内容正文:
第二节 阿基米德原理
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【A层 基础必会】
考点一 探究浮力的大小与哪些因素有关
1.某物理兴趣小组做了如图1所示的实验来探究影响浮力大小的因素。其中,铜块和铝块的体积相等。
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(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是________N;
(2)由①③④⑤四个步骤可知,浮力的大小与___________________有关,与
___________________无关;
(3)比较①④⑦可得出的结论是浮力的大小跟_______________有关;
(4)要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关,应选取①④和
_________进行对比分析;
1.2
排开液体的体积
浸入液体的深度
液体的密度
②⑥
1
(5)探究完浮力大小的影响因素后,同学们想进一步探究浮力的大小与物体排开液
体所受重力的关系,又进行了图2实验操作:
此实验操作的正确顺序是_________(用a、b、c、d表示),通过分析数据并进行比
较发现:________________(用图中符号G1、G2、G3、G4表示),从而得出结论:浮力
的大小等于物体排开液体所受重力的大小。
dabc
G1-G2=G3-G4
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考点二 阿基米德原理的应用
2.(2023·济南质检)如图所示,三个体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙,放入
水中静止后,甲球沉入水底,乙球悬浮,丙球漂浮。
以下说法正确的是 ( )
A.甲球所受的浮力最小
B.乙球所受的浮力最小
C.丙球所受的浮力最小
D.三球所受的浮力相等
C
1
3. (2023·济南质检)泡茶时,有的茶叶浮在水面上,渐渐吸收水分后会缓慢下沉;有
些茶叶快速下沉,但表面附着了小气泡后,还会缓慢上升。水面上的茶叶下沉入水
的过程中(假设其体积不变),所受的浮力 ( )
A.先变大后不变 B.先变小后变大
C.先变大后变小 D.先变小后不变
A
1
4.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠的质量为490 g,浸没在水中称时,
王冠重4.5 N,则这顶王冠在水中所受的浮力为________N;排开水的质量是
_________kg。(g取10 N/kg)
0.4
0.04
1
5.某超市开业时用了一个体积为30 m3的氢气球进行广告宣传,充满氢气后,气球和标语被绳AB竖直拴住。已知空气的密度为1.29 kg/m3,g=10 N/kg,不计气球皮的厚度,求:
(1)该氢气球受到的浮力多大?
(2)充气后,气球的总质量为5 kg(包括绳子、充满的氢气和标语),求拴住这个气球和标语,绳AB至少需要多大的力?
1
解:(1)该氢气球受到的浮力:F浮=ρ空气gV排=1.29 kg/m3×10 N/kg×30 m3=387 N。
(2)气球的总重力:
G=mg=5 kg×10 N/kg=50 N;
拴住这个气球和标语,绳AB至少需要的力:F=F浮-G=387 N-50 N=337 N。
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【B层 能力提升】
6.体积相同的铝球、铁块和木块,浸在同种液体中的情况如图所示,比较它们
受到的浮力 ( )
A.铝球受到的浮力最小
B.木块受到的浮力最大
C.铁块受到的浮力最小
D.它们受到的浮力一样大
D
1
7.人们游泳时,会有这样的体验:当人站在水中且身体将要浸没时,池底对脚的支持
力几乎为零。假如一位重500 N的同学正在体验这种感受,则人所受浮力的大小为
________N,排开水的体积为_________m3。(g=10 N/kg)
500
0.05
1
8.(2022·包头中考)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台
等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在_____________位置。
(2)实验中所用物块的重力为______N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的
重力_________(选填“偏大”或“偏小”)。
零刻度线
4
偏小
1
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为______N,
物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小_________。
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块
受到的浮力大小与______________________有关。换用酒精再次实验的目的是
_________________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
1
相等
液体密度(液体种类)
寻找普遍规律
1
9. (2023·淄博质检)小刚用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求:(g取10 N/kg)
(1)物体在水中受到的浮力。
(2)物体的密度。
(3)某液体的密度。
1
解:(1)由左边图可知物体的重力G=F1=5.4 N,
由左边、中间两图可得物体在水中受到的浮力:
F浮水=G-F2=5.4 N-3.4 N=2 N;
(2)由G=mg可得物体的质量:m===0.54 kg;
由F浮=ρ水V排g可得物体的体积:
V=V排===2×10-4 m3,
则物体的密度:ρ===2.7×103 kg/m3;
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(3)由中间、右边两图可得物体浸没在某液体中受到的浮力:
F浮液=G-F3=5.4 N-3.8 N=1.6 N,
由F浮=ρ液V排g可得某液体的密度:
ρ液===0.8×103 kg/m3。
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【C层 创新培优】
10.(多选)(2023·烟台质检)苏通大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一
正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h
逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。
下列判断错误的是 ( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中图线①
B.构件的边长为2 m
C.构件所受的最大浮力为1.2×105 N
D.构件的密度为2.5×103 kg/m3
A、C
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【点思路】(1)当构件刚好浸没时下表面到水面的距离为构件的边长;
(2)当构件浸没时,排开水的体积最大,受到的浮力最大;从乙图中可以判断出最大浮力;
(3)根据乙图可知构件浸没时的拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力的关系为F浮=G-F2,然后将密度和体积代入可得ρ水gV排=ρgV-F2,将已知数据代入即可求出构件的密度。
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本课结束
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