内容正文:
1.3水的浮力(第2课时)(分层作业)
【基础达标】
1. 小宏同学将两个体积相等的木球和铁球,用细线连接后浸没水中,两球一起下沉,如图所示,则两球下沉时,木球和铁球所受浮力( )
A.木球浮力较大
B.铁球浮力较大
C.两球浮力一样大
D.无法判断
2. 如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关时的情景,图甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0牛、2.8牛和2.5牛。若盐水的密度为1.2x103千克/米,则下列结论正确的是( )
A.图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5牛
B.物体A的密度为
C.图丁中,容器底部受到的压力为0.3牛
D.图乙中,物体A受到的拉力为3牛
3. 如图所示,在甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,将三个相同的铁球分别下沉到各容器底部试比较三容器底部所受铁球的压力( )
A.甲最小
B.乙最小
C.丙最小
D.大小一样
4. 小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有①②④
B.只有②③④
C.只有③④
D.只有①②
5. 橡皮泥具有取材方便、容易变形且变形后不反弹、可重复使用和价格便宜等特点,是一种理想的科学实验材料。以一定量的橡皮泥为研究对象,借助其他器材,不能完成的探究实验是( )
A.探究质量与物体形状的关系
B.探究物体所受的重力与质量的关系
C.探究浮力与物体形状的关系
D.探究弹力的大小与形变大小的关系
6. 甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,放置在水平桌面上。将质量不同(乙玻璃缸中的黄鸭质量大)的两只小黄鸭玩具轻轻放入其中,下列说法正确的( )
A.两个玻璃缸对水平桌面的压力相等
B乙玻璃缸对水平桌面的压力大
C.甲玻璃缸内的水多,水对底部产生的压强大
D.乙玻璃缸内的鸭子质量大,水对底部产生的压强大
【巩固提升】
7. 如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,则圆柱体的高度为 cm,圆柱体受到的最大浮力是 N,圆柱体的底面积为 cm2。(不考虑水面高度的变化)
8. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有:弹簧测力计、带盖的塑料小瓶(塑料小瓶的质量、厚度均忽略不计),完全相同的圆柱形容器等,其操作步骤如下:
步骤一:在一圆柱形容器中装有深度为h1的水,将装满蜂蜜的塑料小瓶悬挂在弹簧测力计下面,如图甲所示,将一部分小瓶浸入水中,弹簧测力计的示数为F1;
步骤二:如图乙所示,将小瓶浸没在水中,水深变为h2,弹簧测力计的示数为F2,F1>F2。说明物体受到的浮力大小与 有关;将弹簧测力计继续下降,发现示数不变,说明物体受到的浮力大小与 无关;
步骤三:拿出塑料小瓶,将其中的蜂蜜适量倒入另一相同的圆柱形容器中,不断调试,直到弹簧测力计的示数为零,如图丙所示:则塑料小瓶在水中的状态是 。倒出的蜂蜜在另一个圆柱形容器中的液面高度为h3,如图丁所示;
步骤四:计算蜂蜜密度,表达式为ρ蜂蜜= (请用ρ水、h1、h2和h3表示)。
【链接中考】
9.(绍兴中考)2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中( )
A.浮力不变,压强变大
B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变
D.浮力不变,压强不变
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1.3水的浮力(第2课时)(分层作业)
【基础达标】
1. 小宏同学将两个体积相等的木球和铁球,用细线连接后浸没水中,两球一起下沉,如图所示,则两球下沉时,木球和铁球所受浮力( )
A.木球浮力较大
B.铁球浮力较大
C.两球浮力一样大
D.无法判断
【答案】C
【解析】两球体积相同且浸没在水中,故排开水的体积相同,由可知两球所受浮力相同。
故选C。
2. 如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关时的情景,图甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0牛、2.8牛和2.5牛。若盐水的密度为1.2x103千克/米,则下列结论正确的是( )
