中考物理全能复习10 浮力

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中考物理全能复习10 浮力

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第十章 浮力
一、浮力
1.浸在液体(或气体)中的物体会受到向上托的力,叫浮力;浮力的方向是竖直向上的。
2.产生原因:由液体(或气体)对物体向上和向下的压力差;F浮=F向上-F向下。
3.称重法测浮力:F浮=G-F拉。
4.在探究影响浮力大小的因素实验中,注意控制变量法的运用。
二、阿基米德原理
1.探究实验:①用弹簧测力计测出小桶所受 ( http: / / www.21cnjy.com )的重力G1,小石块所受的重力G2;②把小石块浸入装满水的溢水杯,等示数稳定后读出测力计的示数为F1,并且用小桶收集小石块所排开的水;③测出小桶和小石块排开的水的总重G3;数据处理:G2-F1=G3-G1。
2.内容:浸在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所受的重力。
3.公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排; ( http: / / www.21cnjy.com )浮力的大小只决定于液体的密度、物体排液的体积(物体浸入液体的体积),与物体的形状、密度、质量、体积及在液体的深度、运动状态无关。
三、物体的浮沉条件及应用
1.物体的浮沉条件:
状态,F浮与G物,V排与V物,对实心物体ρ物与ρ液上浮,F浮>G物
下沉,F浮<G物
悬浮,F浮=G物,V排=V物,ρ物<ρ液
ρ物>ρ液
ρ物=ρ液漂浮,F浮=G物,V排3.浮力的计算:
压力差法:F浮=F向上-F向下
称量法:F浮=G物-F拉
漂浮悬浮法:F浮=G物
阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液gV排
1.浮力的实验探究(探究);
2.阿基米德原理(认识);
3.物体的浮沉条件(认识)。
考点1.浮力
考查方向通常有:①称重法测浮力;②浮力产生的原因;③探究浮力大小的影响因素。
【例1】如图,某物块用细线 ( http: / / www.21cnjy.com )系在弹簧测力计下,在空气中称时示数是15N,浸没在水中称时示数是5N,则此时物块受到水的浮力为________N,如果物块继续下沉,则此物块所受到的浮力________(选填“增大”“减小”或“不变”)
[分析]根据称量法可得:F浮=G物-F ( http: / / www.21cnjy.com )拉=15N-5N=10N,如果物块继续下沉,因为排开液体的体积不变,液体的密度也不变,所以此物块所受到的浮力不变。
答案:10 不变
【例2】产生浮力的原因:如图1浸入 ( http: / / www.21cnjy.com )液体中的物体的上下表面在液体中的深度不同,所受的压力不同(上下表面积均为S),下表面受到向上压力F向上,上表面受到向下压力F向下,因为F向上__________F向下,它们之差就产生了浮力,F浮=F向上-F向下,所以浮力方向是__________的。
[分析]假设边长为L的正方体,浸没 ( http: / / www.21cnjy.com )在液体中,正方体的上表面与液体表面平行,且深度为h1,下表面深度为h2.这时正方体的六个表面都受到液体的压力作用如图2:这时,正方体的前后两侧面和左右两侧面处在液体的同一深度处。则h向前=h向后,h向左=h向右,由p=ρ液gh可得:p向前=p向后,p向左=p向右,即前后两侧面和左右两侧面在液体中受到的液体的压强也相等。而前后两侧面和左右两侧面表面积均为S′,所以由F=pS′可得:F向前=F向后,F向左=F向右,即前后两侧面和左右两侧面在液体中受到的压力相等,是平衡力,合力为零,作用效果相互抵消。而上、下表面有所不同,上表面所处的深度为h1,下表面深度为h2.则上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1S;下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=p向上S=ρ液gh2S。而h1<h2,则F向上>F向下,则液体对物体产生的向上的和向下的压力不相等,这个压力差就产生了浮力,即F浮=F向上-F向下,所以浮力方向是与向上的压力F向上的方向一致,是竖直向上的。
答案:> 竖直向上
考点2.阿基米德原理
考查方向通常有:①阿基米德原理的探究过程;②阿基米德原理的公式及其应用。
【例1】同学们在学习“阿基米德原理”这节课上 ( http: / / www.21cnjy.com )。仔细观察了老师所做的演示实验(如图1所示)。课后复习时。物理兴趣小组的同学们,经过反复的思考、讨论,提出了对该实验的改进意见,并动手制作出了如图2所示的实验装置,其中A、B为两个规格相同的弹簧秤,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是废弃的大号饮料瓶、 带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加人红色的水,F是升降平台(摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降),G为铁架台。
     图1          图2
(1)实验中。同学们逐渐调 ( http: / / www.21cnjy.com )高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧秤A的示数________ ;弹簧秤B的示数________(选填“增大”“减小”或“不变”)。比较弹簧秤A的示数变化量FA′ 和弹簧秤B的示数变化量FB′ ,它们的大小关系是FA′ ________FB′ (迭填“>”“<”或“=”)。
(2)通过分析,你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题?(请写出两条)
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(3)对比前图、后图的两组实验,改进后的实验与原实验比较有哪些优点?(请写出两条)
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
[分析](l)由分析知弹簧秤A和弹簧秤B ( http: / / www.21cnjy.com )的示数变化都是由重物排出水的多少决定,只是弹簧秤A的示数随着排出水的增加而减小,弹簧秤B的示数随着排出水的增加而增大。而弹簧秤A 减少的和弹簧秤B增加的相等。
(2)实验中注意的事项应该从所用器材分析。
①弹簧秤使用前要调零;
②待弹簧秤示数稳定后再读数;
③尽量避免玻璃管与塑料袋间有作用力;
④玻璃管不能浸入塑料袋里的水中;
⑤平台高度的调节只能越来越高,让物体浸入液体的部分越来越大;
⑥溢水杯中加水时,使水面略超过溢水口处。正确均给分
(3)对比图1、图2的两组实验可知:图2的实验中,把水变为红色是为了增加可见度;
使用可调节的平台,可以形象观察到物体排出液体体积的增大;
使用铁架台是为了固定弹簧秤方便老师讲解。
故为:①溢水杯中加红色水,增加可见度;
②能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力大小;
③调节平台F的高度,可观察到物体受到的浮力随排开液体的体积的增大而增大;
④弹簧秤上端有铁架台固定,弹簧秤示数更稳定;
⑤薄塑料袋不计质量,弹簧秤B的示数直接反映物体所受的浮力大小
⑥上课时不用老师拎着弹簧秤读数,便于老师的讲解。
答案:(1)减小 增大 = (2)① ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧秤使用前要调零;②待弹簧秤示数稳定后再读数;(3)①溢水杯中加红色水,增加可见度;②能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力大小。
【例2】小明有一正立方体金属块,他想知 ( http: / / www.21cnjy.com )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。则该金属块的密度约为(  )
A. 2.7×103kg/m3
B. 3.1×103kg/m3
C. 3.5×103kg/m3
D. 4.4×103kg/m3
[分析]当金属块完全露出液面, ( http: / / www.21cnjy.com )没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即在4cm以上,从图可知,该金属块重力为:G=F拉=0.35N。
