浮力測試題(附答案)

浮力測試題(附答案)下學期第十二章浮力(二)重、難點理解兩組物體在液體中的浮沉條件知道輪船、氣球、飛艇、潛水艇的浮沉原理掌握利用浮力測不同物體密度的方法進一步加強利用阿基米德原理解決有關浮力問題的能力知識點分析(一)物體的浮沉條件比較重力和浮力：(1)G物二F浮，漂浮或懸浮(2)G物>F浮，下浮或沉底(3)G物2.比較物體密度和液體密度：p物二p液，懸浮p物〉p液，下沉或沉底(3)p物(二)浮力的利用：輪船：采用“空心”的辦法增大體積達到增大浮力的目的。(1)吃水線：表明輪船在不同載重時的吃水深度。(2)排水量(船只的噸位)=m船+m最大載貨。潛水艇：用改變水艙中水量的辦法改變自重來實現(xiàn)下潛和上浮。3?氣球和飛艇：體內充有密度小于空氣的氣體，使G4.利用浮力測物體的密度（1）利用密度計測液體密度：原理：漂浮時，G=F浮二p液gV排刻度特點：上小下大（2）實驗法測固體的密度：密度小于水的固體密度大于水的固體【典型例題】例1]2001年6月3日，我國歷史上第一次水下考古調查在云南省澄江縣撫仙湖正式展開，考古工作者從湖底打撈出一批水文物。其中有一長約70cm、質量為100Kg的石塊，考古人員是用氣囊把它從水中浮起拉離湖底的。經測算可知，石塊受到氣囊向上的拉力為588N時，它恰好能在水中勻速上浮。求：（1）石塊在水中受到的浮力；（2）該石塊的密度。分析：當石塊受到向上的拉力時，它恰好能在水中勻速上浮，說明拉力與浮力之和恰好等于石塊重力。欲求石塊的密度，除通過重力求其質量外，還要通過浮力計算出石塊的體積。解答：（1） 石塊受到的重力為：G二mg=100x9.8=980（N）石塊受到的浮力為：F浮二G—F拉=980—588=392（N）（2） 由公式F浮二p水gV排可得:V排二F浮/p水g=392/（103x9.8）=4x10-2m3)V石二V排=4x10-2(m3)此石塊的密度為：p=m/V石=100/(4x10-2)=2.5x103(Kg/m3)說明：此題將浮力問題和我們以前所學的力的平衡及密度知識結合了起來，在本章當中，像這樣的綜合題還有很多，因此，我們在學習本章內容時要特別注意前面知識的復習。例2］把一個蠟塊放入盛滿酒精的容器中，溢出酒精的質量是4克；若把該蠟塊放入盛滿水的容器中，則溢出水的質量是()(已知p蠟=0.9x103千克/米3，p酒精=0.8x103千克/米3)4克B.4.5克C.5克D.3.6克分析：由浮沉條件來判斷，蠟塊放在酒精中將下沉浸沒在酒精中，設蠟塊的體積為V,根據阿基米德原理有：蠟塊的重為：若把蠟塊放進水里，由浮沉條件來判斷，蠟塊將漂浮在水面上。蠟塊的重與水的浮力平衡。若設所求溢出水的質量為m排水，則依據阿基米德原理有：m排水?g二F浮二G，即：m排水=4.5x10—3千克。解答：正確選項為B。說明：解決這類題目時，我們常用比較物體密度與液體密度的方法，判斷出物體的浮沉情況：當物體浸沒在液體里時，V排=V物，又因為F浮二p液?g?V排，G物二p物?g?V物，所以，當p物＞卩液時，物體下沉，最終沉底；當P物=卩液時，物體懸??；當p物Vp液時，物體上浮，最終漂浮。例3］如圖所示，在一個較大容器的水面上放一木塊，木塊上面放一個體積為1分米3，重7.84牛的物體，此時木塊漂浮。如果將物體從木塊上拿下放入水中，當木塊和物體都靜止時，容器中的水面將（）A.上升B.下降C.不變D.無法判斷分析：物體的質量為：則物體的密度為：因為木塊上物體的密度小于水的密度，所以將此物體從木塊上拿下并放入水中時，它將漂浮在水面上，如上圖所示。物體在木塊上時F浮二G,p水?g?V二G木+G物排液體積物體在水中漂浮時，物體與木塊排液總體積為V'=V物排+V木排，根據阿基米德原理F浮物二p水?g?V物排F浮木二p水?g?V木排物體和木塊漂浮在水面，故有F浮物二G物，F(xiàn)浮木二G木因此，V=V變化前后排液體積相同，液面高低無變化。