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文档简介
1、第3节科学探究:浮力的大小1(2019 云南)2019年4月23日,在中国海军建军70周年纪念日上举行了海军阅兵仪式。展示了中国海军的军威。如图所示是最新入列的“101南昌舰”。下列说法正确的是( )A舰艇雷达发射和接收的是超声波B舰艇甲板上有凹凸不平的纹路是为了减小摩擦C舰艇对水的压力与水对舰艇的浮力是一对平衡力D舰艇上加装质最为50吨的装备,排水体积增加50 m3【答案】D【解析】A雷达是通过发出和接收电磁波来搜寻目标的,故A错误;B舰艇甲板上有凹凸不平纹路,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故B错误;C舰艇对水的压力与水对舰艇的浮力作用在两个物体上,是一对相互
2、作用力,不是一对平衡力,故C错误;D舰艇上加装质量为50吨的装备,由舰艇始终漂浮可知,浮力的增加量F浮=G=mg,由F浮=gV排可得,排水体积的增加量。2.(2019 广州)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球轻轻放入两杯液体,最后处于如图9所示状态。甲、乙排开的液体的重力相等。甲乙所受浮力相比()A甲所受浮力更大 B乙所受浮力更大C甲、乙所受浮力一样大 D不知道液体密度无法比较浮力大小【答案】C【解析】由于甲、乙在液体中排开液体的重力相等,所以根据阿基米德原理得,甲、乙在液体中受到的浮力是相等的。故应选C。3.(2019湖北武汉)如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下
3、的铁块缓慢放入水中,从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中()A. 铁块受到的浮力一直变大 B. 溢水杯底部受到水的压力一直变大C. 弹簧测力计对手的拉力先变小后变大 D. 桌面受到溢水杯的压强先不变后变大【答案】D【解析】A选项,当铁块完全浸没时,浮力大小不变,故A选项不符合题意;B选项,溢水杯底部受到水的压力先变大,后不变,故B选项不符合题意;C选项,弹簧测力计对手的拉力先变小后不变,故C选项不符合题意;D选项正确,符合题意;故答案选择D.4.(2019湖北咸宁)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
4、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F2C.F1不可能大于F2 D.F1不可能小于F2【答案】D【解析】因为甲、乙中液体质量相等,由图像可知乙液体体积大于甲液体体积,由公式可知,乙液体密度小于甲液体密度。因此由浮沉条件可知物块在甲、乙液体中可能存在三种情况:,则小球在甲、乙中均漂浮,此时F1=F2 ,则小球在甲中漂浮,在乙中沉底,此时F1=G,F2G,则F1F2,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,可知F1F2。因此F1不可能小于F2。5.(2019四川自贡)如图
5、所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N下列说法错误的是()A正方体受到的浮力为8N B液体的密度为0.8×103kg/m3C正方体上表面到液面的距离h5cm D液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa【答案】 C【解析】A由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮F2F113N5N8N,故A正确;B物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V排VL3(10cm)31000cm31×103m3,由F浮gV排可得,液体的密度0.8×103kg/m3,故B正确;CD正方体下表面的
6、面积SL2(10cm)2100cm21×102m2,液体对物体下表面的压强:p1.3×103Pa,故D正确;由pgh可得,正方体下表面到液面的距离:h下0.1625m16.25cm,则正方体上表面到液面的距离:hh下L16.25cm10cm6.25cm,故C错误。6.(2019山东菏泽)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是( ) A.饺子的重力减小了 B.饺子的重力和浮力都增大了C.饺子的重力不变,浮力增大 D.饺子的重力和浮力都减小了【答案】 C【解析】饺子在水中煮的时候,质量不变,则重力不变,因为饺子受热膨胀,体积增大,根据f浮=gv排知
7、,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来。故A、B、D错误,C正确。故选:C。7.(2019 湘西州)一个体积为1×10-3m3的铁球全部浸没在水中,它受到水对它的浮力为N(水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg)。【答案】 10【解析】铁球浸没在水中时排开水的体积:V排=V=1×10-5m3,铁球受到水的浮力:F浮=水gv排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N。故答案为:10。8.(2019江苏宿迁)在测量物质密度的实验中,用调好的天平测量一合金块的质量,所加的砝码和游码在标尺上的位置如图
8、甲所示。将合金块放入盛有30ml水的量筒中,水面位置如图乙所示,则合金块的密度为g/cm2。合金块浸没在水中受到的浮力是N(g=10N/kg)。放入合金块后,量筒底部受到水的压强将(选填“增大”“减小”或“不变”)【答案】 4.4 ;0.1 ;增大【解析】由图可知,金属块的质量为44g。量筒中原来有30毫升水,现在的位置是40毫升,说明金属块的体积为10立方厘米,用已知的质量和体积求出为4.4g/cm2。合金块浸没在水中,排开水的体积为10立方厘米,根据F浮=水gv排所以在水中受到的浮力是0.1N。放入金属块后,水面上涨,所以量筒底部受到水的压强将增大。9.(2019 湖北襄阳)小明同学通过实