因为G=mg,
所以金属块的质量为:m==0.035kg,
当金属块未露出液面时,即在2cm以下,从图可知,此时绳子的拉力为0.25N,则金属块受到的浮力大小为:
F浮=G-F拉=0.35N-0.25N=0.1N。
因为F浮=ρ水V排g,
所以金属块排开水的体积(金属块的体积):
V=V排===1×10-5m3,
金属块的密度为:ρ金==3.5×103kg/m3。
答案:C
考点3.物体的浮沉条件及应用
考查方向通常有:①从浮力与重力的大小关系分析物体的浮沉条件;②从物体密度与液体密度的大小关系分析物体的浮沉条件;③物体的浮沉条件的应用。
【例1】小明用手把重8N,体积为1.2 ( http: / / www.21cnjy.com )×10-3m3的物体全部浸入水中,此时物体受到的浮力为__________N,放手后物体将__________。(后一空选填“上浮”“悬浮”或“下沉”,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
[分析]物体全浸入水中时,V排=V=1.2 ( http: / / www.21cnjy.com )×10-3m3,F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.2×10-3m3=12N;放手后,物体受到的浮力12N要大于物体的自重8N,因此物体要上浮。
答案:12 上浮
【例2】用细绳连在一起的气球 ( http: / / www.21cnjy.com )和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内如图所示位置,若用力向下轻轻拨动一下铁块,则气球和铁块的沉浮情况及水对容器底部的压强将(  )
A.下沉 变小 B.下沉 变大
C.上浮 变小 D.悬浮 不变
[分析]原来重物和气球悬浮在水中,F浮 ( http: / / www.21cnjy.com )=G;把气球的位置轻轻向下移动一些,所处的深度增加,由公式p=ρgh知,气球受到水的压强增大,气球的体积变小,所以气球排开水的体积减小,由公式F浮=ρ液gV排知,气球受到的浮力减小,使得浮力小于自重而向下运动。又因为气球的体积变小,气球排开水的体积减小,所以容器中的水面下降,根据p=ρgh知,水对容器底部的压强将变小。
答案:A
【例3】体育、娱乐活动用的热气球如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示。当气球静止在空中某高度时,如果将燃烧器的火焰调小一些,热气球就会下降,下降过程中气囊的体积不变。请分析说明热气球从静止位置下降的原因。
[分析]静止时,热气球所受浮力与重力相等 ( http: / / www.21cnjy.com )。气囊的体积不变即V排不变,根据F浮=ρ空气V排g可知:浮力大小不变,如果将燃烧器的火焰调小一些,热气球内气体的密度会增大,热气球内气体的质量增大,重力也增大,重力大于浮力,热气球就会下降。
答案:见分析
1.关于浮力大小的判断
【例1】把三个体积完全相
同的球a、b、c放入水中,静止时,它们所处的位置如图所示(  )
A.a球受到浮力最小 B.b球受到浮力最小
C.c球受到浮力最小 D.三个受到浮力一样大
典型错误:A
[错因分析]对浮力大小的判断不能具体物体具体 ( http: / / www.21cnjy.com )分析,解题凭感觉,看到a沉底便认为a受到的浮力最小。因为a、b、c体积完全相同,又是处于同种液体中,因此根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知c的V排最小,所以受到浮力最小。
正确答案:C
【例2】放在同一水平桌面上的甲、乙两 ( http: / / www.21cnjy.com )个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则(  )
A.甲容器中液体的密度较大 B.乙容器底部受到液体的压强较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大 D.乙容器中物块受到液体的浮力较大
典型错误:D
错因分析:对压强浮力的相关知识理解不透彻。
(1)因为物块在甲容器悬浮,所以ρ甲=ρ物,因为物块在乙容器的漂浮,
所以ρ乙>ρ物,
所以两种液体的密度:ρ甲<ρ乙,故A错误;
又因为两容器液面等高,p=ρgh,所以两种液体对容器底压强:p甲<p乙,故B正确。
(2)因为两个相同的物块,在甲容器的物块悬浮,在乙容器的物块漂浮,
所以两个相同的物块受到的浮力:F甲=F乙=G,故D错误;
因为F浮=G排,所以G甲排=G乙排,故C错误。
正确答案:B
2.关于对浮力产生的原因的理解
【例】如图所示,在一个装有水的水槽中底部有
一块体积为100cm3的蜡块,蜡块与水槽底部紧密接触,则蜡块受到的浮力为__________N。
典型错误:1
[错因分析]不理解浮力产生的原因,简单 ( http: / / www.21cnjy.com )代入F浮=ρ液V排g计算得出浮力等于1N。浮力产生原因是由于物体上下表面受到液体压力不同,即F浮=F向上-F向下,蜡块与水槽底部紧密接触,下表面没有水对其产生向上的压力,因此浮力为0。
正确答案:0
3.利用浮体的条件求密度
【例】如图所示,把一木块放入水中,静止时 ( http: / / www.21cnjy.com )木块有的体积浸入水中,木块的密度为__________kg/m3;如果把该木块放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中,静止时,如图所示。那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒的关系为p水__________p酒(填“大于”“等于”或“小于”)。
典型错误:0.4×103 小于
[错因分析]不能灵活应用物体漂浮的 ( http: / / www.21cnjy.com )条件进行计算。木块漂浮,则F浮=G,即:ρ水g×V木=ρ木gV木,得ρ木=ρ水=×103kg/m3=0.6×103kg/m3.根据图示可知,木块在水中和在酒精中都处于漂浮状态,浮力等于重力;根据浮力产生的原因可知,浮力等于水或酒精对木块下表面的压力,由于木块的重力不变,所以两种情况下的浮力相等,即水和酒精对木块下表面的压力相等,又根据p=F/S可知:p水=p酒。
正确答案:0.6×103 等于
试题精选
一、选择题
1.用细绳连在一起的气球和铁块,恰能 ( http: / / www.21cnjy.com )悬浮在盛水的圆柱形容器内如图所示位置,若用力向下轻轻拨动一下铁块,则气球和铁块的沉浮情况及水对容器底部的压强将(  )B
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. 下沉,变小 B. 下沉,变大 C. 上浮,变小 D. 悬浮,不变
2.将一方形木块(体积为V水)放于水中 ( http: / / www.21cnjy.com ),再将一方形冰块(体积为V冰)放于木块上,静止时水面正好和木、冰交界面共面(如图),已知水、冰、木密度之比为10:9:8,则V冰:V木为(说明:图中冰块、木块大小不具暗示意义)(  )D
  A. 9:8 B. 8:9 C. 1:8 D. 2:9
3.质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如右图所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是D
A甲 B乙 C丙 D丁 ( http: / / www.21cnjy.com / )
4.如图所示,三个完全相同的 ( http: / / www.21cnjy.com )容器内装有适量的水后,在乙容器内放入木块漂浮在水面上,丙容器内放一个小球悬浮在水中,此时,甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是(  )A
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. 三个容器中,水对容器底的压强相等
  B. 三个容器中,水对容器底的压力不相等
  C. 如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
  D. 如果向丙容器中加入酒精,小球将上浮
5.如图所示,两个完全相同 ( http: / / www.21cnjy.com )的柱形容器盛有甲、乙两种液体,若将两个完全相同的物体分别浸没在甲、乙液体后(无液体溢出),液体对容器底部的压强相等,则两物体受到的浮力F甲、F乙和液体对容器底部的压力F甲′、F乙′的关系是(  B)
