2019中考物理專題復(fù)習(xí)講座 5 阿基米德原理、浮力的計(jì)算與應(yīng)用試題
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1、阿基米德原理、浮力的計(jì)算與應(yīng)用 本次主題 2019中考物理復(fù)習(xí)專題講座 ------ 阿基米德原理、浮力的計(jì)算與應(yīng)用 本次課涉及 知識點(diǎn) 羅列 1、 了解浮力產(chǎn)生的原因。 2、 理解阿基米德原理及應(yīng)用。 3、 根據(jù)阿基米德原理推出求浮力的公式,會(huì)用浮力公式解題。 4、 了解物體的浮沉條件,并會(huì)利用浮沉條件解題。 同學(xué)們,對于浮力這一單元我們還記得一些吧,這一章的特點(diǎn)很明顯,從書本上看內(nèi)容不多也不難,但從近幾年的中考試卷來看,本章為必考內(nèi)容,而且所占的分值還不少,題型為多樣化,如果把阿基米德原理實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)探究題來考查,分值在5--8分,也有的地區(qū)把浮力
2、的計(jì)算作為計(jì)算題或壓軸題,這樣本單元所占的分值比例應(yīng)該在8---10分;可見,把握好浮力的相關(guān)知識點(diǎn),對于我們廣大考生相當(dāng)重要,如果我們只停留在課本的知識體系中,考試可能會(huì)丟分。下面我們用七步教學(xué)法來為大家梳理本章的知識點(diǎn)與考點(diǎn),以助力大家輕松應(yīng)對浮力問題的考查。 特別說明:煩請各位老師,在把本學(xué)案打印給學(xué)生之前,刪除答案部分,謝謝。 一、 基礎(chǔ)點(diǎn)睛 1、 浮力的定義:浸在液體中物體,所受到的向上托起的力叫浮力。(請注意浸在與浸沒的區(qū)別)。物體在液體、氣體中都會(huì)受到浮力。 2、 浮力產(chǎn)生的原因:浸在液體或氣體中的物體,上下表面受到的壓力肯定不同,就是由于物體上下表面受
3、到得到壓力差,對物體產(chǎn)生了一個(gè)向上托起的力,這就是浮力產(chǎn)生的原因。 如右圖所示,方塊體上下表面處在水中的深度不同,受到的 壓力不同,就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的壓力差,這個(gè)壓力差就是 浮力產(chǎn)生的原因。要注意的是:(1)有些物體浸在水中,但 上表面在水外,浮力就是下表面受到的向上的壓力。(2)圓 柱體埋在水中(如電線桿)、大底朝下的園臺(tái)體與容器的底部 緊密接觸,底部不進(jìn)水時(shí),都是不受到浮力的。如右圖所示, 石蠟快與容器底部緊密接觸,水進(jìn)不去,不受到浮力,因此 石蠟快在水中不會(huì)上浮。 3、 直接測量浮力的大?。? 如右圖所示,利用彈簧測力計(jì)可以直接 測量浮力的大小,同時(shí)可以看出,物體排
4、 開液體的體積越大,所受到的浮力就會(huì)越大, 同一個(gè)物體浸入在不同的液體中時(shí),受到的浮力 也不同,下面由阿基米德原理實(shí)驗(yàn)裝置可以探究出浮力的大小究竟等于什么。 4、阿基米德原理: 在右圖中用圖1的示數(shù)減去圖3 的示數(shù),就是金屬塊在水中受到 的浮力,再用圖4的示數(shù)減去圖2的示數(shù),就是金屬塊排開液體的重 力,由此可見,浸在液體中的物體,所受到浮力等于物體排開的液體所受到 的重力,這就是阿基米德原理。 5、求浮力的公式:上面的探討中我們了解了阿基米德原理,知道了浮力等于什么,那么,浮力如何來計(jì)算呢?我們必須推出用來求浮力的公式。 我們要明確的是,浮力的大小等于物體排開液體的重力,那
