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文档简介
专题12浮力
项目具体内容说明注意
浸在液体中的物体受到液体向浸入气体中物体也受
定义打入地下的桥墩不受
上的力,就是浮力。到浮力。
到水的浮力,水中的
桥墩上的田螺受到浮
施力物体是液体或气
方向浮力的方向是竖直向上。
力。
体。
弹簧测力
计测量浮产浮=G-F示
打入地下的桥墩不受
力B⅛
到水的浮力,水中的
浸没在液体中的物体受到液体
浮力产生桥墩上的田螺受到浮
对其上、下两个表面的压力打入地下的桥墩不受
的力。
差,就是浮力产生的原因。即到水的浮力。
原因
F浮=FisI上—P向下
受考点2阿基米德原理
项目具体内容
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的液体
内容
所受的重力。
公式F浮=GT=O液RV柞。
浮排=机排排
公式中的各F=Gg=pi⅛gV
」……一L……J.....................I....................I...,
物理的单位:NNkgkg∕m3m3:
求液体密度:"浓=兄。
公式变形式
求排开液体的体积:v=-o
ftP'Λg
对液体和气体都适用,用于气体产生的浮力计算时,/其要改为P
适用范围
(1)“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是浸没;二是物体的一部
分浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(2)G#是指被物体排开液体受到的重力,还可推导出F浮=排
说明
g=p溟gV∣*,,〃据指物体排开的液体的质量。
(3)V排指物体排开液体的体积,当浸没时L*=V物;当物体只有一
z
部分浸入液体里时,则Vw=V⅛s<V物。
赞考点3物体浮沉条件及其应用
项目具体内容
上浮下沉悬浮漂浮沉底
产洋
I4/IL________IL
匚---—]---------1tzzɪzzzz⅛Ξ~~∣∙∙^—
卜一一—I——-----1
浸没在液体中r-二T一二-r--IiB卜一一T—————1F——
∣≡Φ≡Ξ≡1⅛≡≡:≡⅛ESΞ
的物体的浮沉三币啊
-------Kzr—Ol1[----.......————1
条件Y(r
FiQG7
F浮NGF浮WG一浮三GZ浮+/支三G
P水NP物P水WP物P水WP物P水型物P水WP物
可以停留在
处于动态(运是吓沉”过程
浸没在液体中
液体的任何是“上浮”过程的最终状态
动状态不断
的最终状态
的物体的浮沉深度处
改变),受非
条件
平衡力作用
处于静止状态,受平衡力作用。
轮船做成“空心”增大可利用的浮力,漂浮于水面上。
潜水艇靠改变自身重力来实现上浮和下潜。
应用
7求和匕艇充入密度小于空气的气体,通过改变“体积”实现升降。
利用漂浮条件来测量液体密度的仪器。同一支密度计在不
密度计
同液体中所受浮力相等。
r<⅛烫咳
安实验1探究浮力的大小与哪些因素有关
1.实验器材:烧杯、水、浓盐水、重物、柱状固体、弹簧测力计。
2.实验方法:控制变量法。
3.实验现象:重物浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小;当物体浸没后,继续增
加物体浸没的深度,弹簧测力计的示数丕变。
4.实验结论:物体在液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,物
体排开液体的体积越大,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大;与物体浸入液体中的深
度大无关。
5.问题探究:
(1)实验中,如何判断物体所受浮力的大小?
通过观察弹簧测力计示数的变化来比较物体所受浮力的大小。弹簧测力计的示数变小,说明
物体受到的浮力变大。
(2)如何探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关?
把重物悬挂在弹簧测力计下,将物体浸没在一种液体中,并分别停在液体内的不同深度处,
观察弹簧测力计的示数是否不同。
(3)如何探究浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关?
将一柱状固体在弹簧测力计下,逐渐增大物体浸在液体中的体积,观察弹簧测力计示数的变
化情况。
(4)如何探究浮力的大小是否跟液体的密度有关?
