题文

在抗洪抢险中，几位同学自制一个总体积0.3m3的竹筏，放入水中有五分之一浸入水中，（g=10N/kg ）求： （1）此时竹筏受到的浮力多大？ （2）竹筏的密度多大？ （3）若被救的人平均质量为50kg，要保证安全该竹筏上不得超过多少人？

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）竹筏排开水的体积：V排= 1 5 V= 1 5 ×0.3m3=0.06m3； 竹筏受到的浮力： F浮=ρgV排=1000kg/m3×10N/kg×0.06m3=600N； （2）∵漂浮， ∴竹筏重：G=mg=m×10N/kg=F浮=600N； ∴竹筏的质量：m=60kg， 竹筏的密度：ρ1= m v = 60kg 0.3m3 =0.2×103kg/m3； （3）竹筏刚好全浸入时，受到的浮力： F浮′=ρgv=1000kg/m3×10N/kg×0.3m3=3000N； 此时应满足：F浮′=G+nm人g， ∴最多能承载的人数：n= F浮′-G m人g = 3000N-600N 50Kg×10N/Kg =4.8，所以一次最多承载4人． 答：（1）此时床垫受到的浮力为600N； （2）竹筏的密度0.2×103kg/m3； （3）该床垫上一次最多能承载4人．

据专家权威分析，试题“在抗洪抢险中，几位同学自制一个总体积0.3m3的竹筏，放入水中有..”主要考查你对  浮力及阿基米德原理，物体的浮沉条件及其应用，密度的计算，重力的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力及阿基米德原理物体的浮沉条件及其应用密度的计算重力的计算

考点名称：浮力及阿基米德原理

• 浮力：
  （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
  （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
  （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
  阿基米德原理：
  （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
  （2）公式：，式中ρ_液表示液体的密度，V_排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

• 浮力大小跟哪些因素：
  有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

• 阿基米德原理的五点透析：
  (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
  
  (2)G_排指被物体排开的液体所受的重力，F_浮= G_排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
  
  (3)V_排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V_排=V_物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V_排<V_物。
  
  (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
  
  (5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ_液应该为ρ_气。
  
  控制变量法探究影响浮力大小的因素:
       探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，具体采用“称量法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
  例1小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，因此他提出两个问题：
  问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力?
  问题2：浮力大小与哪些因素有关?
  为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验，
  (1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力；
  (2)做___(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
  (3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与 __的关系。
  
  解析(1)物体在水中时受到水向上托的力，因此示数会变小。
  (2)研究浮力与深度的关系时，应保持V_排和ρ_液不变，改变深度。
  (3)在V_排不变时，改变ρ_液，发现浮力大小改变，说明浮力大小与ρ_液有关。
  答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度
  
  公式法求浮力:
       公式法也称原理法，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为：F_浮=G_排=ρ_液gV_排)。此方法适用于所有浮力的计算。
  例1一个重6N的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10N，则该物体受到的浮力大小为____N。