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1、.浮力中关于液面升降的例题解析h的大小指液面高度的变化量,它是浮力问题与液体压强综合计算题的结合点。对于它的分析求解是初中物理计算题的难点和重点。液面升降的高度h根据产生的原因可以分为三类:但实际变化远远不止于此!其中由于V排变化引起的液面升降h的问题是基本题型,也是中考要重点考察的内容,为了使同学们正确分析此类问题,找出解决问题的关键,现将其核心知识及几种h产生情况的分析方法阐述如下: 一、液体的体积不增减,仅仅由于V排变化而引起的液面升降h的问题。 图1AB【例1】如图1所示,容器的B为粗细均匀的圆柱状,且横截面积S容=200cm2。物体A为横截面积为SA=30cm2,高度为的hA的圆柱体
2、。将物体A放入液体中,物体A浸入的深度为h1,液体上升的高度为h,则液面上升的高度h等于什么? 2、公式推导: h=V排/S容。-(1)又根据物体排开液体的体积等于浸入的物体的体积即:V排=V浸入,物体A为圆柱体,故有: 图2 甲 乙S容 h = SAh1h= SAh1/S容。-(2)3、此式适用的条件是:V水不变,而只有V排的变化,且容器必须是柱状的。 此式的实质是:被物体排开的液体的体积V排,分布于容器整个截面积(S容)上,使液面变化 h。如下图3。思考:如图4所示的柱形容器,横截面积S容,物体为横截面积为SA,高度为的hA的圆柱体。将物体放入液体中,物体浸入的深度为h1,液体上升的高度为
3、h,则液面上升的高度h等于什么? 二、V排可能发生变化,由于增减液体而导致的 h变化1、产生原因:物体均自由漂浮在液面上,液体密度不变,所以V排不变。当向容器内注入同种液体使其体积增加了 V,所以这种 h的由来是因为容器内液体体积增加而导致的。2、公式 h= V液/S容。-(2) 三、V排和液体的质量都变化从而导致的 h变化1、产生的原因:分析比较图7可知容器中液体增加了 V液,物体浸入液体的体积同时也增加了 V排。因此这和前面两种中的 h是由V排和V液同时变化引起的情况不同,而是多了一个产生的因素。2、公式推导: h实质上就是物体在两种情况下液体的深度差,即 h= V排/S物-(4)(4)式
4、是用与前两个公式不同方法推导的。若用前面的方法推导又可得到不同于(4)式的另一种表示形式:由图:V总=(h1+ h)S容=h1S容+ hS容 V总=V液+V排+ V液+ V排由图:h1S容=V液+V排 hS容=V液+V排仍在图4中分析: V排 hS物 再代入上式得 hS容= V液+ hS物 h(S容S 物)= V液 h= V液/(S容S物)-(5)中考演练:东城一模如图所示,底面积为Sb的圆柱形容器内盛有适量的水,另一底面积为S的圆柱体A有部分体积浸在水中,当圆柱体A相对于容器下降高度为h时,水没有溢出,圆柱体A也未全部没入水中,物体A所受水的浮力增加了 。中考演练:海淀一模23如图甲所示,圆
5、柱形平底容器置于水平桌面上,其底面积为500cm2。在容器内放入一个底面积为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其注满,如图10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10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。(g=10N/kg)甲乙丙40h/cm5060F/N203004261081070中考演练:朝阳二模12.如图7甲所示,装有部分水的试管竖直漂浮在容器内的水面上,试管内水面与容器底部的距离为h,试管壁粗细均匀、厚度不计;现将一物块完全浸没在该试管水
6、中,发现试管内水面与容器底部的距离恰好仍为h,如图8乙所示,若试管横截面积与容器横截面积之比为1:5,则下列说法正确的是 甲 图9 乙A放入的物块密度为5103kg/m3 B放入的物块密度为1.25103kg/m3 C放入的物块密度为2.25103kg/m3D小试管与容器内水面变化的高度相等压强浮力第12题 专项训练(一)(1)16如图9甲所示,两个实心正方体所受重力分别为,它们的密度分别为,它们的边长分别为若将它们放在水平地面上,对地面产生的压强分别为若将它们放入柱状容器的水中(水未溢出),物体静止后,如图9乙所示,物体有的体积露出水面,物体静止在水中,容器底部受到的压力比未放入两物体时增加
7、;若将物体取出轻压在物体上(水未溢出),待物体静止后容器底部受到水的压力比未放入两物体时增加若已知,取则下列说法正确的是:ABCD(崇文一模):(2) 23一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装某种液体。将体积为V的金属块A挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中(A与容器底未接触)。金属块A静止时,弹簧测力计的示数为F。将木块B放入该液体中,静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A放在木块B上面,木块B刚好没入液体中(如图11所示)。若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为13:24,则液体的密度为_金属块A的密度为_。甲 图11 乙(东城一模)(3) 23在一个圆柱形容器