把悬挂在弹簧测力计下的同一物体先后浸没在不同液体的同一深度处,观察弹簧测力计的示
数是否不同。
亶实验2浮力的大小等于什么
1.实验器材:小桶、水、溢水杯、塑料块、细线、弹簧测力计。
2.实验结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,即尸浮=G
⅛O
3.问题探究:
⑴在实验中,如何求出F浮的大小?如何求出G"的大小?
用称重法求尸浮:F淬=G-F拉=GW=G*—G.
(2)能否先测盛水后小桶的重力,再倒出水测出桶的重力?
不能。桶内的水不能全部倒干净,内壁会附有水,使测出的GM偏大,Gr偏小。
(3)如果溢杯中的水没有加满,会对实验造成什么影响?还能得出实验结论吗?
如果溢杯中的水没有加满,则排出的水的体积会变小,就无法得出浮力与排开液体重力的关
系了。
基础检测(限时30min)
一、单选题
1.关于浮力,下列说法中正确的是()
A.沉入水底的物体不受浮力
B.物体受到的浮力大小与物体的形状无关
C.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
D.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
【答案】B
【解析】A.沉入水底时,物体和底部之间是有缝隙的,所以受浮力,故A错误;
根据可知,物体所受浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,与物体
B.∕⅛=0jδg/
的形状无关,故B正确;
C.浸在液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用,上浮时受浮力,下沉时也受浮力。
故C错误;
D.浸在液体里的物体受到浮力,在空气中的物体也受到浮力,故D错误。
故选B。
2.如图所示,甲、乙物体质量相同,分别静止在水面下2米和3米深处,由此可以判定
()
一二三:::▲重荟奉三
A.甲物体的体积一定小于乙物体
B.甲物体的体积一定等于乙物体
C.甲物体的体积一定大于乙物体
D.如果甲或乙是空心的,则无法判定两物体体积的大小
【答案】B
【解析】因甲、乙两个物体质量相同,所以,由G=Wg可知,甲、乙两个物体的重力相
等,因甲、乙两物体都处于悬浮状态,受到的浮力等于他们自身的重力,所以,甲、乙两
个物体受到的浮力相等,因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由
4=Λ⅛g¼t可知,甲、乙两个物体的体积相等,与甲乙是否空心无关,故ACD不符合题
意,B符合题意。
故选Bo
3.将同一物块分别放入装有不同液体的甲、乙两个杯中,物块在甲、乙两个杯中所处的位
置如图所示,下列判断正确的是()
A.物块在甲杯受到的浮力比乙杯中大
B.物块在甲杯中受到的浮力比乙杯中小
C.甲杯中的液体密度比乙杯中的液体密度大
D.甲杯中的液体密度比乙杯中的液体密度小
【答案】D
【解析】AB.由图可知,物块在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为物体漂浮或
悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一物块在两杯中受到的浮力相等,故AB
错误;
CD.根据浮沉条件:物体漂浮时夕法>"枷物体悬浮时X⅛=Z⅛.所以∕⅛P=∕⅛,PQ
P物,故~P液甲VP液乙,故C错误,D正确。
故选Do
4.关于浮力,下列说法中正确的是()
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.只要下沉的物体就不会受到浮力
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加竖直向上
的浮力
D.浮力的方向不一定都是竖直向上的
【答案】C
【解析】A.在液体中悬浮和下沉的物体也受到浮力,故A错误:
B.下沉的物体也受到浮力,物体之所以下沉,是因为受到的重力大于浮力,故B错误;
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触),只要它排开一定体积的液
体,他就一定受到液体对它施加的竖直向上的浮力,故C正确;
D.浮力的方向一定都是竖直向上的,故D错误。
故C»
二、填空题
5.如图甲,在一个容器中装入水,将一个红色的塑料玩具沙蛋压入水中,松手后发现沙蛋
由于受到的作用会在水中上升。
【答案】浮力
【解析】浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力,这个力叫作浮力。在一个容器中装
入水,将一个红色的塑料玩具沙蛋压入水中,塑料玩具沙蛋受到浮力的作用,浮力的方向
是竖直向上的,松手后发现沙蛋由于受到浮力的作用会在水中上升。
6.如图,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中称时示数是15N,浸没在水中时示数
是5N,则此物块受到水的浮力为N。
@
H
.
