資源簡介

2019浙教版中考第二輪復習物理——3、浮力專題


(
模塊一:浮力基本計算
)
(
1.溫故知新
)
兩個完全相同的容器中, 分別盛有密度為、兩種液體, 將甲、乙兩個完全相同的小球分別放入、容器中, 當兩球靜止時, 容器內液面相平, 兩球所處的位置如圖所示.此時甲、乙小球受到的浮力為、, 、兩種液體對容器底的壓強為、,則( )

A. , B. ,
C. , D. ,
C

如圖所示,甲、乙兩個實心小球, 體積分別為V甲、V乙,密度分別為ρ甲、ρ乙, 質量分別為m甲、m乙, 兩個容器A、B中裝有密度分別為ρ1、ρ2的液體, 已知它們的密度關系為ρ1<ρ甲<ρ乙<ρ2, 則( )
A. 若V甲=V乙, 將甲、乙都放入容器A中, 靜止時二者所受浮力之比為ρ甲: ρ乙
B. 若V甲=V乙, 將甲、乙都放入容器B中, 靜止時二者所受浮力之比為ρ1: ρ2
C. 若m甲=m乙, 將甲、乙都放入容器B中, 靜止時二者所受浮力之比為ρ乙: ρ甲
D. 若m甲=m乙, 將甲、乙分別放入容器A、B中, 靜止時二者所受浮力之比為ρ1: ρ甲
(
甲
A

B
乙
)
D






(
甲 乙
)有A、B兩個密度分別為ρA、ρB的實心正方體, 它們所受的重力分別為GA和GB, 它們的邊長之比為2∶1, 它們的密度之比為3∶4. 如圖所示, 水平桌面上有甲、乙兩個相同的圓柱形容器, 分別裝入體積相同的水和酒精, 此時水對甲容器底部的壓強為P1, 酒精對乙容器底部的壓強為P2. 將物體A和B分別放入甲、乙兩容器的液體中, 物體A漂浮, 有1/4的體積露出水面. 液體靜止時, 物體A、B所受浮力分別為FA和FB, 此時甲容器對桌面的壓強增加了P3, 乙容器對桌面的壓強增加了P4, 已知酒精密度是水密度的0.8倍.下列判斷正確的是( )
A. P3∶P4＝1∶6
B. P1∶P2＝5∶6
C. FA∶FB＝15∶2
D. FA∶FB＝5∶2
C

(
2.高端突破:固液相結合
)
規則容器模型
有甲、乙兩只相同的溢水杯分別盛滿密度為的液體, 放在水平桌面上.若將體積為30cm3的小球A輕放入甲溢水杯, 小球A浸沒在液體中, 從甲杯溢出30g液體.若將小球A輕放入乙溢水杯, 小球A靜止時有1/3體積露出液面, 從乙杯溢出40g液體.若用細線分別拉住小球A浸沒在兩杯液體中靜止, 如圖所示, 此時, 兩杯中液體的質量分別為m1、m2, 液體對杯底的壓力分別為F1、F2, 兩杯對桌面的壓力差為4.1N.已知: 小球A的密度大于.(g取10N/Kg)則下列判斷正確的是( )
A.m1=500g B.m2=1000g
C.F1=4.3N D.F2=8.8N

C
解析:由體積為30cm3小球A浸沒在液體中, 從甲杯中溢出30g液體, 可以知道液體=1×103 kg/m3, 由小球A靜止時有1/3體積露出液面, 從乙杯溢出40g液體, 可以知道液體=2×103 kg/m3；
=4/3×103 kg/m3, 所以甲圖中F拉=0.1N
由杯底對的桌面的壓力分別為N1、N2, 兩杯對桌面的壓力差為4.1N, 采用整體法分析:
N1=( m1+m杯+ mA)g－F拉,
N2=( m2+m杯+ mA)g
N2－N1=4.1N 把上述式子代入可得: (m2－m1)V液g=4.1N－0.1N=4N
所以V液=400 cm3 m1=1g/cm3×400 cm3= 400g, m2=2g/cm3×420 cm3= 800g;
對液體對容器底的壓力大小也采用整體法來分析:
F1= m1 g+ F浮1=4N+0.3N=4.3N, F2= m2 g+ F浮2=8N+0.6N=8.6N

(
模塊二:浮力變化量
)


