只吃水线以下的部分会受到水的浮力,并且会对船只的平衡和安全性产生影响。
在设计油罐时,为了防止油罐爆炸,需要利用浮力进行盛装,以确保紧急时刻油罐可以平稳地漂浮在河流或海洋中。
初中物理竞赛_浮力例题总结
关于阿基米德原理1.浮力的定义:液体对浸在液体中的物体向上托的力叫做浮力。
2.浮力的计算1:F浮=G-F拉(用物体在空气中和浸在液体中弹簧秤两次的示数差来测定)弹簧秤上挂一个物体,读出示数。
然后将物体浸入液体中,发现弹簧秤示数减小,物体受到浮力,浮力的大小等于弹簧秤示数的减小量。
3.浮力的计算2:F浮=F向上-F向下。
(浮力的方向总是竖直向上)假设一个正方体物体浸没在液体中,它的六个面都受到液体的压力。
由于左右两面的对应部分在液体中的深度相同,所以受到液体的压强相等,那么,液体作用在左右两面的压力大小相等,方向相反,彼此平衡。
同理,液体作用在前后两面的压力也彼此平衡。
而由于上下两面所处的深度不同,下表面的深度比上表面的大,受到液体的压强大,压力也大。
所以,液体对物体上、下表面的压力差形成了液体对物体的浮力。
4.浮力的计算3:根据阿基米德原理,浮力的计算公式为:F浮=G排液=ρ液gV排液。
阿基米德原理:浸在液体里的物体受到的浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。
阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
物体在气体里受到的浮力的大小等于物体排开的气体所受的重力。
根据公式,物体所受浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关。
5.物体的沉浮条件浸在液体中的物体在受到竖直向上的浮力时,同时还受到竖直向下的重力。
物体的浮沉就决定于物体受到的浮力与重力的大小关系:○1浸没在液体中的物体,如果浮力大于重力,物体就上浮;ρ液>ρ物时,物体上浮○2浸没在液体中的物体,如果浮力小于重力,物体就下沉;ρ液=ρ物时,物体悬浮○3浸没在液体中的物体,如果浮力等于重力,物体就悬浮。
ρ液<ρ物时,物体下沉上浮和下沉是不平衡状态,仅仅是一个过程,上浮的物体在露出液面后,由于排开液体的体积逐渐减小,受到的浮力也逐渐减小,而物体的重力不变,当浮力减小到与重力相等时,物体就不再上浮而漂浮在液面。
所以:漂浮在液面的物体受到的浮力等于物体受到的重力。
初中物理第十章浮力知识点-+典型题含答案
一、选择题1.如图甲所示,木块A的重力为10N,将合金块B放在木块A上方,木块A恰好有五分之四的体积浸入水中;若将合金块B取下放到水中,如图乙所示,B沉底,木块A露出水面的体积为自身体积的二分之一,此时B受到容器底部的支持力为2N,下列说法正确的是()A.木块A的密度为0.8×103kg/m3B.图乙中水对A底部的压力为2NC.合金B的密度为1×103kg/m3D.从图甲到图乙水对容器底部压力的变化了8N2.春天到了,农村还有人让老母鸡来孵小鸡。
逐渐发育的小鸡会把鸡蛋内的营养成分消耗掉,总质量变小,来实现自己的成长。
利用这个原理,孵过一段时间后,人们会把鸡蛋拿出来放入盆中加水,来检验孵化是否成功,这时会发现有的鸡蛋沉底,有的鸡蛋则浮出水面,假设最初挑选的是大小完全相同的鸡蛋,那么()A.浮出水面的鸡蛋受到的浮力大B.下沉的鸡蛋是孵化成功的鸡蛋C.无论哪种,鸡蛋的密度都不变D.上浮鸡蛋孵化成功,密度变小3.在一支平底试管内装入适量铁砂,然后将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯中,试管静止时的状态如图所示,则下列说法中正确的是()A.试管在甲液体中受到的浮力较大B.试管在乙液体中受到的浮力较大C.装有甲液体的烧杯底部所受压强较大D.装有乙液体的烧杯底部所受压强较大4.把重5N、体积为0.6dm3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是()A.物体上浮、F浮=6NB.物体悬浮、F浮=5NC.物体漂浮、F浮=5ND.物体沉在水底、F浮=6N5.一个弹簧测力计下挂了一个圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。
整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h 变化关系的图像如图所示,(g取10N/kg)下列说法正确的是()A.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700PaB.圆柱体受到的重力是8NC.圆柱体受到的最大浮力是4ND.圆柱体的密度是1.5×103kg/m36.在水平桌面上,有两个相同圆柱形容器,内盛相等质量的盐水。
初中物理浮力部分知识要点
初中物理浮力部分知识要点浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的力。
浮力的大小等于物体排开的液体或气体的重量。
以下是初中物理浮力部分的知识要点:1.浮力的原理:根据阿基米德原理,物体在液体或气体中受到的浮力大小等于物体排开液体或气体的重量。
浮力的方向总是垂直于物体表面,并指向液体或气体的上方。
2.浸没和漂浮:如果物体的密度大于液体或气体的密度,物体将沉入液体或气体中,受到向下的重力;如果物体的密度小于液体或气体的密度,物体将浮在液体或气体中。
3.浮力的大小计算:浮力的大小等于排在物体上方垂直面积内的液体或气体的重力。
如果液体或气体的密度为ρ,物体在液体或气体中的体积为V,则浮力F=ρVg,其中g是重力加速度。
4.物体的浮力与重力的关系:当物体在液体或气体中浸没时,浮力与物体自身的重力相等。
当物体浮在液体或气体中时,浮力的大小等于物体排开的液体或气体的重力,同时物体自身的重力小于浮力。
5.物体的浸没深度:物体在液体中浸没的深度与排开的液体的体积成正比。
如果物体浸没的体积为V1,物体完全浸没的体积为V2,液体的密度为ρ,则物体浸没的深度h与排出的液体的体积成正比:h=V1/V26.物体在浮力作用下的稳定性:当物体部分浸没在液体中时,所受到的浮力与物体重力的合力位于物体的重心处,使得物体保持平衡。
如果物体的重心高于合力的作用线,物体将倾斜向下;如果物体的重心低于合力的作用线,物体将倾斜向上。
7.物体浸没在不同液体中的浮力:根据浮力的公式F=ρVg,可以推导出物体在不同液体中的浮力与物体在该液体中的体积和液体密度的乘积成正比。
因此,物体在不同液体中的浸没深度不同,且物体在密度较大的液体中浸没的深度较小。
