1.3水的浮力---基础概念应用(1) 专题讲义(含解析)

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1.3水的浮力---基础概念应用(1) 专题讲义(含解析)

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八上:1.3水的浮力---基础概念应用(1)专题讲义
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【知识新授】
浮力
浮力的概念:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
浮力的方向:竖直向上 施力物体:液(气)体
二、浮力产生的根本原因:液(气)体对物体上下表面都有压力,浮力是上下表面的压力差(F下—F上)。
示重差法测浮力:物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。即。
阿基米德原理:浸在液体里的物体,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:F浮 = G排液= m排g = ρ液gV排液 (阿基米德原理也适用于气体)
【巩固提高】
一、选择题
1.用手将一个木球放入水中某一深度后,松开手,木球上浮,在木球未露出水面的时候,下列说法中正确的是(  )
A.木球所受的重力、浮力都不变
B.木球所受的重力不变,浮力变大
C.木球所受的重力、浮力都变小
D.木球所受的重力不变、浮力逐渐变小
【答案】A
【详解】木块在露出水面以前上浮的过程中,由于没有露出水面,排出的液体的体积不变,根据阿基米德原理F=ρgV可知受到的浮力不变,质量不变,所以木球的重力也不会改变。
故选A。
2.质量相同的实心铜球和实心铁球投入同种液体后,所受到的浮力大小相等,则这种液体一定是( )
A.水 B.水银 C.酒精 D.盐水
【答案】B
【详解】如果两球浸入密度小的液体内,如盐水、水和酒精中,肯定沉入水底,则排开水的体积不同,故浮力不同.只有放入水银中时,水银的密度大于两球的密度,两球将浮于水银表面上,即浮力等于重力,两球的浮力才能相同.
故选B.
3.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
①物体A的密度为4×103kg/m3
②实验乙中,物体A受到的拉力为3N
③实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
④实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
A.只有①②③ B.只有①②④ C.只有①③④ D.只有②③④
【答案】B
【分析】(1)根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论,然后分析答题。根据阿基米德原理和弹簧测力计的示数,利用F浮=G-F拉列出方程可求得物体A的体积,然后可求得其密度;
(2)先求出在水中受到的浮力,再根据F浮=G-F拉可得A在乙中的拉力;
(3)A在乙中的拉力与丙中比较可得结论;
(4)根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力,F=G-F浮-F拉可求。
【详解】①实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N
F浮=G F拉
F浮=ρ盐水gV排
物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:
ρ盐水gV排=G F拉,
V排=V物=
将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:
V排=V物=1×10 4m3
物体A的质量
m===0.4kg
物体A的密度
ρ===4×103kg/m3
故①正确;
②物体A在水中受到的浮力,
F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10 4m3=1N
在乙中物体A受到的拉力
F=G F浮水=4N 1N=3N
故②正确;
③在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N,弹簧测力计的示数比乙中小
3N 2.8N=0.2N
故③错误;
④由甲、丙
F浮盐水=G F丙拉=4N 2.8N=1.2N
根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力
F支=G F浮 F丁拉=4N 1.2N 2.5N=0.3N
容器底部也受到盐水对它的压力,故压力大于0.3N,故④正确。
综合分析①②④正确。
故选B。
4.关于阿基米德原理,正确的叙述是( )
A.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体的体积