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. F甲=F乙 F甲′<F乙′ B. F甲<F乙 F甲′=F乙′
  C. F甲>F乙 F甲′=F乙′ D. F甲=F乙 F甲′>F乙′
6.某核潜艇完全潜入海水中,受到的浮力是F ( http: / / www.21cnjy.com )1,上表面受到的压强是p1.排出一部分水后,潜艇缓慢上浮,但未露出水面,受到的浮力是F2,上表面受到的压强是p2,则(  )A
  A. F1=F2,p1>p2 B. F1=F2,p1=p2 C. F1>F2,p1<p2 D. F1<F2,p1=p2
7.把一个物体挂在弹簧秤下,弹簧秤示数为3N ( http: / / www.21cnjy.com ),把它浸没在水(密度为1.0g/cm3)中时,弹簧秤示数变为2N.假设物体的质量为m,物体的密度为ρ,浸没在水中时物体的上下表面所受的压力差和压强差分别为△F和△p,则无法求得的是(  )D
  A. m B. ρ C. △F D. △p
8.小明有一正立方体金属块,他想知道该金属 ( http: / / www.21cnjy.com )块的密度,于是将金属块浸没在某种液体中,如图7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7乙所示。则该金属块的密度约为:C
A. 2.7×103㎏/m3 B. 3.1×103㎏/m3
C. 3.5×103㎏/m3 D. 4.4×103㎏/m3
9.将水平桌面上的大烧杯装满水,然后往杯中轻放入一小球,溢出的水共100g,据此现象,下列判断正确的是(g取10N/kg)(  )B
  A. 水对烧杯底的压强会增大 B. 小球的质量不小于100g
  C. 小球的体积一定大于100cm3 D. 小球受到的浮力等于0.1N
10.澳大利亚用“蓝鳍金枪鱼”水下航行器下海搜索失联的“马航”客机,航行器在水下下潜的过程中,它受到水的压强和浮力的说法正确的是(  )B
  A. 压强变大,浮力变大 B. 压强变大,浮力不变
  C. 压强不变,浮力变大 D. 压强不变,浮力不变
11.装有不同液体的甲、乙两 ( http: / / www.21cnjy.com )烧杯,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图所示.液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别是P甲、P乙,液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙,下列判断正确的是(  )A
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. P甲>P乙,F甲=F乙 B. P甲=P乙,F甲>F乙 C. P甲<P乙,F甲=F乙 D. P甲=P乙,F甲<F乙
12.小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧秤的示数F1、F2、F3、F4,下列等式正确的是(  )A
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. F浮=F2﹣F3 B. F浮=F4﹣F3 C. F浮=F2﹣F1 D. F浮=F2﹣F4
13.小滨同学看到鸡蛋浮在盐水上 ( http: / / www.21cnjy.com )面,如图所示,于是,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是(  )D
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. ( http: / / www.21cnjy.com / ) B. ( http: / / www.21cnjy.com / ) C. ( http: / / www.21cnjy.com / ) D. ( http: / / www.21cnjy.com / )
14.在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器 ( http: / / www.21cnjy.com ),内盛相等质量的盐水,将同一鸡蛋分别放入其中,鸡蛋静止如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为F1和F2,盐水对容器底的压强分别为P1和P2,则 A
A.F1=F2 P1=P2
B.F1=F2 P1>P2
C.F1D.F1>F2 P1>P2
15.为了延长水果的存放时间,果农先将 ( http: / / www.21cnjy.com )水果浸没到自己配制的保鲜液中,再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间。若将同一个苹果先后放入甲乙两个容器的保鲜液中,静止后苹果的浮沉情况如右下图所示,则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较,正确的是A
A.甲中的大
B.乙中的大
C.一样大
D.条件不够,不能比较
16.有一个实心球形物体,用弹簧测 ( http: / / www.21cnjy.com )力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N.把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是(  )D
  A. 5N B. 7N C. 14N D. 12N
17.如图,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程体积逐渐变大,则气泡所受压强和浮力的变化情况是( )B
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. 压强变小,浮力变小 B. 压强变小,浮力变大
  C. 压强变大,浮力不变 D. 压强不变,浮力不变
18.将重6N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4N的水,物体受到的浮力C
A.10N B.6N C.4 N D.2N
19.将金属块挂在弹簧测力计下端 ( http: / / www.21cnjy.com ),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物理量计算正确的是( )D
( http: / / www.21cnjy.com / )
  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
20.深海探测器利用“深海潜水器无动力 ( http: / / www.21cnjy.com )下潜上浮技术”,其两侧配备多块相同的压载铁,当其到达设定深度时,抛卸压载铁,使其悬浮、上浮等,并通过探测器观察窗观察海底世界.其深海探测器在一次海底科考活动中,经过下潜、悬浮、上浮等一系列操作后,顺利完成任务.如图所示,是该探测器观察窗所受海水压强随时间变化的P﹣t图象,以下说法正确的是( )C
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. 探测器在AB、BC、CD三个阶段,所受浮力的大小关系是F浮AB<F浮BC<F浮CD
  B. 探测器在下潜、悬浮、上浮三个阶段,在竖直方向的速度大小关系是v悬浮<v下沉<v上浮
  C. 探测器在第3h、第5h和第8h的三个时刻,观察窗所受压力大小的关系是F5h>F3h>F8h
  D. 探测器在下潜的最深处处于悬浮状态,受到重力、浮力和海水对探测器的压力的作用
21.如图所示,将同一个小球分别放 ( http: / / www.21cnjy.com )入甲、乙、丙三种液体中,静止时小球漂浮在甲液面上,小球悬浮在乙液体里,小球则沉入丙液体的底部,则小球在三种液体中所受浮力的关系,正确的是( )B
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. F甲>F乙>F丙 B. F甲=F乙>F丙 C. F甲>F乙=F丙 D. F甲<F乙<F丙
22.物块在空气中和浸没在水中时,弹簧测力计示数如图。下列判断正确的是 B
A.物块受到的浮力是1牛
B.物块的体积是2×10-4 米3
C.物块的密度是3×103 千克∕米3
D.物块浸没在水中时,所受浮力随深度增加而增大
23.关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )D
  A. 浸在水中的物体,体积越大,受到的浮力越大
  B. 静止在水中的物体,受到的浮力等于自身重力
  C. 漂浮在水面上的物体,受到的浮力可能大于自身重力