5、么排開液體的重力就應(yīng)該等于排開液體的質(zhì)量乘以g,于是浮力的公式就顯而易見: F=G排=Vρg, 式中的V表示物體排開液體的體積,單位是m3,ρ表示液體的密度,單位是kg/m3,這樣,F(xiàn)的單位自然就是N,于是,浮力的公式就推出來啦,我們要會(huì)利用浮力公式進(jìn)行最基本的運(yùn)算。 6、物體的浮沉條件及其運(yùn)用:浸沒在液體中的 物體,受到了重力和浮力,它究竟是上浮還是下沉 呢?比較這兩個(gè)力的大小就會(huì)明白。 由圖可知,物體的浮沉可以歸納為: 當(dāng)F大于G時(shí),物體會(huì)上??;當(dāng)F等于G時(shí)物體會(huì)懸浮;當(dāng)F小于G時(shí),物體會(huì)下沉,同學(xué)們可要記住了。 物體的浮沉條件在實(shí)際當(dāng)中運(yùn)用比較廣泛,例如:(1)、農(nóng)民在
6、春天育秧苗時(shí),需要選出飽滿的稻子作為種子,就采取泥水選種,使泥水的密度變大。浮力大于癟谷的重力,讓癟谷漂浮,飽滿的種子下沉,這樣就可以分離開來。(2)、氫氣球就是利用空氣的浮力大于氣球的重力,讓氣球升空。 關(guān)于浮力在實(shí)際中的應(yīng)用例子較多,大家再思考吧,一定要讓我們學(xué)的物理知識與生活實(shí)際相結(jié)合喲。 二、夯實(shí)小練: 同學(xué)們,上面給你們講解了本講的基礎(chǔ)知識點(diǎn),大家知道了阿基米德原理及計(jì)算浮力的公式,并了解了物體的浮沉條件,你是否能夠把握透徹了呢?來上幾題,我們來小練一把吧。 1、在一支平底試管內(nèi)裝入適量鐵砂,先后放入裝有甲、乙兩種不同液體的燒杯里,如圖所示。下列說法正確的是( )
7、A、試管在甲液體中受到的浮力較大 B、試管在乙液體中受到的浮力較大 C、裝甲液體的燒杯底部所受液體壓強(qiáng)較大 D、裝乙液體的燒杯底部所受液體壓強(qiáng)較大 答案:D;解析:A、B、由圖知:同一支試管,在兩種液體中都是漂浮的,所以受到的浮力都等于它的重力而相等。此兩選項(xiàng)均錯(cuò)誤; C、D、由圖知:浮力相同時(shí),試管排開甲液體的體積較大,由公式ρ液=F浮gV排知,所以甲液體的密度較??;已知兩種液體的深度相同,ρ甲<ρ乙,由公式p=ρgh知:甲液體對燒杯底部的壓強(qiáng)較小,乙液體對容器底部的壓強(qiáng)較大。所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。 2.體積相同的鉛球、銅塊和木塊,浸在液體中的情況如圖所示,比較它們受到的浮
8、力大小,正確的是( ) A. 鉛球受到的浮力最大 B. 木塊受到的浮力最大 C. 銅塊受到的浮力最大 D. 他們受到的浮力一樣大 答案:D;解析:由圖可知,鉛球、銅塊和木塊均浸沒在同種液體中, 因物體浸沒時(shí)排開液體的體積相等, 所以,體積相同的鉛球、銅塊和木塊排開液體的體積相等, 由F浮=G排=ρ液gV排可知,它們受到的浮力一樣大。 3、如圖所示,在水平桌面上有甲乙兩個(gè)相同的燒杯,燒杯內(nèi)分別裝有不同的液體,把同一個(gè)雞蛋分別放入甲、乙兩杯液體中,雞蛋在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,兩液面相平。關(guān)于這一現(xiàn)象,下列說法中正確的是( ) A. 甲杯中的液體密度小于乙杯中的液
9、體密度 B. 甲杯中的雞蛋排開液體的重力大于乙杯中的雞蛋排開液體的重力 C. 甲杯中的液體對杯底的壓強(qiáng)等于乙杯中的液體對杯底的壓強(qiáng) D. 甲乙兩個(gè)燒杯對水平桌面的壓強(qiáng)相等 答案:B;解析:(1)由圖可知,雞蛋在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和下沉狀態(tài),物體漂浮或懸浮時(shí),受到的浮力和自身的重力相等;物體下沉?xí)r,浮力要小于重力,故雞蛋在甲中受到的浮力大于在乙中受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理知:雞蛋排開甲液體的重力大于乙杯中的雞蛋排開液體的重力,故B正確; (2)ρ甲>ρ物時(shí)物體漂浮,ρ乙<ρ物時(shí)物體下沉,故甲杯中液體的密度大于乙杯中液體的密度,兩杯中液面相平,由p=ρgh可知,甲杯底壓強(qiáng)大于乙杯