B.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小大于它排开液体受到的重力
C.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液体受到的重力
D.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体受到的重力
【答案】C
【分析】阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力。
【详解】阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力;数学表达式为:F浮=G排。
故选C。
5.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示.则下列关于金属块的几个科学量计算正确的是( )
A.在水中受到的浮力为2N
B.质量为3kg
C.体积为10cm3
D.密度为3.0×103kg/m3
【答案】D
【详解】(1)物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,由力的平衡条件可得G=F浮+F拉,
浸没在水中:G=F浮1+F拉1,浸没在酒精中:
G=F浮2+F拉2,
即F浮1+F拉1=F浮2+F拉2,
又由阿基米德原理可得F浮=ρ液gV排,
所以:
ρ水gV排+F拉1=ρ酒精gV排+F拉2,
代入数据可得:1.0×103kg/m3×10N/kg×V排+2N=0.8×103kg/m3×10N/kg×V排+2.2N,
解得V排=1×10 4m3,
物体完全浸没,故V物=V排=1×10 4m3=100cm3,故C错误;
(2)在水中受到的浮力:
F浮1=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10 6m3=1N,
故A错误;
(3)浸没在水中时,重力G=F浮1+F拉1=1N+2N=3N,则物体的质量m===0.3kg;故B错;
(4)物体的密度:
ρ===3×103kg/m3,
故D正确。
6.如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器液面。将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后受的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是( )
A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2
C.F1不可能大于F2 D.F1不可能小于F2
【答案】D
【详解】因为甲、乙中液体质量相等,由图像知道,乙液体体积大于甲液体体积,由公式知道,乙液体密度小于甲液体密度;由浮沉条件知道,物块在甲、乙液体中可能存在三种情况:
①,则小球在甲、乙中均漂浮,此时F1=F2;
②,则小球在甲中漂浮,在乙中沉底,此时F1=G,F2<G,则F1>F2
③,则小球在甲、乙中均沉底,排开液体的体积相同,乙液体密度小于甲液体密度,由阿基米德原理知道,F1>F2。
综上所述, F1不可能小于F2。
故选D。
7.某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时,将重为100g的物体放入盛满水的盆中,有90g水溢出,则( )
A.物块会浮在水面上
B.物块会悬浮在水中
C.物块会沉入盆底
D.不能据此判断出物块的沉浮
【答案】C
【详解】物体的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,排开水的重力G排=m排g=0.09kg×10N/kg=0.9N,浮力等于物体排开水的重力,即物体所受浮力为0.9N,重力大于浮力,故物体会沉入盆底。
8.如图,一个空的小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后能沉入水底,关于这一情景分析正确的是(  )
A.小瓷碗能沉入水底是因为它的重力变大了
B.小瓷碗漂浮时受到的浮力等于它的重力
C.小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变大了
D.小瓷碗浸没后容器底受到水的压强变大了
【答案】B
【详解】A.小瓷碗沉入水底,瓷碗所受的重力不变,因排开水的体积减小,所受浮力减小,小于重力而引起的,故A错误;
B.小瓷碗漂浮时,根据浮沉条件可知:受到的浮力等于它的重力,故B正确;
C.由于瓷碗浸没时,下沉,浮力小于重力,漂浮时,浮力等于重力,所以小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小,故C错误;
D.小瓷碗浸没后,排开的水的体积减小,水面下降,根据可知,容器底受到水的压强变小,故D错误。
故选B。
9.铜球和铝球,它们的体积相同,如果把它们浸没在水中,它们受到的浮力是( )
A.铜球比铝球的大