(
1.溫故知新
)

如圖所示, 將重為G的金屬小球用細線系好, 浸入盛水的燒杯中(燒杯中的水沒有溢出), 金屬小球受到的浮力為F浮, 杯底增加的壓力為△F1; 如將此金屬小球直接投入水中, 杯底增加的壓力為△F2, 則下列關系式中正確的是( )
A. △F2-△F1= F浮
B. △F2+△F1= G
C. △F2∶△F1= G ∶F浮
D. △F2∶△F1=F浮∶G
C
(
甲
乙
B
A
)
A和B是密度為ρ=5×103kg/m3的某種合金制成的兩個小球, A球的質量為mA=100g; 甲和乙是兩個完全相同的木塊, 其質量為m甲=m乙=320g, 若用細線把球和木塊系住, 則在水中平衡時如圖所示, 甲有一半體積露出水面, 乙浸沒水中(g取10N/kg),則下列計算正確的是( )
A. 木塊的密度為0.6×103 kg /m3
B. 如果剪斷木塊乙和B球之間的細線, B球靜止后, 所受重力和浮力的合力的大小為4.8N
C. 如果剪斷木塊乙和B球之間的細線, 乙木塊露出水面的體積為4.6×10-4m3
D. 如果剪斷木塊甲和A球之間的細線, A球靜止后, 所受重力和浮力的合力為0.2N
B


如圖所示, 質量為540g的凹形鋁槽, 放入底面積為100cm2的圓柱形液體中, 鋁槽浮在液面上, 槽口恰好與液面相平, 這時液面上升了2.7cm, 若使鋁槽沉入液體中, 則沉入前后液體對容器底部的壓強變化△P＝ Pa.(已知ρ鋁＝2.7×103 kg/m3 ,g＝10N/kg)
140


(
2.突破:浮力變化量與應用
)

宋朝的懷丙用如圖所示的方法打撈落入水底的鐵牛:把一根圓木綁在兩只裝著沙土的打撈船上, 請人潛到水底, 用繩索捆牢鐵牛, 將繩剛好拉直, 并將繩索的另一端捆在兩船間的圓木上. 然后, 把船上的沙土卸走, 鐵牛就被拉起. 假設鐵牛由某種密度為ρ=8×103kg/m3的鐵合金制成, 質量為4.8t, 沉入湖水靜止的湖底, 鐵牛的底部與湖底不密合. 每只打撈船的質量為1.15t, 每只船上各站著2名質量為50kg的工人, 船內裝有等質量的沙土, 圓木的質量為100kg. 兩只船浸入水中的深度相同, 每只船浸入水中的深度與船排開水的體積關系如下表所示. 忽略繩索質量, 湖的面積很大. 如果將船中沙土全部卸光后, 能使鐵牛的底部提升至距離湖底20cm的高度, 最初船離岸時每只船內應裝沙土的質量為______kg. (g取10N/kg)
船浸入水中的深度h/m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
排水體積V/m3 0.7 1.5 2.4 3.4 4.5 5.6


4.3×103

如圖甲所示, 圓柱形平底容器置于水平桌面上, 其底面積為250cm2. 容器內有一個底面積為50cm2、高為20cm的圓柱形物塊, 圓柱形物塊被系在頂部中心的一段細線懸掛起來. 向容器內緩慢注入甲液體, 注完液體后記錄液面的位置, 如圖乙所示, 此時液體對容器底的壓強為p1.已知在注入甲液體的過程中細線對物塊的拉力F隨液體深度h的變化關系圖像如圖丙所示. 現將所有甲液體倒出后, 向容器內緩慢注入乙液體至液面到達標記處, 然后剪斷細線, 物體靜止于容器底時, 乙液體對容器底的壓強為p2, 已知p1—p2的值為480Pa. 則乙液體的密度是 , kg/m3. (g=10N/kg)
(
甲
乙
丙
)









0.9×103
解析:通過圖像的關系可以求出物體的密度是2.7×103kg/m3, 物體最后在甲液體中的浮力是9N, 此時物體浸沒在甲液體中的體積是V=50cm2×(19－4)cm=750cm3, 可以求出甲液體的密度是1.2×103kg/m3, p1=2280 Pa. 如果換在乙液體中, p1與p2的差值為480Pa, 如果p1－p2=480Pa, 則p2=1800 Pa,
此時物體在容器底部, 液體的深度是19cm＋50cm2×(20－15)cm÷50cm2=20cm, 可以求出乙液體的密度是0.9×103kg/m3;