*
5N
ITI
ITI
IXI
>P
【解析】由称重法测浮力可知,物块受到的浮力为
F⅛=G-F^=15N-5N=10N
7.弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,在空气中称量时弹簧测力计的读数如图甲所示,把圆柱
体浸在水中时,弹簧测力计示数如图乙所示,圆柱体浸在水中时所受的浮力为N,
若这个圆柱体上表面所受水的压力为5N,则其下表面所受水的压力为N,方向是
【答案】16竖直向上
【解析】[1]由图可得弹簧测力计的分度值为0.1N,当圆柱体在空中时弹簧测力计的示数为
3.2N,即圆柱体的重力G=3.2N,当重物浸在水中时弹簧测力计的示数七=2.2N,则重
物受到的浮力
Fn=G-=3.2N-2.2N=IN
⑵⑶由浮力产生的原因耳串=F下表面一尸E表面可知,圆柱体下表面所受水的压力
%表面=与+七表面=IN+5N=6N
方向是竖直向上。
8.如图所示,一位女士悠闲地躺在死海中阅读书刊。假设地球对物体的吸引力突然增大,
则这位女士所受的浮力(填"变大"、"变小"或"不变"),她在水中将(填
“浮一些"、"沉一些"或"不变")。
【答案】变大不变
【解析】[1]如果地球对所有物体的引力都突然增大,则地球上Ikg的物体受到的重力大于
9.8N,所以人的重力和排开水的重力都将增大,由
F浮=Gfip∙tn排g
可知,人受到的浮力将变大。
⑵由阿基米德原理和漂浮条件可得
F浮=G排=G人
则
mAg=P木V排g
所以
m人=P水Y挑
地球的引力增大时,P"、团船不变,所以丫姨也不变,即人在水中的位置不变。
三、实验题
9.小丽和小红在探究“浮力大小与哪些因素有关"的实验时,操作如下:
三
F=3.8N三F=2.8N
F=4.8N二2尸4=2.6N
1三
S&
水水水盐水
ABCDE
甲乙
(1)图甲是小丽把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉所需用力越来越大,由此猜想“浮力的
大小可能与排开水的体积有关",根据图乙所示实验步骤的B、C两图可以验证她的猜想
(选填"是"或"否")正确;
(2)通过观察B、E两图,得出了“浮力的大小与液体密度有关"的结论,你认为这样得出
结论是否合理:(选填"是"或"否"),请你说出理由;
(3)通过观察C、D图的实验数据,可知物体浸没后,浮力的大小与物体浸没在液体中的
深度(选填"有关"或"无关");
(4)用图乙所示实验数据可计算盐水的密度是kg/m3;
(5)分析图乙,可知由此装置制作的简易"浸没式密度计"的分度值是g/cm3,所能
测量的液体密度的最大值为g/cm3;
(6)小红又利用实验桌上的薄铝片、烧杯和水进行了如下的实验:
步骤一;将铝片放入盛水的烧杯中,铝片下沉至杯底:
步骤二:将铝片弯成"碗状"再放入水中,它漂浮在水面上;
通过分析可知,步骤一中铝片受到的浮力步骤二中铝片受到的浮力(选填"大于""等
于"或"小于")。
【答案】是否没有控制排开液体的体积相同无关l.l×1030.052.4小于
【解析】(1)田要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系,就要保证液体的密度一定
而物体排开液体的体积不同,故图B、C符合题意,可以验证她的猜想。
(2)[2]⑶观察B、E两图可知,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出
物体受到的浮力大小与液体的密度有关,故结论是不合理的,因为研究浮力大小与液体的
密度的关系,要保证排开液体的体积相等。
(3)⑷观察C、D图的实验数据可知,物体排开的液体的体积相同,液面的密度相同,深
度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,即浮力的大小与深度无关。
(4)⑸由图A、C可知,A在水中浸没受到的浮力
F朽G-F=4.8N28N=2N
由Fwp/gV次可得物体的体积
E2N.,
V=VIlt=----Λ--=-----------;---------7---------------=2×10m
p^g1.0×10⅛/m×1ON/kg