  D. 在水中向下运动的物体,受到的浮力可能大于自身重力
24.如图所示是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机飞行的图片。下列说法中正确的是 B
A.飞机飞离航母后,航母始终漂浮,航母所受浮力的大小不变
B.飞机飞行时能获得向上的压强差,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速
C.飞机在航母甲板上加速飞行时,受到平衡力
D.飞机在起飞过程中,惯性将消失
25.放在同一水平桌面上的甲、乙两个 ( http: / / www.21cnjy.com )相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中.当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示.则B
A.甲容器中液体的密度较大
B.乙容器底部受到液体的压强较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大
D.乙容器中物块受到液体的浮力较大
26. 将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中 ( http: / / www.21cnjy.com ),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 ( B )
A. ( http: / / www.21cnjy.com / ) B. ( http: / / www.21cnjy.com / ) C. ( http: / / www.21cnjy.com / ) D. ( http: / / www.21cnjy.com / )
27.在A、B、C三个相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的烧杯内装有深度相同的液体,三种液体的密度关系是ρ1=ρ2>ρ3将甲、乙、丙三个重力分别为G甲、G乙、G丙的实心小球分别在A、B、C的液体中,其中甲球在A中沉入液体底部,乙球在B中恰好悬浮,丙球在C中漂浮在液面上.三个球的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙,体积关系是V甲>V乙=V丙,三个球所受浮力分别为F1F2F3三个烧杯里的液体对杯底的压强分别为p1p2p3则以下判断的关系中正确的是(C  )
A.ρ甲>ρ乙=ρ丙 B.G甲>G乙>G丙
C.F1>F2>F3 D.p1=p2>p3
28.桌面上甲、乙两个圆柱形容器中 ( http: / / www.21cnjy.com )分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积相等,如图6所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁。将木球放入水中、铁球放入酒精中,静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2。下列判断中正确的是 B
A.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1>F2
B.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1<F2
C.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1=F2
D.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1<F2
29.关于压强和浮力知识的应用,下列说法中正确的是 B
A.液压机是利用连通器原理工作的
B.水坝的下部总要比上部宽些,以便承受更大的水压
C.潜入水中的潜水艇,潜水越深,所受的浮力就越大
D.用密度计测量不同液体的密度时,它所受到的浮力是不同的
30.如图,A.B体积相同。B、C质组相等,将他们放人水中静止A漂浮、B悬浮、C沉底.则下列说法正确的是( C )
A.A所受的浮力一定大于B所受的浮力
B.B下表面所受的压力一定大于B下表面所受的压力
C.C所受的浮力一定小于B所受的浮力
D.C所受的浮力一定小于A所受的浮力
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31.)如图5所示,同一 ( http: / / www.21cnjy.com )只鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯处于漂浮状态,所受浮力为F甲,在乙杯处于悬浮状态,所受浮力为F乙。以下判断正确的是 D
A.F甲<F乙
B.F甲>F乙
C.向甲杯中加入盐,鸡蛋所受浮力会增大
D.向乙杯中加入水,鸡蛋所受浮力会减小
32.如图为静止在竖直墙面上的“爬墙遥控车”,质量为0.03千克,“腹部”有吸盘,当“爬墙遥控车”的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,遥控车能牢牢吸在竖直的墙面上而不会掉落,这是因为遥控车( B  )
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. 质量小,重力可以忽略不计 B. 受到墙面对它向上的摩擦力
  C. 受到大气对它的压力 D. 受到空气对它的浮力
33.很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符
合一定物理规律的身体部位,对此,从物理学的角度给出的解释中不正确的是: B
A.骆驼的脚很大,可以减小压强,从而使其在沙漠中自如行走
B.鱼类体内有鳔,通过鳔的调节作用从而改变自身重力来实现下沉和上浮
C.啄木鸟的嘴很尖细,可以增大压强,从而凿开树杆,捉到躲在深处的虫子
D.雄鹰有时不用抖动翅膀也能翱翔太空是应用了流体压强与流速关系的原理
34.a、b两种物质的质量和体积关 ( http: / / www.21cnjy.com )系图像如图8所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中.放手稳定后 【 D 】
A.甲漂浮.甲受浮力大 B.乙漂浮,乙受浮力大
C.甲漂浮,乙受浮力大 D.乙漂浮,甲受浮力大
35.如图所示,玻璃水槽中装有一 ( http: / / www.21cnjy.com )定深度的水,一正方体木块漂浮在水面上,在水槽口下方设有固定的水平金属网.现缓慢向水槽中注水,使水槽内水面上升,直到水面与水槽口相平.则在注水过程中,木块下底面受到水的压力变化情况是(  )C
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. 先增大,后减小 B. 先增大,后不变 C. 先不变,后增大 D. 一直增大
36.为了延长水果的存放时间,果农 ( http: / / www.21cnjy.com )先将水果浸没到自己配制的保鲜液中.再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间.若将同一个苹果先后放入甲乙两个容器的保鲜液中静止后苹果的浮沉情况如图所示,则甲乙两容器中保鲜液的密度大小比较.正确的是(  )A
( http: / / www.21cnjy.com / )
  A. 甲中的大 B. 乙中的大
  C. 一样大 D. 条件不够,不能比较
37.用弹簧测力计竖直挂一 ( http: / / www.21cnjy.com )物体,当物体浸入水中三分之一体积时,弹簧测力计示数为4N;当物体浸入水中二分之一体积时,弹簧测力计示数为1N。取下该物体放入水中,物体静止时受到的浮力是( C )
A 18N B 14N C 10N D 8N
38.在家庭实验室中,小明把鸡 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图甲;向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙;再加盐鸡蛋漂浮如图丙.三种情况下,各物理量间的关系正确的是(鸡蛋质量不变)( C )
A. 液体的密度ρ甲=ρ乙<ρ丙 B.鸡蛋排开液体的质量m甲=m乙>m丙
C.鸡蛋受到的浮力F甲<F乙=F丙 D.液体对容器底的压强p甲=p乙>p丙
二、填空题
1.小王在研究浸在液体中的物体所受的浮力的规 ( http: / / www.21cnjy.com )律,做了如图所示的实验.分析比较图中有关数据可知:物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”),物体浸没时所受到的浮力为 2 N,物体的体积为 2×10﹣4 m3.
