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时间:2018-09-28
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1、初二物理上册浮力测试题(带答案) 浮力 一、知识概述 (1)知道浸在液体里的物体要受到一个向上的浮力,知道浮力产生的原因; (2)会用弹簧秤测量物体受到的浮力的大小,理解阿基米德原理,会用阿基米德原理计算浮力有关的题目。 二、重难点知识精析 (一)浮力的大小与阿基米德原理 1、浮力大小的测量。用一个弹簧测力计测出一个物体在空气中的重力G,再将物体浸入液体中,读出弹簧测力计的示数F′,则前后两次的读数之差就是物体在该液体中受到的浮力,即F浮=G-F′. 2、阿基米德原理:浸在液体中所受到的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力,这就是阿基米德原理。
2、 3、浮力的计算:阿基米德原理用公式表示为:F浮=G排或F浮=ρ液V排g 公式中符号的意义及单位:F浮—浮力—N;ρ液—液体的密度—kg/m3;V排—物体排开液体的体积—m3. 在已知液体的密度和物体排开液体的体积时,可用这个公式计算出物体受到的浮力。 例1、一均匀实心物体,挂在弹簧测力计下,称得其重力为G=19.6N,当把物体没入水中后,弹簧测力计的读数减小到F′=9.8N,求: (1)该物体没入水中时所受到的浮力F浮=? (2)该物体的密度ρ=? 解析:由弹簧测力计先后两次读数G和F′可求物体受到的浮力F浮=G-F′。进而先根据G=mg求出物体的
3、质量,再由阿基米德原理的数学表达式F浮=ρ液gV排,求出,由于此物体是浸没于水中,所以,最后根据来求物体的密度。 (1)F浮=G-F′=19.6N-9.8N=9.8N (2) 由于物体浸没于水中,所以 则 说明:F浮=G-F′是求物体所受浮力的一种方法,通常叫做“测量法”,F浮=ρ液gV排是求物体所受浮力的另一种方法,通常叫做“公式法”,而且它们的两个变式:常用于计算液体的密度;常用于在知道V排与V物的大小关系时,计算物体的体积V物,进而做物体密度ρ物等的计算。 本题第(2)问,显然可利用,来计算物体的密度更为简单: 例2、一容积为4.5m3的气球
4、,里面充满氢气,已知球壳的质量为800g,不计球壳的体积,问至少用多大的力拉住才能使其不至升空?(ρ空气=1.29kg/m3,ρ氢气=0.09kg/m3,取g=10N/kg) 解析: 气球在空气中要受到浮力,球内氢气和球壳要受到重力,设所求拉力为F,对气球作如图所示的受力分析,依题意应有,F浮=G氢气+G壳+F. G壳=m壳g=0.8kg×10N/kg=8N G氢气=ρ氢气gV球=0.09kg/m3×10N/kg×4.5m3=4.05N F浮=ρ空气gV球=1.29kg/m3×10N/kg×4.5m3=58.05N 则:F=F浮-G氢气-G壳=5
5、8.05N-4.05N-8N=46N 即:至少需要46N的力拉住它才能使其不至升空。 说明:当物体受到几个力的作用,对它进行受力分析并作出受力分析图,可以直观地表示出几个力的大小与方向关系,通常运用力的平衡的知识,再进行求解。本题中,氢气球受到的竖直向上的浮力F浮,应与它受到竖直向下的氢气的重力G氢气,球壳的重力G壳和所需最小拉力F这三个力的合力平衡,从而得到F浮-G氢气-G壳。 例3、一木块浮在水面上时,有体积露出水面,将该木块放入另一液体中,静止时有体积浸在液体中,求木块和另种液体的密度。 解析: 依题意画出两种情况下的木块状态图,图甲中,木块
6、浮在水面上,木块所受到的重力应等于木块受到的水的浮力即:G=F浮(水)展开:。图乙中,木块受到的重力也等于木块所受液体的重力,G=F浮(液),展开 说明:浮力问题中,应用物体漂浮或悬浮时G=F浮建立等量关系求解的题目占有极大的比例。本题是一个典型代表,解答这类题目,依题意画出状态图,建立物体受力平衡的方程式求解,是解题的一般方法,有的题目,还需要依题建立方程组来求解。 例4、今有一质量为386g,体积为30cm3的金质球,求它在下列情况下所受到的浮力: (1)在盛有足够深水的容器中静止时; (2)在盛有足够深水银的容器中静止时。(ρ金=19.3×10
7、3kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3,取g=10N/kg) 解析:解答本题,不可盲目套用公式F浮=ρ液gV排,因为虽然ρ金>ρ水,ρ金>ρ水银,但此金质球是否在水和水银中静止时都下沉至容器底,并不由ρ金与ρ水,ρ水银的相对大小来决定,而是取决于金质球的平均密度。 (1)因为ρ球>ρ水,所以此球在水中应下沉,在盛有足够深的盛水容器中静止时,球浸没在水中V排(水)=V球, 故球所受水的浮力: (2)因为ρ球<ρ水银,所以此球在水银中自然静止时应处于漂浮状态,故球所受水银的浮力: 说明:(1)解答物理问题要结合特定物理情景,具体问题,
8、具体分析,不可生搬硬套,
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