根据A、E可知物体全部浸没在盐水中所受浮力
F∕=G-F'=4.8N-2.6N=2.2N
物体排开盐水的体积等于物体的体积,由F-p∙lgVMUj'得盐水的密度
0%水==------~~ʒ-Z-=l.l×103⅛g∕m3
f水gV10N∕^×2×10'4m3
(5)⑹弹簧测力计的分度值是0.1N,〃密度计〃的分度值
0.1N
∆p==0.05×103kg/π?=0.05g/cmi
43
Vfig2×10'm×10N∕⅛g
[7]F*=0时,F行G,F/最大,此时物体悬浮在液体中,液体密度最大,液体密度
G4.8N
=2.4×103⅛∕m3=2.4g/COT3
0液最大-V^g-2×10^4m3×10N/^
(6)⑻步骤一:铝片下沉说明
F,ι<G
步骤二:铝片漂浮说明
F2=G
所以Fffl<F浮2,即步骤一中铝片受到的浮力小于步骤二中铝片受到的浮力。
10.小红做"小球放入水中静止时,水对容器底部的压强增加量△以及容器对水平面的压强
增加量Ap容与哪些因素有关"的实验,她选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中
(水深大于小球直径,且水不溢出),如图所示,测出水对容器底部的压强增加量如水及
容器对水平面的压强增加量存,并将相关数据记录在表中。
实验序号12345
P球(1。3千克/米
0.20.60.81.01.2
3)
△P水(帕)98294392490490
△P容(帕)98294392490588
试完成下列问题:
(I)水的密度大小是kg/m3;
(2)分析实验序号1、2、3中的数据,可知小球放入水中静止时,小球处于(选填
"漂浮"、"悬浮"或"下沉")状态;
(3)分析比较表中实验序号中的数据及相关条件可知:浸入水中体积相同的小球,
当P球与外的大小满足「球≥P水关系时,AP水与「原无关;
(4)分析比较表中W容与Z⅛的数据及相关条件可知:浸入水中的小球,当小球体积相同
时,;
(5)分析比较表中实验序号1、2、3、4中“木与”容的大小关系及相关条件可知:浸入
水中体积相同的小球,。
【答案】IXIO3漂浮4、5即容与Z⅛成正比当Z⅛40水时,加水="容
【解析】⑴⑴水的密度为1.0χlCPkg∕m3,合lg/enʌ
(2)⑵根据表中数据可知,在1、2、3次实验中〃〜次,所以小球放入水中静止时处于
漂浮状态。
(3)⑶根据表中数据可知,在4、5次实验中/成斗次,体枳相等的小球浸入水中时,,AP水
大小不变,与"就关。
(4)⑷根据表中4、5数据可知,当浸入水中的小球体积相同时,AP容与。球成正比。
(5)⑸根据表中1、2、3、4次实验数据可知,浸入水中的小球体积相同,当O成学次时,
△P水=容。
四、计算题
11.用弹簧测力计在空气中测得某物体重8.9N,将该物体浸没在水中,弹簧测力计的示数
变为7.9N(g=10N∕kg)o求:
(1)该物体受到的浮力;
(2)该物体的体积。
【答案】(1)IN;(2)l×104m3
【解析】解:(1)根据称重法,物体受到的浮力为
∕¾=G-F=8.9N—7.9N=IN
(2)根据阿基米德原理
a=PgV
物体的体积为
IN
Pg1×103kg∕m3×1ON/kg
答:(1)物体受到的浮力为1N;
(2)物体的体积为lxl(Γ4n√。
12.一根木头重力为1600N,体积为0.2m3,漂浮在水面上,g取10N∕kg,求:
(1)木头的密度;
(2)木头受到的浮力;
(3)木头浸入水中部分的体积。
【答案】(1)0.8×103kg∕m3;(2)1600N;(3)0.16m3
【解析】解:(1)根据G=可得,木头的质量
G1600N
tn=——=---------=160kg
g10N∕kg
木头的密度
/?=—=J")%=O.8×IO3kg/mʒ
V0.2m3
(2)因为木头漂浮,所以木头受到的浮力
%=G=1600N
(3)木头浸入水中的体积等于排开水的体积,根据阿基米德原理%=0<g∕可得,木头
浸入水中的体积
唳=%=区=一亨-----ɪθ,lðmɜ
木ttP水g1.0×10,kg∕m,×10N∕kg
答:(1)木头的密度是0.8χl0*g∕m3;
(2)木头受到的浮力是1600N;
(3)木头浸入水中部分的体积是0.16m3.