( http: / / www.21cnjy.com / )
2.物体a、b的质量和体积的关系如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示,由图可以判断出它们的关系为ρa > ρb(填“>”、“<”或“=”),若用a、b两种物质分别制成质量相等的实心物体甲和乙,然后将甲、乙用细线拴在一起压入水面以下,放手后,它将 上浮 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”).
( http: / / www.21cnjy.com / )
3.小华用测力计测得某物 ( http: / / www.21cnjy.com )体的重力为10N,把物体浸没在水中时测力计的示数为0N,则物体受到水的浮力为 10 N;物体放入水中静止时它将处于 悬浮 状态.
4.一艘游船自重为8×1 ( http: / / www.21cnjy.com )03N,当空船漂浮在水面上时,船受到的浮力为 8×103 N;该船满载游客时受到的浮力为2×104N,则此时船排开水的体积为 2 m3.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
5.放在水平桌面上的量筒中盛有120 ( http: / / www.21cnjy.com )cm3的水,当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒里的水中后,量筒的水面上升到170cm3处,弹簧测力计的示数为3.4N.则金属块的体积为 50 cm3,所受浮力为 0.5N ,金属块受到的重力为 3.9N ,密度为 7.8×103 kg/m3.
6.将重为3N的小球放人装有水的容器甲 ( http: / / www.21cnjy.com )中,静止的状态如图所示,则小球所受浮力的大小为 3 N.小球的体积为 3×10﹣4 m3;若向水中加人足量的盐,小球将 上浮 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉.).(g取1ON/kg)
7.2014年4月16日,一艘载有470 ( http: / / www.21cnjy.com )名乘客的“岁月号”客轮在韩国西南海域发生触礁浸水事故而逐渐倾斜(如图所示),最终海水灌满船舱,客轮的重力 大于 (填“大于”或“小于”)所受浮力而下沉.事故发生后,潜水员潜到25米深的水下船舱内进行搜救,此时潜水员受到海水的压强是 2.575×105 Pa.
( http: / / www.21cnjy.com / )
8.一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示。已知它的底面积为S。上表面所处深度为h1,下表面所处的尝试为h2,则长方体下表面受到液体的压力表达式为__________、浮力表达式为____________________。(液体的密度为和g为已知量)pgh2s pg(h2-h1)s ( http: / / www.21cnjy.com / )
9.一均质正方体放入水中,静止时物体有 ( http: / / www.21cnjy.com ) 的体积浸入水中,物体的密度是 kg/m3;若把该物体放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中后;则该物体下表面受到水的压强P水与受到酒精的压强P酒的关系是P水 P酒(选填“>”、“=”、“<”=)0.6×103,= ;; ;
10.用弹簧测力计在空气中称得一石块重为1N ( http: / / www.21cnjy.com ),将石块完全浸入水中,弹簧测力计的示数为0.6N,则石块在水中受到的浮力为 0.4 N,此后,当石块在水中的深度增大时,浮力 不变 .(填“不变”、“变大”或“变小”)
11.质量为100g、体积是2 ( http: / / www.21cnjy.com )0cm3的一块合金浸没在一杯水中(如右图),则合金所受的浮力为_________N;将这杯水从20℃加热到70℃的过程中,这块合金从水中吸收的热量为_________J。[该合金的比热0.4×103J/(kg·℃)] 0.2 2×103
12.小胡同学在水槽中洗碗,一个大 ( http: / / www.21cnjy.com )的瓷碗正漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗装满,碗就会沉入水槽底部,此时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力 ▲ (选填“大”、“小”、“不变”),水槽中的水面将会 ▲ (选填“上升”、“下降”、“不变”)。 小 下降
13.把体积为2.0×10– ( http: / / www.21cnjy.com )3m3的物块放入水中,当它静止时浸入水中的体积为1.6×10–3m3,则该物块受到的浮力大小为 N,该物块的密度为 kg/m3。(ρ水= 1.0×103kg/m3) 16,0.8×103
14.非非和袖袖利用吸管、细铁丝和石蜡各制作 ( http: / / www.21cnjy.com )了一支简易密度计。非非的密度计的质量为lOg,放入液体中,漂浮在液面上,如图甲,密度计受到的浮力______N,排开的液体重力______N。袖袖的密度计放入液体中,沉到容器底,不好测量液体密度,如图乙,请提出一种改进方法________________(g取1ON/kg) 0.1 0.1 减小底端细铁丝的长度
15.距水面0.2米深处水的压强为____ ( http: / / www.21cnjy.com )______帕。体积1为1×10-3米3的物体浸没在水中,受到浮力的大小为_________牛;若物体受到的浮力小于重力,则这两个力的合力_________重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
1960 9.8 小于
16.如图所示,将一重为18N,体积为的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是_______N,此时弹簧测力计的示数是_____N(g=10N/kg,)。16 2
17.小兰同学在探究物体的“浮沉条件”时,将 ( http: / / www.21cnjy.com )一个质量为120g的物体浸没在装满水的深桶后,溢出100g水,物体受到的浮力是 1 N(取g=10N/kg).这个物体在水中将会 下沉 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”).
18.重为3N的石块,分别浸没在水和盐水中时,弹簧测力计的示数如图所示:
(1)石块在水中所受的浮力为 1 N,从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的 密度 有关;
(2)若将石块向上提,使其露出水面一部分,则水面高度会 下降 (选填“上升”或“下降”),杯底所受压强将 变小 ;
(3)若剪断乙图中的细线,石块将 下沉 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
( http: / / www.21cnjy.com / )
19.轮船是采用增大       方法增大可利用的浮力;
潜水艇是靠改变自身的     来实现上浮和下沉的。物体排开液体的体积 重力
四、实验探究题
1.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,辰辰同学和他的上伙伴们做了如图所示的一系列实验. ( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)①②③三次实验是为了探究 ( http: / / www.21cnjy.com )浮力的大小与 排开液体体积 的关系,得出的结论是 在液体密度一定时,躯体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大 .
(2)分析 ①③④ 三次的实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.
(3)此实验还探究了浮力的大小与 液体密度 的关系,得出的结论是 在排开液体体积一定的情况下,液体密度越大,物体受到的浮力越大 .
(4)通过实验数据可知金属块的密度为 9000 kg/m3.
2.某同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度,实验过程如图所示.
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)在下列空格中填写适当内容.
①选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明玻 ( http: / / www.21cnjy.com )璃杯中,发现花生米下沉至杯底,如图(甲),此时花生米所受的浮力 小于 重力(填“大于”、“等于”或“小于”).
②往杯中逐渐加盐并搅拌,直至观察到花生米 悬浮 ,随即停止加盐,如图(乙).
③取出花生米,用调好的天平测杯子和盐水的总质量,如图(丙),天平的读数为 1 g.
④将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒,如图(丁),量筒的读数为 55 mL.
⑤利用密度公式计算出盐水的密度,即为花生米的密度.
