内容正文:
浮力(一)
考点1 浮力的产生原因
1.定义:浸在液体中的物体受到向上的力,叫做浮力
2.方向:竖直向上
3.浮力产生原因:
注意;如果一个(柱形物体或者下表面比上表面大的物体)下表面没有水进入则没有浮力, 如果是上表面比下表面大的物体还是有浮力的。
4.施力物体:液体或者气体。
【特别提醒】
并不是下表面没有水进入物体就一定不受浮力
【易错梳理】
如图所示:A.B.C 三个物体,浸没在液体中。它们的底部均与容器底部紧密结合 ,
此三个物体受到浮力吗?
A___浮力,B___浮力,C___浮力(填受到/没受到/无法判断)
考点2 阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,浮力大小等于它排开液体的重力
2.数字表达式:F浮=G排液=ρ液gV排
3.用于计算导出式:F浮=G排液=m液g=ρ液gV排
4.适用范围:液体和气体
5.浮力大小:只跟ρ液,V排有关
6.实验:
(1)称重法(用弹簧测力计测浮力)
F浮=G— F示
(2)阿基米德原理
①阿基米德原理:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
②公式表达:F浮=G排液=ρ液gV排(阿基米德原理也适用于气体)
【特别提醒】
1.公式中的ρ液是液体的密度,而不是物体的密度.公式中的V排液是物体浸入液体时排开液体的体积.当物体完全浸入(即浸没)液体中时,V排液恰好等于物体本身的体积V物;当物体只有部分浸入液体中时,V排液<V物。
2.排开液体的重力G排液,也不是液体的重力G液或物体的重力G物事实上,(物体受到的浮力跟液体的重力无关)重力为G的液体可以对物体产生数值超过G的浮力.
实验中F浮=G排需要的是溢水杯必须一开始是装满水的(满溢),否则算出来F浮>G排
特别提醒小技巧:
对于水来说,100cm3的v排,对应的浮力就是1N, l00pa的压强对应的深度就是1cm.
100cm3 — 1N
100pa — 1cm
如果是其他密度的液体,要乘以对应的比例。
考点01 浮力的产生原因
1. 下列物体中,不受浮力作用的是( )
A.在水中下沉的铁块
B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船
D.空中上升的气球
2.(2023秋•海曙区期末)如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球( )
A.不受水的浮力,也不受水对它的压力
B.受水的浮力,也受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.受到水的浮力,但浮力很小
3.(2023秋•余姚市校级月考)往容器中注入一些水,如图所示,a、b是能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,则下列说法中错误的是 ( )
A.a物体一定受浮力作用
B.b物体一定受浮力作用
C.c物体一定受浮力作用
D.d物体一定受浮力作用。
4.(2024•宁波模拟)如图(a)所示,重为5牛的长方体物块漂浮在水中,其下表面积为5×10﹣3米2,则下表面受到水的压力方向为 ,压强大小为 帕。若将长方体物块以图(b)所示方式放置,比较图(a)(b)中物块的下表面所受压力Fa和Fb的大小,则Fa (填“大于”“等于”或“小于”)Fb。
5.如图所示,把一个底面积为S,高为L的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体 的压力。
(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是 ,浮力的方向是
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论.