A.图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5牛
B.物体A的密度为
C.图丁中,容器底部受到的压力为0.3牛
D.图乙中,物体A受到的拉力为3牛
【答案】D
【解析】B.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,由F浮=G-F拉可得
,物体A全部浸没,所以V排等于V物,则,,数据代入上式可得,物体A的质量,物体A的密度,故B错误;
D.物体A在水中受到的浮力1N,在乙中物体A受到的拉力F=G-F浮水=4N-1N=3N,故D正确;
A.在实验丙中,弹簧测力计的示数F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力F=3N,弹簧测力计的示数比乙中小3N-2.8N=0.2N,故A错误;
C.由甲、丙F浮盐水=G-F丙拉=4N-2.8N=1.2N,根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力F支=G-F浮-F拉=4N-12N-2.5N=0.3N,容器底部也受到盐水对它的压力,故压力大于0.3N,故C错误。
故选D。
3. 如图所示,在甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,将三个相同的铁球分别下沉到各容器底部试比较三容器底部所受铁球的压力( )
A.甲最小
B.乙最小
C.丙最小
D.大小一样
【答案】B
【解析】由图可知三种液体的体积关系V甲>V丙>V乙,三种液体的质量相等,即m甲=m丙=m乙,由可知液体的密度的关系ρ甲<ρ丙<ρ乙,三个铁球的体积相同,全浸入时,排开液体的体积相同,由阿基米德原理可知三个铁球受到的浮力F甲<F丙<F乙,铁球沉入容器底部静止时,由力的平衡可知G=F浮+F支,支持力的大小为F支=G-F浮,三个铁球受到的支持力F支甲>F支丙>F支乙,即乙容器中的铁球受到的支持力最小,力的作用是相互的,乙容器中的铁球对容器底的压力最小。
故选B。
4. 小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有①②④
B.只有②③④
C.只有③④
D.只有①②
【答案】B
【解析】①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,深度改变,排开液体体积也改变,故不能证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故①不符合题意;
②测力计挂着浸没在水中的铁块下移,液体密度和排开液体体积不变,只改变深度,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故②符合题意;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,液体密度和排开液体体积不变,下底面深度不同,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故③符合题意;
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上,根据浮沉条件,浮力等于重力,故三个物体浮力相同,排开液体体积相同,液体密度相同,不同物体深度不同,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故④符合题意。
故选B。
5. 橡皮泥具有取材方便、容易变形且变形后不反弹、可重复使用和价格便宜等特点,是一种理想的科学实验材料。以一定量的橡皮泥为研究对象,借助其他器材,不能完成的探究实验是( )
A.探究质量与物体形状的关系
B.探究物体所受的重力与质量的关系
C.探究浮力与物体形状的关系
D.探究弹力的大小与形变大小的关系
【答案】D
【解析】A.改变橡皮泥的形状,用天平测量出橡皮泥的质量,来探究质量与物体形状的关系,故A不符合题意;
B.用小刀将橡皮泥分成大小不同的几块,用天平和弹簧测力计测量出其质量和重力,用来探究物体所受的重力与质量的关系,故B不符合题意;
C.改变橡皮泥的形状,用弹簧测力计测量出其重力和浸没在水中时弹簧测力计的示数,用称重法算出浮力,可以探究浮力与物体形状的关系,故C不符合题意;
D.由于橡皮泥受力后会发生塑性形变,不受力后不能恢复原状,所以不能探究弹力的大小与形变大小的关系,故D符合题意。
故选D。
6. 甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,放置在水平桌面上。将质量不同(乙玻璃缸中的黄鸭质量大)的两只小黄鸭玩具轻轻放入其中,下列说法正确的( )
