初中物理复习 挑战浮力超难题型.docx

挑战浮力超难题型【例题精讲】浮力的相互作用力【例1】（杭州）小吴同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中（不接触容器，无水溢出）在该过程中，下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是（）A弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变B弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变C弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大D弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大答案：C考点：浮力大小的计算；力的合成与应用；阿基米德原理解析：（1）对铝块受力分析可知：铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力，由平衡条件得：G铝=F+F浮，F=G铝F浮，在铝块完全浸没前，V排逐渐增大，F浮逐渐增大，弹簧测力计的示数F逐渐减小（2）对烧杯及水受力分析可知：受烧杯及水竖直向下的重力，铝块向下的压力F压=F浮，台秤的支持力FN，由平衡条件得：台秤的支持力FN=G+F压，在铝块完全浸没前，V排逐渐增大，F压=F浮逐渐增大，FN逐渐变大，台秤的示数增大下压物体浮力变化模型【例2】面积很大的水池水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体均匀木块，开始时木块静止如图甲现用力F将木块匀速下压，运动时，F随木块底面深度H变化如图乙，则下列正确的是（）A正方体木块的密度为水的B木块浸没时受到的浮力为C在木块匀速下沉过程中，F最大值是D当H=时，F=答案：D考点：阿基米德原理；力与图象的结合；功的计算解析：A、木块的体积：V木=a3，由图可知：木块漂浮，F浮=G木，木块底面深度H为a时，压力为0，则浸没在水中的体积为aaa=a3，根据阿基米德原理得：F浮=水gV排=水ga3，则：水gV排=木gV木，水ga3=木ga3，木=水，故A错误；B、有= = 得：a=， 木块漂浮，F浮=G木=mg，木块完全浸没后的浮力：F浮=水gV排=水gV木=水ga3=水g（）3=mg故B错误C、木块完全浸没时：F浮=F压+G木，手对木块的压力（最大压力）：F压=F浮G木=mgmg=mg故C错误；当H=时，木块浸没的体积为V=aa=故D正确气球铁块连绳问题【例3】用细绳连在一起的气球和铁块，恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内，圆柱形容器放置在水平桌面上。若用力向下轻轻拨动一下铁块，气球和铁块将_（上浮、悬浮、下沉），水对容器底部的压强将_（变大、不变、变小）。答案：下沉，变小同瓶异物浮沉推断题【例4】（2014海门市二模）质量相等的两个实心小球甲和乙，已知它们的密度之比是甲：乙=1：3，现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中，当甲、乙两球处于静止状态时，水对两球的浮力之比F甲：F乙=3：2，下列结论中错误的是（）A甲球受到的浮力与它的重力相等B甲球漂浮，乙球沉底C甲球的密度为0.5103kg/m3D乙球的密度为1.2103kg/m3答案：D考点：阿基米德原理解析：经分析得出甲球漂浮，乙球下沉，因为两球质量相等，密度之比是甲：乙=1：3，体积之比为V甲：V乙=3：1，若两球在水中都漂浮，就有F甲：F乙=G甲：G乙=m甲：m乙=1：1，与实际不符，显然不是都漂浮；若两球在水中都是全部浸没，就有F甲：F乙=水gV甲：水gV乙=V甲：V乙=3：1，与实际不符，显然不可能是全部浸没；由此判断：只有是一个漂浮、一个浸没，即甲球漂浮，乙球下沉，故AB正确；则F甲：F乙=甲V甲g：水V乙g=甲V甲：水V乙=3：2，所以甲= =0.5103kg/m3因为甲：乙=1：3，所以乙=1.5103kg/m3故C正确，D错误异瓶异物的压强、浮力综合推断题【例5】（2014奉贤区二模）如图两个盛有等高液体的圆柱形容器A和B，底面积不同（已知SASB），液体对容器底部的压强相等现将甲球放在A容器的液体中，乙球放在B容器的液体中，容器中均无液体溢出，若此时液体对各自容器底部的压力相等，则一定（）A甲球所受浮力大于乙球所受浮力B甲球的重力小于乙球的重力C甲球的体积大于乙球的体积D甲球的质量大于乙球的质量答案：A考点：阿基米德原理；压力及重力与压力的区别解析：（1）液体对容器底部的压强相等，SASB，GA=FA=pSA，GB=FB=pSB，可见GAGB，放入小球后，若小球漂浮或悬浮，液体对各自容器底部的压力相等，GA+G甲=GB+G乙，因为，GAGB，若小球下沉，液体对容器A底部的压力：FAGA+G甲，液体对容器A底部的压力：FBGB+G乙，虽然液体对各自容器底部的压力相等，但是，GA+G甲与GB+G乙的关系不能确定即G甲与G乙的关系也不能确定因此不能确定甲球和乙球质量的大小，故BD错误（2）因为放入球之前，容器A和B液相平，液体对容器底部的压强相等，根据P=gh可知，A=B，放入球后，FA=AghASA，FB=BghBSB，又压力相等，所以hASA=hBSB，即两容器液体体积与球的体积之和相等又因为，放入球之前，A容器液体体积小于B容器液体体积所以，甲球排开水的体积大于乙球排开水的体积，但是不能确定甲球的体积大于乙球的体积故C错误（3）根据阿基米德定律，两种液体密度相同，甲球排开水的体积大于乙球排开水的体积，所以，甲球所受浮力大于乙球所受浮力，故A正确浮沉情况分析及相应的浮力计算方式【例6】（多选）底面积为S1的圆柱形容器内盛有密度为1的某种液体，其深度为h1另有一底面积为S2、高为h2、密度为2的圆柱体（S1S2），将其竖直缓慢放入容器中，待其静止时，容器内液体没有溢出，圆柱体仍处于竖直状态，圆柱体所受浮力可能是（）A2S2h2gB1S2h2gC1 h1gD1h2g答案：ABC考点：浮力大小的计算解析：解：（1）圆柱体漂浮时，F浮=G=mg=2V1g=2S2h2g；（2）圆柱体悬浮时，1=2，F浮=G=mg=2V1g=2S2h2g=1S2h2g；（3）圆柱体下沉时，有一部分露出液面时，F浮=1gV排=1S2hg=1gS2h1=；木块金属块连绳问题【例7】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（不考虑水的损失），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 B CD答案：D考点：物体的浮沉条件及其应用；密度公式的应用解析：当木块漂浮在水面上时，受到的浮力等于自身的重力，F浮2=GA，则水gSh3=AVg即AVg=水gSh3细线突然断开，待稳定后液面下降了h1；细线断开后，木块A减小的浮力F浮1=水gV排1=水gSh1；取出金属块B，液面下降了h2；金属块B所受浮力F浮1=水gSh2，则金属块B的重力与金属块B所受浮力之差为GB水gSh2=BVg水gSh2，木块A与金属块B一起能漂浮在液面上，则金属块B的重力与金属块B所受浮力之差等于木块减小的浮力，水gSh1=BVg水gSh2，即：BVg=水gSh1+水gSh2 式与式相比得： ，整理得： 假设检验的浮沉情况判断【例8】（2013荆门）如图所示，一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉，使蜡烛能直立漂浮在水面上，露出长度为L，当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分（）A还会重新露出水面B不会重新露出水面C以上两种可能都有D无法判断是否会重新露出水面答案：A考点：物体的浮沉条件及其应用；密度公式的应用解析：解：第一次漂浮时，物体重力分为三部分：铁钉重G铁、水面以下的蜡烛重G1、水面以上的蜡烛重G2，浸入水中的体积设为V1，此时物体受到总浮力为F1=水gV1，此时浮力等于重力，则F1=G铁+G1+G2切掉G2后放入水中，假设完全浸没，则所受浮力F2=水gV1=F1G铁+G1，物体将上浮，所以物体不会被浸没，将有一部分露出水面故选A【拓展题】（多选）如图所示，将容器放在水平桌面上，容器中盛有密度为重力为G1的液体，现将重力为GB的物体B放入容器后，物体B漂浮且有一半体积露出液面，此时液面上升了h液体对容器底部的压强为p1、压力为F1，液体对物体B的压力为FB已知容器重力为G2，底面积为S，容器对桌面的压强为p2、压力为F2，桌面对容器的支持力为F3则下列选项正确的是（）AFB大小为ghSBG1、G2、GB之和与F3大小相等CG1、GB之和与F1大小相等DF2与F3是一对相互作用力答案：BD考点：阿基米德原理；力作用的相互性；压强的大小及其计算；液体的压强的计算解析：解：A、因为物体B处于漂浮，GB=F浮=gV排，而V排Sh，所以FBghS故A选项错误B、容器是固体，对桌面的压力大小等于容器本身的重力，即F2=G1+G2+GB，而压力F2与支持力F3是一对相互作用力，大小相等，所以G1、G2、GB之和与F3大小相等，故B选项正确C、因为液体对容器底部的压力F1=p1S=gh液S，而hh液，G1+GB=ghS，所以G1+GB与F1不相等，故C选项错误D、F2与F3作用在一条直线上，但是作用在两个