题文

龙芳同学将一重4.0N的金属筒容器，开口向上放入水中，有1/3的体积露出水面；如在筒内装入100cm3的某种液体后，金属筒的11/12的体积没入到水中；已知。则金属筒的容积是    m3(筒壁厚度不计)，装入金属筒内液体的密度是     ，其质量是    克。

题型：填空题  难度：中档

答案

6×10-4 ；   1.5×103 ；   150

分析：将金属筒放在水面上漂浮，知道金属筒重，利用漂浮条件求金属筒受到的浮力，再根据阿基米德原理求排水的体积（浸入的体积），又知道有的体积露出水面，据此求金属筒的体积； 知道装入液体后有的体积没入水中，利用阿基米德原理求受到水的浮力，又因为漂浮、知道液体的体积，据漂浮条件可得：F浮′=G=G筒+ρ液gv，据此求液体的密度，再根据密度公式求液体的质量． 解：∵金属筒漂浮在水面上， ∴金属筒受到水的浮力： F浮=G=4.0N， ∵F浮=ρ水gv排， ∴排开水的体积： v排==4×10-4m3， 由题知，金属筒有的体积露出水面， ∴v排=v=4×10-4m3， ∴金属筒的容积： v=6×10-4m3； 在筒内装入100cm3的某种液体后，排开水的体积： v排′=v=×6×10-4m3=5.5×10-4m3； 受到水的浮力： F浮′=ρ水gv排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.5×10-4m3=5.5N， 金属筒和液体的总重： G=4.0N+ρ液gv液， ∵金属筒漂浮， ∴F浮′=G=4.0N+ρ液gv液， 即：5.5N=4.0N+ρ液×10N/kg×100×10-6m3， 解得：ρ液=1.5×103kg/m3， 液体的质量： m液=ρ液v液=1.5×103kg/m3×100×10-6m3=0.15kg=150g． 故答案为：6×10-4，1.5×103，150． 点评：本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮条件的掌握和运用，涉及到两种计算浮力的方法（漂浮条件、阿基米德原理），关键在于排开水的体积的确定．

据专家权威分析，试题“龙芳同学将一重4.0N的金属筒容器，开口向上放入水中，有1/3的体..”主要考查你对  浮力产生的原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力产生的原因

考点名称：浮力产生的原因

• 浮力产生的原因:
       浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面，前后两侧面所受水的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即F_浮=F_向上一F_向下。
  

• 对浮力产生原因的说明：
  (1)当物体上表面露出液面时，F_向下=0，则F_浮=F_向上。如：物体漂浮时，受到的浮力等于液体对它向上的压力。
  (2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F_向上=0，故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是：F_浮=F_向上—F_向下>0，即F_向上>F_向下。当F_向上=0或F_向上≤F_向下时，物体不受浮力作用。
  (3)同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变。
  (4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑。

  对“压力差法”的理解：
     根据浮力产生的原因，物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差，即F_浮= F_下一F_上（F_下表示物体下表面受到的液体向上的压力， F_上表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
  例一个边长为10cm的正方体浸没在水中，下表面距水面30cm，物体下表面受到水的压强是____Pa，物体受到的浮力是___N。(g取10N／kg)
  
  解析:边长为10cm的正方体的一个面的面积为S =0.01m²，上表面距水面的距离：h=0.3m—0.lm=0.2m。上表面受到的压强为： 0．2Pa=2×10³Pa；物体上表面受到的压力：F_上=p_上S =2×10³Pa×0．01m²=20N；物体下表面受到的压强为：．物体下表面受到的压力：0．01m。=30N。
  物体受到的浮力：。