拔高检测(限时30min)
一、单选题
1.将一个边长为3cm、密度为2χl03kg∕rn3立方体橡皮泥放在水中,橡皮泥会沉入水底;
当把它捏成一只小船时,便能漂浮在水面上,甚至可以在小船里放几颗板栗。下列说法正
确的是()
A.橡皮泥沉底和橡皮泥小船未装板栗漂浮两种情况受到的浮力相等
B.橡皮泥沉入水底时受到的浮力是0.54N
C.橡皮泥小船未装板栗漂浮时排开水的体积是5.4×105m3
D.放在橡皮泥小船里的板栗重一定不能超过0,54N
【答案】C
【解析】A.橡皮泥小船未装板栗漂浮,受到的浮力等于橡皮泥的重力,橡皮泥沉底时受
到的浮力小于重力,橡皮泥小船未装板栗时和橡皮泥沉底时受到的重力不变,所以橡皮泥
沉底时受到的浮力小于橡皮泥小船未装板栗漂浮时受到的浮力,故A错误:
B.橡皮泥的密度
p=2×103kg∕m3=2g∕cm3
体积
V—(3Cm)3=27Cm3=2.7x10-5n√
橡皮泥块浸没在水中
V⅛=V=2.7×10-5m3
则橡皮泥沉入水底时受到的浮力
F浮=。水丫排^=l×103kg∕m3×2.7×10-5m3×10N∕kg=0.27N
故B错误;
C.山夕=,知道,橡皮泥的质量
/π=ρΓ=2×103kg∕m3×2.7×10-5m3=0.054kg
橡皮泥小船未装板栗漂浮时浮力
/浮'=G=mg=0.054kgxl0N∕kg=0∙54N
由尸浮="水V排g知道,橡皮泥小船漂浮时排开水的体积
ɪɪ0.54N
=5.4×10'5m3
3,
∕⅛g1X10kg∕m×10N∕kg
故C正确;
D.将板栗放在橡皮泥小船里,板栗的重力最大为
G板栗=△/
=l×103kg∕m3×(5.4×10-5m1-2.7×10-5m3)×10N∕kg=0.27N
即放在橡皮泥小船里的板栗重一定不能超过0.27N,故D错误。
故选Co
2.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,将
圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数下与圆柱体下降高度变化关系
的图像。(g取Ie)N∕kg)下列说法正确的是()
A.圆柱体受到的重力是8N
B.圆柱体受到的最大浮力是12N
C.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为40C)Pa
D.圆柱体的密度是1.2×103kg∕m3
【答案】C
【解析】A.由图像可知,当/?=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,物体的重力为
G=F,z=12N
故A错误;
B.由图像7~9cm段可知,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改
变,则圆柱体受到的最大浮力为
F∕j=G-F√=12N-4N=8N
故B错误;
C.由图像可知,圆柱体从开始浸入水中到完全浸没下降的高度为
力=7Cm-3cm=4cm
此卜降的高度等于圆柱体的高度,故圆柱体刚好全部浸没时,卜表面的深度为
4cm=0.04m,卜表面受到水的压强为
33
P=Pi⅛^∕ι=1.0×10kg∕m×10N∕kg×0.04m=400Pa
故C正确;
D.由B选项解析可知,圆柱体浸没时受到的浮力产行8N,由阿基米德原理可得,圆桂体
的体积
4,
V=V,f=-⅛-=--------------------------------=8×10m
排∕⅛gl.O×lO3kg∕m3X1ON/kg
圆柱体密度为
竺==-------3,
P=——ςJ~7-=1.5×IOkg∕m
VgV10N∕kg×8×10^4m3
故D错误
故选Co
3.将一个小球放入盛满酒精的溢水杯中,静止时,小球浸没在酒精中,溢水杯中溢出IOg
的酒精。将这个小球放入盛满水的溢水杯中,静止时,小球漂浮在水中。已知"酒精