物体上，大小相等，方向相反，则F2与F3是一对相互作用力，故D选项正确故选BD（多选）如图1所示，边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平当打开容器底部的抽液机匀速向外排液时，细线中拉力随时间的变化图象如图2所示木块密度=0.4103kg/m3，容器的底面积为200cm2下列说法中正确的是（水的密度为1.0103kg/m3）（）A随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小B容器中的液体是水C抽液机每秒钟排出液体的质量是5gD第30s时，木块露出液面的高度是1.5cm答案：CD考点：阿基米德原理；密度公式的应用解析：解：A、图1中物体在细绳的拉力作用下恰好完全浸没，当液体向外排出时，木块受到的浮力会减小，但当木块恰好漂浮时，再向外抽水，在一段时间内，木块受到的浮力不变，当木块与容器底接触后，随水的减少，浮力减小，所以A错误；B、由图1知，此时木块受向上的浮力和竖直向下的重力及拉力作用，由图象知，当物体完全浸没时，此时细绳的拉力为4NG=mg=Vg=0.4103kg/m310N/kg（0.1m）3=4N，F浮=G+F=4N+4N=8N，由F浮=液gV排得，液= =0.8103kg/m3所以此液体不是水因此B错误；C、当木块恰好漂浮时，F浮=G则水gV排=gV得V排=V= （0.1m）3=4104m3所以排出水的体积为：V=（S容S木）h露=（200100）10106m3=0.5103m3m=水V=103kg/m35104m3=0.5kg所以每秒抽出水的质量为：m=0.005kg/s=5g/s，所以C正确；D、第30s抽出水的质量为：m=5g/s30s=150g=0.15kg体积为V=1.5104m3=150cm3木块露出水的高度h= =1.5cm，所以D正确（2013怀柔区一模）甲溢水杯盛满密度为1的液体，乙溢水杯盛满密度为2的液体将密度为A的小球A轻轻放入甲溢水杯，小球漂浮且有体积露出液面，甲溢水杯溢出液体的质量是36g将密度为B的小球B轻轻放入乙溢水杯，小球浸没在液体中，并下沉，乙溢水杯溢出液体的质量是30g已知小球A与小球B体积之比是1：2（g取10N/kg）则下列选项中正确的是（）A小球A的质量为7.2gB小球B的质量为30gC1与2之比为3：1DA与B之比为12：5答案：C考点：阿基米德原理解析：解：A、小球A漂浮在甲溢水杯液体中，小球受到的浮力等于重力，由F浮=G排=GA，可得小球A的质量为36g；故A错B、小球A漂浮在甲溢水杯液体中，F浮=G排=m排g=1V排g=1VAg=36103kgg，VA=小球浸没在液体中，并下沉，B大于2，F浮=G排=m排gGB=mBg，小球的B质量：mBm排=30g，故B错；C、小球B的体积：VB=VA：VB=1：2，即： ：=，1：2=3：1故C正确；D、A球质量就等于甲中溢出水的质量，而B球的质量未知所以无法求两球密度之比故选C（2013密云县二模）水平桌面上有甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体，如图所示甲、乙两容器的底面积之比为S甲：S乙=2：1甲容器中液体的密度为1，乙容器中液体的密度为2，两容器中液体对容器底部产生的压强分别为p甲和p乙，液体对容器底产生的压力分别为F1和F2且p甲：p乙=5：6；金属球A、B的体积之比VA：VB=3：2，将金属球A用细线悬挂并浸没在甲容器的液体中，此时液体对容器底的压力为F1，液体对金属球A的浮力为FA，液体深度为h1；将金属球B用细线悬挂并浸没在乙容器的液体中，此时液体对容器底的压力为F2，液体对金属球B的浮力为FB，液体深度为h2，且F1：F2=3：2，则下列计算结果正确的是（）AFA：FB=4：5BF1：F2=3：5C1：2=6：5Dh1：h2=9：10答案：D考点：浮力大小的计算；液体压强计算公式的应用解析：解：（1），（2）根据压强公式得： （3）根据阿基米德原理得：（4）当A、B浸没在液体中，容器底受到的压强之比，=，故选D如图，一木块上面放一块实心铁块A，木块顶部刚好与水面相齐，在同样的木块下面挂另一实心铁块B，木块也刚好全部浸入水中（铁的密度为7.8g/cm3），则A、B两铁块的体积比为（）A34：39B39：34C44：39D39：44答案：A考点：阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用解析：解：当铁块在木块的上方时，F浮=水gV木，此时F浮=G木+G铁A，即水gV木=木gV木+铁gV铁A；则V铁A=当铁块在木块下方时，F浮=水g（V木+V铁B），F浮=G木+G铁B，即水g（V木+V铁B）=木gV木+铁gV铁B；则V铁B=则=：=故选A