B.铜球比铝球的小
C.两球的一样大
D.无法判断
【答案】C
【详解】铜球和铝球,它们的体积相同,把它们浸没在水中,排开水的体积相同,据F浮=水gV排可知,它们受到的浮力一样大,故C正确。
10.将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中,如图所示,鸡蛋沉入水底,鸡蛋重为G,然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解,在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中,鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据物体的浮沉条件:浮力小于重力时下沉、浮力大于重力时上浮、浮力等于重力时漂浮以及阿基米德原理判断鸡蛋所受浮力的变化。
【详解】AB.逐渐向水中加入食盐时,盐水的密度变大,由F浮=ρgV排可知,鸡蛋所受浮力逐渐增大,当浮力大于重力时鸡蛋上浮;上浮的最终结果是漂浮,此时鸡蛋的浮力和重力相等,以后无论怎样增加食盐,由浮沉条件可知,鸡蛋所受浮力都不会变化,故A正确、B错误;
CD.最初鸡蛋沉入水底,受到的浮力小于重力(即F浮G,故CD错误。
故选A。
11.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2这两个力之间的关系是(  )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
【答案】A
【详解】因为物体悬浮即静止状态,所以物体受力平衡;又因为物体竖直向上受到水对物体向上的压力、竖直向下受到水对物体向下的压力和重力作用,并且竖直向上的力等于竖直向下的力的总和,所以上下表面受到的压力差等于物体的重力。所以,故A符合题意。
故选A。
12.如图所小,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底对此现象,下列说法正确的是( )
A.苹果的密度比梨子小 B.苹果的体积比梨大
C.苹果的质量比梨子小 D.苹果的浮力比梨子大
【答案】A
【详解】A.苹果漂浮,其密度小于水的密度,梨子沉底,其密度大于水的密度,所以,苹果的密度小于梨子的密度。故A正确;
B.苹果漂浮,梨子沉底,是物体受到的浮力与物体自身重力的关系,无法比较两者体积大小关系,故B错误;
C.苹果漂浮,其重力等于其受到的浮力,梨子沉底,其重力大于其受到的浮力,二者所受浮力大小未知,不能比较二者重力大小,即不能比较二者质量大小,故C错误;
D.因为将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底,所以苹果受到的浮力等于苹果的重力,梨子受到的浮力小于梨子的重力,所以不能确定苹果受到的浮力和梨子受到的浮力之间的关系,故D错误。
13.如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和木塞b,且a、b在水中的体积相等,则( )
A.a受到的浮力大
B.a、b受到的浮力相等
C.a、b受到的浮力均为零
D.只有a受到浮力为零
【答案】D
【详解】根据图示可知,a木塞在瓶底,a木塞底部不接触液体,即底部不受液体压力的作用,故a木塞不受浮力;b木塞在侧壁,一部分下表面和上表面浸在水中,故b木塞受到的浮力不为零;所以b受到的浮力大于a受到的浮力。故ABC项错误,D项正确;
14.船舶在航行时,靠近岸边往往会“搁浅”,某同学想:是不是水太少产生的浮力就小?那么,重100N的水可以产生的最大浮力(  )
A.一定小于100N B.一定大于100N
C.一定等于100N D.可以大于100N
【答案】B
【详解】如果有一个物体它浸入水中,包裹着它的水的厚度可以无限薄,那么100N的水其实可以包裹无限大的物体,即排开水的重力可以无限大,
可见,重100牛的水可以产生的最大浮力一定大于100N.
故选项B符合题意。
15.弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,直到圆柱体的底部与烧杯底部接触为止,如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体下降高度h变化的实验图线,则下列说法错误的是( )
A.圆柱体在下降的全过程中重力为12牛
B.圆柱体的高度为4厘米
C.圆柱体所受的最大浮力为8牛
D.圆柱体的体积为4×10-3米3
【答案】D
【详解】A.由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体在下降的全过程中重力G=F示=12N,故A不合题意;
B.由图象可知,h=3cm时下表面与水相平,从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体刚好全部浸没在水中,故圆柱体的高度为7cm3cm=4cm,故B不合题意;
C.对圆柱体受力分析,并结合图象可知,圆柱体所受的最大浮力:
F浮=G F示=12N 4N=8N
故C不合题意;
D.由阿基米德原理F浮=液V排g得:
V排===8×10 4m3
因为物体是全部浸没,所以V物=V排=8×10 4m3,故D符合题意。
二、填空题
16.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图像,已知。据图回答():
(1)圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压力是 N。
(2)圆柱体的密度为 。
【答案】 8 1.5×103
【详解】(1)由浮力产生的原因可知圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压力,即为浮力的大小,由称重法求浮力可知,此时浮力的大小为:
12N-4N=8N;
(2)由阿基米德原理可得,浸没时
圆柱体密度为:

【点睛】本题用到的知识点有重力、质量、密度、阿基米德原理、压强的计算等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
17.有一木块浸在水中,有体积露出水面,浸在另一种液体中时,有体积露出液面,则此木块的密度为 ,另一种液体的密度为 。
【答案】
【详解】[1]因为木块漂浮,木块的重力等于浮力;因为,;所以:
故:
[2]因为木块漂浮,木块的重力等于浮力;因为,;所以:
则有:
故:
18.如图甲所示,在弹簧测力计下挂一个圆柱体。从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。图乙是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求:
(1)圆柱体完全浸没在水中的时受到的浮力。
(2)圆柱体的体积。
(3)圆柱体的密度。
【答案】 8N
【详解】(1)[1]由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体的重力
G=F拉=12N
从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,则此时圆柱体受到的浮力
F浮=G-F拉′=12N-4N=8N
(2)[2]由可得圆柱体的体积
(3)[3]圆柱体的质量
圆柱体的密度
19.一实心金属块,用弹簧测力计在空气中测量时示数为6N,完全浸没在水中测量时示数是4N,则金属块在水中受到的浮力为 牛,金属块的密度是 kg/m3;若完全浸没在某一液体中测量时示数是3.4N,则该液体的密度为 kg/m3。
【答案】 2 3000 1300
【详解】[1]由称重法可得,金属块在水中受到的浮力为
[2]由可得,排开水的体积为
金属块完全浸没在水中,金属块的体积为
金属块的质量为
金属块的密度为
[3]金属块浸没在某液体中受到液体的浮力为
由可得,液体的密度为
20.水平桌上有一个灌满水的圆柱形容器,现将一个高30cm、底面积200cm2、密度0.8×103kg/m3的实心物体A放入其中,状态如图.与实心物体未放入前比较,圆柱形容器底部受到水的压强 、容器对水平桌面的压力 (选填“变大”或“变小”或“不变”);物体A所受的浮力大小是 .
【答案】 不变 不变 48N
【详解】[1]因为圆柱形容器灌满水,所以实心物体未放入后,水会溢出,水面高度不变,所以根据p=ρgh可知,与实心物体未放入前比较,圆柱形容器底部受到水的压强不变;
[2]因为圆柱形容器灌满水,所以实心物体未放入后,溢出水的重力等于实心物体受到的浮力,而实心物体受到的浮力与实心物体对水的压力是一对相互作用力,大小相等,所以,实心物体未放入后,容器对桌面的压力不变;
[3]由图可知,物体漂浮在水面上,所以物体A所受的浮力:
F浮=G=mg=ρVg=ρShg=0.8×103kg/m3×2×10-2m2×0.3m×10N/kg=48N。
21.将质量忽略不计的定滑轮固定于烧杯的底部,并注入适量的水。然后把烧杯放到台秤的托盘上,台秤的示数为1000克。将质量为200克的正方体木块A,通过细绳,绕过定滑轮挂到测力计上,并拉动测力计,使木块浸没水中。将此装置放到台秤的托盘上,如图所示,此时读出台称示数为1100克,木块受到的浮力F浮= 。
【答案】3N
【详解】根据力的作用是相互的可知,减小的压力就是测力计的示数,则测力计的拉力
F=m1g+mg-m2g=(m1+m-m2)g
图中所示的木块浸没水中时木块共受到重力、拉力、浮力三个力的作用,木块受到的浮力
F浮=G+F=mg+(m1+m-m2)g =(m1+2m-m2)g=(1kg+0.2kg×2-1.1kg)×10N/kg=3N
22.物理学家阿基米德指出:浸在液体中的物体所受到的向上的浮力大小等于它排开液体的重力。(已知ρ木=0.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3)
(1)将一木块投入到一装满水的容器中,溢出10g水,若将此木块投入到装满酒精的容器中,溢出 g酒精。
(2)将一铁块投入到一装满水的容器中,溢出10g水,若将此铁块投入到装满酒精的容器中,溢出 g酒精。
