1、专题九称重法测量浮力【考点梳理】称重法测量浮力原理：通过二次拉力求差值的方法求得物体所受的浮力。考点剖析：已知条件：在此类题型中，一般给定的是水或已知密度的液体，且物体在液体中处于浸没状态，实验可得物体的重力G和浸没在液体中时弹簧测力计的示数F。待求量：求解物体所受浮力、物体体积、物体的密度等物理量，也可用于测量未知液体的密度。题型一般有文字叙述题和图像题两种。1.称重法求浮力：2.称重法求物体体积：3.称重法求物体密度：1如图弹簧测力计下悬挂一物体，当物体三分之一的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为5N，当物体二分之一的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为 3N，现将物体从弹簧测力计上取下放入水中
2、，则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为（ 水=1kg/，g=10N/kg）（）A9N，0.75103kg/m3B9N，0.8103kg/m3C8N，0.75103kg/m3D8N，0.8103kg/m32如图所示，烧杯内盛有某种液体，把体积为1104m3的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体中，静止时弹簧测力计的示数为1.5N，已知铝的密度为2.7103kg/m3。则铝块在液体中受到的浮力等于_N，铝块的重力为_N，液体的密度为_kg/m3。3弹簧测力计下挂着一重为12N的实心小球，小球浸没在水中并静止时，弹簧测力计示数为7N此时小球受到的浮力是_N，其密度是_kg/m3（g=l0N/k
3、g）4某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”实验中，他猜想浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积和物体在液体中的深度有关：(1)在“探究浮力大小与物体在液体中深度是否有关”实验中，用弹簧测力计将一铁块分别浸没在水中的不同深度，观察到：_现象，从而得出浮力大小与物体在液体中的深度无关的结论；(2)在探究“浮力大小与物体排开液体的体积是否有关”实验中，记录的实验信息如下表：实验次数液体密度物体在液体中的深度h物体排开液体的体积V排物体的重力G/N 弹簧测力计的示数F示/N物体受到的浮力F浮/N1 相同相同小10 9.2 0.8 2 中8.4 1.6 3 大7.5 2.5 根据表中信息可得出的探究
4、结论是：_；进一步分析数据，提取信息可以得出浮力大小与物体排开液体的体积的关系是：_；(3)在“探究浮力大小与液体密度的关系”时，三次实验现象如图所示。根据三次实验现象，并结合(2)中的结论，得出了该探究结论。请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程_。5在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中。实验步骤BCDEF弹簧测力计示数/N2.22.01.71.71.9（1）分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小与_有关；（2）分析实验数据可知
5、，F中液体密度_（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度；（3）金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_N，金属块密度为_kg/m3。6在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：实验步骤BCDEF弹簧测力计示数F/N2.22.01.71.71.9(1)分析比较实验步骤_，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A、B、C、D可知：浮力大小与物体_有关；分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与_有关；(2)分析实验数据可知，F
6、中液体密度_（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度；(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_N，金属块的体积是_m3，金属块密度是_kg/m3。（水的密度水1.0103kg/m3，g取10N/kg）四、计算题7用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。（g10N/kg）求：(1)物块完全浸没在水中受到的浮力；(2)物块的密度；(3)从物块刚好浸没水中到h8cm过程中，水对物块下表面的压强变化了多少Pa？8一足够高
7、的柱形容器，容器的质量是0.5kg，底面积为250cm2，容器内原来装有10cm深的某种溶液。如图所示，弹簧测力计挂着一个质量为2kg，体积为2.5104m3的实心金属块。当金属块浸没在液体中时，弹簧测力计的示数为18N。求：（1）金属块受到的浮力；（2）液体密度；（3）放入金属块后，液体对容器底增大的压强。参考答案1【答案】A【解析】设物体的体积为V，当物体三分之一的体积浸入水中时，则有即当物体二分之一的体积浸入水中时，则有即联立解得即物体浸没水中时，所受的浮力为则物体的体积为将代入得因物体浸没时所受的浮力大于物体的重力，故物体从弹簧测力计上取下放入水中，物体静止时，物体漂浮于水面。故物体所