9、验来研究影响浮力大小的因素,做了如图所示的四次实验,高兴地发现浮力的大小与深度有关,而且深度越深浮力越大,老师肯定了他的实验,又带他做了一次实验,小明同学便恍然大悟。你认为:(1)他在探究过程中存在的问题是_。(2)老师的实验操作是:_观察测力计的示数是否不同;(3)结合五次实验,得到的正确结论是:液体密度一定时,_。【答案】(1)没有控制排开液体的体积相同(2)把物体浸没入液体中,改变深度(3)浮力的大小与物体排开液体的体积有关【解析】(1)研究浮力大小与深度的关系,要控制排开液体的体积和密度相同,小明分析了ABCD四个步骤,发现浮力的大小与深度有关,而且深度越深浮力越大,他在探究过程中存在
10、的问题是:没有控制排开液体的体积相同;(2)为了探究浮力与深度的关系,把物体浸没入液体中,当物体排开液体的体积相同时,改变深度,发现弹簧测力计的示数不变;(3)结合五次实验,得到的正确结论是:液体密度一定时,浮力的大小与物体排开液体的体积有关。10.(2019山东济宁)小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求:(g取10N/kg)(1)物体的质量;(2)物体在水中受到的浮力;(3)某液体的密度。【答案】(1)物体的质量为0.54kg;(2)物体在水中受到的浮力为2N;(3)某液体的密度为0.8×103kg/m3。【解析】
11、(1)由左边图可知物体的重力GF15.4N,由Gmg可得物体的质量:m0.54kg;(2)由左边、中间两图可得物体在水中受到的浮力:F浮水F1F25.4N3.4N2N;(3)由F浮水V排g可得物体的体积:VV排水2×104m3,由中间、右边两图可得物体浸没在某液体中受到的浮力:F浮液F1F35.4N3.8N1.6N,由F浮液V排g可得某液体的密度:液0.8×103kg/m3。1.(2019湖北鄂州)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是()A物体受
12、到的浮力大小关系为FAFBFC B三个物体的密度大小关系为ABCC容器底部受到水的压力大小关系为F甲F乙F丙D容器对桌面的压强大小关系为p甲p乙p丙【答案】D【解析】由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;A.由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排VB排VC排,根据F浮液gV排可知,浮力的大小关系为:FAFBFC,故A错误;B.由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,则由浮沉条件可知:GAFA,GBFB,GCFC,由于FAFBFC,所以GAGBGC;由于正方体A、B、C的体积相同,所以根据可知,物体密度的大小关系:ABC,故B错误;C.由图可知三个完全相同的容器内水的深度相同,由
13、Pgh可知液体底部压强关系是P甲P乙P丙,三个容器的底面积相同,根据FPS可求容器底部受到水的压力大小关系:F甲F乙F丙,故C错误;D.因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲F乙F丙,根据p可知,容器对桌面的压强大小关系为p甲p乙p丙,故D正确;2.(2019山西)网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新
14、鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置 50 天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是() A.鸡蛋两次所受的浮力一样大 B.甲图中鸡蛋排开水的重力大C.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力 D.放置 50 天后的鸡蛋密度变大甲乙【答案】B【解析】该题与潜水艇类似,鸡蛋的体积不变,质量变小,密度变小,根据阿基米德原理F 浮=液gV 排可知,液不变,V 排减小,则浮力减小;又根据受力分析可知,漂浮时,重力等于浮力,综上所述,选B。3.(2019 山东淄博)把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V1(如图甲);用细针将该
15、木块全部压入水中,溢出水的总体积为V2(如图乙),忽略细针的体积。则A木块的质量为水V2B缓慢下压木块的过程中,溢水杯底部受到水的压强变大C木块全部压入水中静止时,细针对木块的压力大小为水gV2D木块的密度为【答案】D【解析】AD木块静止地漂浮在水面上时,F浮=G;因为木块所受到的浮力F浮=水gV1,所以水gV1=mg,木块的质量m=水V1;木块完全浸入水中时所排开水的体积等于木块的体积,由题意知木块的体积V=V2,则木块的密度:;故A错误,故D正确;B缓慢下压木块的过程中,溢水杯中水的深度不变,由p=gh可知,溢水杯底部受到水的压强不变,故B错误;C木块完全浸没后的浮力:F浮=水gV2,木块
16、完全浸没时,由力的平衡条件可得:F浮=F压+G木,所以手对木块的压力(最大压力):F压=F浮G木=水gV2mg=水gV2水V1g=水g(V2V1),故C错误。4.(2019 四川巴中)将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物体下表面浸人水中深度h的关系如图所示,则下列说法正确的是()A物体重力为40 NB物体浸没时受到的浮力为15 NC物体的密度为2.5×103 kg/m3 D物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800 Pa【答案】C【解析】A如图,圆柱体没有浸入水中时弹簧测力计示数F
