初三物理春季班讲义第3讲浮力专题突破.尖子班.学生版

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1、浮力专题突破 知识互联网模块一:浮力基本计算1.温故知新 【例1】 两个完全相同的容器中, 分别盛有密度为、两种液体, 将甲、乙两个完全相同的小球分别放入、容器中, 当两球静止时, 容器内液面相平, 两球所处的位置如图所示.此时甲、乙小球受到的浮力为、, 、两种液体对容器底的压强为、,则( )A. , B. , C. , D. , 【例2】 如图所示,甲、乙两个实心小球, 体积分别为V甲、V乙,密度分别为甲、乙, 质量分别为m甲、m乙, 两个容器A、B中装有密度分别为1、2的液体, 已知它们的密度关系为1甲乙2, 则( )A. 若V甲=V乙, 将甲、乙都放入容器A中, 静止时二者所受浮力之比为

2、甲: 乙B. 若V甲=V乙, 将甲、乙都放入容器B中, 静止时二者所受浮力之比为1: 2C. 若m甲=m乙, 将甲、乙都放入容器B中, 静止时二者所受浮力之比为乙: 甲D. 若m甲=m乙, 将甲、乙分别放入容器A、B中, 静止时二者所受浮力之比为1: 甲甲A B 乙【例3】 有A、B两个密度分别为A、B的实心正方体, 它们所受的重力分别为GA和GB, 它们的边长之比为21, 它们的密度之比为34. 如图所示, 水平桌面上有甲、乙两个相同的圆柱形容器, 分别装入体积相同的水和酒精, 此时水对甲容器底部的压强为P1, 酒精对乙容器底部的压强为P2. 将物体A和B分别放入甲、乙两容器的液体中, 物体

3、A漂浮, 有1/4的体积露出水面. 液体静止时, 物体A、B所受浮力分别为FA和FB, 此时甲容器对桌面的压强增加了P3, 乙容器对桌面的压强增加了P4, 已知酒精密度是水密度的0.8倍.下列判断正确的是( )甲 乙A.P3P416B.P1P256C.FAFB152D.FAFB522.高端突破:固液相结合规则容器模型【例4】 有甲、乙两只相同的溢水杯分别盛满密度为的液体, 放在水平桌面上.若将体积为30cm3的小球A轻放入甲溢水杯, 小球A浸没在液体中, 从甲杯溢出30g液体.若将小球A轻放入乙溢水杯, 小球A静止时有1/3体积露出液面, 从乙杯溢出40g液体.若用细线分别拉住小球A浸没在两杯

4、液体中静止, 如图所示, 此时, 两杯中液体的质量分别为m1、m2, 液体对杯底的压力分别为F1、F2, 两杯对桌面的压力差为4.1N.已知: 小球A的密度大于.(g取10N/Kg)则下列判断正确的是( )A.m1=500g B.m2=1000g C.F1=4.3N D.F2=8.8N模块二:浮力变化量1.温故知新 【例5】 如图所示, 将重为G的金属小球用细线系好, 浸入盛水的烧杯中(烧杯中的水没有溢出), 金属小球受到的浮力为F浮, 杯底增加的压力为F1; 如将此金属小球直接投入水中, 杯底增加的压力为F2, 则下列关系式中正确的是( )A. F2-F1= F浮 B. F2+F1= G C

5、. F2F1= G F浮D. F2F1=F浮G【例6】 A和B是密度为=5103kg/m3的某种合金制成的两个小球, A球的质量为mA=100g; 甲和乙是两个完全相同的木块, 其质量为m甲=m乙=320g, 若用细线把球和木块系住, 则在水中平衡时如图所示, 甲有一半体积露出水面, 乙浸没水中(g取10N/kg),则下列计算正确的是( )A. 木块的密度为0.6103 kg /m3B. 如果剪断木块乙和B球之间的细线, B球静止后, 所受重力和浮力的合力的大小为4.8NC. 如果剪断木块乙和B球之间的细线, 乙木块露出水面的体积为4.610-4m3D. 如果剪断木块甲和A球之间的细线, A球