考点02 浮力大小的影响因素
6.(2024•浙江模拟)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计的示数。
(1)金属块的质量是 kg,浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)分析图 ,可知浮力大小与排开液体的密度有关。
7.(2023秋•滨江区期末)在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了如下猜想:
A.可能与液体的密度ρ1有关;
B.可能与物体的密度ρ2有关;
C.可能与物体的体积V1有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积V2有关;
E.可能与物体浸没在液体中的深度h有关。
小明所在的实验小组得到的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(足够多)、细线。
(1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和 (填序号即可)是否正确。
(2)他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在如图所示的状态,读出测力计的示数F1.接着向下移动测力计和铁块,增大深度h,待铁块处于 状态时,再读出测力计的示数F2,继续增大h,重复上述操作。若每次测量,测力计的示数都相等,说明猜想 。
考点03 阿基米德原理验证实验
8.(2023秋•西湖区期末)小金在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
(1)图(a)中对溢杯内的水量有何要求? 。
(2)将石块从水面上方某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸入水中直至刚好完全浸没,整个过程中弹簧测力计的示数如何变化? 。
(3)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ,阿基米德原理将得到验证。
9.(2023秋•长兴县校级期末)某科学小组的同学用溢水杯、弹簧测力计、小烧杯、水、重物、铁架台及细线等设计了如图所示的实验装置验证阿基米德原理。
(1)如图甲所示,在重物从接触水面到刚好浸没水中的过程中,左边弹簧测力计的示数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图乙所示,用酒精代替水继续实验,发现此时的F3变大,说明浮力的大小与 有关。
(3)下列情况会影响实验结论的是 (填字母)。
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸没在水中
考点04 阿基米德原理应用
10.(2023•绍兴)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
11.(2023秋•越城区月考)用绳子将浸没在水下深处的铁块慢慢向上提起,直至完全提出水面。在这个过程中,铁块受到的浮力( )
A.保持不变
B.先保持不变,后逐渐变小
C.逐渐变小
D.先逐渐变小,后保持不变
12.(2023秋•嵊州市期中)将重为6牛的物体浸没在水中,它排开水的重是5牛,则物体在水中受到的浮力是( )
A.11牛 B.1牛 C.5牛 D.6牛
13.(2023•杭州模拟)将合金球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的,如图所示,当把细绳剪断后,合金球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的,这时合金球受到池底对它的支持力为3N,若已知合金球和木球体积之比为1:4,则( )
A.合金球沉底后所受浮力为3N
B.合金球的重力为3N
C.合金球的密度为3×103kg/m3
D.绳子剪断前后,两物体所受总浮力相差4N
14. 如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是()
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1
D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
1.(2023秋•平阳县校级期中)10月6日,中国选手谢远聪在杭州第19届亚运会皮划艇激流回旋男子单人划艇决赛中夺得金牌,右图中皮划艇所受浮力的方向是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
2.(2023秋•金东区期中)下列物体中,没有受到浮力的是( )
A.太空中的“嫦娥五号” B.下潜的“核潜艇”
C.航行的航母 D.上升的飞艇
3.(2023秋•海曙区期末)关于物体受到的浮力,下列说法中正确的是( )
A.浮在水面的物体受到的浮力小
B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C.物体浸没在水中越深受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小
4.(2023•浙江)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是( )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
5.(2023•衢州)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②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
6.(2023秋•海曙区校级期末)某同学把几个鸭蛋放入配制好的盐水中,其中一个鸭蛋进入盐水中运动轨迹(如图所示),则该鸭蛋在此过程中所受浮力变化的大致曲线为( )
A. B.
C. D.
7.(2024•余姚市模拟)将四个形状不同、高度均为L的实心金属块,用细线拉着。匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中,直至容器底部,此时水未溢出。四个实验中与下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是( )
A. B. C. D.
8.(台州)如图是探究浮力大小影响因素的实验。
(1)丁图中圆柱体所受浮力为 牛。
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,可以探究浮力大小跟 的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,还应进行的实验操作是
。
9.(绍兴)小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放,部分体积浸入水中时,在液面所对的烧杯壁作一标记线,读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)为 牛;再把金属块竖放浸入同一杯水中,当 时,读出弹簧测力计示数F乙(如图乙)。比较发现下F甲=F乙,小敏得出:浸没前物受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时,金属块底部受到水的压强p甲 p乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
10.(2023秋•绍兴月考)将两个体积相同的长方体物块放入同一种液体中,静止时在液体中的位置如图所示,它们上、下表面受到的压强差 ,压力差 ,浮力 。(均选填“相等”或“不相等”)
11.(2024•宁波模拟)某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验:
步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒和金属圆柱体(塑料圆筒内径和金属圆柱体直径相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。
步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。
步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度,使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。
(1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为 (用F1、F2、F3列式表示)。
(2)若实验中的测量结果满足 的关系,则可以验证阿基米德原理。
(3)实验中小组发现圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有 (填字母)。
A.步骤一中弹簧测力计未调零就使用
B.步骤二中液面未达到圆柱体上表面
C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满
D.步骤三未调节好铁夹的高度就读数
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浮力(一)
考点1 浮力的产生原因
1.定义:浸在液体中的物体受到向上的力,叫做浮力
2.方向:竖直向上
3.浮力产生原因:上下表面的压力差
注意;如果一个(柱形物体或者下表面比上表面大的物体)下表面没有水进入则没有浮力, 如果是上表面比下表面大的物体还是有浮力的。
4.施力物体:液体或者气体。
【特别提醒】
并不是下表面没有水进入物体就一定不受浮力
【易错梳理】
如图所示:A.B.C 三个物体,浸没在液体中。它们的底部均与容器底部紧密结合 ,
此三个物体受到浮力吗?