10、底壓強(qiáng),故AC錯(cuò)誤。 (3)因?yàn)殡u蛋在甲中漂浮,乙中下沉,V排甲<V排乙, 又因?yàn)閮梢好嫦嗥?,液體的體積與排開液體的體積之和相同; 所以甲液體的體積大于乙液體的體積,由(2)知ρ甲>ρ乙 根據(jù)m=ρV知,m甲>m乙,G甲>G乙 甲乙兩個(gè)燒杯對水平桌面的壓力:F=G液體+G雞蛋+G容器 所以F甲>F乙,根據(jù)p=FS知,甲燒杯對水平桌面的壓強(qiáng)大于乙燒杯對水平面的壓強(qiáng),故D錯(cuò)誤。 4、在木棒的一端纏繞一些銅絲做成簡易密度計(jì),將其放入盛有不同液體的燒杯中,它會(huì)豎直立在液體中,由觀察到的現(xiàn)象可以判斷,下列燒杯中的液體密度最大的是( ) A.A B.B C.C
11、 D.D 答案:C;解析:因?yàn)橥粋€(gè)密度計(jì)放在A、B、C、D液體中都漂浮,根據(jù)漂浮條件可知,密度計(jì)在A、B、C、D種四液體中受到的浮力都等于密度計(jì)受到的重力G, 即:F浮A=F浮B=浮C=F浮D=G, 由圖知密度計(jì)排開液體的體積V排D>V排B>V排A>V排C, 由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知, 密度計(jì)排開C液體的體積小,所以C液體的密度大,即ρD<ρB<ρA<ρC。 三、經(jīng)典呈現(xiàn): 為了讓廣大考生對本次課程所涉及到的知識點(diǎn)進(jìn)一步了解,我們收集了近兩年的經(jīng)典題目,主要是考卷中的壓軸題,展示給廣大考生,開拓我們的視野,訓(xùn)練我們的發(fā)散思維能力,輕松應(yīng)對考試。 1、如圖所示,質(zhì)量
12、相等的A、B、C三個(gè)小球,下列說法正確的是( ) A. 如果三個(gè)小球都是空心的則它們的體積可能相等 B. 如果三個(gè)小球都是空心的,則它們所受的浮力大小關(guān)系為FA>FB>FC C. 如果三個(gè)小球都是實(shí)心的則它們密度大小關(guān)系ρA>ρB>ρC D. 如果三個(gè)小球的材料相同,則A,B兩球一定是空心的 答案;D;解析:A、由題知,三球的質(zhì)量相等、重力相等,A球漂浮FA=G、V排A<VA,B球懸浮FBG、V排B=VB,受到的浮力相等、排開液體的體積相等,V排A=V排B所以VA>VB,三球的體積不能相等,故A錯(cuò); B、由題知,三球的質(zhì)量相等、重力相等,A球漂浮F浮A=G,B球懸浮F浮B=G
13、,所以AB兩球受到的浮力相等,故B錯(cuò); C、由題知,A球漂浮ρ液>ρA、B球懸浮ρ液=ρB、C球沉底ρ液<ρC,所以三球密度ρA<ρB<ρC,故C錯(cuò); D、由題知,三球的質(zhì)量相等、重力相等,A球漂浮F浮A=G、V排A<VA,B球懸浮F浮B=G、V排B=VB,C球下沉F浮C<G、V排C=VC,所以AB兩球受到的浮力相等,大小等于G;C球受到的浮力小于G,V排A=V排B>V排C,VA>VB>VC;若三球由同種材料制成,三球質(zhì)量相等,若C球是實(shí)心的,A球和B球一定是空心的,若C球是空心的,A球和B球也一定是空心,故D正確。 2、某物理興趣小組,在測量一個(gè)實(shí)心小物體的密度時(shí),采用了如下實(shí)驗(yàn)操作:
14、首先用天平測出物體的質(zhì)量m0;然后在小燒杯中裝入一定量的水,用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量m1;再?用細(xì)線將物體系好后,用手提著細(xì)線使物體浸沒在此燒杯的水中(水無溢出且物體不接觸燒杯),此時(shí)天平平衡時(shí)測量值為m2,如圖所示.下列說法正確的是( ) A. 物體在水中受到的浮力是m0g B. 物體在水中受到的浮力是(m2?m1)g C. 物體的密度是m0/(m2?m1)ρ水 D. 物體的密度是m0/(m2?m0)ρ水 答案:BC;解析:A、B,實(shí)心小物體浸沒水中,以燒杯和水以及物體為一整體,設(shè)繩子拉力為F拉,平衡后,F(xiàn)左=F右,即:m1g+m0g?F拉=m2g…①; 以浸在水中的物體