(
模塊三:船球模型
)

圓柱形容器中裝有適量的水, 將一只裝有配重的薄壁長燒杯放入圓柱形容器的水中, 燒杯靜止時容器中水的深度H1, 如圖甲所示. 將金屬塊A吊在燒杯底部, 燒杯靜止時露出水面的高度h1, 容器中水的深度H2, 如圖乙所示. 將金屬塊A放在燒杯中, 燒杯靜止時露出水面的高度h2, 如圖丙所示. 已知圓柱形容器底面積為燒杯底面積S的2倍. 則金屬塊A的密度為



(
模塊四:浮力相關實驗
)

小華探究物體受到的浮力F浮與物體浸入水中深度h的關系.下表中是該實驗獲取的部分數據, 請你根據數據歸納出: 當這個物體時, 物體受到的浮力與物體浸入水中深度的關系式 F?。?
(
h
/
10
－2
m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
F
浮
/N
0
.
2
0
.
4
0
.
6
0
.
8
1
.
0
1
.
2
1
.
2
1
.
2
1
.
2
)



進入水中深度小于(或不大于)6cm; F?。?0N/m · h


小東把一塊橡皮泥捏成小碗的形狀, 開口向上輕輕放入水槽里的水中, 小碗漂浮在水面上. 再把這塊橡皮泥捏成小球狀放入水中, 小球沉入水槽底部. 于是他得出結論: 物體的形狀改變, 放入水中時它受到的浮力一定改變. 只使用上述實驗器材, 設計一個實驗, 證明小東的結論不正確.
(1)寫出實驗步驟和現象;
(2)根據實驗現象分析小東的觀點不正確.
將橡皮泥捏成小碗狀放入水中, 橡皮泥漂浮在水面上(1分). 將同一塊橡皮泥捏成小船狀放入水中, 橡皮泥漂浮在水面上(1分). 小碗和小船受到的重力相同, 漂浮時它們受到的浮力都等于重力. 橡皮泥捏成小碗和小船時形狀發生改變, 而放入水中受到的浮力沒有改變, 小東的結論不正確(1分)
(其它思路合理也得分)
(
模塊五:實驗專練
)

(１)實驗步驟設計
1. 對測量儀器進行調節.(如:調節天平的平衡,電表、彈簧測力計的調零等)
2. 組裝:有電路圖或力學的器材裝置圖的,要寫明按圖連接實物.沒有的,要寫出實驗裝置組裝的主要過程.(如:用細繩做兩個繩套,分別栓牢在杠桿的A點和B點處; 又如:用細線把石塊拴好,使其浸沒在天平左盤上的燒杯內的水中.)
3. 對實驗前器材的初始狀態,實驗中應注意的地方要有交代.(如:調節杠桿使其在水平位置平衡; 斷開開關; 滑動變阻器的滑片位于阻值最大位置.)
4. 要有“用什么儀器”,“測什么物理量”, “用什么物理量的符號表示”,及記錄在數據表格中的敘述.
5. 關于測量次數根據實驗目的確定.
6. 對于間接測量,要寫出利用直接測量數據求待測量的依據或公式. (如:天平量筒測密度ρ＝,伏安法測電阻),但不用寫出計算過程及結果.(如燈泡率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W)
(２)表格設計的結構
表格結構包括:表頭和空格

例如:
s/m
t/s
v/m·s-1

注意:表頭的內容設計要求
物理量:待測物理量+直接測量物理量.
格式:物理量符號/單位符號.
空格的個數:取決于對直接測量量的測量次數.



