题文

为了研究漂浮在水面上的物体露出水面的体积与总体积的比例关系，小华同学选用不同的圆柱体A、B、C、D进行实验，已知A、B体积相同，C、D体积相同，A与C的密度为r1，B与D的密度为r2，且r1＜r2。为了便于观察圆柱体露出水面的体积，他分别在圆柱体上标注出间距相等的刻度线，然后将它们放入水中。待圆柱体静止后，漂浮在水面上如图（a）、（b）、（c）和（d）所示。请仔细观察实验现象，归纳得出初步结论。 ①分析比较图______________中物体露出水面的体积占总体积的比例关系可归纳得出：相同材料的物体漂浮在水面上，物体露出水面的体积占总体积的比例相同。 ②分析比较图（a）和（b）或（c）和（d）中物体露出水面的体积占总体积的比例关系可归纳得出：不同材料的物体漂浮在水面上，_____________________________。

题型：填空题  难度：中档

答案

①（a）和（c）或（b）和（d）。②物体的密度越大，物体露出水面的体积占总体积的比例越小。

①分析a和c，A与C的密度相同，物体A和C露出水面的体积占总体积的比例相同为1/2； B与D的密度相同，物体B和D露出水面的体积占总体积的比例相同为1/4 ，所以得出结论：相同材料的物体漂浮在水面上，物体露出水面的体积占总体积的比例相同． ②a图和b图，物体A的密度小于B的密度，物体A露出水面的体积占总体积的比例相同为1/2，物体B露出水面的体积占总体积的比例相同为1/4； c图和d图，物体C的密度小于D的密度，物体C露出水面的体积占总体积的比例相同为1/2 ，物体D露出水面的体积占总体积的比例相同为1/4； 据此得出结论；物体的密度越大，物体露出水面的体积占总体积的比例越小． 故答案为：①a和c或b和d； ②物体的密度越大，物体露出水面的体积占总体积的比例越小．

据专家权威分析，试题“为了研究漂浮在水面上的物体露出水面的体积与总体积的比例关系，..”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：。
  
  答案:3×10³  10