15、為研究對象有:m0g=F拉+F浮…②, ①②聯(lián)立可得:F?。剑╩2?m1)g,故A錯(cuò)誤,B正確。 C、D,根據(jù)阿基米德原理可得:F浮=ρ水V排g,即物體的體積為:V=V排=(m2?m1)ρ水…③, 所以物體的密度為:ρ=m0V,代入③,即:ρ=m0m2?m1ρ水,故C正確,D錯(cuò)誤。 3、為了直觀驗(yàn)證阿基米德原理,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,把彈簧測力計(jì)上端固定在鐵架臺(tái)上,用粗鐵絲做一個(gè)框,掛在彈簧測力計(jì)掛鉤上。在粗鐵絲框上端懸吊一個(gè)金屬塊,下端放一小杯。在金屬塊的正下方,有一個(gè)溢水杯,溢水杯放置在鐵架臺(tái)的支架上,溢水杯跟金屬塊、粗鐵絲都不接觸。 (1)平穩(wěn)緩慢地抬高溢水杯支架,使金屬塊完全浸沒
16、入水中(如圖甲→乙→丙),在此過程中。彈簧測力計(jì)示數(shù):F甲?___F乙(選填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)再平穩(wěn)緩慢地降低溢水杯支架,使金屬塊完全離開水面(如圖?。???梢杂?jì)算出圖丙中金屬塊所受到的浮力約為_______N,此時(shí)浮力的測量數(shù)值比真實(shí)數(shù)值將 _______(選填“偏大”或“偏小”)。 答案:(1)等于;(2)1.2;偏大。解析:(1)平穩(wěn)緩慢地抬高溢水杯支架,使金屬塊完全浸沒入水中(如圖甲→乙),由阿基米德原理可知,在此過程中甲受到的浮力等于排開液體所受的重力,故F甲?=F乙; (2)由圖丙、丁可知,彈簧測力計(jì)的分度值,0.2N,圖丁G=4.4N,圖丙F示=3
17、.2N, 圖丙中金屬塊所受到的浮力約為: F?。紾?F示=4.4N?3.2N=1.2N; 金屬塊完全離開水面時(shí)要帶一些小水滴,使重力G測的數(shù)值偏大,根據(jù)F?。紾?F示可知,此時(shí)浮力的測量數(shù)值比真實(shí)數(shù)值將偏大。 4、下列關(guān)于浮力的說法正確的是( ) A.懸浮在河水中的魚所受的浮力等于自身重力 B.軍艦在大海中平穩(wěn)航行時(shí),所受的浮力大于重力 C.雞蛋放入清水中沉在杯子底部是因?yàn)殡u蛋在清水中不受浮力 D.阿基米德原理指出物本所受的浮力等于液體的重力 答案:A; 解析:A.物體懸浮時(shí),在液體中的所受的浮力和自身的重力相等,故A正確;B.軍艦在大海中平穩(wěn)航行時(shí),始終處于漂浮狀態(tài),所
18、受的浮力等于重力,故B錯(cuò)誤;C.雞蛋放入清水中沉在杯子底部,是因?yàn)殡u蛋受到的浮力小于自身的重力,故C錯(cuò)誤;D.阿基米德原理說明物體所受浮力大小等于排開液體所受的重力,而不是等于液體的重力,故D錯(cuò)誤。 四、思維拓展 上面我們點(diǎn)出了經(jīng)典的題型,為了讓廣大考生檢測自己對本次所講的知識點(diǎn)理解情況,下面列出了幾題,讓同學(xué)們自己去做,拓展我們的思維,看看自己是否能夠把握經(jīng)典的題型,這對完成考卷中的壓軸題大有好處呢。 1、如圖所示,A、B體積相同。B、C質(zhì)量相等,將它們放入水中靜止,A漂浮、B懸浮、C沉底。則下列說法正確的是( ) A. A所受到的浮力一定大于B所受的浮力 B. B下表面