如圖甲所示為內充氦氣的叮當貓造型的氦氣球, 小蘭知道氣球里的氣體會慢慢跑出, 所以想研究氦氣球中氦氣體積的減少量ΔV隨時間Δt變化的情況, 她利用如圖乙所示的有刻度的杠桿、一個質量m=50g的鉤碼、細線和手表, 設計實驗完成了探究. 請你寫出實驗步驟, 并設計實驗數據記錄表. (提示:氦氣體積的減少量與氣球體積的減少量相等；空氣的密度ρ空=1.29kg/m?；氦氣的密度約是空氣密度的七分之一, 可不考慮其重力)
(
甲
乙
)





實驗步驟:
①將杠桿調節至在水平位置平衡, 用細線將氦氣球系在杠桿上距支點為l0的某條刻線處；
②將鉤碼用細線套在杠桿上, 與氣球同側, 調節繩套的位置, 直至杠桿再次在水平位置平衡, 讀出繩套距離支點的距離l1, 并將l0、l1和當時的時間t1記錄在表格中；
③在t2時刻觀察杠桿, 如仍平衡, 適當延長時間間隔；如不平衡, 調節繩套的位置直至再次平衡, 記錄繩套距離支點的距離l2和當時的時間t2記錄在表格中；
④仿照步驟③, 再做5次實驗, 把數據t3—t7,l3—l7記錄在表格中
⑤根據Δt=t2-t1, 得出, 計算并記錄在表格中, 按相同方法分別計算出ΔV2—ΔV6記錄在表格中.
記錄表格:l0= m l1= m t1= s
t/h
Δt/h
l/m
ΔV/m3




質量相同的兩個實心正方體A和B, 如圖甲所示, 將它們放在水平地面上時, 它們對地面產生的壓強為; 當將它們放入水中后分別靜止漂浮和懸浮在如圖乙所示的位置時, 它們受到水的浮力為, 則( )
A. B.
C. D.

D


如圖所示, 在三個相同的容器中裝有質量相同的鹽水、水、酒精, 將木塊A、金屬塊B按不同的方式放入液體中, 待A、B靜止時, 比較三個容器中木塊下表面所受液體的壓強p1、p2、p3的大小關系應是 .
p1＞p2＞p3



如圖所示, 有兩只完全相同的溢水杯分別盛有密度不同的A 、B兩種液體, 將兩個體積均為V, 所受重力分別為GC 、GD的小球C、D分別放入兩容器中, 當兩球靜止時, 兩杯中液面相平, 且C球有一半體積浸入液體中, D球全部浸入液體中. 此時兩種液體對甲、乙兩容器底部的壓強分別為pA、pB ; 甲、乙兩容器對桌面的壓強分別為p1、p2. 要使C球剛好完全沒入液體中, 須對C球施加豎直向下的壓力F, 若用與F同樣大小的力豎直向上提D球, 可使它有V1的體積露出液面. 已知C、D兩球的密度比為2:3. 則下述判斷正確的是( )
A. p1>p2 ; 2GC =3GD
B. 3p1=4p2 ; pA>pB
C. 3GC =2GD ; 3V1 =2 V
D. 3pA=4pB ; 3V1 = V
C


下圖是李明把細沙放到一支細試管里制成的簡易密度計, 沙與試管的總重為1N, 這個密度計的測量范圍為1×l03kg/m3至2×l03kg/m3, 刻度線部分的長度ab為10cm, 這個密度計上分別寫有1.2(g/cm3)和1.8(g/cm3)的兩條刻度線之間的距離為 cm.(最后結果保留(1位小數)(g取10N/kg)


(
b
1
0
cm
a
)

5.6

(
圖12
酒精
液體
玻璃
甲
乙
)邊長為1dm的正方體木塊, 漂浮在酒精液面上時, 有一半的體積露出液面, 如圖甲所示. 將木塊從底部切去一部分, 粘上體積相同的玻璃后, 放入某種液體中, 它仍漂浮在液面上, 如圖乙所示. 此時液體對它豎直向上的壓強為980Pa. 已知酒精的密度為0.8×103 kg／m3, 玻璃的密度為2.4×103 kg／m3, 粘玻璃所用膠的質量和體積均忽略不計, 則所粘玻璃的質量為 .kg.
0.72