=0.8×103kg∕m3,g=10N∕kg,则下列判断正确的是()
①若小球在酒精中沉底,它在酒精中所受浮力一定等于0.1N
②若小球在酒精中沉底,它在水中的排水体积一定等于IoCm3
③若小球在酒精中悬浮,它在酒精中所受浮力一定大于0.1N
④若小球在酒精中悬浮,它放入水中后,溢水杯中一定溢出Iog的水
A,①②B.②③C.①④D.③④
【答案】C
【解析】①若小球在酒精中沉底,由阿基米德原理可得,小球在酒精中所受浮力为
F酒精行G^⅛⅛rg=0.01kg×10N∕kg=0.1N
故①正确;
②若小球在酒精中沉底,根据物体浮沉条件可知
G>尸湃精浮=0.1N
当小球漂浮在水中时,在水中所受浮力
/次浮=G>O.IN
根据Fi产P水gV耕得排开水的体积为
=1.0×105m3=10cm3
/水=J⅛L>⅛L=------------------
P水gP^g1.0×10kg/m×10N∕kg
故②错误;
③若小球在酒精中悬浮,由阿基米德原理可得,小球在酒精中所受浮力为
F酒栉市G排酒桁m期湃精g=0.01kgχ:LON∕kg=0.1N
故③错误;
④若小球在酒精中悬浮,根据浮沉条件可知
G=F酒粉Jg=C).IN
当小球漂浮在水中时,在水中所受浮力为
户次浮=G=O.1N
根据阿基米德原理可知
F水桁G探=0.1N
则此时溢出水的质量为
mn==-°\'=0.01kg=1Og
制g10N∕kg0°
故④正确。
综上所述,①④正确,②③错误,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选Co
4.如图所示,同样的小球在盛有不同液体的容器中保持静止,四个容器中的液面到容器底
面的距离相同,则容器底面受到的液体压强P及小球所受浮力尸关系正确的是()
A.pφ>p乙>p内>pτFV=F1=尸栉FT
B.pψ=p乙=P带PτFifi=Fz:=Fj^>Fr
C.Pφ=p乙=PP4>pTFψ<F乙<F所∙Fτ
D.P/>p2>p讨>p丁F甲VF乙VF桁Fτ
【答案】A
【解析】由图可知,小球在甲、乙液体中漂浮,在丙液体中悬浮,根据二力平衡的条件可
知,小球受到的浮力等于重力,即尸布G;小球在丁液体中沉底,F,;<G,所以小球受到
的浮力关系是
F∣p=F乙=尸z⅞>Fr
故CD错误;
分析甲、乙、丙三图,有F炉=G,根据阿基米德原理可得
Pi»gV归P成gv球
即
其中
V∕p^<V乙初<V丙排
所以
pff>p乙>ρ丙
其中对丙图,Y归Y球,所以〃内=2以;丁图中,尸浮<G,即
P^gV7铲W球
且V/竹;V以,所以〃/<〃既,,因此P西>p「,故四种液体的密度关系是
P»P乙>PQPT
又因为液体深度相同,根据公式P="液g∕?可知,容器底面受到的液体压强关系为
Pψ>p乙>p»PT
故A正确,B错误。
故选Ao
二、填空题
5.如图甲所示,将金属球和木球用细绳相连放入水中时,木球露液面的体积为它自身体积
的,,当把细绳剪断后,金属球沉底,木球露出液面的体积是它自身体积的一半,这时金
属球受到杯底对它的支持力为2N,如图乙所示,若已知金属球和木球的体积之比是1回8,
则绳子剪断前,木球所受的浮力为No金属球的密度为kg∕m∖
甲乙
【答案】63×103
【解析】[1]把绳子剪断后,木球漂浮,金属球沉底,此时金属球处于平衡状态,受到竖直
向上的支持力、浮力和竖直向下的重力作用,由力的平衡条件可得
F支护尸浮金=G企①
木球露出液面的体积是它自身体积的一半,由物体漂浮条件可得
G桁F浮4)
绳子剪断前,木球和金属球整体漂浮,金属球受到竖直向上绳子的拉力R浮力和竖直向
下的重力作用;木球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力广(由力的相互
性,尸与F大小相等),由力的平衡条件可得
F+F浮航G企③
F浮木'=G/F④
由①③可得
F=F文桁2N⑤
由②④⑤可得
