当前位置：文档库 › 浮力专题：液面升降问题知识讲解

浮力专题：液面升降问题知识讲解

浮力专题：液面升降

问题

浮力专题：液面升降问题

一、判断液面升降

方法：比较V排的变化

物体浸在液体中，若浮力变大，Ｖ排变大，液面；若浮力变小，则Ｖ排变小，液面；若浮力不变，则Ｖ排不变，液面。

（填“上升”或“下降”或“不变”）

1、如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗

形，分别放入相同的甲、乙两杯水中．静止时甲杯中橡

皮泥所受的浮力________(填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力，杯中水面_______．

2、（1）如图所示，小船和石块一起漂浮在水中，将石块（或金属块）从船中取出放入水中后，水面。

（2）如图2所示，在一较大容器的水面上放一木块，木块上面

放一个体积为1dm3、重7.84N的物体，此时木块漂浮．如果将物

体从木块上拿下并放入水中，当木块和物体都静止时，容器中的水面将（）

Ａ．上升Ｂ．下降Ｃ．不变Ｄ．无法判断

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

3、将冰块分别放在水、盐水和煤油（或酒精）

中，冰块完全熔化后，判断液面的变化。

1）冰块放在水中，漂浮，熔化后，液面。

2）冰块放在盐水中，漂浮，熔化后，液面。

3）冰块放在煤油（或酒精）中，沉底，熔化后，液

面。

4、冰块内包有一个木块漂浮在水面上，冰块熔化后，水面。

5、冰块内包有一个石块（石块密度大于水的密度）漂浮在水面上，冰块熔化后，石块

（填浮沉状况），则水面。

检测：

1．（1）在图中，容器内装有一定量的水，水面上浮有

木块甲，在甲上放有铁块乙，甲与乙之间用细绳相连，

当木块翻转，铁块乙没入水中时，则（）

A．容器内液面高度一定不变 B．容器内液面高度一定降低

C．容器内液面高度一定升高 D．容器内液面高度先升高后降低

（2）现将绳子剪断，当木块和铁块都静止后，下列分析正确的是（）A．铁块沉底，木块漂浮 B．水面下降，容器底受到水的压强变小

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

C．桌面受到的压力变小 D．桌面受到的压强不变

2．重为5N 的木块A ，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为

3N，若绳子突然断了，水面（填“上升”或“下降”或“不变”），最终木块所受浮力为，水对容器底的压力（填“增加”或“减小”）了。

二、液面升降的定量计算

1、容器底面积S，盛有适量水，柱形木块底面积S0，放入水

中，水面上升△h，则木块排开液体的体积V排= 。

现向容器中加水，水面又升高△h1，则木块排开液体的体积V

排’= ，加入水量△V水= 。

*若木块被按压又下降h（水未溢出），则水面升高高度△

h2= 。

2、将木块（密度为ρ，底面积S0，高为h0）立放于容器中（容器底

面积S0），向容器中加水（，密度为ρ水），水面高度为h，木块未

浮起，则V排= ，加入水量△V水= 。

当木块恰好漂浮时，水面高度h水=。

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

练习：

1、1．如图所示，不计外壁厚度且足够高的柱形容器置于水平桌面上，容器的底面积为150cm2．现将一边长为0.1m、质地均匀的正方体物块放在容器底部，当缓慢持续地向容器中注入400cm3的水时，物块对容器底部的压力恰好为零．求：

（1）水对容器底部的压强是多少？

（2）物块受到水的浮力是多少？

（3）再次向容器中缓慢注水，当容器中水的深度达到12cm时停止注水，第二次注入水的质量是多少？

2．一个密度为0.6×103kg/m3的木块，体积为0.02 m3，用

绳子系在底面积为1000cm2的柱形容器底，使木块完全没入

水中，如图所示。求：(1)此时木块所受的浮力是多少？(2)

绳子的拉力是多少？(3)剪断绳子，木块静止后，容器底所受压强改变了多少？

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

3．如图所示，密度为0．6×103kg/m3，体积为10-3m3的正方体木块，用一条质量可忽略不计的细绳，两端分别系在木块底部中心和柱形容器的中心。细绳对木块的最大拉力为3N，容器内有一定质量的水，木块处于漂浮状态，但细绳仍然松软，对木块没有拉力。求： (1)木块露出水面的体积有多大?

