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6.4.1浮力(重难点练)一、单选题1.下列水中的物体没有受到浮力的是()A.水面戏水的鸭子 B.水中游弋的小鱼C.水中大桥的桥墩 D.海底水草的叶子【答案】C【解析】ABD.水面戏水的鸭子、水中游弋的小鱼、海底水草的叶子,这些物体浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故ABD不符合题意;C.水中的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则桥墩不受浮力作用,故C符合题意。故选C。2.如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮;若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了()A.浮力产生的原因 B.连通器原理C.大气存在压强 D.液体的压强与液体的密度和深度有关【答案】A【解析】A.开始时乒乓球上表面受到液体压强和大气压的作用,下表面没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,则向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮.当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用.由于乒乓球下表面在水中的深度更深,所以下表面受到向上的液体压强大于上表面受到向下的液体压强,从而产生压力差使乒乓球上浮,该压力差即浮力.所以该实验说明了浮力产生的原因.故A正确;B.连通器至少有两个上端开口、底部连通的容器,该装置不属于连通器.故B错误;C.乒乓球上下都受到大气压的作用相同.开始物体不上浮,后来又上浮不是大气压的作用,而是因为液体深度越深压强越大.所以该实验不能证明大气存在压强.故C错误;D.乒乓球上升是因为在液体的密度一定时,液体越深,压强越大.所以该实验只能说明液体的压强与深度有关.故D错误.3.关于浮力,下列说法中正确的是()A.浸在气体中的物体不受浮力B.浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力C.浸在液体中的物体受到的浮力只与液体的密度有关D.在液体中上升的物体受浮力、下降的物体不受浮力【答案】B【解析】A.阿基米德原理既适用于液体又适用于气体,因此浸在液体或气体中的物体都受浮力,故A错误;B.浸在液体中的物体受到各个方向的压力,由于上下表面存在高度差,因此只有受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消,即上下表面的压力差等于浮力,浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力,故B正确;C.浸在液体中的物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,故C错误;D.浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,与物体在液体上升和下降无关,故D错误。故选B。4.图中哪一个才是浮力的方向A.1 B.2 C.3 D.4【答案】A【解析】解:浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)对物体产生向上托的力叫浮力,浮力的方向总是竖直向上,图中1符合.
故选A.
点睛:浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力,浮力的方向总是与重力的方向相反.5.如图所示,静止在水中的圆柱体,下表面受到竖直向上的压力为20N,则A.其上表面受到的压力小于20NB.其上表面受到的压力等于20NC.其受到的浮力为20ND.其受到的浮力大于20N【答案】A【解析】由可知,静止且浸没在水中的圆柱体,受到的浮力大于0,因静止在水中的圆柱体,下表面受到竖直向上的压力,由浮力产生的原因可知,圆柱体上表面受到的压力小于,且其受到的浮力小于。故选A。6.重30N的物体浸在水中,用弹簧测力计称量时,其示数减少了9N,则该物体受到的浮力大小为A.30N B.9N C.39N D.21N【答案】B【解析】解:浸在水中的物体,由于受到竖直向上的浮力,所以弹簧测力计的示数将减小,并且测力计减小的示数等于浮力的大小,所以该物体受到的浮力为9N.故选B.