19、所受的壓力不一定大于A下表面所受的壓力 C. C所受的浮力一定小于B所受的浮力 D. C所受的浮力一定小于A所受的浮力 答案:C ;解析:A、由圖可知,A漂浮,B懸浮,則V排A<VA,V排B=VB, 因?yàn)锳與B體積相同, 所以V排A<V排B, 所以根據(jù)F?。溅裧V排可知:FA<FB;故A錯(cuò)誤; B、根據(jù)浮力產(chǎn)生原因可知: FA=FA下?FA上,F(xiàn)B=FB下?FB上, 由圖可知:FA上=0,F(xiàn)B上>0, 所以FA下=FA,F(xiàn)B下=FB+FB上, 由(1)中可知:FA<FB; 所以FB下>FA下,故B錯(cuò)誤; C、因?yàn)锽懸浮,C沉底, 所以FB=GB,F(xiàn)C<GC; 因
20、為B、C質(zhì)量相等,則GB=GC; 所以FB>FC.故C正確; D、因?yàn)镕A<FB;FB>FC。 所以A、C的浮力無法比較,故D錯(cuò)誤。 2、在裝有不同液體的甲、乙兩個(gè)容器中,同時(shí)放入兩個(gè)完全相同的物體,當(dāng)物體靜止后兩容器內(nèi)液面恰好相平,如圖所示。若液體對甲、乙兩容器底部壓強(qiáng)分別是P甲、P乙,液體對兩物體的浮力分別是F甲、F乙,則下列判斷中正確的是( ) A、P甲<P乙,F(xiàn)甲=F乙 B、P甲>P乙,F(xiàn)甲=F乙 C、P甲=P乙,F(xiàn)甲<F乙 D、P甲=P乙,F(xiàn)甲>F乙 答案:A;解析:由題知,兩物體完全相同,物體重相同, 在甲液體中懸浮、在乙液體中漂浮,所受到的浮力相等,都等于物
21、體重; ∵F?。溅岩篤排g,排開甲液體的體積比排開乙液體的體積大, ∴ρ甲<ρ乙, ∵p=ρgh,兩容器液面等高, ∴甲容器液體對底部壓強(qiáng)小于乙容器液體對底部壓強(qiáng),即:p甲<p乙。 3、邊長10cm的正方體物塊(ρ物<ρ水)放入圓柱形容器底部,如圖1所示。逐漸向容器內(nèi)倒入水(水未溢出),測量容器內(nèi)水的深度h,分別計(jì)算出該物塊對應(yīng)受到的浮力F浮,并繪制了如圖2(實(shí)線)所示的圖象(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。 (1)在水中,h=11cm時(shí),物塊處于_______狀態(tài)(選填“漂浮”、“懸浮”、“沉底”),物塊重為______N; (2)未倒水前物塊對容器底部的壓強(qiáng)為
22、__________Pa,物塊的密度為______kg/m3; (3)更換一種液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),繪制了如圖2(虛線)所示的圖象。h=11cm時(shí),物塊處于_______狀態(tài)(選填“漂浮”、“懸浮”、“沉底”),液體的密度為______kg/m3。 解析:(1)由圖象可知,水的深度從h=9cm以后物體受到的浮力9N不再發(fā)生變化, 因ρ物<ρ水,所以,物體處于漂浮狀態(tài), 因物體漂浮時(shí),受到的浮力和重力相等, 所以,物體的重力G=F?。?N; (2)正方體物塊的底面積S=L2=(10cm)2=100cm2=0.01m2, 則未倒水前物塊對容器底部的壓強(qiáng)為: p=FS=9N0.01m2=
23、900pa; 正方體物塊的體積V=L3=(10cm)3=1000cm3=0.001m3, 物體的密度: ρ=m/V=G/g/V=9N×10N/kg×0.001m3=0.9×103?kg/m3; (3)由圖象可知,當(dāng)h=10cm以后物體在液體中受到的浮力F浮′=6N不變, 因F浮′<G,所以,物體處于沉底狀態(tài), 因物體完全浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等, 故當(dāng)h=11cm時(shí),由F?。溅岩篻V排可得, ρ液=F浮/gV排=6N/10N/kg×0.001m3=600?kg/m3。 故答案為: (1)漂?。?; (2)900;0.9×103; (3)沉底;0.6×103。
