初中物理竞赛第七讲(共7页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上初中物理竞赛第7讲知识体系:一、浮力的定义浮在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)对它向上托的力,这个力叫做浮力浮力方向总是竖直向上二、浮力产生的原因浮力产生的原因是液体(或气体)对物体向上或向下的压力不同,浮力的实质是液体(或气体)对物体向上和向下的压力之差三、阿基米德原理浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于被排开的液体所受到的重力其表达式为补充说明:阿基米德原理同样适用于气体四、物体的沉浮条件浸在液体中物体的沉浮,决定于它浸没在液体中所受的浮力和它自身重力,具体情况如下:(1)当时,物体上浮;(2)当时,物体下沉;(3)当时,物体悬浮在液体里任何深
2、度的地方或漂浮于液面五、浮力的四种常规计算方法称重法:F浮=G-F示 浮力产生的原因法:F浮=G物 ,F浮=F向上-F向下阿基米德原理:F浮=液gV排平衡法:F浮G物 ,F浮=G物 ,F浮G物课前集中练:【例1】 (09南昌)“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中( ) A潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力 B潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力C潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力D潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力【答案】 A【例2】 (07北京101中)如图,气球A下吊着一个金属球B,恰
3、好悬浮于水中现沿杯壁往容器中加入一定质量的水,结果金属球B( )A上浮 B下沉 C悬浮 D以上均不对【解析】 气球和小球B作为整体,原来处于悬浮状态,故受到的总浮力等于总重量,即向杯中加水后,气球A处受的水深度变大,受到压强增大,导致气球的体积减小,整体浮力变小,而总重力不变,故,因此金属球会下沉本题选B【例3】 (09福州市)翔翔在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关,如图所示请仔细观察图示并回答下列问题:(1)从A、B两图可知,鸡蛋在水中受到的浮力大小是_N(2)根据B、C两实验,他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体的密度有关,你认为对吗?_,理由是_(3)在图实验中,你还可以观察到什么现象
4、? 【答案】 (1)0.5(2)不对 实验中没有控制鸡蛋排开液体的体积相同(3)浸没在水中的鸡蛋看起来比在空气中的大(或鸡蛋浸入盐水中的部分看起来比空气中的大)【例4】 (09济宁)物理小组制作的潜水艇模型如图所示通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会( )A上浮,它受到的浮力增大 B.下沉,它受到的浮力减小C下沉,它受到的浮力不变 D. 上浮,它受到的浮力不变 【答案】 C【例5】 (08丰台二模)如图所示的容器,上部横截面积为,底部横截面积为,容器上下两部分高分别为,容器中盛有某种液体,有一个空心金属球用细绳系
5、住,绳的另一端栓在容器底部,此时球全部浸没在液体中,位置如图,绳对球的拉力为,如将细绳剪断,待空心金属球静止后液体对容器底部的压力减少了(用题中字母表示)【答案】【例6】 (全国初中物理应用竞赛初赛试题)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【解析】 设木块的体积为V,由于,则, ,设沿虚线截去一部分后,剩下体积为,同理, 比较、二式,即剩下部分将下沉一些答案:C【例7】 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,木筏露出水面的体积是木筏总体积的,则此木筏的载货重至多为_【解析】 木筏在水
6、中将受到浮力的作用,平衡时浮力等于重力当木筏不载货物时,有,即当木筏至多载货重为时,有,即联立、两式,解得答案:【例8】 (07北京101中)如图,由密度为的半球形铁块和立方体铁块叠放在一起静止在水底,半球型铁块的半径和立方体铁块的棱长均为,立方体在半球体的正上方,水的密度为,容器中水的深度为,已知球的体积公式,水对半球体的下球面所产生的压力为 【解析】 (1)若半球型铁块和立方体铁块紧密结合,则立方体和半球体的接触面没有受到水的压力, 此时,物体受到的浮力等于两者组成的整体排开液体的重力,实质是物体上下表面所受压力之差物块上表面受到向下的压强所产生的压力为故下表面受到的向上的压力:(2)若半
7、球型铁块和立方体铁块没有紧密结合,则立方体和半球体的接触面都会受到水的压力,此时,半球体受到的浮力等于半球体排开液体的重力,实质是半球体上下表面所受压力差物块上表面受到向下的压强所产生的压力为故下表面受到的向上的压力:题型专项突破:【例9】 (07人大附中)如图,一杯果汁(密度大于水),加冰后液面正好同杯口相平则在冰块熔化过程中( )A液面不变,液体不溢出 B液面不变,液体溢出C液面下降 D无法确定【解析】 本题的关键是比较冰排开的果汁体积和冰熔化后体积因为冰块漂浮于果汁中,所以根据二力平衡条件得,根据阿基米德定律得因为,又因为冰溶化变成水,所以所以即因为,所以即冰熔化成水的体积大于冰排开果汁
8、的体积,因此,液体会溢出本题选B【例10】 (07人大附中)如图所示,在盛有水的烧杯内放置一冰块,冰块的下表面与杯底接触,水面正好与杯口相齐;当冰融化时是否有水溢出?( )A当冰块的下表面对杯底有压力时,冰融化后水一定会溢出B当冰决的下表面对杯底有压力时,冰融化后水一定不会溢出C无论冰块的下表面对杯底是否有压力,冰融化后水都会溢出D无论冰块的下表面对杯底是否有压力,冰融化后水都不会溢出【解析】 当冰块是漂浮在水面上时,由于,故冰块融化后水面的高度不变;当冰块对杯底有压力时,表明此时冰块所受的浮力小于冰块的重力;因此,冰块这时排开水的体积小于冰块融化后的体积,故会有水溢出答案:A【例11】 (0
9、8北京四中)有一个装有水银和水的容器,在水银和水的界面之间悬浮着一块被冰包着的铁块,当冰全部融化后,水面和水银面将( )A水面和水银面都上升 B水面和水银面都下降C水面上升,水银面下降 D水面下降,水银面上升【答案】 D解答此题时最好先转化一下模型,把冰和铁看成是冰漂浮或者悬浮在水中,下面用一根绳子拉着铁块,铁块在水银和水面之间,这样根据水和冰的密度关系可以判断整体液面下降,即水面下降冰完全熔化,绳子给铁块的拉力消失,铁块下沉一些,水银面上升至于模型的转化(为什么能这样转化)需要老师给学生讲清楚【例12】 (08师大附中)如图,大杯中盛有液体,装有密度均匀小球的小杯漂浮在液面上,如果将小球取出
10、并投入液体中,液体的液面一定( )A上升 B下降C不变 D下降或不变【解析】 本题是物体移动位置引起的液面升降问题常有多种解决方法方法一整体浮力分析法将小球和小杯作为整体进行研究在小球取出前,小球和小杯整体漂浮故浮力在小球取出并投入液体中后,分几种情况讨论:(1),小球最终沉底,小杯漂浮,如图甲所示则浮力,所以总浮力所以浮力,即所以因此液面会下降(2),小球最终悬浮,小杯漂浮,如图乙所示则浮力,所以总浮力所以浮力,即所以因此液面不变(3),小球最终漂浮,小杯漂浮,如图丙所示,分析同上,液面不变方法二排开液体比较法(仅以为例说明)小球和小杯原来漂浮在液面上,故有:浮力,因为,所以小球取出投入液体
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