17、为25 N,则圆柱体重G=F=25 N;故A错误;B当圆柱体全浸入时,弹簧测力计的示数为15 N,浸没时受到的浮力为:F浮=GF=25 N15 N=10 N,故B错误;C圆柱体的质量:,体积:;则圆柱体的密度:,故C正确;D圆柱体刚浸没时下表面深度:h=4 cm=0.04 m,此时下表面受到的液体压强:p=gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400 Pa;故D错误。5.(2019 山东枣庄)在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块,金属块下表面与水面刚好接触,如图甲。从此处匀速下放金属块,直至浸没于水中并继续匀速下放(金属块未与容器底部接触),
18、在金属块下放过程中,弹簧测力计示数F与金属块下表面浸入水的深度h的关系如图乙,g10N/kg,水1.0×103kg/m3由图象可知:(1)金属块完全浸没在水中受到的浮力为N。(2)金属块的密度是kg/m3。(3)你还能求出有关金属块的哪些物理量:(写出三个物理量即可,不需要计算结果)【答案】(1)4;(2)2.25×103;(3)体积、质量、重力。【解析】(1)由图可知,金属块未浸入水中时弹簧测力计示数为9N,即金属块的重力为G9N;金属块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为F5N,金属块完全浸没在水中受到的浮力:F浮GF9N5N4N,(2)由F浮水gV排得金属块的体积:VV
19、排=F浮水g=4N1×103kg/m3×10N/kg=4×104m3,金属块的质量:m=Gg=9N10N/kg=0.9kg,金属块的密度:=mV=0.9kg4×10-4m3=2.25×103kg/m3;(3)由上面的解答可知,除了能求出金属块浸没水中受到的浮力、金属块的密度外,还可以计算金属块的体积、质量、重力,利用pgh还可计算出金属块刚浸没时所受水的压强(下表面浸入水的深度h4cm)。6.(2019 四川德阳)如图所示,有一圆柱形容器,放在水平桌面上。现将一体积为2×10-4m3,质量为0.54kg的矩形金属块放在容器底部,再向容
20、器中加入水至14cm深时,水对容器底的压强是_Pa,金属块对容器底部的压力是_N(金属块与容器底部不是紧密接触,水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。【答案】1.4×l03; 3.4。【解析】(1)水的深度h14cm0.14m,则水对容器底的压强:p水gh1.0×103kg/m3×10N/kg×0.14m1400Pa;(2)由图可知,金属块浸没在水中,根据阿基米德原理可得,金属块所受的浮力:F浮水V排g1.0×103kg/m3×2×104m3×10N/kg2N;金属块的重力:G金m金g0.5
21、4kg×10N/kg5.4N;根据力的合成可知金属块对容器底部的压力:F压G金F浮5.4N2N3.4N。7.(2019四川乐山)如图甲所示,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙所示。则铝块浸没时所受的浮力为N,液体的密度为kg/m3(g=10N/kg,)。【答案】1.2;1.2×103。【解析】(1)m=270g=0.27kg,G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N,F浮=G-F=2.7N-1.5N=1.2N,(2)铝块浸没液体时:V排=V=10-
22、4m3受到液体的浮力:F浮=液gV排1.2N=液10N/kg×10-4m3解得:液=1.2×103kg/m38.(2019四川南充)弹簧测力计下悬挂一物体,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力是_N,该物体的密度为_kg/m3。(水=1×103kg/m3,g=10N/kg)【答案】 (1). 9 ; (2). 0.75×103【解析】(1)当物体的体积浸入水中时,排开水的体积为V,弹簧测力计示数为5N,根据称重法测浮力:GF浮F和阿基米德原理
23、有:;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,同理有:;得:水gV12N,将代入得:;由知,物体浸没受到的浮力为12N9N,由物体的浮沉条件,将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时处于漂浮状态,由漂浮的特点,物体所受浮力是:FG9N;(2)由得物体的体积:;该物体的密度为:9.(2019 福建)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯屮,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同"回答下列问题:(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=_,被排开的水所受的重力G排_。(用上述测得量的符号表示)(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):(a);(b)o(3)物体没有完全浸没在水中,_(选填“能”或“不能“)用实验验证阿基米德原理。【答案】 (1). G-F (2).G1-G2 (3).测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等 (4). 小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等 (5). 能【解析】(1)根据称重法可知,物体受到的浮力:F浮=
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