24、 4、一個(gè)水泥小池塘中,停著一只載著石塊的船,如果工人把船上的石塊全部投入水中,則池塘水面的高度將 。 答案:下降;解析:石塊在船上時(shí),漂浮 石塊在水中時(shí), , 即, 故 , 水面下降。 五、考點(diǎn)梳理 本講為初中物理知識架構(gòu)中浮力的基礎(chǔ)知識,考分可能在4---8分;很有可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)探究題就是利用類似于阿基米德原理的裝置,探究浮力的大小與什么因素有關(guān),這個(gè)只要我們細(xì)心分析,一般是不會(huì)丟分的。從近兩年各地的試卷來看,出現(xiàn)頻率較高的就是:把浮力的計(jì)算問題作為計(jì)算題來考查,并且題型是多樣的,有圖表信息類的,有文
25、字?jǐn)⑹鲱惖?,還有物體漂浮示意圖的形式,我們可以留意喲!下面來梳理一下本講很可能出現(xiàn)的考點(diǎn). 考點(diǎn)一:以常規(guī)的填空題考查: 例:用一彈簧測力計(jì)掛著一實(shí)心圓柱體,圓柱體的底面剛好與水面接觸(未浸入水),如圖(甲),然后將其逐漸浸入水中,圖(乙)所示是彈簧測力計(jì)示數(shù)隨圓柱體逐漸浸入水中深度的變化情況,則圓柱體受到的最大浮力是 N;圓柱體剛浸沒時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)是 pa。 答案:0.6;1176;解析: 根據(jù)圖象,h=12cm時(shí),圓柱體剛好浸沒, 此時(shí)圓柱體受到的浮力:。 圓柱體剛好浸沒時(shí)下表面受到的壓強(qiáng): 考點(diǎn)二:以普通的選擇題形式考查
26、: 例: 將重為20N的金屬塊掛在彈簧測力計(jì)下,金屬塊體積的1/4 浸入水中并靜止時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)為18N,當(dāng)金屬塊全部浸入水中并與杯底接觸時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)可能變?yōu)椋? ) A.18?N B.16?N C.14?N D.10?N 答案:D;解析:(1)金屬塊體積的1/4浸入水中靜止,金屬塊受到的浮力: ∵ ∴金屬塊的體積: 解得: (2)當(dāng)金屬塊全部浸入水中,受到的浮力:, 當(dāng)金屬塊與杯底接觸時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù): 所以:,所以只有D是可能的。 考點(diǎn)三:阿基米德原理探究實(shí)
27、驗(yàn)的變式考查: 例:如圖所示,彈簧測力計(jì)每小格為0.5N,將一金屬塊掛在彈簧測力計(jì)上靜止時(shí)如圖甲所示;然后將金屬塊浸沒于水中靜止時(shí)如圖乙所示。(g取10N/kg),則金屬塊的密度ρ金為( ) A.1.0×103?kg/m3 B.4.0×103?kg/m3 C.2.0×103?kg/m3 D.4?kg/m3 答案:B:其實(shí),這種題型告訴了我們一個(gè)問題,那就是利用浮力知識可以測出一個(gè)可以沉于水的物體的密度,請你自己計(jì)算一下,看看答案是否是B。 考點(diǎn)四:把浮力計(jì)算作為壓軸題來考查,這類題目較難,我們可要留心喲。 例.如圖所示,甲
28、圓柱形容器中裝有適量的水。將密度均勻的木塊A放入水中靜止時(shí),有2/5的體積露出水面,如圖乙所示,此時(shí)水對容器底部的壓強(qiáng)比圖甲水對容器底部的壓強(qiáng)增加了300Pa。若在木塊A上表面輕放一個(gè)質(zhì)量為m1的物塊,平衡時(shí)木塊A仍有部分體積露出水面,如圖丙所示,此時(shí)水對容器底部的壓強(qiáng)比圖甲水對容器底部的壓強(qiáng)增加了400Pa。若將容器中的水換成另一種液體,在木塊A上表面輕放一個(gè)質(zhì)量為m2的物塊,使平衡時(shí)木塊A露出液面部分與丙圖相同,如圖丁所示。若m1:m2=5:1,ρ水=1.0×103kg/m3。 (1)在木塊A上表面輕放一個(gè)質(zhì)量為m1的物塊平衡時(shí),如圖丙所示,木塊A露出水面的部分占自身體積的多少?