6、静止后, 所受重力和浮力的合力为0.2N甲乙BA【例7】 如图所示, 质量为540g的凹形铝槽, 放入底面积为100cm2的圆柱形液体中, 铝槽浮在液面上, 槽口恰好与液面相平, 这时液面上升了2.7cm, 若使铝槽沉入液体中, 则沉入前后液体对容器底部的压强变化P Pa.(已知铝2.7103 kg/m3 ,g10N/kg)2.高端突破:浮力变化量与应用【例8】 宋朝的怀丙用如图所示的方法打捞落入水底的铁牛:把一根圆木绑在两只装着沙土的打捞船上, 请人潜到水底, 用绳索捆牢铁牛, 将绳刚好拉直, 并将绳索的另一端捆在两船间的圆木上. 然后, 把船上的沙土卸走, 铁牛就被拉起. 假设铁牛由某种密

7、度为=8103kg/m3的铁合金制成, 质量为4.8t, 沉入湖水静止的湖底, 铁牛的底部与湖底不密合. 每只打捞船的质量为1.15t, 每只船上各站着2名质量为50kg的工人, 船内装有等质量的沙土, 圆木的质量为100kg. 两只船浸入水中的深度相同, 每只船浸入水中的深度与船排开水的体积关系如下表所示. 忽略绳索质量, 湖的面积很大. 如果将船中沙土全部卸光后, 能使铁牛的底部提升至距离湖底20cm的高度, 最初船离岸时每只船内应装沙土的质量为_kg. (g取10N/kg) 船浸入水中的深度h/m0.10.20.30.40.50.6排水体积V/m30.71.52.43.44.55.6图【

8、例9】 如图甲所示, 圆柱形平底容器置于水平桌面上, 其底面积为250cm2. 容器内有一个底面积为50cm2、高为20cm的圆柱形物块, 圆柱形物块被系在顶部中心的一段细线悬挂起来. 向容器内缓慢注入甲液体, 注完液体后记录液面的位置, 如图乙所示, 此时液体对容器底的压强为p1.已知在注入甲液体的过程中细线对物块的拉力F随液体深度h的变化关系图像如图丙所示. 现将所有甲液体倒出后, 向容器内缓慢注入乙液体至液面到达标记处, 然后剪断细线, 物体静止于容器底时, 乙液体对容器底的压强为p2, 已知p1p2的值为480Pa. 则乙液体的密度是 , kg/m3. (g=10N/kg)甲乙丙模块三

9、:船球模型【例10】 圆柱形容器中装有适量的水, 将一只装有配重的薄壁长烧杯放入圆柱形容器的水中, 烧杯静止时容器中水的深度H1, 如图甲所示. 将金属块A吊在烧杯底部, 烧杯静止时露出水面的高度h1, 容器中水的深度H2, 如图乙所示. 将金属块A放在烧杯中, 烧杯静止时露出水面的高度h2, 如图丙所示. 已知圆柱形容器底面积为烧杯底面积S的2倍. 则金属块A的密度为 模块四:浮力相关实验【例11】 小华探究物体受到的浮力F浮与物体浸入水中深度h的关系.下表中是该实验获取的部分数据, 请你根据数据归纳出: 当这个物体_时, 物体受到的浮力与物体浸入水中深度的关系式 F浮_.h/102m123

10、456789F浮/N0.20.40.60.81.01.21.21.21.2【例12】 小东把一块橡皮泥捏成小碗的形状, 开口向上轻轻放入水槽里的水中, 小碗漂浮在水面上. 再把这块橡皮泥捏成小球状放入水中, 小球沉入水槽底部. 于是他得出结论: 物体的形状改变, 放入水中时它受到的浮力一定改变. 只使用上述实验器材, 设计一个实验, 证明小东的结论不正确. (1)写出实验步骤和现象;(2)根据实验现象分析小东的观点不正确. 模块五:实验专练之“力学六次实验”(上) ()实验步骤设计1. 对测量仪器进行调节.(如:调节天平的平衡,电表、弹簧测力计的调零等)2. 组装:有电路图或力学的器材装置图的