8.物体在气体中的浮力:和液体中的浮力类似,物体在气体中受到的浮力大小等于物体排开气体的重量。
由于气体的密度很小,物体在气体中的浮力通常非常小,不易被观察到。
初中物理竞赛及自主招生专题讲义第七讲密度压强与浮力第四节浮力含解析
第四节 浮力一、浮力的概念浮力是指浸在液体或者气体中的物体受到的液体或气体向上的托力。
浮力通常用F 浮表示,浮力的方向为竖直向上,与物体所受重力的方向相反。
二、浮力的计算1.利用物体上下表面所受压力差来计算浮力浮力实际上是物体各个表面所受到的液体或者气体的压力的合力,由于物体侧面的压力互相平衡,浮力即等于物体上下表面的压力差.即FF F =-浮向上向下,其中F 向上为物体下表面所受的向上的压力,F 向下为物体上表面所受的向下的压力。
2.利用称重法计算浮力如图7.53所示,先在空气中称物体重力,弹簧测力计示数为1F ,然后将物体用弹簧测力计吊着,完全浸没在液体中,弹簧测力计示数为2F ,则物体所受浮力为12FF F =-浮.3.利用阿基米德原理计算浮力公元前245年,古希腊著名学者阿基米德发现了浮力原理,即我们所说的阿基米德原理:物体受到的浮力等于它排开的液体的重力。
阿基米德原理对气体也同样适用。
写成公式为F G m g v g ρ===浮排液排液液排。
其中,v 排是物体排开的液体的体积,等于物体在液面以下部分的体积。
4.利用平衡条件计算浮力当物体在浮力与其他力的作用下处于平衡状态时,可以利用物体所受合力为零来计算浮力大小。
当物体漂浮或者悬浮在液体中时,物体所受浮力与重力平衡,即FG=浮;当物体下沉在容器底部时,物体除了受浮力F 浮、重力G以外,还受到容器底部的支持力N 的作用,此时有FN G+=浮,即=F G N -浮.例1 (上海第29届大同杯初赛)如图7.54所示,浸入某液体中的物体恰好悬浮。
物体的上、下表面积分别为1s ,2s ,并且12ss <,此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为F ∆。
现用手将物体缓慢下压一段距离,松手后( )A .物体保持悬浮,因为F ∆不变B .物体保持悬浮,但F ∆变大C .物体将上浮,因为F ∆变D .物体将下沉,因为F ∆变小分析与解 物体悬浮在液体中,所受浮力等于它的重力,即FG=浮。
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C:a 的密度小,受的重力大 D:a 的密度大,受的重力小 15、如图所示,甲、乙、丙三个容器的底面积相等,容器中装有相同高度的水,若将三个 相同的木块分别放入三个容器中,水不溢出,静止后比较容器底部受到的压强( )
1、 静压强作用方向永远垂直并指向作用面——方向特性。
2、 静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等,而与作用面的方位无关,即 p 只是位置的函数
——大小特性。(各向相等)
3、静止流体中任一点的压强 p 由两部分组成,即液面压强 p0 与该点到液面间单位面积上的液柱重量 h 。
推广:已知某点压强求任一点压强
(C)我甲、去乙两人瓶中也的液就面一有样高人!为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙
(D)以上三种情况均有可能 13.如右图所示,放在水平桌面上的容器 A 为圆柱形,容器 B 为圆锥形,两容器本 身的质量和底面积都相同,装入深度相同的水后,再分别放入相同质量的木块,如图所示,下 列说法中正确的是:
(C)小于 8 克,因为小球所排开液体的体积变小,所受浮力不变,
(D)等于 8 克,因为小球在酒精和水中所受浮力一样大
20. 如图所示,在甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,将三个相同的铁球分别下沉
到各容器底部,当铁球静止时,试比较三容器底部所受铁球的压力
(
)
(A)甲最小,
(B)乙最小,
p2 p1 h
4、静止流体中,压强随深度呈线性变化 用几何图形表示受压面上压强随深度而变化的图,称为压强分布图。
大小:静力学基本方程式 方向:垂直并且指向作用面(特性一) 例题:
我去人也就有人!为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙
最新人教版初中物理第十章《浮力》知识点大全
知识点1:浮力1.概念:浸在液体中的物体受到向上的力叫做浮力。
2.方向:浮力的方向是竖直向上的。
3.施力物体:液体。
4.产生原因:由于浸在液体(或气体)的物体,其上表面和下表面存在压力差,就产生了浮力。
5.液体中浮力的计算方法:(1)物体在空气中的重力减去做液体中的重力就是物体受到的浮力。
(2)物体下表面受到的向上的压力减去物体上表面受到的向下的压力就是物体受到的浮力。
(3)阿基米德原理:浮力等于物体排开液体的重力。
(见识试点2)6.决定浮力大小的因素:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
(采用控制变量法)知识点2:阿基米德原理1.实验:浮力大小与物体排开液体所受的重力的关系:(1)用弹簧测力计测出物体所受的重力G1,小桶所受的重力G2;(2)把物体浸入液体,读出这时测力计的示数为F1,(计算出物体所受的浮力F浮=G1-F1)并且收集物体所排开的液体;(3)测出小桶和物体排开的液体所受的总重力G3,计算出物体排开液体所受的重力G排=G3-G2。
2.内容:浸入液体中的物体受到液体向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。
3.公式:F浮=G排=ρ液gV排4.结论:浮力的大小只决定于液体的密度、物体排液的体积(物体浸入液体的体积),与物体的其它因素无关无关。
知识点3:物体的浮沉条件1.2.浮力的应用实例:(1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。
轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量。
轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。
(2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下浮。
(3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来改变浮力。
(4)盐水选种。