解答：正確選項為C。說明：解答此題時比較重要的一步是通過計算得出物體密度小于水的密度，因此從木塊上拿下后仍漂浮在水面上，從而分析出物體從木塊上拿下前后總浮力不變這樣一個重要條件。按照本題的思路，我們可以試想一下：若物體從木塊上拿下后不是漂浮在水面上，而是沉入水底的話，則所受的總浮力會變小，造成水面下降的結果。因此，對于這種問題要具體情況具體分析。例4]現(xiàn)有彈簧測力計、細線、量筒、小木塊（能放入量筒中），小木塊的密度小于待測液體的密度，只用這些器材測定未知液體的密度。要求：（1）寫出實驗的主要步驟；（2）用測出量和已知常數(shù)寫出待測液體密度的數(shù)學表達式。解析：由密度的知識，我們清楚測密度的問題要通過測質量和測體積來完成。根據本題的已知條件，可以用量筒直接測出液體的體積，而質量就要利用浮力的知識通過測重力來測得了。答案：（1）用彈簧測力計測出小木塊的重G在量筒中倒入適量的待測液體，讀出并記錄液面示數(shù)VI；把木塊放入量筒里的液體中，木塊靜止后讀出并記錄液面示數(shù)V2。（2）。說明：解答本題的關鍵在于正確確定測量原理，即物體漂浮在液面的條件F浮二G物一（1）和阿基米德原理F浮二p液gV排一（2），可見剩下的問題就是測量G物和V排了。例5]給你一只量筒和適量的水，請你設計一個實驗，估測一塊橡皮泥的密度，要求：(1)寫出實驗步驟及需要測量的物理量；(2)導出用所測量的量表示的橡皮泥密度的數(shù)學表達式。解析：解答本題的思路與上題有類似之處，均是用量筒直接測物體的體積，利用浮力的知識通過測重力來測質量。所不同的是本題中的橡皮泥密度大于水，不能漂浮在水面上而是沉入水底。因此，我們要采用“空心”的辦法來增大它的浮力達到使其漂浮在水面上(浮力=重力)的目的。答案：(1)實驗步驟及需要測量的物理量是：①在量筒中倒入適量的水，記下量筒中水面的示數(shù)為VI；②把橡皮泥捏成小盒狀，放入量筒中，使其漂浮在水面上，記下此時量筒中水面的示數(shù)為V2；③把橡皮泥捏成實心團使其沉入量筒的水中，記下此時量筒中水面的示數(shù)為V3。(2)導出橡皮泥密度的數(shù)學表達式的過程為：在步驟②中，因橡皮泥漂浮，由浮體平衡條件有G=F浮，又由重力公式G=mg和阿基米德原理F浮二p水gV排二p水g(V2-V1)，得橡皮泥的質量m=p水(V2-V1)；由步驟①③得橡皮泥的體積V=V3-V1；所以橡皮泥的密度為：p=m/V=(V2-V1)p水/(V3—VI)。說明：課本上測量物體的密度，需要用天平測出物體的質量和用量筒測出物體的體積。但本題中沒有天平，物體的質量只能用量筒和水“量”出，這一點就是本實驗設計的關鍵。綜合所學知識，用量筒和水“量”質量可以采用漂浮法，涉及到浮體平衡、阿基米德原理等知識。例6］某同學研究物體浮沉條件時，將一空心金屬球放入一個足夠大而盛有水的容器中；當球靜止時，露出水面的體積是它體積的1/3，如圖所示。將球空心部分注入5x10-5m3的水時，球恰好懸浮在水中，球內水的體積是空心部分的2/5；將空心部分注滿水后，球沉入容器底部（g=10N/Kg）。求：（1）此時容器底對小球的支持力；（2）金屬的密度。分析：球內注水以前金屬球漂浮在水面上，則G球二p水g（2/3）（V金+V空）；當球內注5x10-5m3的水時，根據題給條件可知（2/5）V空=5x10-5m3,即：V空=12.5x10-5m3,此時球懸浮在水中，則G球+G（2/5）水二p水g（V金+V空）；由以上三式相即可求出金屬的體積V金；當球內注滿水后沉入水底時受豎直向下的重力、豎直向上的浮力和支持力3個力的作用處于平衡狀態(tài)，有：G球二p水gV金+F支，根據G球二p水g（2/3）（V金+V空），求出p金，代入G球一F支二p水gV金，再求出F支。