11、,要写明按图连接实物.没有的,要写出实验装置组装的主要过程.(如:用细绳做两个绳套,分别栓牢在杠杆的A点和B点处; 又如:用细线把石块拴好,使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中.)3. 对实验前器材的初始状态,实验中应注意的地方要有交代.(如:调节杠杆使其在水平位置平衡; 断开开关; 滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置.)4. 要有“用什么仪器”,“测什么物理量”, “用什么物理量的符号表示”,及记录在数据表格中的叙述.5. 关于测量次数根据实验目的确定.6. 对于间接测量,要写出利用直接测量数据求待测量的依据或公式. (如:天平量筒测密度,伏安法测电阻),但不用写出计算过程及结果.(如灯泡功率:

12、P=UI=2.5V0.3A=0.75W) ()表格设计的结构 表格结构包括:表头和空格 例如:s/mt/sv/ms-1注意:表头的内容设计要求物理量:待测物理量+直接测量物理量.格式:物理量符号/单位符号.空格的个数:取决于对直接测量量的测量次数.【例13】 如图甲所示为内充氦气的叮当猫造型的氦气球, 小兰知道气球里的气体会慢慢跑出, 所以想研究氦气球中氦气体积的减少量V随时间t变化的情况, 她利用如图29乙所示的有刻度的杠杆、一个质量m=50g的钩码、细线和手表, 设计实验完成了探究. 请你写出实验步骤, 并设计实验数据记录表. (提示:氦气体积的减少量与气球体积的减少量相等；空气的密度空=

13、1.29kg/m；氦气的密度约是空气密度的七分之一, 可不考虑其重力)甲乙思维拓展训练(选讲)尖子班【拓展1】 在盛有水的圆柱形容器中, 质量为m的均匀木球漂浮在水面上, 静止时有一半体积露出水面. 当用竖直向下恒定的压力F使木球恰好全部没入水中时, 水没有溢出, 木球没有接触容器. 下列判断正确的是( ) A. 在木球逐渐进入水的过程中, 所受合力保持不变B. 在木球逐渐进入水的过程中, 所受合力逐渐变小C. 木球全部进入水中后与漂浮在水面时相比, 水对容器底部的压力增加mg/2D. 撤销压力F后木球在上浮过程中, 所受的合力逐渐变大【拓展2】 有甲、乙两只相同的溢水杯分别盛满密度为的液体.

14、 若将质量为的小球轻放入甲溢水杯, 小球浸没在液体中, 从甲杯溢出16g液体. 若将小球轻放入乙溢水杯, 小球静止时有1/3体积露出液面, 从乙杯溢出20g液体. 若用细线分别拉住小球浸没在两杯液体中静止, 如图所示, 细线对小球的拉力分别为. 已知: 小球的密度大于. (取)则下列判断正确的是()A., B., C.,D.,【拓展3】 如图所示, 甲、乙、丙三个质量和底面积相等的容器放置于水平桌面上, 容器内分别盛有等质量的液体, 其中甲、乙容器中的液体密度相同, 乙、丙容器中的液体深度相同.若将小球A放在甲容器的液体中, 小球A静止时漂浮, 此时液体对甲容器底部的压力为F1, 桌面对甲容器

15、的支持力为N1. 若将小球A用一段不计质量的细线与乙容器底部相连, 并使其浸没在乙容器的液体中, 小球A静止时细线对小球的拉力为T1, 液体对乙容器底部的压力为F2, 桌面对乙容器的支持力为N2. 若将小球A放在丙容器的液体中, 用一根不计质量的细杆压住小球A, 使其浸没且不与容器底接触, 小球A静止时细杆对小球的压力为T2, 液体对丙容器底部的压力为F3, 桌面对丙容器的支持力为N3. 下列判断中正确的是()甲乙丙A. F1 = F2 , N1N2B. F2F3 , N2= N3+T2C. F2F3, T1T2D. F1F3, N1= N3-T2BA【拓展4】 为了测量某种液体的密度, 小青