8、受的浮力等于重力，即物体的密度为故选A。2【答案】1.22.71.2103【解析】123铝块的重力为GmgVg2.7l03kg/m31104m310N/kg2.7N铝块所受浮力为F浮GG示2.7N1.5N1.2N由得，液体密度为3【答案】52.4103【解析】1小球浸没时受到的浮力F浮=GF=12N7N=5N2因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，所以，由F浮=gV排可得，小球的体积V=V排=则小球的密度=水=1.0103kg/m3=2.4103kg/m34【答案】弹簧测力计的示数相同浮力大小与排开液体体积有关液体密度和浸在液体中深度一定时，物体排开液体体积越大，浮力越大因为当液体密度一定
9、时，物体排开液体的体积越大，浮力越大。若减小物体在煤油中排开液体的体积，增大在盐水中排开液体的体积，使三者排开液体的体积相同，则在煤油中受到的浮力最小，在盐水中受到的浮力最大，从而得出结论【解析】(1)1研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系，要控制排开液体的体积和密度相同，只改变浸没在液体中的深度，物体排开液体的体积相同时，液体的密度相同，浸没的深度不同，若观察弹簧测力计的示数相同，由称重法可求得浮力，若浮力相同，则物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。(2)2控制液体密度相同，物体在液体中的深度相同，而物体排开液体的体积不同，探究浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关
10、，由表格中实验数据可知，浮力大小与物体排开液体的体积有关。3由称重法求得浮力可知，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。(3)4探究浮力大小与液体密度的关系时，应控制物体排开液体的体积相同，物体在液体中的深度相同，而排开液体的密度不同，浮力大小不同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。5【答案】液体密度小于 1 2.7l03【解析】(1)1由分析比较A、E、F可知，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，浮力大小不同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。(2)2由图A可知，物体的重力为2.7N，根据称重法可知：物块在水中受到的浮力为F浮=G-F=2.7N-1
11、.7N=1N物块在另一液体中受到的浮力为F浮=2.7N-1.9N=0.8N根据阿基米德原理F浮=液gV排可知物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，受到的浮力越大，由于F浮F浮所以F中液体密度小于水的密度。(3)45物块在水中受到的浮力为F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N金属块的体积V=V排=110-4m3金属块的密度=2.7103kg/m36【答案】A、D、E浸在液体中的体积液体密度小于1N10-42.7103【解析】(1)1研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系，要控制排开液体的体积和密度相同，只改变浸没在液体中的深度，故由A、D、E图可知，物体排开液体的体积相同时，液体
12、的密度相同，浸没的深度不同，浮力相同，所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。2研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系，要控制排开液体的密度相同，由分析比较A、B、C、D可知，液体的密度相同时，物体排开液体的体积不同，浮力不同，所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。3分析比较A、E、F可知：排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，浮力大小不同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。(2)4根据称重法可知：物块在水中受到的浮力为F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N物块在另一液体中受到的浮力为F浮=2.7N-1.9N=0.8N根据阿基米德原理F浮=液g
13、V排知物体排开液体的体积相同时，密度越大，受到的浮力越大，故F中液体密度小于水的密度。(3)5金属块在水中受到的浮力为F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N金属块在水中受到的浮力为1N。6金属块的体积V=V排=10-4m3金属块的体积为10-4m3。7金属块的质量m=0.27kg金属块的密度=2.7103kg/m3金属块的密度为2.7103kg/m3。7【答案】(1) 4N；(2) 2103kg/m3；(3) 400Pa。【解析】由图像可知，弹簧测力计的最大示数F最大8N，此时物块未浸入水中，则物块重力GF最大8N物块浸没在水中时弹簧测力计的示数F示4N，则物块完全浸没在水中受到的浮力 (2)
14、由F浮水gV排得物块的体积物块的质量物块的密度为 (3)由图乙可知，h14cm时物块刚好浸没水中，从物块刚好浸没水中到h28cm过程中，物块下表面所处深度的变化量hh2h18cm4cm4cm0.04m水对物块下表面的压强变化量p水gh1103kg/m310N/kg0.04m400Pa答：(1)物块完全浸没在水中受到的浮力为4N；(2)物块的密度2103kg/m3；(3)从物块刚好浸没水中到h8cm过程中，水对物块下表面的压强变化了400Pa。8【答案】（1）2N（2）0.8103kg/m3（3）80Pa【解析】（1）金属块的重力：，金属块受到的浮力：；（2）因金属块浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由可得，液体的密度：；（3）由可得，放入金属块后液体深度的变化量：，液体对容器底增大的压强：；