内容正文:
10.2 阿基米德原理(知识解读)(原卷版)
•知识点1 阿基米德原理的应用
•知识点2 浮力大小的计算
•知识点3 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
•作业 巩固训练
知识点1
阿基米德原理的应用
1、阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
2、公式表示:。
3、液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
4、适用条件:液体(或气体)。
【典例1-1】(2023秋•杨浦区期末)盛有水的相同柱形容器甲、乙置于水平地面。将柱体A、B竖直浸入水中,柱体静止时如图所示,此时测力计示数大于零。若放入前后容器对地面的压强变化量相等,则下列判断正确的是( )
A.柱体的质量mA=mB B.柱体的体积VA=VB
C.柱体下表面受到液体压力FA=FB D.柱体受到的浮力F浮A=F浮B
【典例1-2】(2023秋•浦东新区期末)物理知识在多个方面都有应用,如图所示中属于阿基米德原理应用的是 ;属于连通器原理应用的是 ;属于大气压强应用的是 (均填写字母)。
【典例1-3】(2023秋•闵行区期末)如图所示是我国某皮划艇运动员的训练照。当皮划艇浮在水面上时,排开水的体积为0.1米3,求皮划艇所受浮力大小F浮。
【变式1-1】(2023春•工业园区校级月考)如图甲所示,用一个弹簧测力计拉着浸没在水中的小物块A,现将小物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面为止。乙图坐标体现了某些科学量随h(小物块底面到液面的距离)的变化情况。有下列选项①弹簧秤示数;②小物块受到的浮力;③台秤的示数;④容器底部受到的液压强;⑤小物块底面受到的压强,符合图乙图像变化的是( )
A.①② B.③④ C.②③④ D.只有②
【变式1-2】(2023春•南岗区校级月考)如图所示,池塘里大鱼说:“我的体积大,受到的浮力大”,小鱼说:“我在深处,受到的浮力大”,则 (选填“大鱼”或“小鱼”)的说法是正确的;若大鱼的体积为1×10﹣3m3,此时它受到的浮力为 N。(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
【变式1-3】(2023春•郑州月考)如图是我国完全自主研发制造的第一艘航空母舰——山东舰,它满载时排水量为7万吨,吃水深度达10m。求:(ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)该舰满载时所受到的水的浮力和排开海水的体积各是多少?
(2)若该舰底某处距离海面的深度为8m处有一个面积为200cm2的发射孔,则该孔受到海水的压力是多大?
知识点2
浮力大小的计算
1、两次称量求差法 F浮=F1-F2。
2、二力平衡法F浮=G物。
3、阿基米德原理法F浮=G排。
【典例2-1】(2023春•胶州市月考)重为G的铝块挂在弹簧测力计上,当它的体积浸在水中时,弹簧测力计示数为F,则当它浸没时所受的浮力大小为( )
A.F﹣G B.G+F C.G﹣F D.2(G﹣F)
【典例2-2】(2023春•江宁区校级月考)如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总重为2牛,将一个重力为1.6牛、体积为2×10﹣4米3的长方体实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中,则细线对物体A的拉力为 牛。当把细线剪断后,最终物体A受到的浮力为 牛,此时台秤的示数为 牛。
【典例2-3】(2023春•商河县校级月考)如图所示。中国“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量4900吨,是一艘装备精良的现代化综合海监船。(ρ海水=1.02×103kg/m3)
(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力有多大?
(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?
【变式2-1】(2023春•澧县期末)如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是(g取10N/kg)(忽略水面的变化) ( )
A.圆柱体的高是5cm
B.圆柱体受到的重力是6N
C.圆柱体受到的最大浮力是4N
D.圆柱体的密度是1.5g/cm3
【变式2-2】(2023春•郑州月考)如图所示,重为6N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为4N,若绳子突然断了,木块A在露出水面之前,所受浮力的大小为 N,方向是 ;木块最终稳定后,水对木块底部的压力为 N;鱼在水中会吐气泡,气泡在上升过程中受到的浮力将 ,受到水的压强将 。(均填“增大”、“减小