16、找到一支平底试管, 在试管中放少许细砂, 如图所示, 刻线A在平底上某一位置, 小青将平底试管放在水中, 试管直立漂浮在水面上, 在水面和试管相平处记下刻线B, 如果在试管上方作用一个竖直向上的拉力F1, 可以将试管提升到水面与刻线A 相平.如果将平底试管放到某种液体中, 需要对试管施加一个竖直向下的压力F2, 才能使液面与刻线A 相平, 量出刻线A和B 到试管底部的距离比.则用F1、F2和水表示这种液体的密度是 .(设水的密度为水)【拓展5】 如图为儿童练习游泳时穿的一种救生衣背漂, 穿上这种背漂, 泡沫塑料位于人的背部,为确保人的安全, 必须使人的头部露出水面, 人的密度约为l.06103

17、 kg/m3, 人的头部体积约占人体总体积的十分之一. 洋洋想知道儿童安全使用这种背漂所允许的最大体重是多少, 于是进行了下列测量, 他先用台秤测出了背漂的质量为0.5kg; 将背漂放在装有水的水桶里放在台秤上称量, 台秤示数为2.5kg; 再用手将背漂压入水中使背漂刚好完全浸没时台秤示数为7kg. 则为保证安全, 穿着此背漂的儿童的体重不能超过 kg. (计算结果保留1位小数)GABOK【拓展6】 在如图所示装置中, 杠杆和滑轮的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计, 杠杆AB可以绕O点在竖直平面内自由转动, A端通过竖直方向的轻绳与滑轮组相连, 在B端用一轻绳沿竖直方向将杠杆拉住, 使其始终保持水

18、平平衡. 在滑轮组的下方, 悬挂一圆柱形的物体, 此物体被浸在圆柱形容器内的液体中. 已知杠杆O点两侧的长度关系为AO=2OB, 圆柱形物体的底面积为10cm2、高为12cm, 圆柱形容器的底面积为50cm2. 若容器中的液体为水, 在水深为20cm时物体的上表面恰与水面相平, 此时杠杆B端绳上的拉力为F1; 打开圆柱形容器下方的阀门K, 将水向外释放, 直到物体露出水面的体积为其总体积的2/3时, 将阀门K关闭, 此时杠杆B端绳上的拉力为F2, 且F1:F2=3:4. 若容器中液体为某种未知液体, 其质量与最初容器中的水的质量相等, 此时未知液体的深度为18 cm, 杠杆B端绳上的拉力为F3

19、. 取g=10N/kg, 则( )A. 圆柱形物体的密度为2 g/cm3B. 作用在B端的拉力F3大小为1.52NC. 未知液体的密度为1.2 g/cm3D. 未知液体对圆柱形容器底部的压强为1980Pa【拓展7】 如图甲所示, 圆柱形平底容器覆于水平桌面上, 其底面积为500cm2. 在容器内放人一个底面积为200cm2、高为20cm的圆柱形物块, 物块底部的中心通过一段细线与容器底部相连. 向容器内缓慢注入某种液体直至将容器注满, 如图乙所示. 已知在注入液体的过程中细线对物块的拉力F随液体深度h的变化关系图像如图丙所示. 若将细线剪断, 当物块静止时, 液体对容器底部的压强为 .Pa.(

20、g=10Nkg)【拓展8】 小华家里有一个金属块, 不知道是用何种金属制成的, 因此她决定用学过的物理知识测出金属块的密度.由于身边没有测量质量的工具, 因此她找来了圆柱形容器、刻度尺和一个塑料小碗.设计了一个测金属块密度的实验.请按照他的设计思路完成下列实验.(1)把圆柱形容器放在水平桌面上并在其中装入适量的水.(2)让塑料小碗漂浮在水面上, 测出容器内的水深为H1.如图甲所示.(3)当把金属块放入容器内的水中时, 测出容器内的水深为H2, 如图乙所示.(4) .甲 乙则金属块的密度表达式为 .【拓展9】 实验桌上备有器材: 托盘天平、砝码盒、盛有适量水的烧杯A, 盛有适量盐水的烧杯B、细绳

21、、石块各一个. 小刚想测量烧杯B中盐水的密度. 请你帮他将实验步骤补充完整: 用调好的天平测量烧杯A和水的总质量m1, 将数据记录在表格中; 用细线拴住石块, 手提细线将石块 , 天平平衡时读出天平的示数m2, 将数据记录在表格中; 用天平测量烧杯B和被测盐水的总质量m3 , 将数据记录在表格中; 将石块擦干后, 手提细线将石块仿照步骤2操作, 天平平衡时读出天平示数m4, 将数据记录在表格中; 根据及测量数据, 计算出被测盐水的密度盐水= , 将计算结果记录在表格中.【拓展10】 实验桌上提供了6个50g附有挂钩的相同的金属块, 05N的弹簧测力计一个, 适量的水和满足实验要求的量筒.请你利