A___浮力,B___浮力,C___浮力(填受到/没受到/无法判断)
【答案】受到,没受到,没受到
【解析】
考点2 阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,浮力大小等于它排开液体的重力
2.数字表达式:F浮=G排液=ρ液gV排
3.用于计算导出式:F浮=G排液=m液g=ρ液gV排
4.适用范围:液体和气体
5.浮力大小:只跟ρ液,V排有关
6.实验:
(1)称重法(用弹簧测力计测浮力)
F浮=G— F示
(2)阿基米德原理
①阿基米德原理:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
②公式表达:F浮=G排液=ρ液gV排(阿基米德原理也适用于气体)
【特别提醒】
1.公式中的ρ液是液体的密度,而不是物体的密度.公式中的V排液是物体浸入液体时排开液体的体积.当物体完全浸入(即浸没)液体中时,V排液恰好等于物体本身的体积V物;当物体只有部分浸入液体中时,V排液<V物。
2.排开液体的重力G排液,也不是液体的重力G液或物体的重力G物事实上,(物体受到的浮力跟液体的重力无关)重力为G的液体可以对物体产生数值超过G的浮力.
实验中F浮=G排需要的是溢水杯必须一开始是装满水的(满溢),否则算出来F浮>G排
特别提醒小技巧:
对于水来说,100cm3的v排,对应的浮力就是1N, l00pa的压强对应的深度就是1cm.
100cm3 — 1N
100pa — 1cm
如果是其他密度的液体,要乘以对应的比例。
考点01 浮力的产生原因
1.下列物体中,不受浮力作用的是( )
A.在水中下沉的铁块
B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船
D.空中上升的气球
【答案】B
【解析】ACD、在水中下沉的铁块、浮在水面上的轮船、空中上升的气球,都受到液体或 气体向上的压力,由浮力的产生原因可知,它们都受到浮力作用,故ACD不符合题意;
B、 桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则 桥墩不受浮力作用,故B符合题意;故选:B.
2.(2023秋•海曙区期末)如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球( )
A.不受水的浮力,也不受水对它的压力
B.受水的浮力,也受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.受到水的浮力,但浮力很小
【答案】C
【解答】解:浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差;
将塑料小球堵在一个水池的出口处,球的上表面受到水向下的压力,而下表面不受水的压力,所以该小球不受浮力。
故选项ABD错误,C正确。
故选:C。
3.(2023秋•余姚市校级月考)往容器中注入一些水,如图所示,a、b是能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,则下列说法中错误的是 ( )
A.a物体一定受浮力作用
B.b物体一定受浮力作用
C.c物体一定受浮力作用
D.d物体一定受浮力作用。
【解答】解:A、由图可知,水对a物体上下表面产生了的压力差,故a物体一定受浮力的作用;
B、b物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对b物体上下表面产生了的压力差,故b物体也受浮力的作用;
C、c物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对c物体上下表面没有产生压力差,故c物体不受浮力的作用;
D、由图可知,水对d物体上下表面产生了的压力差,故d物体受浮力的作用。
故选:C。
4.(2024•宁波模拟)如图(a)所示,重为5牛的长方体物块漂浮在水中,其下表面积为5×10﹣3米2,则下表面受到水的压力方向为 ,压强大小为 帕。若将长方体物块以图(b)所示方式放置,比较图(a)(b)中物块的下表面所受压力Fa和Fb的大小,则Fa (填“大于”“等于”或“小于”)Fb。
【答案】竖直向上;1000;等于。
【解答】解:长方体物块漂浮在水中,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,由浮力产生的原因知下表面积所受压力的大小就等于浮力,方向相同,所受压力方向竖直向上;
下表面所受压强为:p===1000Pa;
若将长方体物块以图(b)所示放置,长方体物块仍漂浮在水中,受到的浮力仍等于物块的重力,物块的重力不变,所以浮力不变,由浮力产生的原因知图(a)(b)中物块的下表面所受压力Fa=Fb。
故答案为:竖直向上;1000;等于。
5.如图所示,把一个底面积为S,高为L的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体 的压力。
(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是 ,浮力的方向是
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论.
