内容正文:
1.3水的浮力(第1课时)(分层作业)
【基础达标】
1. 小朋友牵着气球在公园内游玩,气球所受浮力的方向正确的是( )
A. B. C. D.
2. 为了验证“浮力大小的影响因素”,小明用装有一定量沙子的玻璃瓶(带有密封盖)开展了如图所示的实验。当玻璃瓶完全浸没在水中时的浮力大小为( )
A.2N
B.2.5N
C.3.5N
D.4.5N
3. 取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中且保持瓶口朝下当往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动;当用手堵住瓶口,乒乓球一会儿向上运动。此实验可用于( )
A.探究液体压强的特点
B.研究物体的沉浮条件
C.解释浮力产生的原因
D.证明大气压强的存在
4. 赛龙舟是我国传统节日端午节的主要习俗。2023年10月5日,第19届亚运会龙舟比赛在温州龙舟运动中心举行,请据此材料回答问题。如图所示,当龙舟在水中前进时,龙舟所受的浮力方向是( )
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
5. 2021年12月9日天宫课堂开讲,王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。在太空中,乒乓球并没有像在地球表面时一样浮在水面,而是停留在了水中,这是为什么呢?对杯中乒乓球的描述,不正确的是( )
A.“浮力消失”即乒乓球没有受到浮力
B.乒乓球受到的重力为零
C.若将乒乓球稍向上提后放手,球将做加速运动
D.乒乓球上下表面没有受到水的压力
6. 下列物体没有受到浮力的作用的是( )
A.沉在色拉油中的石头
B.下半部打入小河底部上半露出水面的木桩
C.被水淹没,固定在水池侧壁凸起的石块
D.空气中漂浮的气球
【巩固提升】
7. 用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水),如图(甲),然后将其逐渐浸入水中,图(乙)所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况,则圆柱体受到的最大浮力是 N。
8. 小宁将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止不上浮(如图甲所示)。王亚平在“天宫课堂”中演示了浮力消失实验,将乒乓球放到水里以后,乒乓球不再上浮,而是停在水中(如图乙所示)。
(1)图甲中乒乓球静止不上浮的原因是 ;
A.乒乓球不受浮力作用
B.乒乓球受到的浮力和重力是一对平衡力
(2)图乙中乒乓球静止不上浮,是因为浮力来源于 力引起的液体在不同深度的压力差。
【链接中考】
9.(浙江一模)为探究浮力的方向和大小,小柯选取乒乓球、透明容器、细线、铁架台、钩码、物块、小桶、烧杯等器材进行实验。
(1)小柯用手将乒乓球按在水底,松手后,他观察到 说明乒乓球受到浮力的方向是向上的;
(2)浮力的方向是任意向上还是竖直向上呢?小柯进行如图甲实验,用细线等将乒乓球固定在容器底部,将水注入容器,直至乒乓球浸没,观察细线被拉直的方向;然后将容器的一角垫高后,再次观察。小柯认为根据细线被拉直的方向便可以得出浮力的方向是竖直向上的,请你设计方案证明细线被拉直的方向为竖直方向。
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1.3水的浮力(第1课时)(分层作业)
【基础达标】
1. 小朋友牵着气球在公园内游玩,气球所受浮力的方向正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】无论气球处于什么状态,气球所受空气浮力的方向总是竖直向上的,故A正确,BCD错误。
故选A。
2. 为了验证“浮力大小的影响因素”,小明用装有一定量沙子的玻璃瓶(带有密封盖)开展了如图所示的实验。当玻璃瓶完全浸没在水中时的浮力大小为( )
A.2N
B.2.5N
C.3.5N
D.4.5N
【答案】A
【解析】由图知道,弹簧秤测量玻璃瓶重力时的示数是4.5N,当玻璃瓶完全浸没在水中时,弹簧秤的示数是2.5N。由称重法得当玻璃瓶完全浸没在水中时的浮力大小为
F浮=G-F拉=4.5N-2.5N=2N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3. 取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中且保持瓶口朝下当往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动;当用手堵住瓶口,乒乓球一会儿向上运动。此实验可用于( )
A.探究液体压强的特点
B.研究物体的沉浮条件
C.解释浮力产生的原因
D.证明大气压强的存在
【答案】C
【解析】往塑料瓶里注水,乒乓球下表面受到的压力为0,上表面受到的水的压力不为0,受到的合力方向向下,乒乓球静止不动;用手掌堵住瓶口,乒乓球浸没水中,因为乒乓球受到的浮力(上下表面产生了压力差)大于重力,乒乓球将向上运动,所以演示此实验主要用于解释浮力产生的原因。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 赛龙舟是我国传统节日端午节的主要习俗。2023年10月5日,第19届亚运会龙舟比赛在温州龙舟运动中心举行,请据此材料回答问题。如图所示,当龙舟在水中前进时,龙舟所受的浮力方向是( )
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
【答案】C
【解析】浮力的方向是竖直向上的。所以,当龙舟在水中前进时,龙舟所受的浮力方向是竖直向上的,故C符合题意ABD不符合题意。
故选C。
5. 2021年12月9日天宫课堂开讲,王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。在太空中,乒乓球并没有像在地球表面时一样浮在水面,而是停留在了水中,这是为什么呢?对杯中乒乓球的描述,不正确的是( )
A.“浮力消失”即乒乓球没有受到浮力
B.乒乓球受到的重力为零
C.若将乒乓球稍向上提后放手,球将做加速运动
D.乒乓球上下表面没有受到水的压力
【答案】C
【解析】AD.浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力;在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,乒乓球上下表面没有受到水的压力,所以在太空失重环境下浮力消失,故AD正确,不符合题意;
B.在中国空间站处于失重状态,乒乓球受到的重力为零,故B正确,不符合题意;
C.若将乒乓球稍向上提后放手,乒乓球没有受到浮力和重力,由牛顿第一定律可知乒乓球将做匀速直线运动故C错误,符合题意。
故选C。
6. 下列物体没有受到浮力的作用的是( )
A.沉在色拉油中的石头
B.下半部打入小河底部上半露出水面的木桩
C.被水淹没,固定在水池侧壁凸起的石块
D.空气中漂浮的气球
【答案】B
【解析】A.沉在色拉油中的石头受到向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即石头受到的浮力,故A不符合题意;
B.下半部打入小河底部上半露出水面的木桩,木桩没有受到水对其向上的压力,不受浮力作用,故B符合题意;
C.被水淹没,固定在水池侧壁凸起的石块受到向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即石块受到的浮力,故C不符合题意;
D.空气中漂浮的气球,受到的浮力等于重力,故D不符合题意。
故选B。
【巩固提升】
7. 用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水),如图(甲),然后将其逐渐浸入水中,图(乙)所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况,则圆柱体受到的最大浮力是 N。
【答案】0.6N
【解析】由图可知,当圆柱体没有浸入水中时,弹簧测力计的示数即为圆柱体的重力,所以圆柱体的重力为G=2.0N,当圆柱体全部浸入水中时弹簧测力计的示数为F=1.4N,圆柱体受到的最大浮力为F浮=G-F=2.0N-1.4N=0.6N。
8. 小宁将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止不上浮(如图甲所示)。王亚平在“天宫课堂”中演示了浮力消失实验,将乒乓球放到水里以后,乒乓球不再上浮,而是停在水中(如图乙所示)。
(1)图甲中乒乓球静止不上浮的原因是 ;
A.乒乓球不受浮力作用
B.乒乓球受到的浮力和重力是一对平衡力
(2)图乙中乒乓球静止不上浮,是因为浮力来源于 力引起的液体在不同深度的压力差。
【答案】(1)A(2)重
【解析】(1)图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口侧面流出,但乒乓球下表面没有受到水的压力,由浮力产生的原因可知此时乒乓球不受浮力作用,故选A。
(2)王亚平在“天宫课堂”中演示的浮力消失实验,将乒乓球放到水里以后,乒乓球不再上浮,而是停在水中,这是因为浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差。
【链接中考】
9.(浙江一模)为探究浮力的方向和大小,小柯选取乒乓球、透明容器、细线、铁架台、钩码、物块、小桶、烧杯等器材进行实验。
(1)小柯用手将乒乓球按在水底,松手后,他观察到 说明乒乓球受到浮力的方向是向上的;
(2)浮力的方向是任意向上还是竖直向上呢?小柯进行如图甲实验,用细线等将乒乓球固定在容器底部,将水注入容器,直至乒乓球浸没,观察细线被拉直的方向;然后将容器的一角垫高后,再次观察。小柯认为根据细线被拉直的方向便可以得出浮力的方向是竖直向上的,请你设计方案证明细线被拉直的方向为竖直方向。
【答案】(1)乒乓球会向上浮(2)见解析
【解析】(1)小柯用手将乒乓球按在水底,松手后,乒乓球会向上浮,说明浮力的方向是向上。
(2)用细线一端系上一个钩码,做成一个铅垂线,把铅垂线的另一端固定在铁架台上,把铁架台放在透明容器旁边,观察容器中的细线与铅垂线是否平行,然后将容器的一角垫高后,再次观察容器中的细线与铅垂线是否平行,若平行,说明细线被拉直的方向为竖直方向。
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