(5)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。
4.浮力的计算方法:(复习知识点1.5)(1)称量法:F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法)(2)压力差法:F浮=F向上-F向下(3)漂浮悬浮法:F浮=G物(4)阿基米德法:F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法)赠送以下资料考试知识点小技巧大全一、考试中途应饮葡萄糖水大脑是记忆的场所,脑中有数亿个神经细胞在不停地进行着繁重的活动,大脑细胞活动需要大量能量。
初中物理竞赛试题 浮力问题(实用部分)
浮力问题一1.测定血液的密度不用密度计(因为这样做需要的血液量太大),而采用巧妙的办法:先在几个玻璃管内分别装入浓度不同的、呈淡蓝色的硫酸铜溶液,然后分别在每个管中滴进一滴血液.分析人员只要看到哪一个管中血滴悬在中间,就能判断血液的密度.其根据是: A .帕斯卡定律 B .液体内同一深度各方向压强相等C .物体的浮沉条件D .血滴上部所受硫酸铜溶液的压强等于下部所受硫酸铜溶液的压强 答:( ) 思路点拨若血滴所悬浮在某硫酸铜溶液中,则由物体的浮沉条件知此时血滴所受浮力应刚好等于它排开的硫酸铜溶液的重量,血滴排开硫酸铜溶液的体积就与其自身体积相等,可见血滴所受浮力大小就等于与其自身等体积的硫酸铜溶液的重量,由于血滴处于悬浮状态,其所受浮力大小应与其自身重力大小相等.所以血滴的重力就和与它等体积的硫酸铜溶液的重力相等,故得此时两者的密度相等.由上可见,血滴在哪个管中能悬浮,则血滴的密度就和该管中硫酸铜溶液的密度相等.以上是根据物体的浮沉条件而得出结论的. 答案:C2.儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上.使用时,穿上这种“救生衣”,泡沫塑料位于人的胸部.为确保人的安全,必须使人的头部露出水面儿童的体重约为300N,人的密度约为l.06×103kg/m 3,人的头部体积约占人体总体积的十分之一,泡沫塑料的密度约为10kg/m 3,则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为_____________. 思路点拨设此儿童体积为V 1,密度为ρ1,水的密度为ρ,所需泡沫塑料的最小体积为V 2,密度为ρ2.则此儿童使用由这一最小体积的泡沫塑料构成的救生衣游泳时,可以漂浮于水面上使其头部刚好露出水面,此时应有此儿童和泡沫塑料块的总重力与儿童和泡沫塑料块所受到的总浮力相等,即浮F G G =+21由阿基米德原理有g V V g =V F 排浮ρρ)109(12+= 即g V V g V g V ρρρ)109(122211+=+12221110101010V V V V ρρρρ+=+11333121216.0)10101(1010191006.110)(10910V V V V =-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=--=ρρρρ 而该儿童的体积为323311088.28.91006.1300m m g G V -⨯=⨯⨯==ρ 故得泡沫塑料块的最小体积为33322106.41088.216.0m m V --⨯=⨯⨯=答案:4.6×10-3m3浮力问题二1.我们发现:在抗洪抢险中,大堤上的许多人都身穿厚厚的“背心”,这种“背心”的主要作用是:[ ]A .能阻碍热传递,从而可以抵御风寒B .跌倒或碰撞时减小其他物体对人体的作用力,起保护作用C .不同的背心反射不同颜色的光,便于识别D .以上说法都不对 思路点拨抗洪救灾中,大堤上许多人都穿着厚厚的“背心”,这些背心的主要作用不是题述的几条,而是为了起保障安全的作用,即万一人落水而遇到危险时,这些背心可使人浮在水面而不至沉入水中.这些背心内部都充有密度很小的物质(如泡沫塑料等),由此它们掉入水中时,能提供足够的浮力以使与之相连的物体不至沉没入水中. 答案:D2.已知空气的密度为1.29kg/m 3,人体的平均密度与水的密度相当.质量为60kg 的人在空气中受到的浮力大约是__________N. 思路点拨人在空气中,人体外表各部分都与空气接触而受到空气的压力,类似于在液体中,这些压力也会总合地对人形成一个向上的浮力.由于形成机制的类似,所以也可以借助于阿基本德原理来求这一浮力的大小. 答案:人的体积的大小为 人人人人人ρρm m V ≈=根据阿基米德原理,可得人所受空气浮力大小为N N g m g V F 76.08.96010129.13=⨯⨯⨯===人水空空人浮ρρρ即一个质量为60kg 的人在空气中时受到空气的浮力大小约为0.76N .浮力问题三1. 1978年夏天,法国、意大利、西班牙等国的科学工作者曾乘坐容积为3.3万m 3的充氦气球升入高空.如果气球本身所受的重力(不包括里面的氦气)是它在低空所受浮力的1/4,气球在低空飞行时可吊起最重物体的质量是_______kg.(常温时一个大气压下空气的密度是1.29kg/m 3,氦气的密度是0.18kg/m 3) 思路点拨由阿基米德原理,气球在低空所受浮力的大小为 g V F 空排浮ρ=则气球本身重力为g V F G 空排浮自ρ4141==设气球在低空飞行时可吊起最重物体的质量是m,则由此时气球的受力平衡应该有mg G G F ++=氦自浮 即 mg g V g V g V ++=氦排空排空排ρρρ41kg kg V m 44106.2)18.029.14129.1(103.3)41(⨯=-⨯-⨯⨯=--=氦空空排ρρρ答案:2.6×104浮力问题四1.节日里氢气球飘向高空,越来越小,逐渐看不见了.设想,气球最后可能会怎样.根据你所学的物理知识作出预言,并说明理由. 思路点拨此问题应从两个方面考虑:一方面是离地面高度越高,则该处大气压强越小,气球体积将会膨胀;另一方面是离地面越高,则该处大气密度越小,对于同样体积来论,则大气对气球的浮力会逐渐变小.答案:气球的最后情况有两种可能.一种可能是由于高空的气体逐渐稀薄,压强降低,气球上升过程中,球内压强大于球外压强,气球就不断膨胀,最后气球就会“爆炸”破裂.另一种可能是因为高空空气稀薄,大气密度随高度升高而减小,气球上升到一定高度后其体积无明显变化,则气球上升过程中所受浮力将逐渐减小,当浮力等于重力时,气球上升的速度值达到最大,然后,气球继续上升,则浮力小于重力,气球开始向上做减速运动.当气球的速度减为零时,又会加速下落,浮力逐渐变大,当气球通过浮力等于重力的位置后,浮力又大于重力,气球开始向下做减速运动.