专题十四：浮力的产生与漂浮问题.pdf

本节涉及知识本节涉及知识专题十四：浮力的产生与漂浮问题专题十四：浮力的产生与漂浮问题本节涉及知识本节涉及知识：1.浮力计算方法：浮力计算方法：2.浮力变化量：浮力变化量：3.浮冰问题浮冰问题4.液体压强和气体压强液体压强和气体压强【例【例1】(2004年河南赛题年河南赛题)如图所示，弹簧测力计下面挂一物块，在空气中称如图所示，弹簧测力计下面挂一物块，在空气中称时时弹簧测力计台弹簧测力计台数分别如数分别如则在则在中中台台时时，弹簧测力计弹簧测力计及及台台秤秤P、Q示示数分别如数分别如图图(a)所示，所示，则在则在图图(b)中中，台台秤秤P、Q示数分别应为示数分别应为()A0 2 N1 0 NB1 9 N1 1 NA0.2 N，1.0 NB1.9 N，1.1 NC2.1 N，1.1 ND2.0 N，1.1 N【例【例2】(2012孝感孝感)如图所示，一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯，置于水平桌面中央，杯内水中漂浮着一冰块。若冰融化前、后水对杯底的压强分如图所示，一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯，置于水平桌面中央，杯内水中漂浮着一冰块。若冰融化前、后水对杯底的压强分别为别为杯底对桌的强分别为杯底对桌的强分别为知知则则别为别为P1、P2，杯底对桌杯底对桌面面的的压压强分别为强分别为P3、P4，已，已知知水水冰块冰块，则则下列关系式中正确的是下列关系式中正确的是()AAp1p2p3p4 Bp1p2p3p4 C且且Cp1p2、p3p4，且且p1p3 Dp1p2、p3p4，且，且p1p3【例【例3】如图所示，圆柱形容器底部和侧壁分别有一个木塞】如图所示，圆柱形容器底部和侧壁分别有一个木塞M、N，M、N排开水的体积相等，则排开水的体积相等，则()AM塞受到的浮力大于塞受到的浮力大于N塞受到的浮力塞受到的浮力BM、N两塞受浮力相等两塞受浮力相等NCM、N两塞不受浮力，即受浮力均为零两塞不受浮力，即受浮力均为零D只有只有M塞受浮力为零塞受浮力为零MM1【例【例4】如图所示，在盛有水的烧杯内放置一冰块，冰块的下表面与杯底接触，水面正好与杯口相齐，当冰融化时是否有水溢出？】如图所示，在盛有水的烧杯内放置一冰块，冰块的下表面与杯底接触，水面正好与杯口相齐，当冰融化时是否有水溢出？()A当冰块的表面对杯底有力时当冰块的表面对杯底有力时冰融化后水定会溢出冰融化后水定会溢出A当冰块的当冰块的下下表面对杯底有表面对杯底有压压力时力时，冰融化后水冰融化后水一一定会溢出定会溢出B当冰块的下表面对杯底有压力时，冰融化后水一定不会溢出当冰块的下表面对杯底有压力时，冰融化后水一定不会溢出C无论冰块的下表面对杯底是否有压力无论冰块的下表面对杯底是否有压力冰融化后水都会溢出冰融化后水都会溢出C无论冰块的下表面对杯底是否有压力无论冰块的下表面对杯底是否有压力，冰融化后水都会溢出冰融化后水都会溢出D无论冰块的下表面对杯底是否有压力，冰融化后水都不会溢出无论冰块的下表面对杯底是否有压力，冰融化后水都不会溢出【例【例5】(2003年上海初赛年上海初赛)如图所示，在甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体，将三个相同的铁球分别下沉到各容器底部，当铁如图所示，在甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体，将三个相同的铁球分别下沉到各容器底部，当铁球静止时球静止时试比较容器底部所受铁球的力试比较容器底部所受铁球的力()球静止时球静止时，试比较试比较三三容器底部所受铁球的容器底部所受铁球的压压力力()A甲最小甲最小B乙最小乙最小C丙最小丙最小D大小一样大小一样【例【例6】(2005年江苏赛题年江苏赛题)如图所示，锥形瓶内盛有水，置于水平桌面上，此时水对瓶底的压力为如图所示，锥形瓶内盛有水，置于水平桌面上，此时水对瓶底的压力为F1，锥形瓶对桌面的压力为，锥形瓶对桌面的压力为F2，若向瓶内放入一，若向瓶内放入一重为重为0 3的小木球的小木球木球浮在水上木球浮在水上放球后放球后上述所说的力上述所说的力只只重为重为0.3 N的小木球的小木球，木球浮在水木球浮在水面面上上。放放入入球后球后，上述所说的上述所说的压压力力F1、F2将有怎样的变化？将有怎样的变化？