(2)实验中若加盐过量,可进行如下操作: 向盐水中加水 .
(3)实验中遗漏了重要的一步,即 将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒,测出空杯子的质量 .
3.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计.
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞人适量金属丝并用石蜡封口.塞入金属丝的目的是使吸管能 漂浮 在液体中.
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h.用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 > ρ水(=/>/<),h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h=  .
(3)小明根据图(a)在吸 ( http: / / www.21cnjy.com )管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出).结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 上 (上/下)方,相邻刻线的间距 不均匀 (均匀/不均匀).
(4)为检验刻度误差,小明 ( http: / / www.21cnjy.com )取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量.但操作时却出现子图(c)所示的情形,这让他很扫兴.难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试: 少塞入一些金属丝 .
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4.江涛同学用一个弹簧测力计、一个金 ( http: / / www.21cnjy.com )属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究.图8表示探究过程及相关数据.
(1)分析图B、C、D,说明浮力大小跟物体 有关;
(2)分析图 ,说明浮力大小跟液体密度有关;
(3)金属块浸没在酒精中所受的浮力是 N.
(1)排开液体的体积 (2)D E (3)0.8
5. (邵阳市2014年)某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)如图甲、乙,先用弹簧测力计吊着石块 ( http: / / www.21cnjy.com ),弹簧测力计的示数为l.6N,然后让石块完全浸没在水中,弹簧测力计的示数变为1N。则石块受到水的浮力为 N.
(2)如图丙,用弹簧测力计缓慢将石 ( http: / / www.21cnjy.com )块拉出水面,随着石块露出水面的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数也越来越大,则石块受到水的浮力越来越 (选填“大”或“小”)。说明浮力的大小与石块浸入水中的体积有关。
(3)通过比较图乙和图 ,可以探究浮力大小跟液体密度是否有关。(1)0.6(2)小(3)丁
6.同 学们在学习“阿基米德原理”这节课上.仔细观察了老师所做的演示实验(如图所示).课后复习时.物理兴趣小组的同学们,经过反复的思考、讨论,提出了对该 实验的改进意见,并动手制作出了如图所示的实验装置,其中A、B为两个规格相同的弹簧秤,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、 带孔橡皮塞以及弯曲玻管自制的溢水杯,杯中加人红色的水, F是升降平台(摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降),G为铁架台. ( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)实验中.同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧秤A的示数 ;弹簧秤B的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”).比较弹簧秤A的示数变化量FA’和弹簧秤B的示数变化量FB’,它们的大小关系是FA′ FB′(迭填“>”、“<”或“=”).
(2)通过分析,你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题?(请写出两条)
①;
②.
(3)对比前图、后图的两组实验,改进后的实验与原实验比较有哪些优点?
(请写出两条)
①;

25、(1) 减小; ( http: / / www.21cnjy.com )增大;=;(2)①弹簧秤使用前要调零;②待弹簧秤示数稳定后再读数;(3)①溢水杯中加红色水,增加可见度;
②能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力大小.
7.甲乙两组同学测量金属块密度,每组实验器材有测力计、量筒、烧杯、水、金属块和细线.
(1)甲组同学用如图所示的器材完成实验.
① 请帮助甲组同学完成实验过程.
a.观察测力计的 并规范调零.
b.用测力计和细线测出金属块重力G.
c.用量筒、水和细线测量并计算出金属块的体积V.
d.计算金属块的密度ρ= .
② 写出步骤b中使用测力计读数时有哪些注意事项?
(2)乙组同学发现本组的测力 ( http: / / www.21cnjy.com )计量程未知,刻度板上数字都已磨损,但刻度线清晰.他们借助一个质量为m0的物体A,仍用该测力计测出了金属块的重力,已知物体A和金属块的重力均不超测力计量程,写出他们将测力计规范调零后测出金属块重力的办法及表达式(可以画简图作答).
(1)(2分)① 量程 分度值 ρ=G/Vg
② 测力计和金属块在竖直方向静止时读数、读数时视线正对刻度线
(2)(3分)把物体A挂在测力计 ( http: / / www.21cnjy.com )的挂钩上,数出指针位置到零刻线之间有n1个格,取下物体A挂上金属块,数出指针位置到零刻线之间有n2个格,则G=n2m0g/n1.
8.探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验
实验器材:体积相同的甲、乙两物体(ρ甲>ρ乙>ρ盐水>ρ水),弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳.
小明利用上述器材完成实验,记录数据如下表:
实验次数 物体 物体重力/N 液体密度g/cm3 物体浸在液体中的体积/cm3 物体浸在液体中时测力计的示数/N 物体浸在液体中所受的浮力/N
1 甲 4 1.0 40 3.6 0.4
2 甲 4 1.0 60 3.4 0.6
3 甲 4 1.0 100 3.0 1.0
4 甲 4 1.2 100 ① ②
5 乙 2 1.2 100 0.8 1.2
(1)在第4次实验中,弹簧测力计的示 ( http: / / www.21cnjy.com )数如图所示.这个弹簧测力计的分度值为 0.2 N,表格中①的数据为 2.8 N,②的数据为 1.2 N.
(2)分析比较第1、2、3次实验,能 ( http: / / www.21cnjy.com )够得到物体在液体中受到的浮力大小与 排开液体的体积 有关;分析比较第3、4次实验,能够得到物体在液体中受到的浮力大小与 液体的密度 有关.
(3)探究物体在液体中受到的浮力大 ( http: / / www.21cnjy.com )小与物体本身密度的关系时,应分析比较 4、5 两次实验,根据实验数据可知物体在液体中受到的浮力大小与物体密度 无关 (选填“有关”或“无关”).
9.如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图.
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(1)实验步骤C和D可以探究浮力大小 ( http: / / www.21cnjy.com )与 排开的液体体积 的关系,步骤B和 D 可以测出物块浸没在水中时受到的浮力F浮,步骤A和 E 可以测出物块排开的水所受重力G排;比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物体排开的水所受重力的关系.
(2)图乙是物块缓慢浸入水中时,弹簧测力计示数F随浸入深度h变化的关系图象.分析图象,可得关于浮力大小的初步结论
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①物块浸没前, 物体排开的液体体积越大 ,物块所受的浮力越大;
②物块浸没后,所受的浮力大小与 浸没的深度 无关.
(3)此物块的密度是 2.5 g/cm3.
五、计算题
1..悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3x106kg(g取10N/kg,海水的密度取1x103kg/m3).
(1)在图上面画出潜艇的受力示意图(以点代替潜艇)。
(2)潜艇排开海水的体积是多少?
(3)潜艇所受浮力多大?
(4)潜艇所受重力多大?