22、用提供的实验器材, 设计实验证明: 水对物体的浮力与物体排开水的体积成正比.写出实验步骤并设计实验数据的记录表格. 【练1】 如图所示, 某圆柱形容器内装有适量的水, 底面积为20cm2.将物体B放入水中时, 通过磅秤测得总质量为150g; 使用一个杠杆提起物体B, 发现当杠杆C端挂钩码A时, 杠杆在水平位置恰好平衡, 物体B刚好有一半体积露出水面. 此时天平示数为50g, 测得容器内液面下降了1cm. 则物体B的密度为 kg/m3.(g取10N/kg)DOBBA【练2】 水平桌面上有甲、乙两个相同的圆柱形容器, 分别装有水和酒精. 有两个重分别为GA、GB的实心长方体A、B, 它们的底面积均

23、为S, 高度比为23, 密度比为21. 如图所示, 将A、B两物体分别用细线悬挂并浸在甲、乙两容器的液体中. 两物体静止时, 甲、乙两容器底部所受液体的压强相等, 且物体A、B的下底面距容器底的距离分别为h1和h2, 物体A、B底部受液体的压强分别为pA和pB, 两物体所受液体的浮力分别为FA和FB, 细线对A、B的拉力分别为TA和TB. 取出物体A、B后, 甲、乙两容器底所受液体的压力分别为F甲和F乙. 已知酒精密度是水密度的0.8倍, h1=2h2=0.1m, S=10cm2. 则下列正确的是()(g取10N/kg)A. pBpA600Pa, TATBB. FBFA0.6N, F甲F乙C.

24、 F甲F乙1.2N, FAFB D. GAGB43, F甲F乙 【练3】 小梅在学习了浮力知识后, 她将圆柱形容器放入一个大水槽中使其漂浮在液面上. 向容器中缓慢加水, 容器始终漂浮, 测出容器所受浮力和向容器中加水的深度并记录如下表.请根据表中数据归纳出F浮与h的关系F浮= .h/cm123456F浮/N101214161820【练4】 给你一块足够大的橡皮泥(密度比水大)、一个弹簧测力计、一个量筒和足够多的水, 设计一个实验, 证明漂浮漂浮在液面上的物体所受浮力等于物体排开液体受到的重力.写出实验步骤, 并设计出实验数据表格.第十八种品格:坚持匡衡凿壁偷光西汉时候, 有个农民的孩子, 叫匡

25、衡. 他小时候很想读书, 可是因为家里穷, 没钱上学. 后来, 他跟一个亲戚学认字, 才有了看书的能力. 匡衡买不起书, 只好借书来读. 那个时候, 书是非常贵重的, 有书的人不肯轻易借给别人. 匡衡在农忙时节, 给有钱的人家打短工, 不要工钱, 只求人家借书给他看. 过了几年, 匡衡长大了, 成了家里的主要劳动力. 他一天到晚在地里干活, 只有中午歇晌的时候, 才有工夫看一点书, 所以一卷书常常要十天半月才能够读完. 匡衡很着急, 心里想:白天种庄稼, 没有时间看书, 我可以多利用一些晚上的时间来看书. 可是匡衡家里很穷, 买不起点灯的油, 怎么办呢？ 有一天晚上, 匡衡躺在床上背白天读过的书. 背着背着, 突然看到东边的墙壁上透过来一线亮光. 他嚯地站起来, 走到墙壁边一看, 原来从壁缝里透过来的是邻居的灯光. 于是, 匡衡想了一个办法:他拿了一把小刀, 把墙缝挖大了一些. 这样, 透过来的光亮也大了, 他就凑着透进来的灯光, 读起书来. 匡衡就是这样刻苦地学习, 后来成了一个很有学问的人. 今天我学到了 412014年中考物理第二轮复习初三京城统一体系第讲尖子班学生版