专题11 浮力基础（方法与技巧）（原卷版）

专题11 浮力基础 一．密度计的工作原理是什么？ 【方法技巧】密度计是用来测定液体密度的仪器，它是根据物体漂浮时浮力等于物体自身重力（F 浮=G） 这一原理而制成的。密度计在任何液体里都呈漂浮状态，据浮力公式，F 浮=ρ 液gV 排=G 计，显然ρ 液大时，V 排小，密度计露出部分大，反之ρ 液小时，V 排大，密度计露出部分就小。因此密度计的刻度是不均匀的，下 密上疏，刻度值是自上而下增加的，密度计上的数值表示待测液体的密度是水密度的倍数。如“08”表示 该液体密度是08×103kg/m3。 【典例剖析】如图所示，在制作简易密度计的活动中。 （1）在制作简易密度计时选择一根饮料吸管，在其下端加适当的配重，并将这一端封闭，是为了使吸管 能________漂浮在液体中； （2）测出吸管漂浮在水中时，浸入水中的深度，水的密度用ρ 水表示；若漂浮在其他液体中时，浸入液体 的深度为，则该液体的密度的表达式ρ 液=________； （3）在使用简易密度计测量可乐的密度时，发现其浸入可乐中后，会有部分气泡附着在吸管下端，此时 测出的可乐密度将________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）； （4）正确测量出可乐密度后，发现水与可乐密度所对刻度线距离太小，不易观察。如果想让简易密度计 上两条刻度线之间的距离大一些，测量结果更精确，请你提出一条合理的改进措施：_______。 二．如何定性比较浮力的大小？ 【方法技巧】方法一：若已知液体密度及排开液体的体积关系，用阿基米德原理判断。 方法二：若已知不同物体的质量或重力大小关系，并明确物体的浮沉状态，通过比较浮力与重力的大小判 断。 注意：挖掘题意中的隐含条件，若已知不同物体的体积相同，则用阿基米德原理判断；若已知不同物体的 质量相等，则用浮沉条件判断。 【典例剖析】 1．如图是小明在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验①②和③中，弹簧测力计的 示数分别为22、14 和15，下列说法错误的是（ ） ．物体的密度为275×103kg/m3 B．实验中酒精的密度是0875g/m3 ．实验②中物体上下表面受到水施加的压力差为14 D．实验③物体全部没入酒精中后烧杯底部所受的压力增大了07 2．在水平桌面上的两个完全相同的甲、乙容器中，装有一定量的水。向其中分别投放由不同材料制成的 体积相等的小球、B，稳定后两容器中水面高度相同，如图所示。则下列说法正确的是（ ） ．小球的密度小于小球B 的密度 B．小球所受的浮力等于小球B 所受的浮力 ．放入小球前，甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强 D．放人小球后，甲容器底部受到水的压力大于乙容器底部受到水的压力 三．如何判断物体的浮沉？ 【方法技巧】方法一：比较物体的重力与所受浮力的大小关系。利用阿基米德原理先求出物体完全浸没时 受到的浮力大小，然后与物重比较。 方法二：比较物体密度与液体密度的大小关系。利用密度公式先求出实心物体（若是空心物体可假设为实 心）的密度，然后与液体密度比较。 【典例剖析】 1．如图所示，两个完全相同的容器甲、乙，左为甲，右为乙。原来都装有同样多的水，放置在水平桌面 上，将体积相等的不同物体、B 放入甲乙中，如图所示，处于漂浮状态，B 处于悬浮状态。下列判断不正 确的是（ ） ．物体的密度小于B 物体的密度 B．物体的浮力小于B 物体的浮力 ．甲乙中水对容器底的压强相等 D．甲对桌面的压强小于乙对桌面的压强 2．如图，薄壁圆柱形容器、B 放在水平桌面上，分别盛有不同的液体。、B 的底面积之比S S ∶ B=2 1 ∶，液 面的高度之比∶B=3 2 ∶，液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的小球分别放入、B，液面未 溢出，静止时，中的小球悬浮，B 中的小球________（选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”），此时、B 容器底部受到液体的压强之比 ∶ =________。 四、浮力的计算方法有哪些？如何进行选择？ 【方法技巧】（1）阿基米德原理法：F 浮=G 排=ρ 液gV 排，这是计算浮力的最基本、最常用的公式。若已知 物体排开液体的重力（或质量），用F 浮=G 排=m 排g 求浮力；若已知液体的密度ρ 液和排开液体的体积V 排， 则用F 浮=ρ 液gV 排求浮力。 （2）称重法：F 浮=G-F 拉。如果空气中测得某物体的重力为G，将物体浸在某种液体中测得拉力F 拉，则该 物体在液体中所受的浮力为F 浮=G-F 拉。 （3）漂浮、悬浮条件法：F 浮=G 物，适用于漂浮和悬浮的物体。若已知漂浮体或悬浮体的重力（或质量） 则用此法求浮力。 （4）浮力产生的原因法：F 浮=F 向上-F 向下。对于形状规则的物体（如长方体)，它所受的浮力可用液体对物 体向上和向下的压力差来求。 可见，计算浮力时，可以依据物体所处状态和题目已知条件选择适当的方法来计算。 【典例剖析】1．如图所示，在水平桌面上放置一长方体玻璃缸，已知其底面积为100m2，高为20m。缸内 装满水，将一质量为50g 的玩具鸭子轻轻地放入缸中后，鸭子漂浮在水面上。（g 取10/kg）求： （1）鸭子受到的浮力； （2）鸭子排开水的体积； （3）鸭子漂浮在玻璃缸中时，水对缸底的压力。 2．某科研小组为了找到制造军工产品的材料，首先需要研究某种物质的属性于是将由该物质制成的体积 为20×10-3m3、重12 的物体用细线系在盛有水、底面积为500m2 的圆柱形容器的底部，使其浸没在水中，如图所示。（已知 ；细线的质量不计）求： （1）该物体的密度是多大？ （2）物体浸没在水中时细线的拉力大小？ （3）剪断细线，待物体静止后水对容器底的压强变化了多少？ 3．如图所示，一个底面积为3S0的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，将一横截面积为S0，高度为0的均匀 实心圆柱体竖直放在容器底部。现向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压 力与注入液体质量的关系如图所示。求： （1）液体的密度； （2）圆柱体受到的最大浮力； （3）圆柱体对容器底的最小压强。