(2)向容器内注水(容器容量足够大)直至细绳对木块的拉力达到

最大值，在细绳处于断裂后一瞬间，停止注水。此时木块浸

入水中的体积多大?

(3)细绳断裂后，木块再次漂浮，若柱形容器底面积为2×10-2m2，此时容器里的水面与细绳断裂前的瞬间的水面相比，高度变化了多少?容器底部受到的压强变化了多少？

(取g=10N／kg)

4．如图所示，底面积为200cm2的容器底部有一固定轻质弹簧，弹簧上方连有一边长为10cm的正方体木块A，容器侧面的底部有一个由

阀门B控制的出水口，当容器中水深为20cm时，木块A有的

体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，没有发生形

变．（不计弹簧受到的浮力，g取10N/kg）求：（1）此时容器底部受到的

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

水的压强；（2）木块A的密度；（3）向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没水中，立即停止加水，弹簧伸长了3cm，求此时弹簧对木块A 的作用力F1是多大？容器底部受到水的压强变化了多少？

5．（5分）如图，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V铝=10cm3，当冰块（含空心铝球）悬浮时，排开水的体积V排=45cm3．冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度3kg/m3，求：

冰=0.9×10

（1）冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力；

（2）空心铝球最终对水槽底部的压力大小．

6．如图所示，底面积为2×10（2米2的圆柱形平底薄壁水槽放在水平地面上，一装有金属球的小盆漂浮在水槽的水面上，小盆的

质量为1千克，金属球的质量为1.6千克，金属球的体

积为0.2×10（3米3。

①若把金属球从盆中拿出并放入水槽中后，小球沉入水底，求容器对水平地面压强的变化量。

②求水对水槽底部的压强变化量。

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

7．如图甲所示，一个底面积为50 cm 2的烧杯装有某种液体，把重2.4N的小石块放在木块上,静止时液体深h1；如图

乙所示，将小石块放入液体中，液体深

=12 cm，石块对杯底的压力F=1.6N；如

图丙所示，取出小石块后（假设没有液体带出）, 液体深h3=10cm。求：（1）小石块的密度；

（2）液体的密度；（3）h1的深度。（g取10N/kg）

8.下面是小明自制“浮力秤”的装置图（如

图）和使用说明书．已知

水的密度为ρ水，秤盘中未

放物体时浮体的圆柱体侵

入水中的深度为h0，请根

据上述内容和条件解答：

（1）在图中画出未称物体时，浮体在水中沿竖直方向受力的示意图；（2）推倒出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

式；（3）求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值，使用前应在外筒中至少加入的水的质量．

=0.4kg，体积9．下图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m

=3×10-3m3的浮筒P，另有一厚度不计，质量m2=0.2kg，

面积S2=8×10-3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上，用细

线将P、Q连接，当供水管上流进水箱的水使浮筒刚好浸

没时，盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所，

当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求：（1）浮筒受到的浮力大小。

（2）细线对浮筒P的拉力大小。（3）水箱中水的深度。

10．底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水，将其竖直放在水平桌面上，把边长为10cm的正方体木块A放入水后，再在木块A的上方放一物体B，物体B恰好没入水中，如图（a）所示．已知物体B的密度为6×103kg/m3．质量为0.6kg．（取g＝10N/kg）求：（1）木块A的密度．（2）若将B放入水中，如图（b）所示，求水对容器底部压强的变化．

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除（a）（b）

11．如图所示，把甲铁块放在木块上，木块恰好浸没于水中，把乙块系在这个木块下面，木块也恰好浸没水中，已知铁的密度为7.9×

103kg/m3．求：甲、乙铁块的质量比．

12．一个圆柱形容器放在水平桌面上，如图甲所示，容器中立放着一个均匀实心圆柱体M。现慢慢向容器中加水，加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所

