内容正文:
1.3水的浮力(2)
阿基米德原理
一、知识要点
1.溢杯实验
多次实验结果:F1-F2=F4-F3
2.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。
3.影响浮力大小的因素
ρ液、g、V排液,举例,……
推导浮力公式:边长为a的立方体浸没在水中
F浮=F向上—F向下
=P向上a2—P向下a2=
=ρ液gh下a2—ρ液gh上a2
=ρ液ga2(h下—h上)
=ρ液ga2·a
=ρ液ga3
=ρ液gV排液
注意:柱状体的桥墩无浮力,因桥墩下面没水,即F向上=0
二、经典例析
【例1】用弹簧秤测得铁球和铝球在空气中的示数为7.64牛和6.87牛,当将铁球和铝球都浸在水中时,测得弹簧秤示数是4.60牛和3.83牛,则两球( )
A.质量相等
B.所受浮力相等
C.密度相等
D.上述各项都无法判断
【例2】有一个不吸水的木球,其质量为10克,体积为20厘米3,先把它轻轻放入盛满水的溢水杯中。当木球静止时,溢出水的质量为10克;把它取出擦干,再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中,当木球静止时,溢出煤油的质量是(煤的密度是0.8克/厘米3) ( )
A.5克
B.8克 C.10克
D.16克
【例3】一个很薄的塑料袋装满水,袋口扎紧后挂在弹簧秤下,读数是6牛,若使塑料袋体积的2/3浸在水中称,弹簧秤的读数接近于( )
A.0牛
B.6牛 C.4牛
D.2牛
【例4】在图甲中,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。若不计水的摩擦力,则可计算出该石料的密度为( )
A.1.8×103千克/米3
B.2.3×103千克/米3
C.2.8×103千克/米3 D.3.2×103千克/米3
【例5】如图是探究影响浮力大小因素的实验。
(1)为了观察圆柱体逐渐放入水中时的浮力变化情况,弹簧测力计吊着圆柱体要匀速、缓慢向下放,使圆柱体处于
状态。
(2)测出圆柱体的重力为5牛,根据图中弹簧测力计示数,可知此时圆柱体受到的浮力为
N。
(3)实验时应先测圆柱体的重力,再放入水中测浮力。改变操作的先后顺序,会使浮力的测量结果偏 。
(4)探究完浮力和液体密度、排开液体体积的关系后,若还想探究浮力是否和物体所受的重力有关,请简述你的实验方案。
三、习题精选
1.在研究浮力的大小时,小明将浮于水面的盆子向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多(如图)。针对这一现象,同学们经过讨论提出了下面四个问题。你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.物体所受浮力大小与哪些因素有关
B.物体所受浮力大小与排开水的多少有什么关系
C.物体所受浮力大小与排开液体体积的多少有什么关系
D.物体所受浮力大小与物体浸入水中的体积多少有什么关系
2.下列情形中,浮力增大的是 ( )
A.游泳者从海水中走上沙滩 B.轮船从长江驶入大海
C.海面下的潜艇在下潜 D.船在码头装载货物
3.关于浮力,下列说法中正确的是 ( )
A.物体浸没在水中越深,受到的浮力越大
B.在液体中,上浮的物体受到浮力,下沉的物体也受到浮力
C.同一物体,分别浸没在不同的液体中,受到的浮力相等
D.漂浮在水面的木块受到的浮力大于木块的重力
4. 将质量相等的实心铁块和铜块浸没在水中(ρ铁<ρ铜),它们的体积为V铁和V铜,受到的浮力为F铁和F铜,则 ( )
A.V铁>V铜,F铁>F铜 B.V铁<V铜,F铁<F铜
C.V铁<V铜,F铁>F铜 D.V铁>V铜,F铁<F铜
5.如右图,浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面上。这一过程浮力的变化是( )
A.先减少,后不变
B.先不变,后减少
C.先不变,后减少,再保持不变
D.先不变,后增大,再保持不变
6.有一体积为0.1米3的冰块漂浮在水面上(ρ冰=0.9×103千克/米3,ρ水=1.0×103千克/米,g取10牛/千克),则该冰块 ( )
A.总重量是1×103牛
B.浸入液面以下的体积是0.08米3
C.水上部分体积占总体积的1/9
D.受到的浮力是900牛
7.如图所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,静止在图示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2