点睛:浸在液体中的物体,由于受到竖直向上的浮力,所以弹簧测力计的示数将减小.7.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,物块悬浮在水中,它所受到的()A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等【答案】A【解析】长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;而长方体物块上下表面受到水的压强差,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。综上所述,只有A正确。故选A。8.某兴趣小组在探究“浮力大小的影响因素”的实验中,做了如图所示的实验,将同一
物体
A
逐渐浸入到密度为ρ的液体中,并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律,得出
以下一些结论,正确的是()A.乙、丙对比可以得出浮力大小与液体密度有关B.丙、丁对比可以得出浮力大小与浸入深度无关C.丙、丁对比可以得出浮力大小与浸入体积无关D.该实验可得出物体浸入液体的体积越大,浮力越小【答案】B【解析】解:A.乙、丙对比可知,液体密度相同,排开液体的体积不相同,弹簧测力计的示数不同,说明物体受到的浮力不同,因此乙、丙对比可以得出浮力大小与排开液体的体积(或浸入体积)有关,故A错误;BC.丙、丁对比可知,排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明物体受到的浮力相同,因此丙、丁对比可以得出浮力大小与浸入深度无关,故B正确,C错误;D.乙、丙对比可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数F越小,根据F浮=GF可知,物体受到的浮力越大,由此得出的结论是:当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大(或浸入液体的体积越大),物体受到的浮力越大;故D错误.故选B.9.小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是()
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1NB.由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,可探究浮力大小与物体质量的关系【答案】D【解析】A.由图甲可知铁圆柱体的重力为5N,由图丙可知铁圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,根据称重法可知铁圆柱体浸没在水中所受浮力故A错误;B.由甲、乙、戊三图可知,液体密度种类不同,铁圆柱体排开液体体积不同,无法探究浮力大小与液体密度的关系,故B错误;C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,排开液体的体积也越大;物体在液体中受到的浮力只与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大,跟浸入深度无关,故C错误;D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,控制两种圆柱体浸入液体的密度和排开液体的体积相同,可探究浮力大小与物体质量的关系,故D正确。故选D。10.一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变化关系的实验图象,已知ρ水=1.0×103kg/m3.则下列说法中错误的是()A.圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强是700PaB.圆柱体的重力为12NC.圆柱体所受的最大浮力为8ND.圆柱体的密度为1.5×103kg/m3【答案】A【解析】由图象可知,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为h=7cm3cm=4cm=0.04m,因此受到的液体压强P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故A选项说法不正确;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,G=F拉=12N,故B选项说法正确;由图象CD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,则圆柱体受到的浮力F浮=GF=12N4N=8N,故C选项说法正确;图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,则圆柱体受到的浮力F浮=GF=12N4N=8N,又∵F浮=ρ水gV排∴V物=V排=F浮/ρ水g=8N/1×103kg/m3×10N/kg=8×104m3,由公式G=mg可求出物体的质量m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg,则圆柱体密度ρ物=m/V物=1.2kg/8×10−4m3=1.5×103kg/m3,故D选项说法正确,故选A.二、填空题11.浸入______或______中的物体都会受到浮力的作用,浮力的方向总是______的。