解答：因為（2/5）V空=5x10-5m3，所以V空=12.5x10-5m3注水前球漂浮在水面上，G球二p水g（2/3）（V金+V空）一一（1）注入5x10-5m3水后，球懸浮在水中，G球+G（2/5）水二p水g（V金+V空）一一（2）空心部分注滿水后，球沉底，G水+G球二F支+p水g（V金+V空）一一（3）（2）一（1）得：G（2/5）水二p水g（1/3）（V金+V空）p水g(2/5)V空二p水g(1/3)(V金+V空)V金=2.5x10-5(m3)代入(1)得：G球二m金g=1(N)m金=0.1(Kg)所以：p金二m金/V金=4x103(Kg/m3)由(3)得：F支二G水+G球一p水g(V金+V空)=0.75(N)說明：解決浮力的題目，一般需要按照下列步驟進行：(1)了解題目中有幾個物理過程；(2)選擇每個過程中的研究對象并分析它的受力情況，畫出受力的示意圖；(3)列出力的平衡方程；(4)浮力、重力未直接給出時，需依據：F浮二p液?g?V排和G=p物?g?V物，將平衡方程轉化密度、體積相乘的關系式，再進一步求解?！灸M試題】填空題：潛水艇從河里開到海里，它受到的浮力將 ；輪船從海里開到河里，它受到的浮力將 。(選填“變大”、“不變”或“變小”)魚兒通過向魚鰾內輸入或排出一些氣體來改變魚的 ，使它能懸浮在一定的水層中。浸沒在液體中的物體，如果受到的浮力大于重力，物體就 ；如果受到的浮力小于它的重力，物體就 ；如果它受到的浮力等于它的重力，物體就 。要用密度大于水的材料制能夠浮在水面上的物體，可以把它做成 的，增大它的體積，使它受到的 增大。從水底往水面浮的皮球，從它剛露出水面到浮在水面上不動的過程中它受到的重力 ，浮力 ，排開水的體積 。（填“變大”或“變小”或“不變”）6?—艘貨輪的排水量是1x107千克，滿載時該貨輪受到的重力是 牛頓，所受的浮力是 牛頓。選擇題：1.下列說法中不正確的是（）浮在水面上的鐵球一定是空心的懸浮在水中的鐵球一定是空心的沉在水底的鐵球一定是實心的沉在水底的鐵球可能是空心也可能是實心的2?如圖所示的密度計放入甲、乙、丙三種液體中，液面分別在A、B、C三個刻度處，則三種液體的密度大小關系為（）A.甲＞乙＞丙B.甲C.丙＞甲＞乙D.乙＞甲＞丙把一木塊分別放入水、煤油和硫酸中（硫酸＞水＞煤油）平衡時，木塊浸入液體中的體積（）在水中最大B.在煤油中最大C.在硫酸中最大D.都一樣裝滿貨物的輪船從大海駛向內河，下列說法正確的是（）輪船所受的浮力變大輪船所受的重力變大輪船排開液體的體積減小輪船排開液體的體積增大質量相同的實心鋼球和實心鉛球投入同種液體后，所受的浮力大小相等，這種液體一定是（）A.水B.酒精C.水銀D.鹽水一均勻實心物體恰能懸浮在水中，如果把它截去一半，則另一半將（）A.上浮B.懸浮C.下沉D.漂浮體積相等的實心鉛塊、鐵塊和木塊，拋入水池中，待它門靜止后，所受的浮力是（）A.鉛塊受到的浮力最小B.鐵塊受到的浮力最小C.木塊受到的浮力最小D.它們所受的浮力一樣大木塊下面懸掛一塊金屬塊，木塊仍浮在水面，下面哪種說法正確（）木塊的重力等于木塊的浮力金屬塊的浮力等于它的重力金屬塊和木塊的重力等于它們受到的浮力金屬塊的重力一定大于木快的重力計算題：一個充氦氣的飛艇，體積為1.5x105米3,空氣的密度為1.29千克/米3、氦氣的密度為0.18千克/米3，求（1）飛艇在空氣中受到的浮力是多大？(2)飛艇最多可以搭載多重的物體？問答題：一物體在水中懸浮，把這個物體放在煤油中，放在鹽水中將會怎樣？【試題答案】1.變大、不變2.體積3.上浮、下沉、懸浮4.空心、浮力5.不變