如圖為兒童練習游泳時穿的一種救生衣——背漂, 穿上這種背漂, 泡沫塑料位于人的背部,為確保人的安全, 必須使人的頭部露出水面, 人的密度約為l.06×103 kg/m3, 人的頭部體積約占人體總體積的十分之一. 洋洋想知道兒童安全使用這種背漂所允許的最大體重是多少, 于是進行了下列測量, 他先用臺秤測出了背漂的質量為0.5kg; 將背漂放在裝有水的水桶里放在臺秤上稱量, 臺秤示數為2.5kg; 再用手將背漂壓入水中使背漂剛好完全浸沒時臺秤示數為 7kg. 則為保證安全, 穿著此背漂的兒童的體重不能超過 kg. (計算結果保留1位小數)
29.8 ;
解析:通過秤的示數, 可以知道背漂的質量是0.5kg, 并且還可以通過秤的示數關系可以知道, 當背漂全浸沒在水中是, 背漂受到的浮力大小為:
F=[7kg－(2.5kg－0.5kg)] ×g=5 kg×g
由受力分析可以得到:m人×g+m漂×g=5 kg ×g+ 0.9×(m人/ l.06) ×g
m人=29.8kg

小華家里有一個金屬塊, 不知道是用何種金屬制成的, 因此她決定用學過的物理知識測出金屬塊的密度.由于身邊沒有測量質量的工具, 因此她找來了圓柱形容器、刻度尺和一個塑料小碗.設計了一個測金屬塊密度的實驗.請按照他的設計思路完成下列實驗.
(1)把圓柱形容器放在水平桌面上并在其中裝入適量的水.
(2)讓塑料小碗漂浮在水面上, 測出容器內的水深為H1.如圖甲所示.
(3)當把金屬塊放入容器內的水中時, 測出容器內的水深為H2, 如圖乙所示.
(4) .
(
甲

乙
)則金屬塊的密度表達式為 .
把金屬塊放入碗中, 用刻度尺測出容器內的水深為H3
ρ=ρ



實驗桌上備有器材: 托盤天平、砝碼盒、盛有適量水的燒杯A, 盛有適量鹽水的燒杯B、細繩、石塊各一個. 小剛想測量燒杯B中鹽水的密度. 請你幫他將實驗步驟補充完整:
①用調好的天平測量燒杯A和水的總質量m1, 將數據記錄在表格中;
②用細線拴住石塊, 手提細線將石塊 , 天平平衡時讀出天平的示數m2, 將數據記錄在表格中;
③用天平測量燒杯B和被測鹽水的總質量m3 , 將數據記錄在表格中;
④將石塊擦干后, 手提細線將石塊仿照步驟2操作, 天平平衡時讀出天平示數m4, 將數據記錄在表格中;
⑤根據ρ＝及測量數據, 計算出被測鹽水的密度ρ鹽水= , 將計算結果記錄在表格中.
浸沒在燒杯內的水中, 且不與燒杯側壁和底部接觸
ρ鹽水=ρ水(m4-m3)/(m2-m1)


實驗桌上提供了6個50g附有掛鉤的相同的金屬塊, 0～5N的彈簧測力計一個, 適量的水和滿足實驗要求的量筒.請你利用提供的實驗器材, 設計實驗證明: 水對物體的浮力與物體排開水的體積成正比.寫出實驗步驟并設計實驗數據的記錄表格.

實驗步驟:
(1)在量筒中倒入適量的水, 讀出量筒中水的體積Vo并記錄在表格中;
(2)在調節好的彈簧測力計的掛鉤上, 掛上6個金屬塊, 測出6個金屬塊的總重為G并將數據記錄在表格中;
(3)手提彈簧測力計, 使其中的一個金屬塊浸沒水中, 且不碰杯壁和杯底, 測出金屬塊所受拉力F1, 讀出此時量筒中水的體積V1, 將F1的示數和V1記錄在表格中;
(4)手提彈簧測力計, 使其中的兩個金屬塊浸沒水中, 且不碰杯壁和杯底, 測出金屬塊所受拉力 F2, 讀出此時量筒中水的體積V2, 將F2的示數和V2記錄在表格中;
(5)仿照步驟(4), 將3～6個金屬塊依次浸沒水中, 且不碰杯壁和杯底, 分別測出為F3 ～ F6; 讀出此時量筒中水的體積分別為V3～ V6, 并記錄數據在表格中;
(6)根據V排=V－V0和F浮=G－F拉分別計算金屬塊排開水體積V排1~ V排6及所受浮力 F浮1~F浮6并將數據記錄在表格中;
(7)整理實驗器材.


實驗數據的記錄表格:
浮力大小與排液體積成正比的數據記錄表
Vo/cm3
V/cm3
V排/cm3
G/N
F拉/N
F浮/N



(
1
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