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【典型例题3】泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着了气泡使其排开水的体积增大，由于其所受的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)重力而上浮；茶叶充分吸水后由于其密度(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度而下沉。
思路导引 茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，茶叶受到的浮力增大，当浮力大于重力时，茶叶上浮。过一段时间，由于茶叶吸收了水分，茶叶的平均密度大于水的密度，因此茶叶会下沉到杯底。
答案 大于 大于
思路导引 茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，茶叶受到的浮力增大，当浮力大于重力时，茶叶上浮。过一段时间，由于茶叶吸收了水分，茶叶的平均密度大于水的密度，因此茶叶会下沉到杯底。
答案 大于 大于
答案
大于
大于
大于
解析
【解析】
冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，茶叶受到的浮力增大，当浮力大于重力时，茶叶上浮；茶叶充分吸水后，其平均密度大于水的密度，根据物体浮沉条件，此时茶叶所受浮力小于重力，从而下沉。
【答案】
大于；大于
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合生活中泡茶的常见现象，考查浮力相关知识的应用，将物理知识与生活实际紧密结合，有助于提升学生运用物理知识解释生活现象的能力。
【难度系数】
0.8
冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，茶叶受到的浮力增大，当浮力大于重力时，茶叶上浮；茶叶充分吸水后，其平均密度大于水的密度，根据物体浮沉条件，此时茶叶所受浮力小于重力，从而下沉。
【答案】
大于；大于
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题结合生活中泡茶的常见现象，考查浮力相关知识的应用，将物理知识与生活实际紧密结合，有助于提升学生运用物理知识解释生活现象的能力。
【难度系数】
0.8
【典型例题4】实心正方体木块(不吸水)漂浮在水面上，如图所示，此时浸入水中的体积为$6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$，然后在其上表面放置一个重4 N的铝块，静止后木块上表面刚好与水面相平，$g$取10 N/kg。下列说法正确的是()
A.木块的重力是10 N
B.木块的体积是$0.6×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
C.木块的密度是$0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
D.放置铝块后，木块下表面受到水的压强增大了500 Pa
思路导引 木块漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，木块受到的浮力大小等于木块的重力，即$F_{浮}=G_{木}$，由阿基米德原理可知，木块受到浮力$F_{浮1}=\rho_{水}gV_{排1}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=6\ \mathrm{N}$，则木块的重力$G_{木}=6\ \mathrm{N}$，A错误。木块上表面放置铝块，静止后木块上表面刚好与水面相平，此时对木块受力分析可知，木块受到的浮力$F_{浮2}=G_{木}+G_{铝}=6\ \mathrm{N}+4\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，由阿基米德原理可知，此时木块排开水的体积$V_{排2}=\frac{F_{浮2}}{\rho_{水}g}=\frac{10\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，因木块上表面刚好与水面相平，则木块的体积$V=V_{排2}=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，B错误。由重力公式可知，木块的质量$m_{木}=\frac{G_{木}}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$，由密度公式可知，木块的密度$\rho_{木}=\frac{m_{木}}{V}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，C正确。木块漂浮时上表面所受水的压力为0，由压力差法可知，漂浮时木块下表面受到水的压力$F_{1}=F_{浮1}=6\ \mathrm{N}$，木块上表面放置铝块后，木块上表面刚好与水面相平，此时木块上表面所受水的压力也为0，由压力差法可知，放置铝块静止后木块下表面受到水的压力$F_{2}=F_{浮2}=10\ \mathrm{N}$，放置铝块后，木块下表面受到水的压力增加值为$\Delta F=F_{2}-F_{1}=10\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$，由体积公式可知，正方体木块的棱长$a=\sqrt[3]{V}=\sqrt[3]{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.1\ \mathrm{m}$，由面积公式可知，正方体木块下表面的面积$S=a^2=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$，由压强公式可知，放置铝块后，木块下表面受到水的压强增大了$p=\frac{\Delta F}{S}=\frac{4\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=400\ \mathrm{Pa}$，D错误。
答案 C
A.木块的重力是10 N
B.木块的体积是$0.6×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
C.木块的密度是$0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
D.放置铝块后，木块下表面受到水的压强增大了500 Pa