8、内盛有深为20cm的水。现将一质量为200g的密闭空心铁盒 A放入水中时,空心铁盒有一半浮出水面;当铁盒上放一个小磁铁B时,铁盒 恰 好浸没水中,如图11甲所示;当把它们倒置在水中时,A有1/15的体积露出水面,如图11乙所示。小磁铁B的密度为 kg/m3。(朝阳一模):(4)16如图7所示,在底面积为的圆柱形水槽底部有一个金属球,圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯底受到水的压力为若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水平漂浮在水面上,此时烧杯底受到的压力为,此时水槽底部受到水的压强与捞起金属球前变化量为,水的密度为根据上述条件可知,金属球捞起放入烧杯后A烧杯受到的浮力为 B金属球受到的支
9、持力为C金属球受到的支持力为 D水槽底部受到水的压力变化了(5)、(北京市中考试题)如图1515 (a),在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A,此时木块漂浮;如果将A从木块上拿下,并放入水中,当木块和A都静止时(水未溢出),下面说法正确的是()(a)(b) A当A的密度小于水的密度时,容器中水面上升 B当A的密度大于水的密度时,容器中水面下降 C当A的密度等于水的密度时,容器中水面下降 D当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下面,如图(b), 容器中水面不变答案: (1) ACD 根据A和B的重力,此时重力即为对地面的压力,因为A的底面积大于B的地面积,已知
10、二者对地面的压强的大小关系,从而可以求出A、B的重力大小的关系;A在水中漂浮,受到的浮力等于自身的重力,B在水中悬浮,受到的浮力等于自身的重力;容器底部受到水的增加的压力就等于A和B的重力之和;B物体取出轻压在A物体上(水未溢出),待物体静止后,受到的浮力仍然等于A和B的重力之和;当将它们放入水中后分别静止在如图乙所示的位置时,根据物体的浮沉条件可知,漂浮时浮力等于其重力,悬浮时浮力也等于其重力,根据浮力公式列出等式,再利用压强之间的关系列出等式,从而求出边长之间的关系和两个压强之间的差(2) 木块的体积24/13V A的质量喂m mg- gv=F 木块B刚好没入 可知 铁的重力等于液体7/1
11、2木块的体积的重力 g7/12 *24/13v =mg 两式联立得液体密度为13F/gv(3) 答案7.5103 (4) 答案BD(5)解A在木块上面,A和木块漂浮,则 F浮G水GA V排A从木块上拿下后,若A水,则A和木块均漂浮在水面,A和木块共同排开水的体积为VA排V木排比较和, A选项中,容器中水面不变,而不是上升当A水时,A拿下放入水中,A悬浮在水中,容器中水面也是不变B选项,当A水时,A放入水中,A沉底,木块和A共同排开水的体积为:V木排V木排比较和,A水,式式 液面下降D选项中,A放在木块上和悬挂在木块下面,两次比较,A和木块均漂浮,F浮GAG水不变,V排不变,前后两次注解面无变化
12、液面下降D选项中,A放在木块上和悬挂在木块下面,两次比较,A和木块均漂浮,木不变,V排不变,前后两次液面无变化 答案B、D压强浮力第12、23题 专项训练(二)(2012)、12水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,容器内分别盛有等质量的液体。其中甲、乙、丁容器中的液体密度相同。若将小球A放在甲容器的液体中,小球A静止时漂浮,此时甲容器对桌面的压力为;若将小球A用一段不计质量的细线与乙容器底部相连,并使其浸没在该容器的液体中,小球A静止时乙容器对桌面的压力为;若将小球A放在丙容器的液体中,小球A静止时悬浮,此时丙容器对桌面的压力为;若将小球A放在丁容器的液体中,用一根不计质量的
13、细杆压住小球A,使其浸没,且不与容器底接触,小球A静止时丁容器对桌面的压力为,则下列判断正确的是ABCD23如图6所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为和。容器甲中盛有高的水,容器乙中盛有高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为,剩余酒精对容器乙底部的压强为。当质量为的范围为 时,才能满足 。()(2011)、12甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图7所示。甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2,且2S1=3S2。甲容器中液体的密度为1,液体对容器底产生的压强为p1。乙容器中液体的密度为2,液体对容器底产生的压强为p2,且p2=2p1。将A球浸在甲容器的液体中,B球浸在乙容器的液体中,两容器中均无液体溢出。液体静止后,甲、乙两容器底受到液体的压力相等,A、B两球所受浮力分别为F1和