初中物理复习 挑战浮力超难题型.docx
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1、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
2、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;
3、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
4、,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,
5、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
6、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+
7、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
8、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
9、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
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