初中物理浮力与压强例题及详细解析(经典9题)

初中物理浮力与压强经典例题及详细解析

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

精析 阿基米德原理的数学表达式为：F浮＝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，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/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＝物gV物

计算物体在液体中受的浮力：F浮＝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 铁＝7.9g/cm3

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

m铁V排＝V铁＝铁79g37.8g/cm＝＝10 cm3

m排＝液gV排＝1g/cm3×10 cm3＝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液和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________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

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

F浮V排＝水g＝

9.8N1.0103kg/m39.8N/kg

＝1×10—3m3

浸没：V＝V排＝1×10—3m3

m铜G铜球中所含铜的体积V铜＝铜＝铜g

＝

43N1.0103kg/m39.8N/kg

≈0.49×10—3m3

V空＝V—V铜＝1×10—3m3—0.49×10—3m3

＝0.51×10—3m3

答案 0.51×10—3m3

例4（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＝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．

mV球GgV球解法1 求出铜球的密度：球＝0.9kg/dm3×103kg/m3

＝（g4.5N310N/kg0.5dm取10N/kg）球＝＝0.9kg/dm3＝

这是一个空心铜球，且球＜水，所以球静止后，将漂浮于水面，得F浮＝G＝4.5N．

解法2 求出铜球浸没在水中时受的浮力F浮＝液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5×10－3m3＝5N．

答案 4.5N

例5 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．（酒＝0.8×103kg/m3）

解 判断此物体在水中和酒精中的状态

m45g3求出物体密度：物＝V＝50cm＝0.9g/cm3

∵ 物＜水，物体在水中漂浮．

F水浮＝G

m排水g＝m物g

∴ m排水＝m物＝45g

又∵ 物＜酒精，物体在酒精中沉底．

F酒精浮＝酒精V排g，浸没：V排＝V＝50cm3 m排精浮＝酒精V排＝0.8g/cm3×50cm3＝40g

答案 溢出水的质量是45g，溢出酒精的质量是40g

有的同学对物体在液体中的状态不加判断，而是两问都利用V排＝50cm3进行求值．造成结果错误．V排＝50 cm3进行求解。造成结果错误．

例6 （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

图1—5—3

精析 结合浸没在水中物体的受力分析，考查学生对受力分析、合力等知识的掌握情况．

【分析】 绳子未断时，A物体受3个力：重力GA，拉力F，浮力F浮．3个力关系为：GA＋F＝F浮，求得F浮＝5N＋3N＝8N．绳子剪断后，物体只受重力和浮力，且浮力大于重力，物体上浮，浮力大小仍等

于8N．合力F合＝F浮—G＝8N—5N＝3N

合力方向：与浮力方向相同，竖直向上．

答案 B

例7 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

【分析】 轮船在河里和海里航行，都处于漂浮状态，F浮＝G．

因为轮船重力不变，所以船在河里和海里所受浮力相同．A选项正确．又因为海水＞河水， 所以V排

海水＜V排河水，在河水中没入的深一些．

密度计的原理如图1—5—4，将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中，由于密度计均处于漂浮状态，所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力．可见，密度计没人液体越多，所测得的液体密度越小．

甲 乙

F甲浮＝F乙浮＝G

根据阿基米德原理：

甲gV排甲＝乙gV排乙

∵ V排甲＞V排乙 ∴ 甲＜乙

答案 A

例8 （北京市西城区中考试题）如图1—5—5，展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”．曹冲运用了等效替代的方法，巧妙地测出了大象的体重．请你写出他运用的与浮力相关的两条知识．（1）．．_______________________；（2）_______________________．

图1—5—5

精析 此题考查学生通过对图形的观察，了解此图中G象＝G石的原理．

【分析】 当大象在船上时，船处于漂浮状态，F了当时船排开水的体积为V排．

浮′＝G船＋G象，曹冲在船上画出标记，实际上记录

用这条船装上石头，船仍处于漂浮状态，F浮′＝G船＋G石，且装石头至刚才画出的标记处，表明此时

船排开水的体积V排′＝V排．根据阿基米德原理，两次浮力相等．两次浮力相等．便可以推出：G象＝G石．

答案 （1）漂浮条件 （2）阿基米德原理

例9 如图1—5—13（a），在天平左盘放一杯水，右盘放砝码，使天平平衡．

（a） （b）

图1—5—13

（1）将一质量为27g的铝块（铝＝2.7g/m3）放入左盘水中，水不溢出，天平还能平衡吗？

（2）将铝块如图1—5—13（b）方式放入左盘中，天平还能平衡吗？

解 （1）因为铝＞水，放入容器中，铝块将沉底，容器底部增加的压力就是铝块重力．

天平此时不平衡，左盘下沉，右盘增加27g砝码，可使天平再次平衡．

（2）铝块浸没于水中，但未沉底，此时容器中液面升高△h，容器底部增加的压力△F＝水g△h·S＝水gV铝＝F浮．

m铝块体积，V积＝

铝27g32.7g/cm＝＝10cm3

铝块排开水质量：m排＝水V铝＝1g/cm3×10cm3＝10g

天平不平衡，左盘下沉．右盘再放10g砝码，可使天平再次平衡．