29、(2)另一種液體的密度為多少kg/m3? 解析:(1)設(shè)A的體積為V、容器的底面積為S, A在水中漂浮,浮力等于重力:, 甲圖和乙圖比較,容器底受到的壓力差:, 比較甲乙兩圖,,----① 同理,比較甲丙圖,,----② 由①/②式可得:,此時(shí)木塊A露出水面的部分占自身體積的1/5; (2)在丙圖中,由于m1和A漂浮,可得:, 可得: 在丁圖中,m2和A漂浮可得:, 可得: 因?yàn)椋海? 即: 解得:。 答:(1)木塊A露出水面的部分占自身體積的1/5; (2)另一種液體的密度為0.8×103kg/m3。 六、真題檢驗(yàn): 親愛的同學(xué)們,上面我們對本講的考點(diǎn)進(jìn)行了梳
30、理,你可感覺到浮力知識在考卷中出現(xiàn)時(shí)就是不簡單吧,下面我們再來看看近兩年中考卷中對上述的知識點(diǎn)是怎么考的吧,請你動(dòng)筆做一下,對自己進(jìn)行一次檢驗(yàn)吧! 1.(2018中考、基礎(chǔ)型)甲、乙兩個(gè)完全相同的杯子盛有不同濃度的鹽水,將同一個(gè)雞蛋先后放入其中,當(dāng)雞蛋靜止時(shí),兩個(gè)杯子中液面恰好相平,雞蛋所處的位置如圖所示,則( ) A. 甲杯中的鹽水密度較大 B. 乙杯底部所受的液體壓強(qiáng)較大 C. 甲杯底部所受的液體壓力較大 D. 雞蛋在乙杯中受到的浮力較大 答案:B; 解析:(1)由圖可知,雞蛋在甲、乙兩杯中分別處于懸浮和漂浮狀態(tài), 因?yàn)棣岩海溅盐飼r(shí)物體懸浮,ρ液>ρ物時(shí)物體漂浮,
31、所以乙杯中鹽水的密度大于甲杯中鹽水的密度,故A錯(cuò)誤; 由于兩杯中液面相平,根據(jù)p=ρgh可知,乙杯底受到的壓強(qiáng)大于甲杯底受到的壓強(qiáng);故B正確; 由于甲、乙是兩個(gè)完全相同的杯子,則底面積相同,根據(jù)F=pS可知,乙杯中所受液體的壓力較大,故C錯(cuò)誤; (2)因?yàn)槲矬w漂浮或懸浮時(shí),受到的浮力和自身的重力相等, 所以同一只雞蛋在兩杯中受到的浮力相等,都等于雞蛋的重力,故D錯(cuò)誤。 2.(2018中考、較難題)如圖甲所示的圓柱形容器中裝有適量的某種液體,現(xiàn)將密度為0.6×103kg/m3的正方體木塊A放入容器中,木塊靜止時(shí)露出液面的體積與浸入液體的體積之比為1:3;在木塊上表面輕放一個(gè)物塊B(VA
32、=2VB),A的上表面剛好與液面相平,如圖乙所示。若將物塊B單獨(dú)放入此液體中,它靜止時(shí)將( ) A.懸浮 B.漂浮 C.沉底 D.無法判斷 答案B; 解析:甲圖中,木塊A在液體中漂浮,木塊靜止時(shí)露出液面的體積與浸入液體的體積之比為1:3,則V排=3/4VA, 漂浮時(shí)浮力等于重力,所以ρ液gV排=ρ木gVA, 即:ρ液g×3/4VA=ρ木gVA, 則液體的密度:ρ液=43ρ木=43×0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3; 在木塊上表面輕放一個(gè)物塊B(VA=2VB,則VA=12VA),A的上表面剛好與液面相平,如圖乙所示,因?yàn)檎w漂浮,所以浮力等于總
