浮力易错题分析与解答

——浮力 【习题 81】 列举生活或生产中应用浮力的四个实例(结论开放)： (1)__________；(2)__________； (3)__________；(4)__________。 【分析】依据浮力的作用有很多实例。浸在液体或气体中的物体都会受到浮力作用。生 活中利用浮力工作的大都是物体所受重力小于或等于浮力时，物体能够处于上升或漂浮、悬 浮状态。 【答案】 (1)轮船在海上航行；(2)热气球升空；(3)配制适当密度的盐水选种子；(4) 潜水艇在水下航行。 【习题 82】 如图所示，体积为 1．0×l0-2 m3 的正方体木块，其上表面距水面 0．06 m，请你根据所学的力学知识，计算出与木块有关的三个物理量。(g=10 N／kg) (1)__________；(2)__________； (3)__________。 【分析】依据浮力、液体压强、密度知识可求浮力、密度、重力、压强等物理量。 【答案】 (1)F 浮=6 N (2)P 下=600 Pa (3)G=F 浮=0．6×103 kg／m3 ρ＝0.6×103 kg/m3 【习题 83】 公共厕所自动冲水用的水箱中有一圆柱形浮筒 M，出水管口处用一圆片形 盖子 N 盖住，两者之间用短链相接，如图所示。已知水箱的深度足够，为实现自动定时冲水， 应满足的条件是( )(条件开放) A．只要浮筒 M 的体积足够大 B．只要浮筒 M 的质量足够小 C．盖子 N 必须比浮筒 M 的质量小 D．浮筒 M 的横截面积必须大于盖子 N 的面积 【分析】根据题意：要将盖子提起，则必须有浮力，所受浮力 F 大于浮筒重力 G1 盖 子重力 G2 及水对盖子压力 T 之和。 【答案】 选 D 【习题 84】 如图所示，在室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。(跨科综合题) (1)现加入少量食盐晶体，充分搅拌和静置后，在温度不变的情况下，小球在液面沉浮 情况有何变化，并简述原因。 【习题 86】李红同学手中有一块不知是什么金属的薄片，老师没给他测量质量的仪器， 只给他一个圆柱形的容器和水，让他利用自己平时使用的文具(三角板、圆规、直尺等)测出 该金属片的密度。你能帮他解决此问题吗?请写出具体做法。 【答案】 因为物质的密度ρ＝m／V，而 m 无法直接测出，用一般的长度测量工具 去测薄金属块的体积 V 又不准确，所以最好用阿基米德原理以及沉浮条件解此题。具体方法 是：将金属薄片做成凹型，使之漂浮在装有水的容器中，用直尺(或三角板)量出水位升高的 高度为 L1，量出容器的直径，算出横截面积为 S，则： 【习题 87】 如图 1—28 所示，有一重为 27 N 的长方体物体，长 L=20 cm，它的横截面 积 S1 是盛水容器横截面积 S2(容器壁厚不计)的 1/3，当物体有 2/5 的体积浸入水中时，弹簧 测力计的示数为 F1=23 N(g 取 10 N／kg)。 (1)根据题中所给条件，试一试你能求出哪些与物体有关的物理量?请分别计算出来。 (2)当物体有 2/5 的体积浸入水中时与物体刚好全部浸入水中时，水对容器底的压强差 是多少? 【答案】 (1)物体的质量 m =2．7 kg 物体受到的浮力：F 浮=G—F1=27 N 一 23 N=4 N 物体的体积：10-3 m3 物体的密度：2．7×103 kg／m3 (2)：水对容器底的压强差是 400 Pa。 【习题 88】 如图所示，边长为 20 cm 的正方体，水平地浸入足够多的水中。如果上表 面距水面的距离为 5 cm，求物体所受浮力的大小。(条件开放) 【分析】 因正方体物块浸入水中，上表面距水面 5 cm 时有两种可能，即物体悬浮或 漂浮，如图所示。 【答案】物体悬浮时有： 答：物体所受浮力可能为 80 N 或 60 N。 【习题 89】 如果不使用量筒，其他器材自选，你怎样测量石块的密度，写出你选择的 器材、实验步骤和石块密度的数学表达式。 