【答案】液体气体竖直向上【解析】[1][2]浸在液体或气体中物体,由于物体上、下表面所处的深度不同,下表面所处的深度大于上表面的深度,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,因此液体或气体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等,实际上,这两个压力的合力就是液体或气体对物体施加的向上的托力,这个力称为浮力。[3]静止在水面的上的物体受到的浮力与重力是一对平衡力,重力的方向竖直向下,浮力的方向与重力方向相反,所以浸在液体或气体中的物体无论处于任何状态所受浮力的方向总是竖直向上。12.如图所示,A、B都浸没于液体中,A与容器侧壁紧密接触,B与容器底紧密接触。则:A________浮力,B________浮力。(选填“受到”或者“不受到”)【答案】受到不受到【解析】[1][2]浸在液体中的物体,其受到的浮力等于上下两上面所受的压力差,所以物体A受到浮力;而物体B与容器底紧密接触,其下方没有水,故它也不会受到液体向上的压力,所以物体B不受到浮力,只受到液体对其向下的压力。13.如图所示,重10牛的物块A用细线悬挂着浸没于水中。若细线对物块A的拉力为6牛,则物块A所受的浮力为___________牛,方向___________;随着物体A浸入水中的深度变大,它所受的浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】4竖直向上不变【解析】[1][2]物块所受浮力浮力的方向是竖直向上的。[3]随着物体A浸入水中的深度变大,因为全部浸没,V排不变,它所受浮力的大小不变。14.如图所示的三个实验中,能够说明浮力产生原因的是图______。(选填“甲”“乙”或“丙”)【答案】丙【解析】图甲覆杯实验说明了大气压的存在;图乙实验可以探究液体压强的影响因素,丙图实验说明不同深度的压强不同,浮力是由于不同深度的压强差造成的,即浮力产生的原因。15.如下图所示,重为5牛的实心金属球挂在弹簧测力计下,把它全部浸入装水的容器中不动(不触底),弹簧测力计示数变化了4牛,此时金属球受到的浮力大小为________牛,金属球所受的浮力与拉力的合力大小为________牛,方向________.【答案】45竖直向上【解析】[1]浸入装水的容器中不动,它受到水对它竖直向上的浮力,弹簧测力计的示数为此时金属球受到的浮力为[2][3]金属球所受的浮力与拉力的合力大小为方向与重力的方向相反,竖直向上.16.如图所示,有一个长方体完全浸没在液体里,那么它的上下,左右,前后六个面都要受到液体的压力,其中左右两侧面、前后两侧面所受的压力大小相等,方向相反,互相________;而上下两表面因在液体中的深度不同,受到的压力不同,液体对物体下表面向上的压力________对上表面向下的压力,这个________就形成了浮力,浮力的方向总是________.【答案】平衡大于压力差竖直向上【解析】[1]根据二力平衡的条件可知,左右两侧面、前后两侧面所受的压力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,那么这两个力互相平衡;[2][3][4]根据浮力产生的原因,浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同.下表面所处的深度比较大,根据液体压强公式,液体对物体下表面向上的压强会比较大,表面积相同,那么对物体下表面向上的压力会比较大,这个压力差就形成了浮力,浮力的方向总是竖直向上.17.如所示,放在水平地面上的柱形容器中盛有水,漂浮在水面上的木块和冰块的质量均为0.4千克,木块所受的浮力大小为______牛,方向为______。一段时间后,冰全部融化成水,与冰融化前相比,木块受到的浮力将______,水对容器底部的压强将______。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)【答案】3.92竖直向上不变不变【分析】(1)利用浮力相关知识来解题。(2)根据冰块熔化前后液体密度和液面高度的变化情况进行分析。【解析】[1]由图可知木块漂浮在水面上,此时木块受到的浮力等于木块受到的重力可得[2]浮力的方向始终是竖直向上的。[3]冰块在水熔化后,液体的密度没有发生变化,所以木块仍然漂浮在水面上,受到的浮力大小也没有发生变化。[4]冰块漂浮在水面时,受到的浮力大小与冰块的重力相等,冰块融化成水后,质量没有发生变化,因此水面的高度也没有发生变化,水对容器底部的压强也没有发生变化。18.图为用来探究同一物体所受浮力与哪些因素有关的实验过程图.(1)图_______的实验可以用来探究物体浸没在液体中所受的浮力是否跟浸入的深度有关;(2)图_______的实验可以用来探究物体浸在液体中受到的浮力大小是否跟它排开水的体积有关.【答案】(c)、(d)(a)、(b)【解析】(c)、(d)两图反映的都是物体浸没在液体中的情况,(d)图中的物体浸在液体中的深度大于在(c)中的深度,但它们排开液体的体积是相同的,故可用来探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度是否有关.比较(a)、(b)可看出,物体是部分浸入液体中,它们浸入液体中的体积是不同的,这样当液体的密度相同时,就可根据弹簧测力计的示数变化来探究浮力的大小跟物体排开液体的体积是否有关.19.一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为________N,细线对木块的最大拉力为_________N。