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9.2 阿基米德原理
第九章 浮力与升力
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01
基础关
02
能力关
03
素养关
基础关
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知识点1 阿基米德原理
1.2021年12月9日,神舟十三号的航天员给我们展示工作生活场景的同时,也做了多个实验.如图所示是乒乓球在水中浮力消失的实验,下列对这个现象的解释正确的是( )
A.乒乓球的质量大小为零,重力大小为零
B.乒乓球没有排开水,水对球没有压力
C.太空中失重状态下,水的密度大小为零
D.太空中失重状态下,排开的水的重力大小为零,浮力消失
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D
2.我国首台载人潜水器“蛟龙号”已“接触”5 000 m深海,当其排开海水的体积为3 m3时,受到浮力的大小约为__________N;当其下潜至1 000 m深度时,该处海水的压强约为________Pa;该潜水器从1 000 m深处继续下潜,受到海水的压强将________,受到的浮力大小将________(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”).(海水的密度近似取1×103 kg/m3)
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2.94×104
9.8×106
变大
不变
3.如图所示是小理同学探究“阿基米德原理”的实验情景,其中桶A为圆柱形.
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(1)用弹簧测力计分别测出空桶A和B的重力大小如图甲和乙所示.
(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示.此时,因为空桶A处于________状态,所以A受到的浮力大小为________N.
(3)测出桶B和溢出水的总重力大小,如图丁所示,则桶A排开水的重力大小为________N.
(4)分析实验数据发现:浸在水中的空桶A受到的浮力大小________其排开水的重力大小.
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漂浮
2
2
等于
(5)小理又利用一金属块继续验证他的结论.他将装满水的溢水杯放到电子秤上,再将一金属块缓慢浸入溢水杯的水中,如图戊所示.在金属块浸入水的过程中(金属块未碰到杯底部),电子秤的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”).
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不变
知识点2 阿基米德原理的应用
4.在曲江海洋极地公园游玩的小明,观察到鱼吐出的气泡的上升情景如图所示.气泡上升过程中受到的浮力大小和液体对气泡的压强的变化情况是
( )
A.压强不变
B.压强变大
C.浮力大小不变
D.浮力大小变大
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D
5.(2023·济南)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂浮在水面上,而石头沉入了水底,如图所示.石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( )
A.石头受到的浮力更大些
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
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A
能力关
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6.(2023·株洲三模)体积相同的铝球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,则它们受到的浮力大小相比较( )
A.铝球受到的浮力最大
B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
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D
7.如图甲所示为盛水的烧杯,上方有悬挂在弹簧测力计下的圆柱体.将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体浸入水中的高度h变化的关系图象如图乙所示,g取10 N/kg,下列说法错误的是( )
A.圆柱体受到的重力大小是9 N
B.圆柱体受到的最大浮力是6 N
C.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
D.当圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强为800 Pa
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D
素养关
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8.(2023·苏州期末)某水底打捞作业中,需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水.如图甲所示,将一传感器固定,钢丝绳B的上端与传感器连接,下端与石柱A固定,不计绳B的质量和体积,传感器可以显示出绳B的拉力大小.如图乙所示是钢丝绳拉力的大小F随石柱下表面距水底深度h变化的图象,求:(水的阻力忽略不计,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
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(1)石柱沉在水底时受到的浮力大小;
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解:由图乙可知,钢丝绳拉力的大小F随石柱下表面距水底深度h变化的图象分为三段,第一段为石柱浸没在水中,第二段为石柱开始露出水面到完全露出水面,第三段为石柱在空气中,由此可知,石柱的重力大小为
G=F3=12×103 N=1.2×104 N
石柱沉在水底时受到的浮力大小为
F浮=G-F1=1.2×104 N-7×103 N=5×103 N
答:石柱沉在水底时受到的浮力大小为5×103 N;
(2)石柱的横截面积;
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答:石柱的横截面积为0.25 m2;
(3)石柱的密度.
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答:石柱的密度为2.4×103 kg/m3.
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