(3)将一铁块投入到一装满水的容器中,溢出10g水,若将此铁块投入到装满水银的容器中,溢出 g水银。
【答案】 10 8 79
【分析】根据题中“浮力大小等于它排开液体的重力”可知,本题考查阿基米德原理,根据阿基米德原理进行分析计算
【详解】(1)[1]木块漂浮在水面上,也漂浮在酒精面上,所以木块重力等于在水中的浮力,也等于在酒精中的浮力,因此放入水中和酒精中溢出的液体质量相等,都为;
(2)[2]铁块放入水中下沉,在酒精中也下沉,因此铁块在两种液体中排开的体积相等
(3)[3]铁块放入水中下沉,此时溢出水的体积等于铁的体积;在水银中漂浮,此时铁块的浮力等于重力
23.某一木块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3,把它浸没在水中后放开手,为什么木块不能悬浮在水中 木块最终漂浮在水面上静止时,浸在水中的体积有多大 现在在木块上放一重物,刚好使木块全部浸没,求此重物至少多重 (g=10N/kg)
【答案】 木块浸没在水中时所受的浮力大于重力,受力不平衡,所以不能再水面下悬浮 1.6×10 4m3 0.4N
【详解】[1]木块的质量:
m=ρ木V木=0.8×103kg/m3×200×10 6m3=0.16kg,
木块所受重力:
G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N
当物体完全浸没时V排=V木,浸没在水中时受到的浮力:
F浮=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10 6m3=2N,
则F浮>G,所以物体上浮,最终处于漂浮状态,故不能悬浮;
[2]当物体静止后,漂浮在水面上,则F浮=G=1.6N;
由F浮=ρ液gV排得:
V排===1.6×10 4m3
[3]由于使木块刚好全部浸没,则木块受到的浮力与木块和重物的重力相等,
所以:
G重=F浮 G=2N 1.6N=0.4N。
24.质量为0.5kg的木块漂浮在水中,木块所受水的浮力为 N,木块排开水的体积是 cm3;若该木块漂浮在酒精中(ρ酒精<ρ水),木块排开酒精的质量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)0.5kg。
【答案】 5 500 等于
【详解】∵木块漂浮在水中,
∴F浮1=G木=m木g=0.5kg×10N/kg=5N;
根据阿基米德原理得:F浮1=ρ水V排水g,
∴V排水===0.5×10-3m3=500cm3,
若该木块漂浮在酒精中,
∴木块受到的浮力F浮2=G木,
∴ρ酒精V排酒精g=5N,
∴m排酒精=0.5kg.
25.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲:图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,由分析计算得该物体在浸入过程中的最大浮力为 N,物体的密度是 kg/m3。
【答案】 6N 1.5×103
【分析】根据图像,分析出物体的重力G,完全浸没时的拉力F,从而可根据求出完全浸没时的浮力,即最大浮力;利用阿基米德原理求出完全浸没时排开液体的体积,即物体的体积;利用物体的重力求出质量,根据密度公式得出物体的密度。
【详解】[1]由图像知,G=9N,当物体完全浸没时,拉力F=3N,则该物体受到的最大浮力
F浮=G F=9N 3N=6N
[2]根据F浮=ρ液gV排可得,物体的体积
物体的质量
物体的密度
26.一实心金属块,用弹簧测力计在空气中测量时示数为5N,完全浸没在水中测量时示数是3N,则金属块在水中受到的浮力为 牛,金属块的密度是 kg/m3;若完全浸没在某一液体中测量时示数是 3.4 N,则该液体的密度为 kg/m3。
【答案】 2 2.5×103 0.8×103
【详解】[1]金属块在水中受到的浮力
F浮=G-F=5N-3N=2N
[2]金属块的体积
金属块的密度
[3]金属块在未知液体中受到的浮力
F浮=G-F'=5N-3.4N=1.6N
该液体的密度

27.金属块重10 N,挂在弹簧测力计上,当它全部浸在水中(金属块不接触盛水容器)时,弹簧测力计的读数为8 N,此时金属块受到的浮力是 N。如金属块有一半体积露出水面,弹簧测力计的读数应该 N。如果把金属块全部浸没在酒精中,金属块受到的浮力是 N。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
【答案】 2 9 1.6
【详解】[1]全部浸没所受浮力:
F浮=G F′=10N 8N=2N,
一半浸没时,受到的浮力减半,
F′浮= F′浮=1N,
[2]弹簧测力计的示数应为:
F1=G F′浮=10N 1N=9N;
[3]∵F浮=ρ水gV排;
∴金属块的体积:
V=V排== =2×10 4m3
浸没酒精中受到的酒精的浮力:
F′浮=ρ酒gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×2×10 4m3=1.6N.