F浮RF原点=2N
因绳子剪断前木球排开水的体积
13
/木=(I-Z)”=Z唳
绳子剪断后木球排开水的体积
咻木=(i-g)唳=:叱木
在甲图中,以木球为研究对象,由
Fmt-F∕}3√V=2N
根据力的平衡、阿基米德原理可得
31
∕⅛gj相一∕⅛g]爆=2N
解得
p^gV木=8N⑥
则绳子剪断前,木球所受的浮力
33
‰,=AKG4V*=4X8N^N
⑵把G=Ing=PVg和F洋斫P会代入①式可得
F支押中本gV斫P金gV金
整理可得
(PQP^)gV
由⑥⑦和金属球和木球的体积之比是1128可得
p斫3"Λ=3×1.0×103kg∕m3=3×103kg∕m3
6.将某物体放入装满水的容器中溢出27g水,放入装满煤油的容器中溢出24g煤油,该物
体在水中静止时受到的浮力为N,在煤油中静止时会(选填"漂浮"、"悬浮"
或"沉底")。物体的密度是g∕cm3(∕⅛=O.8xl()3kg∕m3,g取ION∕kg)。
【答案】0.27沉底0.9
【解析】⑴物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,物体在水中静止时受到的浮力
“冰=G水=m,κg=0.027kg×l()N/kg=0.27N
⑵由浮力公式%=Z⅛g½t可知,物体排开水的体积
L水=-ɪ=-----3:-------------=2.7×105m3
P水gl×103kg∕m3×I0N∕^
由密度公式P=£可知:物体排开同体积煤油的质量
ι0×m×2∙rδ心如熊g=
实际上物体排开煤油的质量是24g,则物体排开煤油的体积大于物体排开水的体积。说明
物体放在水中时漂浮在水上,物体的重力
G=∕,k=0.27N
物体在煤油中受到的浮力
%=小煤油g=0.024kg×10N∕kg=0.24N<G
则物体放在煤油中静止时将沉底。
[3]物体的体积
V=⅛=°°坐,=3×10-5m3
∕¾油0.8×10^kg/m
物体的质量等于它排开水的质量,物体的密度是
p==0.9×l0,kg∕m1=0.9g∕cm3
V3×10m
7.如图甲所示,一个棱长为IOCm、重为9N的正方体物块M,水平放置在一个方形容器
中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水M的深度Zi随时间f的变
化关系如图乙所示,当仁IooS时,物块M在水中处于(选填"沉底"、"悬浮"或"漂
浮")状态,图乙中4的值为cm(g=10N∕kg)。
【答案】漂浮9
【解析】⑴物块M的体积为
V=(0.1m)3=0.∞Im3
物块M的质量为
〃片染工=09kg
g1ON/kg
物块M的密度为
m0.9kg3333
P~V0.001mτ=0.9×10kg∕m<l×10kg∕m
即物块的密度小于水的密度,所以物块在水中最终会漂浮,由图象可知:当/=4OS时,物
块M刚好处于漂浮状态,所以当/=IOOs时物块在水中将漂浮;
⑵由图象分析可知,当f=40s时,物块M刚好处于漂浮状态,则
根据⅞.=0解/可知,此时物块M排开水的体积为
9N
=9×10-4m,=900cm,
P水g1×103kg∕m3×1ON/kg
由L=SM榻可得,此时水的深度为
=%=当三%m
浸SM(IoCm)2
8.将一由A和B构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜,做成容器。A、B的横
截面积分别为SA和5B,且S=2SB=40cm20(容器壁的厚度忽略不计)将容器固定在放有
电子秤的铁架台上,使橡皮膜刚好与电子秤完全接触,且电子秤的示数为零,如图。往容
器内缓慢倒入240g水后,水进入了容器中B部分,且在B内的高度为2cm,此时水对容
器底的压强为Pao接下来将一小合金块浸没在容器中最后沉底,B内水面上升了
3
1cm,电子秤的读数增加了IOOg,则合金块的密度为kg∕mo
A
橡
皮
膜
71
Oo4X∩b3