在气球的速度减为零之后,又开始加速上升.如此反复,气球将在浮力等于重力这一特殊位置附近上下往复运动.2.某地质勘探队将设备装在木筏上渡河,若不载货物,人和木筏共重为G,木筏露出水面的体积是木筏总体积的1/3,则此要筏的载货重到多为 . 思路点拨以V 表示木筏的体积,则由阿基米德原理可知,不载货物时: g V G G 水排筏人ρ=+ g V G 水ρ32=木筏在载货时,至多是使木筏刚好全部浸入水中,即此时木筏排开水的体积就等于木筏自身的体积,以G 货表示此时的货重,则有:g V G G G 水排货筏人ρ'=++g V G G 水货ρ=+ 解得G G 货21=浮力问题五小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计.将它放在水中,液面到木杆下端的距离为16.5 cm,再把它放到盐水中,液面到木杆下端的距离为 14.5 cm.如果所用铅丝的体积很小,可以忽略,小明测得的盐水密度是多少? 思路点拨小明自制的密度计在水中和盐水中都是竖直漂浮.则两情况下此密度计所受浮力大小相等(都等于此密度计的重力).而由阿基米德原理,又可以建立浮力大小与液体密度的关系,据此建立方程,则可求得盐水的密度. 答案:以ρ表示盐水密度,ρ0表示水的密度,设密度计漂浮于液面上时,浸入盐水中的深度为h ,浸入水中的深度为h o .并以S 表示木杆的横截面积.由于不考虑铅丝的体积,则由阿基米德原理知,密度计在盐水中时所受到的浮力大小为ghS gV F 排浮ρρ==密度计在水中时所受到的浮力大小为S gh V F 排0000ρρ='=由于两情况下浮力大小都与密度计本身重力相等,即0F F =故有S gh ghS 00ρρ= 故得盐水的密度为333300/1014.1/5.14100.15.16m kg m kg h h ⨯=⨯⨯==ρρ浮力问题六如图所示,一根细绳悬挂一个半径为rm 、质量为mkg 的半球,半球的底面与容器底部紧密接触,此容器内液体的密度为ρkg/m 3,高度为H m,大气压强为p 0Pa,已知球体的体积公式是V=4πr 3/3,球面积公式是S球=4πr 2,圆面积公式是S圆=πr2.则液体对半球的压力为________.若要把半球从水中拉起,则至少要用________的竖直向上的拉力.思路点拨假设图中半球下表面处全部为液体,则半球将受到液体对它的浮力F 浮,F 浮的方向竖直向上,F 浮的大小则由阿基米德原理可知为g r F 浮ρπ332=,这一浮力是由半球表面各处所受液体对它的压力的总合结果.半球表面各处所受液体压力的分布如图所示.其中半球下表面的受液体压力下F 的方向竖直向上,大小为 F 下=p下S圆=πr2(p o +ρg H),以上F 表示液体对半球的球面部分的压力,由于对称,上F 的方向应为竖直向下,显然,上F 与下F 的差值就是半球所受的浮力.即上下浮F F F -=g r gH p r F F F 浮下上ρπρπ30232)(-+=-= 在本题给出的条件中,半球底部与容器底部紧密接触(即半球的下表面处并不与液体接触),但这并不改变半球上表面受液体压力作用的情况,则液体对半球的压力仍为以上解得的上F .此时,若要把半球从水中拉起,则刚要拉起时,容器底板对半球的下表面已无向上的支持力,则竖直向上的拉力拉F 至少要等于上述的上F 与半球本身的重力之和,即 mg g r gH p r mg F F 上拉+-+=+=ρπρπ30232)( 答案:)](32)([302N g r gH p r ρπρπ-+ )](32)([302N mg g r gH p r +-+ρπρπ浮力问题七如图所示,粗细均匀的蜡烛长l 0,它底部粘有一质量为m的小铁块.现将它直立于水中,它的上端距水面h.如果将蜡烛点燃,假定蜡烛燃烧时油不流下来,且每分钟烧去蜡烛的长为Δl ,则从点燃蜡烛时开始计时,经 时间蜡烛熄灭(设蜡烛的密度为ρ,水的密度为ρ1,铁的密度为ρ2).思路点拨蜡烛燃烧时,其质量不断减少,其重力也就随之减小,由此蜡烛将自水中不断上浮.当蜡烛燃烧到其上端面恰好与水面相平时,蜡烛将会熄灭.以S 表示蜡烛的截面积,以F 1表示铁块所受到的水的浮力,则在最初时,根据阿基米德原理和蜡烛的受力平衡条件可列出方程为mg +ρl 0Sg =ρ1(l 0-h)Sg +F 1设蜡烛被烧去的长度为x 时,蜡烛刚好熄灭,此时蜡烛刚好悬浮于水面,仍由其受力平衡条件应有mg +ρ(l 0-x )S g =ρl (l 0-h)S g +F 1 由上两式相减得ρx Sg =ρ1(x -h)Sgρρρ-=11hx此时蜡烛的燃烧时间为:l h lxt ∆∆-==)(11ρρρ 答案:lh∆-)(11ρρρ浮力问题八如图所示,密度均匀的木块漂在水面上,现沿虚线将下部分截去,则剩下的部分将()A .上浮一些B .静止不动C .下沉一些D .无法确定 思路点拨设木块原体积为V,截去一部分后体积变为V ′,由阿基米德原理有 ρ水V 排g =ρ木Vg 即ρ水(V —V 露)g =ρ木Vg得V V 水木水露ρρρ-=截去一部分后,以V ′表示剩下木块的体积,以V ′露表示它漂浮于水面上露出部分的体积,则同上可以得到'-='V V 水木水露ρρρ比较以上两式可见,由于V ′<V,则有V ′露<V故剩下部分将下沉一些. 答案:C 引申拓展本题以上的解法是根据计算得出结论,这是一条清晰、严谨的思路.另外,本题也可以通过分析说理来得出结论,例如,还可以有如下的几条思路途径:思路一:由于均匀的木块漂浮在水面上,则必有木块的密度小于水的密度.若将木块浸入水中的部分截去一段,对于原来木块来说,相当于它排开水的体积减少一些,则其对应的浮力也就减少一些,同时其本身重力也减少一些.由于木块密度小于水的密度,故其减少的重力小于其减少的浮力.而原来整个木块的重力与其所受浮力是平衡的,截去一段后,其重力减少得少,而浮力减少得多,故截去一段后的剩下部分在水面上时,若保持其露出水面的部分体积不变,则其受力不平衡:其重力将大于浮力,故木块将下沉一些,即其露出水面部分的体积将减少.思路二:由于木块和水的密度都是一定的,则漂浮在水面上的木块其露出水面部分的体积与其总体积之比值应由两者的密度来决定,而与木块的体积大小无关,故漂浮木块的体积越小,其露出水面部分的体积也应越小.思路三:题述是将木块沿虚线将其下部分截去,而这一虚线的位置并没有严格的规定,可见若将该虚线的位置向上移一些或者向下移一些并不会影响本题的结论.由此,不妨假设该虚线就刚好与容器中的水面相平,这样,截去虚线以下部分后,木块剩下的部分若留在原位置将不受水的浮力,显然这一剩下部分是无法平衡的,而为使其达到新的平衡,则剩下部分必须下沉一些.