三、简答题
28.小明有一正方体金属块,他想知道该金属块的密度,于是将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,在将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图像,如图乙所示,求:(g取10N/kg)
(1)金属块的质量;
(2)金属块受到的最大浮力;
(3)金属块的体积;
(4)金属块的密度。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)0.035kg;(2)0.1N;(3)8×10-6m3;(4)4.375×103 kg/m3
【分析】(1)当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,据此求出金属块重,利用重力公式求金属块的质量。
(2)根据金属块未露出液面时拉力的大小,根据称重法求出物体受到的浮力。
(3)利用图乙求出金属块的体积。
(4)利用密度公式求金属块的密度。
【详解】(1)根据图乙可知,金属块的重力G=0.35N,根据可知,金属块的质量
(2)根据图乙可知,金属块受到最小拉力F=0.25N,则其受到的最大浮力
(3)由图乙可知正方体金属块的边长
则金属块的体积
(4)金属块的密度
答:(1)金属块的质量是0.035kg;(2)金属块受到的最大浮力为0.1N;(3)金属块的体积是8×10-6 m3;(4)金属块的密度是4.375×103 kg/m3。八上:1.3水的浮力---基础概念应用(1)专题讲义
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【知识新授】
浮力
浮力的概念:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
浮力的方向:竖直向上 施力物体:液(气)体
二、浮力产生的根本原因:液(气)体对物体上下表面都有压力,浮力是上下表面的压力差(F下—F上)。
示重差法测浮力:物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。即。
阿基米德原理:浸在液体里的物体,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:F浮 = G排液= m排g = ρ液gV排液 (阿基米德原理也适用于气体)
【巩固提高】
一、选择题
1.用手将一个木球放入水中某一深度后,松开手,木球上浮,在木球未露出水面的时候,下列说法中正确的是(  )
A.木球所受的重力、浮力都不变 B.木球所受的重力不变,浮力变大
C.木球所受的重力、浮力都变小 D.木球所受的重力不变、浮力逐渐变小
2.质量相同的实心铜球和实心铁球投入同种液体后,所受到的浮力大小相等,则这种液体一定是( )
A.水 B.水银 C.酒精 D.盐水
3.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
①物体A的密度为4×103kg/m3
②实验乙中,物体A受到的拉力为3N
③实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
④实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
只有①②③ B.只有①②④
C.只有①③④ D.只有②③④
4.关于阿基米德原理,正确的叙述是( )
A.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体的体积
B.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小大于它排开液体受到的重力
C.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液体受到的重力
D.浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体受到的重力
5.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示.则下列关于金属块的几个科学量计算正确的是( )
A.在水中受到的浮力为2N B.质量为3kg
C.体积为10cm3 D.密度为3.0×103kg/m3
6.如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器液面。将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后受的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是( )
A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2
C.F1不可能大于F2 D.F1不可能小于F2
7.某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时,将重为100g的物体放入盛满水的盆中,有90g水溢出,则( )
A.物块会浮在水面上 B.物块会悬浮在水中
C.物块会沉入盆底 D.不能据此判断出物块的沉浮
8.如图,一个空的小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后能沉入水底,关于这一情景分析正确的是(  )
A.小瓷碗能沉入水底是因为它的重力变大了
B.小瓷碗漂浮时受到的浮力等于它的重力
C.小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变大了
D.小瓷碗浸没后容器底受到水的压强变大了
9.铜球和铝球,它们的体积相同,如果把它们浸没在水中,它们受到的浮力是( )
A.铜球比铝球的大 B.铜球比铝球的小 C.两球的一样大 D.无法判断
10.将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中,如图所示,鸡蛋沉入水底,鸡蛋重为G,然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解,在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中,鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是( )