()AFF 增加的值都是增加的值都是0 3 NAF1、F2增加的值都是增加的值都是0.3 NBF1、F2增加的值都大于增加的值都大于0.3 NCF1增增加加的值小于的值小于0.3 N，F2增增加加的值等于的值等于0.3 N1增的值小于增的值小于，2增的值等于增的值等于DF1增加的值大于增加的值大于0.3 N，F2增加的值等于增加的值等于0.3 N【例【例7】把一木块放在水中，它有】把一木块放在水中，它有 3/5的体积浸入水中，在木块上方加一质量为的体积浸入水中，在木块上方加一质量为4kg的重物时，木块刚好全部没入水中，则下面说法中正确的是的重物时，木块刚好全部没入水中，则下面说法中正确的是()A木块质量为木块质量为6kgB木块质量为木块质量为10kgC木块全部浸入水中后受到的浮力为木块全部浸入水中后受到的浮力为98ND木块的密度是木块的密度是0.6103kg/m32【例【例8】(2008年全国初赛题年全国初赛题)2000年年8月月12日，在巴伦支海参加军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇日，在巴伦支海参加军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇(如图所示如图所示)意外沉没，所有舱室意外沉没，所有舱室都灌满海水都灌满海水艇上艇上118名官兵全部遇难名官兵全部遇难引起国际社会的普遍关引起国际社会的普遍关都灌满都灌满了了海水海水，艇上艇上118名官兵全部遇难名官兵全部遇难，引起引起了了国际社会的普遍关国际社会的普遍关注。已知“库尔斯克”号核潜艇的质量注。已知“库尔斯克”号核潜艇的质量m1.4107kg，海水密度近，海水密度近似取作似取作 1 0103kg/m3制造潜艇的材料的平均密度取作制造潜艇的材料的平均密度取作 似取作似取作水水1.0103kg/m3，制造潜艇的材料的平均密度取作制造潜艇的材料的平均密度取作船船7.0103kg/m3，g取取10 N/kg。请回答：有人提出一种打捞“库尔斯克”。请回答：有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案号的方案，就就是在潜艇周围缠满可充气的负载量是在潜艇周围缠满可充气的负载量大大的浮力袋的浮力袋，若每若每号的方案号的方案，是在潜艇周围缠满可充气的负载量的浮力袋是在潜艇周围缠满可充气的负载量的浮力袋，若每若每只浮力袋的质量为只浮力袋的质量为50 kg，充气后的体积，充气后的体积V010 m3，试估算要将“库尔斯克”号核潜艇打捞起来，至少需用多少只浮力袋？，试估算要将“库尔斯克”号核潜艇打捞起来，至少需用多少只浮力袋？【例【例9】(2007年全国复赛题年全国复赛题)我们已经知道，肺活量是一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积，单位是毫升我们已经知道，肺活量是一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积，单位是毫升(mL)。肺活量是身体机。肺活量是身体机能的重要指标之能的重要指标之对青少年的成长及后身体是健康都关系重大对青少年的成长及后身体是健康都关系重大能的重要指标之能的重要指标之一，一，对青少年的成长及对青少年的成长及日日后身体是后身体是否否健康都关系重大健康都关系重大。我们要注意增强自身的肺活量。如图所示的是一种测定肺活量的实用。我们要注意增强自身的肺活量。如图所示的是一种测定肺活量的实用方法方法图中图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒为倒扣在水中的开口薄壁圆筒测量前排尽其中的空气测量前排尽其中的空气(方法方法，图中图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，测量前排尽其中的空气测量前排尽其中的空气(即测量前筒内充满水即测量前筒内充满水)。测量时，被测者吸足空气，再通过。测量时，被测者吸足空气，再通过B尽量将空尽量将空气呼出气呼出，呼出的空气通过导管进呼出的空气通过导管进入入A内内，使使A浮起浮起。测得圆筒质量为测得圆筒质量为m，气呼出气呼出，呼出的空气通过导管进呼出的空气通过导管进内内，使使 浮起浮起测得圆筒质量为测得圆筒质量为，横截面积为横截面积为S，筒底浮出水面的高度为，筒底浮出水面的高度为H，大气压强为，大气压强为p0，求：此时圆筒内气体的体积。，求：此时圆筒内气体的体积。此时筒内气体的压强。此时筒内气体的压强。【例【例9】“肺活量体重指数”是人体重要的呼吸机能指数，它主要通过人体的肺活量与体重的比值来反映肺活量和体重的相关程度，用以对不】“肺活量体重指数”是人体重要的呼吸机能指数，它主要通过人体的肺活量与体重的比值来反映肺活量和体重的相关程度，用以对不同年龄同年龄性别的个体与群体进行客观的定量比较分析性别的个体与群体进行客观的定量比较分析例如例如我国我国同年龄同年龄、性别的个体与群体进行客观的定量比较分析性别的个体与群体进行客观的定量比较分析。例如例如，我国我国初三年级男生肺活量体重指数标准：初三年级男生肺活量体重指数标准：67以上为优秀；以上为优秀；5066为良好；为良好；3349为及格为及格；32以下为不及格以下为不及格如果体重如果体重60 kg的小强用上面的肺的小强用上面的肺3349为及格为及格；32以下为不及格以下为不及格。如果体重如果体重60 kg的小强用上面的肺的小强用上面的肺活量仪测肺活量，测得活量仪测肺活量，测得H18 cm，已知筒，已知筒A的质量为的质量为200 g，横截面，横截面积为积为200 cm2，请计算他的肺请计算他的肺活活量体重指数是多少量体重指数是多少？积为积为，请计算他的肺量体重指数是多少请计算他的肺量体重指数是多少3