浮力问题九如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B 浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B,液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3.由此可判断A 与B 的密度比为( )A .h3∶(h1+h2)B .h1∶(h2+h3)C .(h2-h1)∶h3D .(h2-h3)∶h1 思路点拨以Vo 表示容器的容积,V A 入表示最初A 浸入水中部分的体积,V B 表示B 的体积, V 水表示容器中水的体积,则对于最初状态有木B A 入V V V V ++=0…………………①以S 表示容器的截面积,则当A 、B 间连线断后,容器中水面下降h 1,并以V ′A 入表示此时A 浸入水中部分的体积,乃有水B A 入V S h V V V +++='10 取出B 后,水面又下降h 2,仍有S h h V V V 水A 入)(210+++='再取走A 后,水面又下降h 3,上述的体积关系则变为S h h h V V 水)(3210+++=又分别以ρA 、ρB 、ρ0表示A 、B 、水的密度,则根据物体漂浮于水面上时受力平衡的关系针对题述的先后两情况可列方程为:)(0B A 入B B A A V V g gV gV +=+ρρρA 入A A gV gV '=0ρρ依题述还有A 、B 体积相等,设其为V,即:V A =V B =V 综合解上述各式得:213h h h B A+=ρρ答案:A浮力问题十如图所示,两只完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球,全部没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳 的拉力分别为T 1和T 2,磅秤的示数分别为F 1和F 2, 则( )A .F 1=F 2,T 1=T 2B .F 1>F 2,T 1<T 2C .F 1=F 2,T 1>T 2D .F 1<F 2,T 1>T 2 思路点拨两盛水容器中水的深度相同,所以水对容器底的压强相等,又两容器相同,则其底面积相同,由此两容器所受水对它的压力相同,则两磅秤的示数相同.显然,这一结论与水中是否悬有一铝球或铅球是无关系的,因为容器受到的是水对它的压力,而水中的铝球或铅球并没有力直接作用于容器上.所以有 F 1=F 2又对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G 、水对它的浮力f 和悬线对它的拉力T 三个力的作用而处于平衡,则此三力间应有关系为T =G -f以题述的铅球和铝球相比较,由于两者是质量相等的实心球,故有 G 1=G 2而铅的密度大于铝的密度,则铅球的体积小于铝球的体积,故两者均浸没于水中时,铅球所受水的浮力f 1小于铝球所受水的浮力f 2,即 f 1<f 2故得T 1>T 2浮力问题十一1.小明用薄玻璃管做了一个液体密度计,他先把管的下端封闭,装入少许铅粒,然后竖直放入水中,在水面的位置做个刻度,标为 1.0,这个刻度的单位是什么?如果再设法做出其他刻度,则较大的刻度在上面还是在下面?管中为什么要放入铅粒?如果不放铅粒而放别的颗粒,对这种物质的密度有什么要求?答:这个刻度的单位是g/cm 3.较大的刻度在它的下面.玻璃管中放入铅粒是为了加大密度计的质量, 同时使密度计的重心下移,使它插入液体中时能较好的保持稳定,竖直漂浮,以便读数.如果不放铅粒而改放别的物质颗粒,同样要求密度计竖直漂浮于液面,即有物浮物玻玻物浮G ,所以F G ,而G G G F ≈〈〈+=水物物排物物排水,得V V ,又gV gV ρρρρ〉〉〉〉≈即放别的物质颗粒时,该种物质的密度要比水的密度大很多才行.2.把一蜡块放入盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量是4克;若把该蜡块放入盛满水的容器中,已知ρ蜡=0.9×103kg /m 3,ρ酒精=0.8×103kg /m 3,则溢出水的的质量是(容器足够大)( )A .4gB .4.5gC .5gD .3.6g思路点拨蜡的密度大于酒精的密度,所以把蜡块放在酒精中的它会下沉,则溢出酒精的体积与蜡块的体积相等.又蜡块的密度小于水的密度,所以把蜡块放在水中时它会漂浮在不面上,则由此时蜡块所受浮力与其重力相等的关系可得到溢出水的质量等于蜡块的质量.即m 水=m 蜡又由于蜡块体积与溢出酒精的体积相等,即 V 蜡=V 酒酒酒蜡蜡m m ρρ=g g m m 酒酒蜡水5.44108.0109.033=⨯⨯⨯==ρρ答案:B。
物理竞赛专题训练(力学)
静力学难题(二)
一、四个相同的球静止在光滑的大半球形碗内,它们的中心同在一水平面内,今以另一相同的球放在四球之上,若碗的半径大于球的半径k倍时,则四球将互相分离。试求此k值。(所有的接触面都是光滑的。)
参考答案:k = 2 + 1
二、一均匀圆桌面由三条相互等距的桌腿在圆桌边缘上支撑着,桌腿重量忽略不计。某人坐在正对着一条桌腿的圆桌边上,恰好使圆桌以另两条桌腿着地点联机为轴而倾倒。圆桌倾倒后他再坐到圆桌面的最高点上,恰好又能使圆桌恢复过来。试求桌面半径与桌腿长度之比值。
静力学难题(一)
一、一很轻的水平金属丝在相距为l的两个支柱上,刚好张紧,但此时张力可以忽略不计。金属丝的弹力常数为k,一个质量m的质点系于金属丝中点,并令其下落。计算让质点开始回升前所下落之高度h。
参考答案:h =
二、如图1所示,AB、BC、CD和DE为质量可忽略的等长细线,长度均为5m,A、E端悬挂在水平天花板上,AE=14m,B、D是质量均为mo=7kg的相同小球,质量为M的重物挂于C点,平衡时C点离天花板的垂直距离为7m,则质量M应为多少?
参考答案:M =18kg
三、如图2所示,重W自然长度为a弹力常数为k的弹性圈放置在顶角为2α的光滑垂直的正圆锥体上,如图所示。试求平衡时圈面离圆锥顶点的距离h。
参考答案:h = ( cotα + a)
四、如图3所示,有一平面支架,由绳索1、2、3悬挂使它位于水平平面。杆AD、BE、与CF的长度均相等,D、E、F分别位于杆BE、CF和AD的中点,在F端作用有铅直向下之力P,求绳索张力T1、T2及T3(杆重不计)。
参考答案:φ1= φ2= cos-1
七、如图5所示,两完全相同的木板,长度均为l,质量均为m,彼此以光滑铰链B相接,并通过光滑铰链A与铅直墙相连,为使两木板均呈水平状态达到平衡,试问应在何处施力?最小的作用力是多少?