思路导引 木块漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，木块受到的浮力大小等于木块的重力，即$F_{浮}=G_{木}$，由阿基米德原理可知，木块受到浮力$F_{浮1}=\rho_{水}gV_{排1}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=6\ \mathrm{N}$，则木块的重力$G_{木}=6\ \mathrm{N}$，A错误。木块上表面放置铝块，静止后木块上表面刚好与水面相平，此时对木块受力分析可知，木块受到的浮力$F_{浮2}=G_{木}+G_{铝}=6\ \mathrm{N}+4\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，由阿基米德原理可知，此时木块排开水的体积$V_{排2}=\frac{F_{浮2}}{\rho_{水}g}=\frac{10\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，因木块上表面刚好与水面相平，则木块的体积$V=V_{排2}=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，B错误。由重力公式可知，木块的质量$m_{木}=\frac{G_{木}}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$，由密度公式可知，木块的密度$\rho_{木}=\frac{m_{木}}{V}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，C正确。木块漂浮时上表面所受水的压力为0，由压力差法可知，漂浮时木块下表面受到水的压力$F_{1}=F_{浮1}=6\ \mathrm{N}$，木块上表面放置铝块后，木块上表面刚好与水面相平，此时木块上表面所受水的压力也为0，由压力差法可知，放置铝块静止后木块下表面受到水的压力$F_{2}=F_{浮2}=10\ \mathrm{N}$，放置铝块后，木块下表面受到水的压力增加值为$\Delta F=F_{2}-F_{1}=10\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$，由体积公式可知，正方体木块的棱长$a=\sqrt[3]{V}=\sqrt[3]{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.1\ \mathrm{m}$，由面积公式可知，正方体木块下表面的面积$S=a^2=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$，由压强公式可知，放置铝块后，木块下表面受到水的压强增大了$p=\frac{\Delta F}{S}=\frac{4\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=400\ \mathrm{Pa}$，D错误。
答案 C
答案
C
解析
【解析】
1. 木块漂浮在水面上，根据物体浮沉条件$F_{浮}=G_{木}$，由阿基米德原理可得：
$F_{浮1}=\rho_{水}gV_{排1}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=6\ \mathrm{N}$，则$G_{木}=6\ \mathrm{N}$，故A错误。
2. 放置铝块后，木块静止且上表面与水面相平，此时木块受力平衡，$F_{浮2}=G_{木}+G_{铝}=6\ \mathrm{N}+4\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，由阿基米德原理得木块排开水的体积：
$V_{排2}=\frac{F_{浮2}}{\rho_{水}g}=\frac{10\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，此时木块体积$V=V_{排2}=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，故B错误。
3. 木块的质量$m_{木}=\frac{G_{木}}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$，木块的密度$\rho_{木}=\frac{m_{木}}{V}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，故C正确。
4. 放置铝块前后，木块上表面受到水的压力均为0，由压力差法可知，木块下表面压力变化量$\Delta F=\Delta F_{浮}=4\ \mathrm{N}$，木块棱长$a=\sqrt[3]{V}=\sqrt[3]{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.1\ \mathrm{m}$，下表面面积$S=a^2=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$，则压强增大量$\Delta p=\frac{\Delta F}{S}=\frac{4\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=400\ \mathrm{Pa}$，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、压强的计算
【点评】
本题综合考查了物体浮沉条件、阿基米德原理以及液体压强的计算，需要结合受力分析灵活运用相关公式，对学生的综合分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
1. 木块漂浮在水面上，根据物体浮沉条件$F_{浮}=G_{木}$，由阿基米德原理可得：
$F_{浮1}=\rho_{水}gV_{排1}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=6\ \mathrm{N}$，则$G_{木}=6\ \mathrm{N}$，故A错误。
2. 放置铝块后，木块静止且上表面与水面相平，此时木块受力平衡，$F_{浮2}=G_{木}+G_{铝}=6\ \mathrm{N}+4\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，由阿基米德原理得木块排开水的体积：
$V_{排2}=\frac{F_{浮2}}{\rho_{水}g}=\frac{10\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，此时木块体积$V=V_{排2}=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，故B错误。
3. 木块的质量$m_{木}=\frac{G_{木}}{g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.6\ \mathrm{kg}$，木块的密度$\rho_{木}=\frac{m_{木}}{V}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，故C正确。
4. 放置铝块前后，木块上表面受到水的压力均为0，由压力差法可知，木块下表面压力变化量$\Delta F=\Delta F_{浮}=4\ \mathrm{N}$，木块棱长$a=\sqrt[3]{V}=\sqrt[3]{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.1\ \mathrm{m}$，下表面面积$S=a^2=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$，则压强增大量$\Delta p=\frac{\Delta F}{S}=\frac{4\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=400\ \mathrm{Pa}$，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
物体浮沉条件、阿基米德原理、压强的计算
【点评】
本题综合考查了物体浮沉条件、阿基米德原理以及液体压强的计算，需要结合受力分析灵活运用相关公式，对学生的综合分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