(1)如图,(2)3×103m3,(3)3×107N (4)3×107N
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2.如图,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm,重力为20N的完全相同的两正方体C、D, OA∶OB=4∶3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(g=10N/kg) 求:
(1)物体C的密度;
(2)杠杆A端受到绳子的拉力;
(3)物体D对地面的压强。
解(1)m= = =2kg (1分)
ρ= = = =2×103kg/ m3 (1分)
(2) F浮=ρ水gv排
=1.0×103kg/ m3×10N/kg×(0.1 m)2×0.08 m
=8 N (1分)
FA=G- F浮=20N-8N=12N (1分)
(3)由F1L1=F2L2 得 FA OA=FB OB
∴ FB = FA = ×12N=16N (1分)
F压=F支=G-FB=20N-16N=4N (1分)
PD = = =400Pa (1分)
答:物体C的密度是2×103kg/ m3;杠杆A端受到绳子的拉力是12N;物体D对地面的压强是400 Pa。
3.在缺水地区,需要时刻储备生活用 ( http: / / www.21cnjy.com )水。图示为一种具有自动蓄水功能的长方形水池,A是一个底面积为100cm2的方形塑料盒,与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动,当蓄水量达到2.4m3时,活塞B堵住进水管,注水结束,水位为H。(水的密度是1.0×103kg/cm3,g取10N/kg)
注水的过程中,随着水位上升,水对水池底部的压强逐渐________________。
注水结束时,水池中水的质量是多少?此时塑料盒浸入水中的深度是10cm,塑料盒所受的浮力是多大?
若在塑料盒内放入质量为0.3kg的物体,注水结束时的水位H高了多少?
(1)变大
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4.破冰船是赴极地考察的重要工具,如图17是我国“雪龙”号破冰船。
⑴ “雪龙”号破冰船在普 ( http: / / www.21cnjy.com )通海域以36km/h航速航行5h通过的路程是 km;当关闭动力系统后,船只由于 仍然会向前行驶一段距离。
⑵ “雪龙”号破冰船配备了 ( http: / / www.21cnjy.com )1架“雪鹰”号直升机。当直升机飞离船只平台后,破冰船排开水的体积减少了10m3,则“雪鹰”号直升机质量约为多少t?(海水密度取1.0×103kg/m3)
⑶当遇到的冰层较厚时,破冰船会先 ( http: / / www.21cnjy.com )略微后退并将船首压水舱全部排空,同时将船尾压水舱灌满。之后,破冰船会径直向前行驶,由于“头轻脚重”的缘故,船首就会冲到冰层上方。此时再排空船尾压水舱并灌满船首压水舱,就会使破冰船变得“头重脚轻”,再加上自身的巨大重量,就能将大部分的冰层压碎。若破冰船满载时总质量约20000t,某次破冰船头压在冰面上的受力面积是10m2,冰面受到的压力为破冰船满载时总重力的0.1倍。那么船对冰面的压强是多少Pa
解:⑴180(1分) 惯性(1分)
⑵ G=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10 m3=1.0×105 N (1分)
(1分)[来源:世纪教育网]
⑶ G′=m总g=2.0×107kg×10N/kg=2.0×108N (1分)
5.甲、乙是两个完全相同的均匀实心 ( http: / / www.21cnjy.com )圆柱体,重力都为5.4N。甲放在水平地面上,细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央,另一端竖直拉着轻质杠杆的A端。当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时,杠杆在水平位置平衡,且AO:OB=2:1,如图19所示,此时甲对地面的压强为1350 Pa;当把圆柱体乙放入底面积为30 cm2的薄壁圆柱形容器M中,将质量为450g的水注入容器,圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中,水在容器中的深度为20cm,如图20所示。(已知ρ水=1.0×103kg/m3)求:
⑴圆柱体甲的底面积是多少cm2?
⑵当圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中时,所受到的浮力是多少N
⑶圆柱体甲的密度是多少kg/m3?
[来源:21世纪教育网]
21世纪教育网
解:⑴∵F甲·OA=G乙·OB[来源:世纪教育网]
∴F甲=G乙=×5.4N=2.7N (1分)
(1分)
⑵ (1分)
V总=Sh=3×10-3m2×0.2m=6×10-4m3
V排= V总-V水=6×10-4m3-4.5×10-4m3=1.5×10-4m3 (1分)
F浮 =ρ水gV排 = 1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3 = 1.5N (1分)
⑶ (1分)
(1分)
(1分)
6.如图16所示,体积为500cm3 ( http: / / www.21cnjy.com )的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中,细线对木块的拉力为2N,此时水的深度为20cm。(取g=10N/kg),求:如图所示,求:
(1)水对容器底的压强。;
(2)木块受到水的浮力。
(3)木块的密度。
(4)若剪断细线待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,要使剩余木块刚好浸没在水中,在木块上应加多大的力?
解:(1)水对容器底的压强:P=ρ水gh=1.0×103×10×0.2=2000(Pa)
木块受到水的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103×500×10-6×10=5(N)
木块的重力:G木=F浮 - F=5N-2N=3N
木块的质量:m木=G木/g=3/10=0.3(kg)
木块的密度:ρ木=0.3/500×10-6=0.6×103(kg/m3)
剪刀断后,F/浮=G木=3N
此时,V/排=F/浮/ρ水g=3/1.0×103×10=0.3×10-4(m3)
切去后,G/木=ρ木V木g==ρ木V/排g=0.6×103×0.3×10-4×10=1.8(N)
应加的力为:F/=F/浮-G/木=3N-1.8N=1.2N
7.如图18甲所示,水平旋转的平底 ( http: / / www.21cnjy.com )柱形容器A的底面积为200cm2,不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,静止在容器底部,质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度为L=5cm,已知水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)甲图中,木块对容器底部的压强多大?
(2)问容器A中缓慢加水,当细线受到拉力为1N时,停止加水,如图18乙所示,此时木块B受到的浮力是多大?
(3)将图18乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是多大?
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)500Pa
(2)6N
(3)1050Pa
8.水平桌面上放置一底面积为100cm ( http: / / www.21cnjy.com )2,重为6N的柱形容器,容器内装有20cm深的某液体。将一体积为400 cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图15),弹簧测力计示数变为5.2N。(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底。g=10N/kg),求:
物体浸没在液体中时受到的浮力;
筒内液体密度;
物体浸没时,容器对桌面的压强。
25.解:⑴F浮=G-F拉=10N-5.2N=4.8N ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈2分
⑵因为浸没 所以V排=V物=400cm3=4×10-4m3
由F浮=ρ液gV排得ρ液=F浮/(gV排)=4.8N/(10N/kg×4×10-4m3)=1.2×103kg/ m3┈2分
⑶液体的体积V液=100cm2×20cm=2000cm3=2×10-3m3
液体的重力G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/ m3×2×10-3m3×10N/kg=24N ┈1分
容器对桌面的压力F=(G液+G容器+G物)-F拉=(24N+6N+10N)-5.2N=34.8 N┈1分
受力面积:S=100 cm2=10-2m2
P=F/S=34.8 N/10-2m2=3480Pa ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1分
9.马来西亚航空公司客机MH37 ( http: / / www.21cnjy.com )0失联后,各国积极参与搜寻工作、澳大利亚海军“海洋之盾”号补给舰在搜寻海域投放了“蓝鳍金枪鱼-”自主式水下航行器搜寻飞机黑匣子.已知这种水下舰行器的体积约为0.96m3,海水的密度为1.03×103kg/m3,g=10N/kg,当它在4000m深处时,求:
(1)航行器受到海水压强的大小;
(2)航行器受到海水浮力的大小.