【解析】⑴由夕=?得,容器内加入的水的体积为
,,In240gC,八3
V--=-------÷-=240cm
plg∕cm
依题意得
2
SA=2SB=40cm
解得SB=20CΠ√,水在容器B部分中的体积为
23
VB=SB/?B=20cm72cm=40cm
水在容器A部分中的体枳为
333
VA=V-VB=240cm-40cm=200cm
容器A部分的高度为
,匕200cm3U
Λ=—=--Z-=5cm
A2
ASA40cm
水的总深度为
h=hκ+hn=5cm+2cm=7cm=0.07cm
水对容器底的压强为
p=Pgh=1αN∕k⅛⅛g∕β√ιiι=700Pa
⑵接下来将一小合金块浸没在容器中最后沉底,8内水面上升了1cm,电子秤的读数增加
了100g,容器是一个不规则容器,容器对电子称压力的改变量不等于合金的重力。容器对
电子称的压力改变量为
ΔF=Zng=G合金一心力+ΔF'=(D(IM跳=IN
合金的体积为
匕■金=%水=SB+4⅛=20cm2?ICm=20Crn3=2×10-5m`
由阿基米德原理得,水对合金浮力为
g7力=/?/水gnl.OxlO'kg/n?x2xl(Γ'm3xl0N∕kg=0.2N
水对容器底部增加的压力为
∖F'=p'=PgAhS*=ldN∕kg⅛g≡⅛0m=0.4N
合金的重力为
G合金=AF-△尸'+/力=1N-O.4N+O.2N=O.8N
由G="?g得,合金的质量为
ɑʌʌ0.8NC9
“金=k=1W=O∙°8kg
合金块的密度为
0.08kg,,
%■金==4×10kg∕nτ
2×105m,
三、实验题
9.小冉在探究"浮力大小与哪些因素有关"的实验中,用到如下器材:分度值为(MN的弹
簧测力计,底面积为5cπ√的实心圆柱体物块,底面积为20cm2的相同的大烧杯若干、水、
密度比水大的某液体、细线等。
(1)小冉进行了如图1所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为N;用弹簧
测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢
出),并将其示数记录在表中:
实验步骤BCDEF
弹簧测力计示数/N2.62.52.42.42.3
(2)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟有关;分析实验步骤A、
E、F,可以说明浮力大小跟有关。
(3)小冉用表格中的数据算出了圆柱体的密度是kg∕m3o
(4)如图2若用测力计将该圆柱体提升至底面刚好接触水面处,往大烧杯中缓缓加水,当
圆柱体恰好没入水中时(没有水溢出),水对烧杯底部压强比原来增大了Pa,加
入水的质量是gŋ(弹簧测力计0刻度线与IN刻度线之间的间隔为ICm)
【答案】2.7物体排开液体的体积液体密度9×10363096
【解析】(1)口]弹簧测力计的分度值是0.1N,A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N。
(2)⑵比较步骤A、B、C、D可知,随着圆柱体排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数
减小,由称重法可知,圆柱体所受浮力也增大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有
关。
⑶比较步骤步骤A、E、F可知,随着液体密度的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法
可知,圆柱体所受浮力也增大,说明浮力的大小还与液体密度有关。
(3)⑷圆柱体浸没在水中时受到的浮力
∕¾=G-Ek=2∙7N-2.4N=0.3N
因圆柱
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