33、重力, 即:ρ液gVA=ρ木gVA+ρBgVB, ρ液gVA=ρ木gVA+ρBg×12VA, 化簡可得:ρ液=ρ木+12ρB, 則B的密度:ρB=2(ρ液?ρ木)=2(0.8×103kg/m3?0.6×103kg/m3)=0.4×103kg/m3<ρ液,故若將物塊B單獨(dú)放入此液體中,它靜止時(shí)將漂浮。 3、(2017中考題)一個(gè)空心球,空心部分體積為整個(gè)體積的一半,當(dāng)它漂浮在水面上時(shí),有一半體積露出水面,若將空心部分注滿水,放入水中再靜止時(shí)將(水足夠深) ( ) A.漂浮 B.懸浮 C.沉底 D.無法確定 答案:B; 解析:空心部分為整個(gè)體積的一半
34、,且漂浮在水面上露出一半體積,故材料的密度與水的密度相等,注滿水后整個(gè)球的密度與水相等。 此題考查了同學(xué)們的思維縝密程度,不需要計(jì)算,但容易出錯(cuò),警惕喲。 七、 易錯(cuò)點(diǎn)撥 同學(xué)們,浮力問題涉及的知識面比較廣泛,與我們的生活實(shí)際聯(lián)系也比較密切,屬于必考內(nèi)容,老師在出卷時(shí)習(xí)慣放上陷阱題型,一不小心就會(huì)掉下去哦,下面我沒來進(jìn)行點(diǎn)撥,助力你拿到高分喲! 誤區(qū)一:誤認(rèn)為裝有淡水的杯子,水面上的冰塊化成水后,水面會(huì)升高。 解析:如右圖所示,當(dāng)杯子中的冰塊化成水后的體積正好等于開始冰塊排開水的體積,因此杯子中的水面不會(huì)變化。 發(fā)散思維:大海中的冰山融化,海平面為什么會(huì)升高呢? 這個(gè)問
35、題留給你思考吧。 誤區(qū)二:對阿基米德定律中的“浸在”二字不能正確理解。 解析:我們要能夠區(qū)分本講中出現(xiàn)的“浸沒、浸入、浸在、沒入”的具體含義,,阿基米德定律中出現(xiàn)的 浸在 是指完全浸入或部分浸入液體中的物體排開液體的重力,浸入、浸在不一定完全沒入,而浸沒、沒入是指完全沒入液體中了,希望大家區(qū)分開來,答題時(shí)不要混淆。 誤區(qū)三:判斷失誤: 例:體積相同的銅、鐵、鋁三個(gè)小球,放入水中靜止后,如圖所示,已知這三種物質(zhì)的密度關(guān)系是 ρ銅>ρ鐵>ρ鋁,則下面判斷正確的是( ) A.鋁球一定是實(shí)心的,銅、鐵兩球一定是空心 B.三個(gè)小球的浮力關(guān)系:F鋁<F鐵<F銅 C.三個(gè)小球的
36、重力關(guān)系:G鋁>G鐵=G銅 D.三個(gè)小球的質(zhì)量關(guān)系:m鋁>m鐵>m銅
答案:D;解析:同學(xué)們較容易選擇答案A,誤認(rèn)為漂浮的就是空心,沉底的一定是實(shí)心的;其實(shí),因?yàn)殇X的密度大于水的密度,還會(huì)有F
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