23、解:(1)航行器受 ( http: / / www.21cnjy.com )到海水压强为:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×4000m=4.12×107Pa;
(2)航行器受到海水浮力是:
F浮=ρ海水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×0.96m3=9888N;
答:(1)航行器受到海水压强的大小为4.12×107Pa;
(2)航行器受到海水浮力的大小为9888N.
10.如图所示,一个圆柱形容器的底面积是10dm2,装入一定量的水.现将一个方木块放入容器中,木块漂浮在水面上,水未溢出,木块浸入水中的体积是6dm3,这时水的深度为8dm.(g取10N/kg,p水=1.0×103kg/m3)求:
(1)木块受到的浮力是多大?
(2)放入木块后,容器底部受到水的压力是多大?
(1)木块受到的浮力是60N;
(2)放入木块后,容器底部受到水的压力是800N.
11.用如图20甲所示的滑轮组提升水中的物体M1,动滑轮A所受重力为G1,物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1,拉力F1做功的功率为P1,滑轮组的机械效率为;为了提高滑轮组的机械效率,用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A,如图20乙所示,用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2,物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2,拉力F2做功的功率为P2,滑轮组的机械效率为。已知:G1-G2=30N,-=5%,,M1、M2两物体的质量相等,体积V均为4×10-2m3,g取10N/kg,绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。
求:
(1)物体M1受到的浮力F浮;
(2)拉力F1与F2之比;
(3)物体M1受到的重力G。
解:(1)F浮=ρ水gV排
=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m3=400N
(2)P=Fυ P1= F1υ绳=2 F1υ
P2= F2υ绳 =2 F2υ
== ①
(3)在匀速提升水中物体M1的过程中,以动滑轮A和物体M1为研究对象,受力分析如图4甲所示;
在匀速提升水中物体M2的过程中,以动滑轮B和物体M2为研究对象,受力分析如图4乙所示。
由图4可知:
2F1+ F浮=G+G1 ②
2F2+ F浮=G+G2 ③
G1-G2=30N ④
由②③④得:F1-F2=15N ⑤
由①⑤解得:F1=240N F2=225N
=
2-1=5%
-=5%
-=5%
G=760N
12.悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3×106kg(g取10N/kg,海水的密度取1×103kg/m3).
(1)在如图上面画出潜艇的受力示意图(以点代替潜艇).
(2)潜艇排开海水的体积是多少?
(3)潜艇所受浮力多大?
(4)潜艇所受重力多大?
解:(1)悬浮时受到的重力等于浮力,如图:(2)根据ρ=得:V===3×103m3;(3)根据基米德原理:F浮=G排=m排g=3×106kg×10N/kg=3×107N;(4)悬浮时浮力等于重力:F浮=G=3×107N;故答案为:(1)如上图;(2)潜艇排开海水的体积是3×103m3;(3)潜艇所受浮力为3×107N;(4)潜艇所受重力为3×107N.
13.建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成,隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图23所示,建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。
设某一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是 ( http: / / www.21cnjy.com )180m,35m,10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F浮=______ N
在对密封沉管灌水使其下沉过程中, ( http: / / www.21cnjy.com )其下表面受到海水的压强大小将______________,当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水至少为__________kg,此时其下表面受到海水的压力等于________N
当密封沉管灌水下沉到海底后,将其 ( http: / / www.21cnjy.com )下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出,此时空心密封沉管不会再上浮,请用浮力的知识来解释其原因。
答:___________________________________________________________________________
(1)6×108 (2分)
(2)增大;3×106;6.3×108 (每空1分)
(3)此时密封固管的下表面没有与海水接触,不再受到海水向上的压强,向上的压力为零,所以密封沉管不会再上浮。
14.一个底面积为10m2的圆 ( http: / / www.21cnjy.com )柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为20m3、密度为0.8×103kg/m3的物体A放入其中,最终物体A漂浮于水面上.
则:(1)物体A所受到的浮力是多少?
(2)如图所示,若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半),则取出的那部分物体的质量是多少?
(3)待剩余部分再次静止后,容器底部受到压强减小了多少?(g=10N/kg)
( http: / / www.21cnjy.com / )
解(1)由ρ=得:物体A的质量mA=ρAVA=0.8×103kg/m3×20m3=1.6×104kg,
则GA=mAg=1.6×104kg×10N/kg=1.6×105N.
∵物体A漂浮于水面上,
∴F浮=GA=1.6×105N.
(2)由F浮=ρ水gV排得:
V排==16m3,
取出的那部分物体的体积V′=V排=×16m3=8m3,
由ρ=得质量:
m′=ρAV′=0.8×103kg/m3×8m3=6.4×103kg,
(3)根据取出的那部分物体的重力G′=m′g=6.4×103kg×10N/kg=6.4×104N.
∵△F=G′=6.4×104N,
∴△p===6400Pa.
答:(1)物体A所受到的浮力是1.6×105N.
(2)取出的那部分物体的质量是6.4×103kg.
(3)待剩余部分再次静止后,容器底部受到压强减小了6400Pa.
15.在弹簧测力计下悬挂一个金 ( http: / / www.21cnjy.com )属零件,示数是7.4N,当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6N,求:
(1)金属零件所受浮力为多少?
(2)金属零件的体积为多少?
(3)金属零件的密度为多少?
解:(1)零件所受的浮力F浮=G﹣F示=7.4N﹣6.6N=0.8N,
(2)把零件浸没在油中,由F浮=ρ油gV排得:
V=V排===1×10﹣4m3;
(3)金属零件的密度ρ=====7.4×103kg/m3;
答:(1)零件受到的浮力为0.8N;
(2)金属零件的体积为1×10﹣4m3;
(3)该金属零件的密度为7.4×103kg/m3.


图6
铁球
木球



酒精
图5
3
5
A B C D E
图8
20N
10N/kg
G
g
m
V
2kg
(0.1m)3
4
3
OA
OB
F压
S
4N
(0.1m)2
图17
O
A

B

20cmm
M
O
A

B

图20
图19
A

卷扬机
F1
B

卷扬机
F2
图20
M1
M2
图4
2F1
F浮
G1
G

2F2
F浮
G2
G

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