内容正文:
第十章 浮力
课时1 浮力
课本典型题+变式练
考点一:浮力的利用
题源1:P52·T1.为了能把砍伐的木材从林场方便地运出,有水道的地方常将木材连结成木排使其顺流而下。这个例子中,木排受到河水的浮力。请你从日常生活或常见的自然现象中再举两个例子说明浸入液体的物体受到浮力。
解答:木块、乒乓球放入水中,能够浮上来,说明浸入液体的物体受到浮力。
变式:(2017·吉林)下列设备和器材中,利用浮力的是( )
A.抽水机 B.气压计 C.潜水艇 D.铅垂线
解析:A、抽水机是利用大气压工作的,与浮力无关,故A不符合题意;B、气压计是测量大气压的仪器,与浮力无关,故B不符合题意;
C、潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉,利用了浮力,故C符合题意;D、铅垂线是利用重力方向始终竖直向下的原理制成的,故D不符合题意。
答案:C
题源2:P52·T2.用什么实验可以证明,沉入水中的物体受到浮力的作用?
解答:将沉入水中的物体挂在测力计下浸没到烧杯内的水中,看到测力计的示数有没有减小,若减小,则说明物体受到浮力;若不减小,则不受浮力。
变式:(2021春·扬州期末)如图的四个场景,主要依靠空气浮力而“飞天”的( )
A. 宇航员太空行走 B. 飞机翱翔蓝天 C. 放风筝 D. 热气球升空
解析:
A、太空环境为真空,没有空气,故宇航员在太空中行走不受浮力,故A不符合题意;
BC、飞机、风筝在空中飞行,利用了下方的空气压强大于上方的空气压强,即产生了上升的升力,应用了流体压强与流速的关系故BC不符合题意;
D、热气球内部热空气密度小于外部空气密度,故热气球所受浮力大于重力,是利用空气浮力升空的,故D符合题意。
答案:D
考点二:浮力的计算
题源3:P52·T3.弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数如图10.1-7甲所示,把重物浸在水中时的示数如图10.1-7乙所示。重物浸在水中时所受的浮力是多大?
解答:本题利用称重法求浮力大小。由图可得弹簧测力计的分度值为0.1N,当重物在空中时弹簧测力计的示数为3.2N,即重物重,当重物浸在水中时弹簧测力计的示数,
则重物受到的浮力:
答:重物浸在水中时所受的浮力是1N。
变式:(2021·益阳)在弹簧测力计下端悬挂一个金属零件,测力计的示数是5N。当把零件浸没在密度为0.9×103kg/ m3的液体中时,测力计的示数变为3.2N。金属零件在液体中受到的浮力是_______N,其体积为_______m3 ( g=10N/kg ) 。
解析:(1)零件的重力为:
零件的浮力为:;
(2)零件的体积为︰
答案:1.8N
题源4:P52·T4.一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到水的压力为5N,底部受到水的压力为13 N。你认为这个物体受到水的浮力为多大?
解答:本题利用压力差法求浮力大小。由题可知,,,则这个物体受到水的浮力:
变式:(2021·黑龙江)小彤想测量校园里一小石块的密度,她利用弹簧测力计、烧杯及足量的水,完成了测量,步骤如图所示,小石块所受的浮力为F浮=_____N,小石块密度为_______kg/ m3。
解析:(1)小石块所受的浮力为:;
(2)小石块浸没在水中,小石块的体积:
;
小石块的密度为︰
答案:1 2.5×103
题源5:P52·T5.有人猜想:“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”。请你为检验这个猜想设计一个实验。说出实验所需的器材和实验步骤。
解答:(1)实验器材:烧杯、弹簧测力计、橡皮泥、细线、水。
(2)实验步骤:
a、用细线拴上橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下端,使橡皮泥缓慢地完全浸没在水中,读出弹簧测力计示数F1;
b、改变橡皮泥的形状,重复上述步骤,测出弹簧测力计示数F2;
c、比较F1与F2的大小,如果F1=F2,说明浮力大小与物体形状无关,如果F1≠F2,说明浮力大小与形状有关。
变式:(2021·哈尔滨)春辉同学做“探究浮力大小与液体密度、物体排开液体体积的关系”实验。如图所示,A、B为同种材料的金属块(体积VA<VB),液体密度ρ浓盐水>ρ水,均在物体静止时对弹簧测力计进行读数(其中F1、F2分别为乙、丙两图中测力计示数)。
(1)如图甲所示,春辉测量金属块A所受重力为_______N。
(2)他将金属块A分别浸没在浓盐水和清水中,如图乙、丙所示,初步得出的实验结论是:__________相同时,液体密度越大,物体所受浮力越______。
(3)春辉又将金属块B浸没在清水中(如图丁所示),测得其受到的浮力为1.2N,春辉分析图甲、图丙和图丁得出了“浮力大小与物体排开液体体积的关系”;而玉丽同学思考:对比图甲、图乙和图丁,同时结合(2)的实验结论,是否也能分析出“浮力大小与物体排开液体体积的关系”呢?请