内容正文:
复习4 浮力的应用
考点一、密度计
考点精要:工作原理是物体的漂浮条件(根据阿基米德公式F浮=ρ液V排g,漂浮时浮力一定,ρ液与V排成反比)。密度计下面的金属粒和玻璃泡能使密度计直立在液体中。密度计的刻度特点“上小下大、上疏下密”。
典型案例:(2020·宁波模拟)小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计。密度计能在液体中竖直漂浮,如图所示,根据它在液体中浸入的深度可得知这种液体的密度。小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计浸在纯水中的深度h的表达式。
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中的深度,在管上画上纯水的密度值线A。
请你根据上述的内容完成下列问题:
(1)设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d。请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h=________,根据表达式发现这种密度计的刻度是________(选填“均匀”或“不均匀”)。
(2)若把密度计放在密度为0.8×103kg/m3的酒精中,液面的位置在A刻度线的________(选填“上方”或“下方”)理由是________。
举一反三:
变式1:(2020八上·余杭月考)下面是小金利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,请完成下列填空。
第1步:在量筒中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1;
第2步:把橡皮泥捏成碗状,小心放入量筒使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据________原理可求出橡皮泥的质量;
第3步:________ ,读出此时水面对应的刻度值V3;
第4步:利用上述所得数据可推导出橡皮泥密度的表达式为:ρ=________。(用上述字母代号表示,水的密度用ρ水表示)
下图是整个实验的操作情景,由图中读数可算出橡皮泥的密度是________kg/m3。
变式2:(2020八上·越城月考)如图1 利用一根吸管制作一个简易密度计。
(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,应在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的下端封闭起来.若将它放入液体中后不能竖直漂浮,请提出改进做法________。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度越长,受到的浮力大小________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)通过正确计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计。如图2三种刻度的标示,合理的是________。
(4)为了使测量结果更准确,如何使简易密度计上两条刻度线(如0.9、1.0)之间的距离大一些?写出一种方法__________。
变式3:(2020八上·萧山月考)小明在学完浮力后认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力________(填“变大”“变小”或“不变”);装水的容器是________(填“甲”或“乙”)。
(2)小明将一只玻璃的下端缠绕了适量铁丝,初步做成了一支密度计(如图丙所示);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验。
a.将其放入水中,竖立静止后,做好标记为A,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0 克/厘米3 ;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值 0.9 克/厘米3 。
①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度 0.9 应该在________(填“ p ”或“ q ”)点。
②使用过程中小明发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯水(如图丁所示),杯中液面将________(填“上升”“下降”或“仍在 A 处”)。
考点二、轮船,半潜船等漂浮物
考点精要:要将密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。轮船的排水量即轮船满载时排开水的质量,单位为吨。
典型案例:[2018·杭州]“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器“蛟龙号”体积约为30m3,空载时质量约22t,最大荷载240kg。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
举一反三:
变式1:[2018·玉林]如图所示,若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江,下列分析正确的是( )
A.浮力变小,舰体上浮一些 B.浮力变大,舰体下沉一些
C.浮