(g取10N/kg)【答案】156【解析】[1]根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为由于从9cm到16cm,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变,当水面的高度为16cm时细线刚好张紧,线的拉力为零,直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22cm,所以木块的高度则木块的体积木块全部淹没时受到的浮力最大为[2]由图象可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900Pa,则木块的重力与水向上的压力(浮力)平衡,所以木块重力直到木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,细线对木块的最大拉力为20.小明在探究浸在水中的物体所受的浮力与浸入水中深度关系的实验中,将圆柱体悬挂在弹簧测力计的挂钩上,手提弹簧测力计使圆柱体缓慢竖直浸入水(水足够深)中,如图所示.他记录了圆柱体全部入水之前下表面浸入水中不同深度h和相应的弹簧测力计示数F,实验数据如下表.实验次序12345678h/cm02468101214F/N9.88.67.46.25.03.82.61.4根据表中数据归纳F与h的关系:________.【答案】F=9.8N﹣0.6hN/cm【解析】分析表中的数据可知,圆柱体全部入水之前下表面浸入水中的深度每增加2cm,弹簧测力计示数减小△F=9.8N−8.6N=8.6N−7.4N=7.4N−6.2N=6.2N−5.0N=5.0N−3.8N=3.8N−2.6N=2.6N−1.4N=1.2N,即△F/h=−1.2N/2cm=0.6N/cm,所以弹簧测力计的示数与下表面浸入水中的深度成线性关系,表达式可写为F=9.8N−0.6hN/cm.三、作图题21.画出图中漂浮在水面上小球受力的示意图。【答案】【解析】漂浮在水面上小球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,且浮力等于重力,如下图所示:22.如图所示,一个小球悬浮在斜面上盛水的杯中,画出小球所受的浮力的示意图。【答案】【解析】浮力的方向是竖直向上的,作用点在物体的重心,从重心作竖直向上的有向线段,并标上F浮,即为浮力的示意图,如图:
四、计算题23.由浮力产生的原因可知:浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。一均匀的长方体密浸没在液体中,如图所示。已知它的上、下底面积都为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,(液体密度ρ液和g为已量)试推导:(1)长方体下表面受到液体压力的表达式;(2)物体受到浮力的表达式。【答案】(1)ρ液gh2S;(2)F浮=ρ液g(h2﹣h1)S【解析】解:(1)长方体下表面所处深度为h2,则下表面受到液体的压强p2=ρ液gh2下表面受到液体的压力F2=p2S=ρ液gh2S(2)长方体上表面所处深度为h1,则上表面受到液体的压强p1=ρ液gh1长方体上表面受到液体的压力F1=p1S=ρ液gh1S上下两表面的压力差为F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S根据浮力产生的原因可得,浮力表达式为F浮=F2﹣F1=ρ液g(h2﹣h1)S答:(1)长方体下表面受到液体压力的表达式ρ液gh2S;(2)物体受到浮力的表达式F浮=ρ液g(h2﹣h1)S。24.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠的质量为490g,浸没在水中称时,测力计示数为4.5N.求:(1)王冠受到的重力是多少?(2)王冠浸没在水中受到的浮力是多少?【答案】(1)4.9N(2)0.4N【解析】分析:(1)利用公式来进行计算,可求出王冠的重力;(2)王冠浸没水中受到的浮力可通过称重法计算得出;解答:(1)王冠的质量:;王冠的重力:;(3)由题意可知,王冠所受的浮力可用称重法计算:.答:(1)王冠受到的重力是4.9N;(2)王冠浸没在水中受到的浮力是0.4N;【点睛】此题中主要以故事为背景,考查了重力公式、称重法求浮力,这些都是我们应该掌握的基本知识点.25.如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸没入水中.图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像.若不计水的阻力(g取10N/kg),求:(1)石料受到的重力;(2)石料没入水中后,受到的浮力;(3)石料的密度.【答案】(1)1400N;(2)500N;(3)2.8×103kg/m3.【解析】(1)由乙图知,在AB段拉力不变,即石料未浸入水中,所以此时的拉力等于重力,即石料的重力为:;(2)由乙图知,在CD段拉力不再减小,即石料已全部浸没水中,得浮力为:;(3)根据得排开水的体积即石料的体积为:石料的质量为:石料的密度为:点睛:重点是稳重法测浮力及密度的计算,除了公式要灵活运用外,关键是能够从图中得到有用信息,图像的分析能力很重要,很多题目都要用到,注意练习提高.五、实验题26.如图所示是探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块的示数。