浮力物理竞赛试题及答案
浮力物理竞赛试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 一个物体在液体中受到的浮力大小与下列哪个因素无关?A. 物体的密度B. 液体的密度C. 物体排开液体的体积D. 液体的重力加速度答案:A2. 阿基米德原理描述的是:A. 物体在液体中受到的浮力等于它排开的液体的重力B. 物体在液体中受到的浮力等于它自身的重力C. 物体在液体中受到的浮力等于它排开的液体的体积D. 物体在液体中受到的浮力等于它排开的液体的质量答案:A3. 一个物体在空气中的浮力为0,当它完全浸没在水中时,它受到的浮力将:A. 等于0B. 大于0C. 小于0D. 无法确定答案:B4. 一个物体在液体中下沉,说明:A. 物体的密度大于液体的密度B. 物体的密度小于液体的密度C. 物体的密度等于液体的密度D. 物体的密度与液体的密度无关答案:A5. 一个物体在液体中漂浮时,它受到的浮力:A. 等于物体的重力B. 小于物体的重力C. 大于物体的重力D. 无法确定答案:A6. 一艘船在海水中漂浮,如果海水的密度增加,船受到的浮力将:A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案:C7. 一个物体在液体中受到的浮力大小与液体的深度无关,这是因为:A. 阿基米德原理B. 物体的密度C. 液体的密度D. 物体排开液体的体积答案:A8. 一个物体在液体中受到的浮力大小与物体的形状无关,这是因为:A. 阿基米德原理B. 物体的密度C. 液体的密度D. 物体排开液体的体积答案:A9. 一个物体在液体中受到的浮力大小与液体的重力加速度有关,这是因为:A. 阿基米德原理B. 物体的密度C. 液体的密度D. 物体排开液体的体积答案:A10. 一个物体在液体中受到的浮力大小与物体排开液体的体积成正比,这是因为:A. 阿基米德原理B. 物体的密度C. 液体的密度D. 物体的质量答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 阿基米德原理指出,物体在液体中受到的浮力等于它排开的_________的重力。
初中物理第十章浮力知识点总结附解析
一、选择题1.如图所示,一边长为10cm的实心正方体塑料块挂于弹簧测力计正下方,此时弹簧测力计读数为5N,此时塑料块下方刚好与水面接触,且距底面积为300cm2的容器底部5cm,现往容器中缓慢加水,已知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N的拉力时伸长1cm。
以下说法正确的是()A.塑料块的密度为5g/cm3B.当加入1000cm3水时,正方体物块所受浮力为5NC.当加入3000cm3水时,水对容器底的压强为1500PaD.当加水至塑料块刚好漂浮时停止加水,然后将容器内的水以50cm3/s的速度向外排出,同时向上拉动弹簧测力计,使物体以1cm/s的速度向上移动,则经过约2.86s之后,弹簧测力计示数再次回到5N2.如图所示,密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。
平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n倍。
若水的密度为ρ,则棒的密度为()A.11nρ+B.1nnρ+C.21(1)nρ+D.22(1)nnρ+3.如图所示,弹簧测力计上端固定,将挂在弹簧测力计下端高为10cm、横截面积为200cm2的柱形物块缓慢放入底面积为400cm2,质量为200g且足够高的圆柱形容器内的水中。
当柱形物块直立静止时,物块浸入水中深度为4cm,弹簧测力计的示数为16N,已知弹簧测力计的称量范围为0~30N,刻度盘上0~30N刻度线之间的长度为30cm,则下列说法中正确的是A.柱形物块所受重力大小为16NB.向容器中加水,注入水的质量为7.2kg时,物块刚浸没C.物块刚浸没时,相对于如图状态,容器对桌面的压强的变化量为1200PaD.向容器中加水,当注入水的质量为5kg时弹簧测力计的示数为6N4.如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中,静止时木块有1/4的体积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比增大了150Pa;若在木块上放一块铁块,使木块刚好全部压入水中,且木块没接触容器底部.以下说法正确的是A.木块的密度为0.4g/cm3B.则铁块的重力与木块重力之比是1:4C.则铁块的重力与木块重力之比是1:5D.这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了200Pa5.下列的数据估计正确的是()A.一个中学生的体重大约是500kgB.本溪桓仁大雅河最深处的压强为7×105PaC.一位成年人站立时对地面的压强为1500PaD.一位成年人浸没水中时受到浮力约为600N200cm,里面装有一定量的水(图甲)。
初中应用物理知识竞赛辅导讲座十浮力
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初中应用物理知识竞赛辅导讲座十浮力【重点知识解读】1.浮力是浸在流体中的物体受到流体向上托的力。
浮力的方向总是竖直向上的。
阿基米德原理:浸入液体(气体)中的物体受到向上浮力的大小等于它排开液体(气体)的重力,即F=ρg V排。
2.当物体的密度大于液体密度时,物体在液体中下沉;物体的密度小于液体密度时,物体在液体中上浮;物体的密度等于液体密度时,物体在液体中可以悬浮在任何深处。
3.漂浮在液体表面的物体,其所受浮力等于物体重力。
【竞赛知识拓展】密度计是用来测量液体密度的仪器,它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的。
液体密度较大时,密度计露出部分多,反之就少。
密度计上的刻度数是上面较小下面较大,密度计上的刻度数值表示待测液体密度是水密度的倍数。
【经典竞赛题分析】例1(2011全国初中应用物理知识竞赛试题)小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题,想自己动手:作一个太阳淋浴器,他买来了一个圆柱形金属桶,一个压力传感开关,两个圆柱体以及细线若干。
初步设计如图13所示,其中A、B 两个圆柱体通过细绳与压力传感开关相连。
己知:圆柱形金属桶的底面积Sl =0.5 m2,高h1=50 c m;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力达到10 N时闭合,通过控制水泵从进水口向桶内注水,当拉力等于4N时断开,水泵停止向桶内注水:两个圆柱体的底面积S2=40cm2,高h2=12 cm,每个圆柱体重G=6N。
要求当水桶内储水量达200 L时停止注水,当储水量剩余40L时开始注水。
请你帮助小明的父亲在其初步设计的基础上,求出满足上述要求的两段细线的长度。
(压力传感开关与金属桶间的距离、细绳质量与体积、计算储水量时圆柱体排水体积忽略不计)【解析】圆柱形金属桶内储水量为40L 时水深:H 1=1V S =340100-.5⨯m=8×10-2m 。
圆柱体所受浮力大小:F 1=2×6N-10N=2N 。
2018初中物理竞赛教程(基础篇):第20讲 浮力 浮力的计算(附强化训练题及答案)
第20讲浮力浮力的计算20.1学习提要20.1.1 浮力的性质和特点1. 感受浮力在水面上放一只盒子或一块泡沫塑料,如图20-1所示,让它浮在水面上,然后用手慢慢将它向下按,手感觉到有一个向上顶的力,水对盒子、泡沫塑料等物体有向上托的力,即是浮力。
图20-12. 浮力的性质浮力是浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上的力,它是由于液体或气体对浸入其中的物体上下表面的压力差而产生的,按力的性质分类,浮力属于弹力。
3. 浮力的特点'(1)浮力的施力物体是流体(液体、气体的总称),受力物体是浸入流体中的物体。
(2)浮力的方向总是竖直向上的。
(3)对物体有浮力作用的流体其内部必定有自身产生的压强。
若流体处于失重情况,其自身产生的压强为零,处在其内部的物体也就不受浮力作用。
4. 浮力大小的测定(1)在弹簧测力计下端用细线悬挂一金属块,如图20-2(a)所示,记下弹簧测力计的示数F1。
(2)将金属块浸在盛有水的烧杯中,如图20-2(b )所示,记下弹黉测力计的示数F 2。
(3)弹簧测力计的两次示数差(F 1—F 2)就是金属块受到的浮力大小。