【答案】方法一：阿基米德原理法 器材：弹簧测力计、烧杯、水、细线、石块 (1)在空气中称石块重 G1 (2)在水中称石块重 G2 (3)求石块密度 P= 方法二：替代体积法 器材：大小烧杯、天平、水 (1)用天平称出石块质量 m1 (2)用天平称出大烧杯质量 m0 (3)将大烧杯注满水，向其中投入石块，用小烧杯接住溢出水，称其质量 m2 (4)求石块密度 【习题 90】 有下列器材和物品：天平、弹簧秤、刻度尺、水槽(有水)、烧杯、铅笔、 细线、一小卷细铜线、一块不规则但厚度均匀的金属板、小矿石和盐水。请自选上述器材和 物品，完成一项实验(用天平、弹簧秤测质量除外)，写出①实验目的；②所选器材；③主要 步骤；④被测物理量的表达式。 【答案】 实验一 目的：测一小卷细铜线的长度 L， 器材：天平、刻度尺 步骤：①用天平测出细铜线的质量 M；②截取一小段细铜线，用天平测出质量 m；③用 刻度尺测出这一小段细铜线的长度 L0 表达式：L=(M／m)L0 实验二 目的：测不规则金属板的面积 S 器材：弹簧秤、细线、水槽(有水)、刻度尺 步骤：①用弹簧秤称出金属板在空气中示数 F；②用弹簧秤称出金属板浸没在水槽中的 示数 F'；③用刻度尺测出金属板厚度 d 表达式：S= 实验三 目的：测小矿石密度 器材：天平、弹簧秤、细线、水槽(有水) 步骤：①用天平测出矿石质量 M；②用弹簧秤分别称出矿石在空气中和浸没在水槽中的 示数 F 和 F' 表达式：ρ 【习题 91】 一个重 10 N、体积是 200 cm3 的物体，完全浸没在水中，排开水的重力 是其本身重力的 1／5，求液体的密度。(策略开放) 【分析】 解决此题可以从密度定义入手，也可从阿基米德原理入手。 【答案】 液体的密度为 1×103kg/m3。 【习题 92】 装有石块的小船在水面上时，所受浮力为 F1，当把石块卸入水中后，石 块所受浮力为 F2，池底对石块的支持力为 N，这时( )(结论开放) A．空船所受浮力为 F1-F2-N B．池水所受的压力减少了 N C：石块所受的重力等于 F1-F2 D．船所排开水的体积减少了 【答案】 A、D 【习题 93】 有一个空心的废金属牙膏皮、一大杯水和一只量筒，请利用这些器材设 计一个“测牙膏皮密度”的实验。 (1)写出实验步骤(也可以利用画简图的方法表示实验步骤)； (2)用所测量出的物理量写出牙膏皮密度的表达式。 (2)P 牙膏皮=P 水(V2 一 V1)／(V3-V1) 【习题 94】 阿基米德原理告诉我们：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大 小等于它排开的液体受到的重力。根据阿基米德原理，请你猜想：1N 重的水能浮起 2 N 重 的物体吗?并设计实验验证。 【答案】 由阿基米德原理可知，浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小、 等于被物体排开的液体受到的重力，而没有讲浮力的大小跟液体本身的重力关系，其实浮力 的大小跟液体本身的重力是毫无关系的。不能把浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重 力的概念理解为液体本身的重力。实验验证过程如下： 准备仪器：试管两只(大试管的内径比小试管的外径大 2～3 mm)、烧杯两只(形状基本 相同)、托盘天平、沙子和水适量。 实验步骤： (1)把两只烧杯分别置于托盘天平的左、右盘中，并调节天平， 【分析】 这是一道条件开放题，是测量密度的变形题。由题目中所给定的已知条件， 无法用直接测质量、体积的方法求密度。由此可想到利用浮力中的漂浮法，间接求牙膏皮的 质量，从而进一步求出密度。 【答案】 (1)①向量筒里倒入适量的水，测出水的体积 V1；②将空牙膏皮放在量筒的 水面上，使空牙膏皮漂浮，测出空牙膏皮排水后的总体积 V2；③将空牙膏皮浸没在水中，测 出水和牙膏皮的总体积 V3，如图甲所示。使之平衡。 (2)向大试管里注入适量的水，把试管放入其中，并在小试管中加入适量沙子，在加入 沙子的过程中要求小试管的底部千万不要接触到大试管，保持一段距离使其明显地浮于水 中。如图乙所示。 (3)把小试管取出放于托盘天平一侧的烧杯中，把大试管中的水倒入另一侧的烧杯中， 不难看出，天平就不平衡了，G 水