(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是______N;(2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);(3)分析______两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。【答案】2无关丁、戊【解析】(1)[1]根据称重法测浮力,金属块在水中受到的浮力为F浮=G−GC=4.8N−2.8N=2N金属块浸没在水中时,受到的浮力是2N。(2)[2]分析丙、丁两图,当金属都块浸没在水中后,金属块的深度不同,但测力计示数相同,根据称重法测浮力:F浮=G−G′知,所受浮力的大小大小相同,故得出当金属块浸没在水中后,所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。(3)[3]比较图丁、戊,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,两图中,测力计示数不同,根据称重法,可知金属块受到的浮力不同,故由实验数据可得到的结论是:浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关。27.某同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素.(1)物体受到的重力为_____N.(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是_____N.(3)由_____两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关.(4)由_____两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.(5)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的_____有关.【答案】41B、CC、D密度【分析】(1)利用测力计可以直接测出物体的重力;(2)利用称重法由F浮=GF计算浮力大小;(3)(4)研究液体中的物体所受浮力的大小与排开的液体的体积的关系和研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,注意控制变量法的应用(5)根据D、E中的相同点和不同点,根据控制变量分析.【解析】(1)由A图知道,测力计拉着物体静止在空气中时,其示数为物体的重力,即物体受到的重力是:G=4N;(2)由C图知道,物体浸没在水中时受到的浮力是:F水=G﹣F=4N﹣3N=1N;(3)若探究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积的关系,则应控制液体的密度相同,而排开液体的体积不同,故应选B、C两图进行比较;(4)若探究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,则应控制液体的密度、排开液体的体积相同,而深度不同,故应选C、D两图进行比较;(5)物体浸没在水中受到的浮力是F水=G﹣F=4N﹣3N=1N,物体浸没在酒精中受到的浮力是F酒=G﹣F′=4N﹣3.2N=0.8N,所以,在排开液体的体积相同的情况下,液体的密度不同,受到的浮力不同,即物体受到的浮力大小与液体的密度有关.【点睛】本题考查的是探究影响浮力大小的因素的实验,涉及了控制变量法在实际的中具体运用.28.为研究在盛有水的容器中放入球体后,容器底部受到水的压力增加量△F跟球体的关系,某小组同学选用了四个重力G均为5牛、体积不同(V甲<V乙<V丙<V丁)的球体进行实验.实验中,他们分别将球体放入盛有等质量水的相同容器中,并待球体静止后,得到容器底部受到水的压力增加量△F.实验数据和现象见下表.实验序号12345放入的球体/甲乙丙丁△F(牛)01355实验现象①分析比较实验序号2~5中△F和G的大小关系及相关条件,可得出的初步结论是:重力相同体积不同的球体放入盛有等质量水的相同容器中,_____.②分析比较实验序号1~5中△F的大小变化、现象及相关条件,可得出的初步结论是:重力相同体积不同的球体放入盛有等质量水的相同容器中,_____.【答案】F≤G由实验序号1~4可知,球体浸入水的体积越大,F越大【分析】(1)观察序号2、3中的并比较△F和G的大小关系,得出当放入的球体在水中沉底时容器底部受到水的压力增加量△F小于重力G的关系;观察序号4、5中的实验现象并比较△F和G的大小关系,得出当放入的球体在水中漂浮时容器底部受到水的压力增加量△F小于重力G的关系;总的观察2实验现象得出结论.(2)根据阿基米德原理以及力的作用是相互的分析解答.【解析】(1)观察2、3实验现象可知,小球受到的重力G都等于5N,放入球后容器底部受到水的压力的增加两F分别是1N、3N,放入球后容器底部受到水的压力增加量都小于重力;观察4、5实验现象,两个小球都处于漂浮状态,受到的重力G都等于5N,放入球后容器底部受到水的压力的增加量F均为5N,即放入球后容器底部受到水的压力增加量都等于重力;所以分析比较实验序号2~5中F和G的大小关系及相关条件,可得出的初步结论是:重力相同体积不同的球体放入盛有等质量水的相同容器中,放入球后容器底部受到水的压力增加量都小于等于重力;即FG.(2)分析表中序号1−5的现象,数据及相关条件,根据力的作用是相互的,容器底部受到水的压力增加量△F等于物体受到的浮力,由F浮=ρ液gV排,可得出:在盛有等质量水的相同容器中,当放入球体的重力相同时,物体排开液体的体积越大,△F越大.29.