A.两个玻璃缸对水平桌面的压力相等
B乙玻璃缸对水平桌面的压力大
C.甲玻璃缸内的水多,水对底部产生的压强大
D.乙玻璃缸内的鸭子质量大,水对底部产生的压强大
【答案】A
【解析】AB.由于玩具鸭子漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可知G物=F浮=G排,即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等,则整个装置的重力是相同的,对桌面的压力也是相同的,故A正确,B错误;
CD.甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,玩具鸭放入后水的深度h仍然相同,根据P=ρgh可知,水对缸底的压强相等,故CD错误。
故选A。
【巩固提升】
7. 如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,则圆柱体的高度为 cm,圆柱体受到的最大浮力是 N,圆柱体的底面积为 cm2。(不考虑水面高度的变化)
【答案】10;0.6;6
【解析】由图乙可知,当h=10cm时,圆柱体上表面恰好与水面相平,当上升高度在20cm以上,圆柱体脱离水面,则圆柱体的高为20cm-10cm=10cm;
弹簧测力计示数F示1=2.2N,此时圆柱体处于空气中,圆柱体的重力G=F示1=2.2N,由图乙可知,圆柱体上升高度在0~10cm时,圆柱体浸没水中,此时弹测力计示数F示2=1.6N,此时圆柱体受到的浮力最大,其大小为F浮最大=G-F示2=2.2N-1.6N=0.6N;
由F浮=ρ水gV排可得,圆柱体的体积,则圆柱体的底面积为。
8. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有:弹簧测力计、带盖的塑料小瓶(塑料小瓶的质量、厚度均忽略不计),完全相同的圆柱形容器等,其操作步骤如下:
步骤一:在一圆柱形容器中装有深度为h1的水,将装满蜂蜜的塑料小瓶悬挂在弹簧测力计下面,如图甲所示,将一部分小瓶浸入水中,弹簧测力计的示数为F1;
步骤二:如图乙所示,将小瓶浸没在水中,水深变为h2,弹簧测力计的示数为F2,F1>F2。说明物体受到的浮力大小与 有关;将弹簧测力计继续下降,发现示数不变,说明物体受到的浮力大小与 无关;
步骤三:拿出塑料小瓶,将其中的蜂蜜适量倒入另一相同的圆柱形容器中,不断调试,直到弹簧测力计的示数为零,如图丙所示:则塑料小瓶在水中的状态是 。倒出的蜂蜜在另一个圆柱形容器中的液面高度为h3,如图丁所示;
步骤四:计算蜂蜜密度,表达式为ρ蜂蜜= (请用ρ水、h1、h2和h3表示)。
【答案】排开液体的体积;物体浸没的深度;悬浮;
【解析】在一个圆柱形容器中装有深度为h1的水,将装满蜂蜜的塑料小瓶悬挂在弹簧测力计下面,如图甲所示,将小瓶的一部分浸入水中,弹簧测力计的示数为F1。如图乙所示,将小瓶浸没在水中,水深变为h2,此时改变了物体排开液体的体积,弹簧测力计的示数为F2,F1>F2,由F浮=G-F知道,浮力变大,即浮力的大小与排开液体的体积有关;
物体浸没后继续增大塑料瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,由F浮=G-F知道,浮力不变,说明物体所受浮力的大小与浸没的深度无关;
拿出塑料小瓶,将其中的蜂蜜适量倒入另一相同的圆柱形容器中,不断调试,直到弹簧测力计的示数为零,如图丙所示,此时小瓶的重力与浮力相等,丙图的浮力与乙图浮力相等,则塑料小瓶在水中的状态是悬浮因而瓶中蜂蜜的重力G=ρ水gV排=ρ水gS(h2-h1),倒出的蜂蜜在另一个圆柱形容器中的液面高度为h3,则瓶中蜂蜜的体积V=S(h2-h1-h3)
则蜂蜜的密度。
【链接中考】
9.(绍兴中考)2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中( )
A.浮力不变,压强变大
B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变
D.浮力不变,压强不变
【答案】A
【解析】潜水艇下潜过程中,排开液体的体积不变,液体的密度不变,根据阿基米德原理,可知受到的浮力大小不变,再根据液体压强公式,液体的密度不变,液体深度增大,故受到的压强变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
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