内容正文:
专题17 利用浮力测密度
一、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2.表达式: 。
推导式:,其中ρ液指的是液体的密度,单位是kg/m3;V排指的是排开液体的体积,单位是m3。
变形式:物体排开液体的体积;液体密度。
“浸在”有两层含义:物体浸没在液体中,;物体部分浸入液体中,。
二、物体的浮沉条件
1.漂浮或悬浮时,
2.悬浮是物体完全浸没在液体中,;漂浮是部分浸没。
三、密度和重力公式
1.密度公式:
2.重力公式:
方法 利用浮力测密度
1、利用弹簧测力计和已知密度的液体测密度
(1)甲、乙操作测固体密度:
利用重力求质量:
利用浮力求体积:
密度公式:
(2)甲、乙、丙操作测液体密度:
公式变形求体积:、
体积相等是本质:,即
等式变形:
2、利用量筒测密度
漂浮测重力:
利用重力求质量:
浸没测体积:
密度公式:
一、填空题
1.小潘和小明想知道鸭绿江水的密度。在没有天平的条件下,小明使用不吸水的木块(已知木块的密度为ρ木)、细钢针和量筒,进行了如图所示的实验:
①向量筒中倒入适量的江水,体积记为V1;
②将木块轻轻放入量筒中,当木块静止时,液面对应的体积记为V2;
③用细钢针将木块压入江水中,使其浸没,静止时液面对应的体积记为V3;
④鸭绿江水密度的表达式ρ= 。(用V1、V2、V3和ρ木表示)
2.重为5 N的实心物体挂在弹簧测力计下,物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3 N,此时物体受到的浮力为 N,物体的密度是 kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
3.如图所示,有一实心长方体悬浮在油和盐水中,浸在油中和盐水中的体积之比为3∶1。则该物体在油中受到的浮力与在盐水中受到的浮力之比为 ;该物体密度为 kg/m3。(ρ水=0.8×103kg/m3,ρ盐水=1.2×103kg/m3)
4.如图所示,图甲是小东用弹簧测力计挂着一块不吸水的实心圆柱形合金体,从空中逐渐浸入水中的情景;图乙是弹簧测力计示数F随该合金体逐渐浸入水中深度h的变化图象。当合金体浸没后,所受浮力大小为 N,物体的体积为 m3,合金体的密度是 kg/m3。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
5.把体积为200cm3的物块放入水中,当它静止时浸入水中的体积为160cm3,则该物块静止时排开水的质量是 g,受到的浮力大小为 N,该物块的密度为 kg/m3。(水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
6.一长方体物块的底面积为,重为。将物块放入柱形容器的水中,静止时如图甲所示;若用大小为的力向下压物块,物块恰好能浸没在水中,如图乙所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)漂浮时水对物块下表面的压强是多少?
(2)物块的密度是多少?
(3)物块刚好浸没在水中时,容器内水对容器底部的压力较物块未受压力时增加了 N。
二、单选题
7.如图所示,现有一质量为1.2kg、体积为8×10-3m3质地均匀的浮标,用细绳的一端系住浮标,另一端固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90cm时,浮标恰好完全浸没且细绳未被拉断(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。下列相关分析中正确的是( )
A.浮标的密度为1.5×103kg/m3
B.水对池底的压强为9×105Pa
C.浮标所受的浮力为12N
D.细绳对浮标的拉力为68N
8.如图所示,将重为5N的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时(水足够深),测力计示数为2N。下列说法( )
①小球受到的浮力为3N
②小球的体积为3×10-4m3
③小球的密度为1.25g/cm3
④剪断悬吊小球的细线,小球在水中静止时受到的浮力为5N
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②④正确 D.①②③④都正确
9.某冰块中有一小石头,冰和石头的总质量是64克,将它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中。当冰全部熔化后,容器里的水面下降了0.6cm,若容器的底面积为10cm2,则石头的密度为( )
A.kg/m3 B.
C. D.
10.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是72g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有的体积露出液面,溢出液体的质量是96g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列计算正确的是( )
①小