图20-25. 阿基米德原理浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,这就是阿基米德原理。
由公式表示为排液排液浮gV G F ρ==。
6. 对阿基米德原理的说明(1)阿基米德原理既适用于液体,也适用于气体。
在应用公式时各物理量单位取国际单位中的主单位。
(2)公式,所求得的是物体排开液体的重力,而不是物体的重力。
(3)公式中的是物体浸在液体内的体积,而不是物体的体积。
(4)浮力的大小只与物体排开液体的体积及液体的密度有关,而与所浸液体的深度、物体的质量、密度、形状等条件无关。
(5)物体浸在几种分层的液体中时(如图20-3所示),排开液体、、的体积分别为、、,则物体受到的浮力大小为332211gV gV gV F ρρρ++=浮。
历届全国初中物理竞赛浮力(一)
历届全国初中物理竞赛浮力(一)历届全国初中物理竞赛中,涉及到浮力的题目一直备受关注。
浮力是力学中的基本概念之一,对于初中生来说,理解并掌握浮力也是十分重要的。
本文将从三个方面探讨历届全国初中物理竞赛浮力的相关内容。
一、浮力的基本概念在初中物理中,浮力是重要的力学基础概念,它是指任何物体在液体或气体中受到的向上的支持力。
根据阿基米德定律,浮力的大小等于被浸入液体或气体中的物体所排开的液体或气体的体积乘以该液体或气体的密度。
这个定律还告诉我们,当物体密度小于液体或气体时,它将浮在液体或气体表面上;当物体密度大于液体或气体时,它将沉入液体或气体中。
二、历届竞赛中常出现的浮力题目在历届全国初中物理竞赛中,浮力题目一直是考察的重点之一,其中较难的题目往往涉及到多个力学概念知识点的综合考察。
其中常见的浮力题目包括:求物体在液体中的浮力大小、浮力方向和浮力产生的原因;基于浮力的概念讨论物体的浮沉情况;结合浮力和牛顿第二定律,计算物体的加速度;根据浮力条件讨论浮力和重力平衡问题等等。
三、浮力对实际生活的应用浮力是一个普遍存在于我们周围的力,它在我们的日常生活中也有着广泛应用。
例如,船只能在水中浮起来是由于船的密度小于水的密度,把大量气体填在钢铁船的内部,就可以让它浮在水面上;蛙跳进水里能拍出涟漪也是由于蛙的浮力作用;鱼能在水中游动也是因为浮力,鱼类的密度比水密度大,但它们的身体中却有许多鳞片和气泡可以让它们浮起来。
此外,生产、运输、设计等领域中的很多实际问题,都需要灵活运用浮力这一物理概念。
综上所述,历届全国初中物理竞赛中对浮力的运用是极其重要的一部分,它涉及到众多的概念和知识点,需要我们充分理解和掌握浮力的基础原理,不断实践和思考,才能在竞赛中取得优异的成绩。
此外,在日常生活中我们也需要关注浮力的应用,将物理学知识与实际问题结合,帮助我们更好地理解、认识和应用浮力。
2023年中考物理复习专题10浮力
专题10浮力知识点一:浮力的产生1、浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它向上的力叫做浮力。
2、浮力的大小:F 浮=G -F 液(F 液为物体浸在液体中的示数),这种方法叫称重法。
3、浮力的方向:竖直向上;施力物体是液体(气体)。
4、浮力产生的原因:液(气)体对物体向上和向下的压力差即为浮力。
知识点二:阿基米德原理1、内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重力。
2、公式:F 浮=G 排=ρ液gV 排。
(1)“浸入”包括“全部浸入”,此时V 排=V 物和“部分浸入”,此时V 排<V 物。
(2)液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
(3)由公式可知:当物体排开液体的体积V 排一定时,物体受到的浮力F 浮与液体的密度ρ液成正比;当在同一种液体中时,ρ液是一定的,物体受到的浮力F 浮与排开液体的体积V 排成正比;当同一物体漂浮在不同的液体上,F 浮一定,物体排开液体的体积V 排和液体的密度ρ液成反比。
(4)适用条件:液体(或气体)。
知识点三:物体的浮沉条件1.假设某物体浸没液体中处于静止状态,只受浮力和重力,其浮沉情况:上浮下沉悬浮漂浮沉底F 浮>G F 浮<G F 浮=G F 浮=G F 浮+N =G ρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液<ρ物V 排=V 物V 排=V 物V 排=V 物V 排<V 物V 排=V 物处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用可以停留在液体任何深度处;处于静态,受平衡力作用是“上浮”过程的最终状态;处于平衡状态(运动状态不改变),受平衡力作用处于静态,受平衡力作用;是“下沉”过程的最终状态判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F 浮与G 的大小或比较ρ液与ρ物的大小。
知识点四:浮沉条件的应用1、轮船(1)工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
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初中应用物理知识竞赛题分类解析专题十、浮力一、选择题1.(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中,说法错误的是( )A.高原反应——大气压和海拔高度的关系B.飞机飞行时获得升力——流体压强和流速的关系C.水下潜水艇能够上浮——液体压强和深度的关系D.利用高压锅容易将饭煮熟——沸点和气体压强的关系1.答案:C解析:水下潜水艇能够上浮,是由于浮力大于重力,选项C说法错误。
2.(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图7所示:在研究浮力的大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。
根据以上事实,下列猜想最符合研究目的的是A.用力越大,物体排开水的体积越大B.液体密度越大,物体所受浮力越大C.物体的体积越大,所受浮力越大D.物体排开水越多,所受浮力越大2. 答案:D解析:用力越大,物体排开水的体积越大,但是不符合研究浮力的大小的目的。
根据将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多,不能得出液体密度越大,物体所受浮力越大,不能得出物体的体积越大,所受浮力越大。
将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多,说明物体排开水越多。
而用力大,说明所受浮力越大。
选项D正确。
3.设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,下列说法中正确的是A.船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变B.船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小C.船受到的重力将不变,船的吃水深度也不变D.船受到的重力将不变,船的吃水深度将减小答案:A解析:对于漂浮在水面上的船来说,所受浮力等于船的重力;若地球的引力减小一半,其g值减小一半,船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变,选项A 正确。
4.如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h。
密度为ρ(ρ<ρ水),半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中,然后向容器内注水,则A.注水前,木块对容器底的压力为4πR2ρghB.注水前,木块对容器底的压强为2ρghC.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为πR2ρhD.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh答案:D 解析:根据柱体压强公式,注水前,木块对容器底的压强为ρgh,压力为πR2ρgh,选项AB错误;若使木块竖直漂浮,由阿基米德定律,木块排开水的重力等于πR2ρgh,由于圆柱形薄壁容器底面是实心圆柱体木块底面面积的4倍,所以,向容器中注入水的质量至少为3πR 2ρh ,选项D 正确C 错误。
5.甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图7所示。