A. B.
C. D.
11.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2这两个力之间的关系是(  )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
12.如图所小,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底对此现象,下列说法正确的是( )
A.苹果的密度比梨子小 B.苹果的体积比梨大
C.苹果的质量比梨子小 D.苹果的浮力比梨子大
13.如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和木塞b,且a、b在水中的体积相等,则( )
A.a受到的浮力大
B.a、b受到的浮力相等
C.a、b受到的浮力均为零
D.只有a受到浮力为零
14.船舶在航行时,靠近岸边往往会“搁浅”,某同学想:是不是水太少产生的浮力就小?那么,重100N的水可以产生的最大浮力(  )
A.一定小于100N B.一定大于100N
C.一定等于100N D.可以大于100N
15.弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,直到圆柱体的底部与烧杯底部接触为止,如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体下降高度h变化的实验图线,则下列说法错误的是( )
A.圆柱体在下降的全过程中重力为12牛
B.圆柱体的高度为4厘米
C.圆柱体所受的最大浮力为8牛
D.圆柱体的体积为4×10-3米3
二、填空题
16.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图像,已知。据图回答():
(1)圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压力是 N。
(2)圆柱体的密度为 。
17.有一木块浸在水中,有体积露出水面,浸在另一种液体中时,有体积露出液面,则此木块的密度为 ,另一种液体的密度为 。
18.如图甲所示,在弹簧测力计下挂一个圆柱体。从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。图乙是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求:
(1)圆柱体完全浸没在水中的时受到的浮力。
(2)圆柱体的体积。
(3)圆柱体的密度。
19.一实心金属块,用弹簧测力计在空气中测量时示数为6N,完全浸没在水中测量时示数是4N,则金属块在水中受到的浮力为 牛,金属块的密度是 kg/m3;若完全浸没在某一液体中测量时示数是3.4N,则该液体的密度为 kg/m3。
20.水平桌上有一个灌满水的圆柱形容器,现将一个高30cm、底面积200cm2、密度0.8×103kg/m3的实心物体A放入其中,状态如图.与实心物体未放入前比较,圆柱形容器底部受到水的压强 、容器对水平桌面的压力 (选填“变大”或“变小”或“不变”);物体A所受的浮力大小是 .
21.将质量忽略不计的定滑轮固定于烧杯的底部,并注入适量的水。然后把烧杯放到台秤的托盘上,台秤的示数为1000克。将质量为200克的正方体木块A,通过细绳,绕过定滑轮挂到测力计上,并拉动测力计,使木块浸没水中。将此装置放到台秤的托盘上,如图所示,此时读出台称示数为1100克,木块受到的浮力F浮= 。
22.物理学家阿基米德指出:浸在液体中的物体所受到的向上的浮力大小等于它排开液体的重力。(已知ρ木=0.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3)
(1)将一木块投入到一装满水的容器中,溢出10g水,若将此木块投入到装满酒精的容器中,溢出 g酒精。
(2)将一铁块投入到一装满水的容器中,溢出10g水,若将此铁块投入到装满酒精的容器中,溢出 g酒精。
(3)将一铁块投入到一装满水的容器中,溢出10g水,若将此铁块投入到装满水银的容器中,溢出 g水银。
23.某一木块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3,把它浸没在水中后放开手,为什么木块不能悬浮在水中 木块最终漂浮在水面上静止时,浸在水中的体积有多大 现在在木块上放一重物,刚好使木块全部浸没,求此重物至少多重 (g=10N/kg)
24.质量为0.5kg的木块漂浮在水中,木块所受水的浮力为 N,木块排开水的体积是 cm3;若该木块漂浮在酒精中(ρ酒精<ρ水),木块排开酒精的质量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)0.5kg。
25.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲:图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,由分析计算得该物体在浸入过程中的最大浮力为 N,物体的密度是 kg/m3。
26.一实心金属块,用弹簧测力计在空气中测量时示数为5N,完全浸没在水中测量时示数是3N,则金属块在水中受到的浮力为 牛,金属块的密度是 kg/m3;若完全浸没在某一液体中测量时示数是 3.4 N,则该液体的密度为 kg/m3。
27.金属块重10 N,挂在弹簧测力计上,当它全部浸在水中(金属块不接触盛水容器)时,弹簧测力计的读数为8 N,此时金属块受到的浮力是 N。如金属块有一半体积露出水面,弹簧测力计的读数应该 N。如果把金属块全部浸没在酒精中,金属块受到的浮力是 N。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
三、简答题
28.小明有一正方体金属块,他想知道该金属块的密度,于是将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,在将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图像,如图乙所示,求:(g取10N/kg)
(1)金属块的质量;
(2)金属块受到的最大浮力;
(3)金属块的体积;
(4)金属块的密度。(结果保留两位有效数字)

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