示，在整个过程中无水溢出，

M的底面始终与容器中的水面

平行。当加入的水等于3kg

时，物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm，如图乙所示（已知ρ水

=1.0×10kg/m3）。求：

（1）圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h；

（2）圆柱体M的密度ρ；

（3）圆柱形容器的内底面积S。

【浮力与密度实验练习】

1．用图所示的方法可以粗测出橡皮泥的密度．请你将李明同学测橡皮泥密度的实验步骤补充完整，并用测得的物理量表示出橡皮泥密度的表达式．实验步骤：

（1）将适量的水倒入烧杯中，用刻度尺测出烧杯中水的深度h1．

（2）将橡皮泥捏成球状后放入烧杯中（如图甲所

示），用刻度尺测出此时烧杯中水的深度h2．

（3）．

橡皮泥密度的表达式：．

2．小红的妈妈有一只翠玉手镯，她想知道手镯的密度。现

在只有如下器材：一个水槽和足量的水、细线、刻度尺、一

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

个正方体木块。请你按照下面的实验设计思路，把实验步骤补充完整，并利用测量中的表示符号和水的密度ρ水，写出测量翠玉手镯密度的数学表达式。实验步骤：

①水槽中装入适量水，将木块放入水槽中，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h1；

②将手镯放于木块上，如图所示，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离；

③。

翠玉手镯密度的数学表达式：ρ= 。

3．如图，小明自制土密度计并测定盐水的密度．

实验器材：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐

水．

实验步骤：

①在竹筷的一端缠上适量细铅丝，制成土密度计．

②用刻度尺测出竹筷的长度L．

③把土密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1（如图所示）．

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

④

_________________________________________________________________ ______．

请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题：（ρ水＝1.0g／cm3）

（1）竹筷一端缠上铅丝，是为了

________________________________________．

（2）密度计是利用________条件工作的．被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积________（选填“越小”或“越大”）．

（3）被测盐水的密度表达式：ρ盐水＝________．（不计铅丝体积）

（4）小明计算得出盐水的密度为1.05g／cm3，已知烧杯中盐水的体积为400cm3，盐的密度为2.6g／cm3，则盐水中含盐________g．（盐放入水中溶解后，盐和水的总体积不变）

参考答案

一、判断液面升降

上升；下降；不变

1、小于上升

2、下降 C

3、不变上升下降

4、不变

5、沉底下降

检测：1、（1）A （2）ABD 2、下降 5N 减小 3N

二、液面升降的定量计算

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

1、V 排=S △h V 排’= S △h △V 水=S △h 1， △h 2=00

S h S-S 2、V 排= S 0h △V 水=（S-S 0）h h 水=

0h ρρ水

练习： 1．（1）8×102Pa ；（2）8N ；（3）0.6kg

【解析】

试题分析：（1）正方体物块的底面积为：S 1=10cm×10cm=100 cm 2，容器中水的深度是：h=V/S=400cm 3/（150cm 2-100cm 2）=8cm ，水对容器底部的压强是p=ρ水gh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.08m=8×102Pa ；

（2）物块排开水的体积是V 排=S 1 h=100cm 2×8cm=800cm 3，物块受到水的浮力是：

F 浮=ρ水V 排g =1.0×103kg/m 3×10N/kg×8×10﹣4m 3=8N ；

（3）再次注入水的体积是V 水=S 容（h 1﹣h ）=150cm 2×（12cm ﹣8cm ）

=600cm 3，由ρ=m/V 可得：再次注入水的质量m=ρ水V 水

=1.0×103kg/m 3×600×10﹣6m 3=0.6 kg 。

2．1)此时木块所受的浮力是200N

(2)绳子的拉力是80N;

(3)剪断绳子，木块静止后，容器底所受压强改变了800Pa 。

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除【解析】

试题分析：(1)木块所受的浮力

N m kg N m V F 20002.0/10.kg/100.1g 333=???==排水浮ρ;

(2)木块的质量==V m ρ0.6×103kg/m 3×0.02 m 3=12kg

木块受到的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N

绳子的拉力F=F 浮-G=200N-120N=80N ；

(3)剪断绳子，木块静止后，木块处于漂浮状态，此时受到的浮力F /

浮

=G=120N ，此时木块排开水的体积=??==kg

/N 10m /kg 10120N 133g F V 水浮排ρ0.012 m 3 木块排开水的体积减少了0.02 m 3-0.012 m 3=0.008 m 3 液面下降的深度为cm cm cm 8100080002

==0.08m 容器底所受压强改变了△p=ρgh=1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.08m=800Pa 考点：浮力和压强的计算

3．解：(1) ∵木块漂浮，

∴F 浮=G 木=ρ木gV 木=0．6×103kg/m 3×10 N ／kg ×10-3m 3=6N …………(1分) V 排=g F 水浮ρ=

kg N m kg N /10/10633?=6×10-4m 3 ………………………（1分）V 露=V 木－V 排=10-3m 3－6×10-4m 3=4×10-4m 3 …………………………(1分)