甲、乙两容器的底面积分别为S 1和S 2,且2S 1=3S 2。
甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为p 1。
乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为p 2,且p 2=2p 1。
将A 球浸在甲容器的液体中,B 球浸在乙容器的液体中,两容器中均无液体溢出。
液体静止后,甲、乙两容器底受到液体的压力相等,A 、B 两球所受浮力分别为F 1和F 2。
则下列判断正确的是A .F 1>F 2 ,ρ1<ρ2B .F 1 = F 2 ,ρ1<ρ2C .F 1<F 2 ,ρ1>ρ2D .F 1<F 2 ,ρ1<ρ2答案:A 解析:由液体压强公式p=ρgh ,p 2=2p 1,可得ρ2=2ρ1,ρ1<ρ2。
此时甲、乙两容器底受到液体的压力分别为F 1= p 1 S 1,F 2= p 2 S 2,甲、乙两容器底受到液体的压力之比为3∶4。
A 球浸在甲容器的液体中,B 球浸在乙容器的液体中,液体静止后,甲、乙两容器底受到液体的压力相等,说明A 球对甲液体作用力大于乙,根据力作用的相互性,A 球受到的浮力较大,即F 1>F 2 ,选项A 正确。
6.如图所示是我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器,它可达到的最大下潜深度为7km ,具有无动力下潜上浮先进技术,具有近底自动肮行和悬停定位等多项先进功能.其中“深海潜水器无动力下潜上浮技术”主要是在潜水器两侧配备4块压载铁,重量可以根据不同深度与要求调整.1标准大气压近似取图7 乙甲ρ0=1.0x×105Pa,海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,下列说法正确的是()A.水下7km处的压强相当于70个大气压B.若潜水器最快下潜的速度是42m/min,则到达7km海底需要4h.C.潜水器在水面下处于悬停时,它在竖直方向上受到的重力与浮力是一对平衡力.D.深海潜水器和一般潜艇都是采用抛弃压载铁的办法实现上浮答案:C解析:水下7km处的压强是p=ρ液g h=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa,1个标准大气压P0=1.0×105Pa,相当于=700个,选项A说法错误;潜水器最快下潜的速度是42m/min,则到达7km海底需要t=s/v=7000m42m/min =5003min=2.8h,选项B错误;潜水器在水面下处于悬停时,它在竖直方向上受到的重力与浮力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,选项C说法正确;深海潜水器采用抛弃压载铁的办法实现上浮,而潜艇使用压缩空气把空气舱中的海水逼出去达到上浮的目的,选项D 错误。
7. (2011上海初中物理知识竞赛题)如图所示,密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。
若将木块虚线以下的部分截去,则()A. 木块和水面均下降,且下降的高度相同B. 木块和水面均下降,且木块下降的高度更大C. 木块和水面均下降,且水面下降的高度更大D. 木块下降,水面上升,且变化的高度不相同7.答案:B解析:若将木块虚线以下的部分截去,根据阿基米德原理,木块和水面均下降,且木块下降的高度更大,选项B正确。
8 (2009上海初中物理知识竞赛复赛题).如图所示容器内放有一长方体木块M,上面压有一铁块m,木块浮出水面的高度为h 1(图a);用细绳将该铁块系在木块的下面,术块浮出水面的高度为h2(图b);将细绳剪断后(图c),则木块浮出水面的高度h3为:( )(A) h1+ρ铁(h2- h1)/ρ水(B) h2+ρ铁(h2- h1)/ρ水(c) h1+ρ木(h2- h1)/ρ水(D) h2+ρ铁(h2- h1)/ρ木.答案:A解析:设木块底面积为S,高h,由题述可知铁块体积为(h2- h1)S。
由图a,利用平衡条件可得ρ水gS(h-h1)=(m+M)g,,由图c,利用平衡条件可得ρ水gS(h-h3)= Mg,,m=ρ铁(h2- h1)S,联立解得:h3= h1+ρ铁(h2- h1)/ρ水,选项A正确。
9.如图所示,将一个由某种材料制成的空心球放入甲液体中时,小球漂浮;当把它放入乙液体中时,小球悬浮。
则下列判断正确的是A.球在甲、乙两种液体中受到的得浮力不相等B .甲液体的密度大于乙液体的密度C .该材料的密度一定等于乙液体的密度D .该材料的密度一定小于甲液体的密度答案:B 无论漂浮还是悬浮,小球所受浮力都等于重力,选项A 错误;球放入甲液体中时,小球漂浮,说明甲液体密度大于球平均密度;球放入乙液体中时,小球悬浮,说明乙液体密度等于球平均密度,所以甲液体的密度大于乙液体的密度,选项B 正确;由于球空心,该材料的密度一定大于乙液体的密度,选项C 错误;该材料的密度不一定小于甲液体的密度,选项D 错误。
10. 选择优良种子,是农业丰收的基本保证,盐水选种是我国农民常采用的选种方法:将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种沉入水底,次种则漂浮于水面,很快就能完成选种工作,如图5所示。
但盐水浓度的把握是关键,如果盐水的浓度太低,则可能A.所有种子都漂浮在水面B.所有种子都不受浮力C.只有少量次种漂浮D.良种漂浮,而次种下沉答案:C解析:如果盐水的浓度太低,则盐水密度比较小,只有少量次种漂浮,选项C 正确。
二.填空题 图5 次种 良种1、小明利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”,用图所示的方法测量液体的密度。
“土密度计”在酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为2cm;“土密度计”在水(ρ水=1.0×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为3cm。
“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm。
则此硫酸铜溶液的密度为_____________ kg/m3。
答案:1.25×103kg/m3 解析:设“土密度计”等效圆柱体总长度为L,横截面积S,重力G,“土密度计”在酒精中静止时,ρ酒精g(L-h1)=G,“土密度计”在水中静止时,ρg(L-h2)=G,“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时,ρg(L-h3)=G,联立解得ρ=1.25水×103kg/m3。
2.甲、乙两溢水杯放在实验桌上,分别盛满水和酒精,酒精的密度为0.8×103kg/m3。
将密度为0.9×103kg/m3的小球M轻轻放入甲溢水杯的水中,小球M静止时从甲溢水杯中溢出9g的水,则小球体积为;将小球M轻轻放入乙溢水杯的酒精中,小球M静止时从乙溢水杯中溢出g的酒精。
答案:10cm38解析:轻轻放入甲溢水杯的水中,小球漂浮,所受浮力等于mg。
根据从甲溢水杯中溢出9g的水可知,小球质量为m=9g,体积V=m/ρ球=10 cm3。
将小球M轻轻放入乙溢水杯的酒精中,小球M下沉,从乙溢水杯中溢出酒精体积为V=10cm3,质量为m’=ρ酒V= 0.8×103kg/m3×10cm3 =8g。
3.钻井平台被称为流动的岛屿,我国自行设计的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”号于2012年5月9日正式在南海开钻,一方面宣誓我国领海主权的存在,另一方面可以获得大量的海底石油资源.“海洋石油981”号的最大作业水深3000m,当工作设备到达最大水深处作业时,受到海水的压强为Pa;平台自身的质量3万吨,上有工作人员200人,从船底到井架顶高147m,如不考虑工作人员的重力,则平台受到的浮力为N,排开海水的体积为m3.(假定海水的密度保持为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)答案:3×107 3×108 3×104解析:当工作设备到达水深3000m处时,由液体压强公式可知,受到海水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m =3×107Pa;平台受到的浮力等于平台自身的重力,为F浮=mg=3×107kg×10N/kg=3×108N;由F浮=ρgV解得排开海水的体积为V=3×104 m3.。