在探究影响浮力大小因素的实验中,同学们提出了下列4种猜想:猜想1:浮力的大小与液体的密度有关。猜想2:浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。猜想4:浮力的大小与物体所受的重力有关。(1)如图所示,小明把一个柱状固体挂在弹簧测力计下,使它浸在液体中的体积逐渐增大,观察到弹簧测力计的读数逐渐变小。此实验说明了猜想________。(2)如图所示,小明将同一块石头浸没在水和盐水中,此实验是为了验证猜想_____。在实验中,观察到石块浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,则说明石块在盐水中所受浮力______(选填“大”或“小”)。(3)为了验证猜想3,小明将同一个橡皮泥做成不同的形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉,由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关.请你指出他的实验方法的错误:______。(4)为了验证猜想4,小明将重力相同而体积不相同的铁块和铝块浸没在水中,观察到所受的浮力大小不相等,由此得出结论:浮力大小与物体所受的重力无关.请指出他的实验方法的错误:________。【答案】21大没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同没有控制物体浸入液体的体积相同,没有改变重力的大小【解析】(1)[1]把一个柱状固体挂在弹簧测力计下,使它浸在液体中的体积逐渐增大,观察到弹簧测力计的读数逐渐变小,固体受到的浮力逐渐增大,此实验说明:物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关,此实验说明了猜想2是正确的。(2)[2]由图2所示实验可知,将同一块石头浸没在水和盐水中,石块排开液体的体积相同而液体密度不同,可以探究浮力与液体密度的关系,此实验可以验证猜想1。[3]物体浸入液体时受到的浮力F浮=G﹣F物体的重力G一定,测力计示数F越小,物体受到的F浮浮力越大。(3)[4]探究浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积相同而形状不同,小明将同一个橡皮泥做成不同的形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉,他在实验中没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同,因此得出的结论是错误的。(4)[5]探究浮力大小是否与物体的重力有关,应控制物体排开液体的体积、液体的密度相同而物体的重力不同,小明将重力相同而体积不相同的铁块和铝块浸没在水中,由于他没有控制物体浸入液体的体积相同而重力不同,因此他的结论是错误的.【点睛】30.小王为了探究物体在水中不同深度受浮力的变化情况,如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓缓浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表:次数1234567h(cm)024681012F(N)6.756.255.755.254.754.254.25(1)分析表中实验数据,可以得出物体重_____N,第4次实验时,物体受到的浮力_____N;(2)分析表中第1列到第5列数据,说明_____;(3)分析表中第6列到第7列数据,说明_____;(4)下列如图所示能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下面到水面距离h关系的图象是_____.【答案】(1)2.5;;(2)浸在液体里的物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,受到的浮力越大;(3)浸没在液体中的物体受到的浮力与浸在液体的深度无关;(4)B.【解析】试题分析:(1)利用称重法求浮力:F浮=GF拉=6.75N4.25N=2.5N;从表中数据分析,第6次时,金属块完全浸没,则金属块的体积是:;物体的质量为:密度是:;(2)分析表中第1列到第5列数据,说明浸在液体里的物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,受到的浮力越大;(3)分析表中第6列到第7列数据,说明浸没在液体中的物体受到的浮力与浸在液体的深度无关;(4)随着深度的增加,物体受到的浮力增大,受到的拉力减小,当物体全部浸没后,受到的浮力不变,图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是:B.考点:探究水中不同深度受到浮力的大小31.某小组同学通过实验研究圆柱体浸入液体的过程中弹簧测力计示数的变化情况。如图所示,他们将圆柱体挂在测力计下,逐步增大圆柱体浸入液体的体积V浸,读出相应的测力计示数F,并将数据记录在表一中。然后他们多次改变液体的种类重复进行实验,并将数据记录在表二和表三中。表一(ρ1=0.8×103千克/米3)表二(ρ2=1.0×103千克/米3)表三(ρ3=1.2×
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