【答案】(1)上、下表面存在压力差;竖直向上;(2)见下面的推导.
考点02 浮力大小的影响因素
6.(2024•浙江模拟)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计的示数。
(1)金属块的质量是 kg,浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)分析图 ,可知浮力大小与排开液体的密度有关。
【答案】(1)0.48;2;(2)丁、戊。
【解答】解:(1)由甲图可知物体的重力G=4.8N,金属块的质量m===0.48kg,
金属块浸没在水中时,受到的浮力是:
F浮=G﹣GC=4.8N﹣2.8N=2N;
(2)比较图丁戊,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,两图中,测力计示数不同,根据称重法,可知金属块受到的浮力不同,故由实验数据可得到的结论是:浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关。
故答案为:(1)0.48;2;(2)丁、戊。
7.(2023秋•滨江区期末)在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了如下猜想:
A.可能与液体的密度ρ1有关;
B.可能与物体的密度ρ2有关;
C.可能与物体的体积V1有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积V2有关;
E.可能与物体浸没在液体中的深度h有关。
小明所在的实验小组得到的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(足够多)、细线。
(1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和 (填序号即可)是否正确。
(2)他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在如图所示的状态,读出测力计的示数F1.接着向下移动测力计和铁块,增大深度h,待铁块处于 状态时,再读出测力计的示数F2,继续增大h,重复上述操作。若每次测量,测力计的示数都相等,说明猜想 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)因为器材中只有一个铁块,所以无法探究浮力与物体密度及体积的关系,不能验证AC;
题目中只给出了一杯水,所以无法探究浮力与液体密度的关系,不能验证B;
可以在实验中改变物体浸在液体中的体积,所以可以验证D。
(2)由图知,物体完全浸没在水中,在实验过程中要保持物体静止时读数,不受液体阻力的影响,此时F浮=G-F.通过实验发现每次测量,测力计的示数都相等,说明所受的浮力不变,即浸没在液体中的物体所受的浮力与物体浸在液体中的深度h无关,所以猜想E错误。
故答案为:(1)D;(2)静止;错误的。
考点03 阿基米德原理验证实验
8.(2023秋•西湖区期末)小金在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
(1)图(a)中对溢杯内的水量有何要求? 。
(2)将石块从水面上方某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸入水中直至刚好完全浸没,整个过程中弹簧测力计的示数如何变化? 。
(3)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式 ,阿基米德原理将得到验证。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)图(a)中若溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果;所以溢杯内应盛满水;
(2)石块逐渐浸入水中直至刚好完全浸没,此过程中石块排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,石块受到的浮力变大,根据F拉=G﹣F浮可知,弹簧测力计示数逐渐变小;
(3)由图可知,图c测出了石块的重力,图d测出了石块浸在液体中时测力计的拉力,图b测出了空桶的重力,图e测出了桶和石块排开液体的总重力;
则物体浸入液体时受到的浮力为F2﹣F3,物体排开液体的重力为F4﹣F1,
如果F2﹣F3=F4﹣F1时,即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力,则阿基米德原理就成立。
故答案为:(1)溢杯内应盛满水;(2)逐渐变小;(3)F2﹣F3=F4﹣F1。
9.(2023秋•长兴县校级期末)某科学小组的同学用溢水杯、弹簧测力计、小烧杯、水、重物、铁架台及细线等设计了如图所示的实验装置验证阿基米德原理。
(1)如图甲所示,在重物从接触水面到刚好浸没水中的过程中,左边弹簧测力计的示数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图乙所示,用酒精代替水继续实验,发现此时的F3变大,说明浮力的大小与 有关。
(3)下列情况会影响实验结论的是 (填字母)。
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸没在水中
【答案】(1)变小;(2)液体的密度;(3)A。
【解答】解:(1)在物块从接触水面到刚好浸没水中的过程中,排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知物块受到的浮力变大,由F=G﹣F浮可知,左边弹簧测力计的示数变小;
(2)酒精代替水继续实验,发现此时的F3变大,由称重法可知浮力变小,排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力不同,说明浮力的大小与液体的密度有关;
(3)A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
B.图乙中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意。
故答案为:(1)变小;(2)液体的密度;(3)A。
考点04 阿基米德原理应用
10.(2023•绍兴)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
【解答】解:潜水器在水面下下潜过程中,排开水的体积保持不变,所处的深度变大,
由F浮=ρgV排可知,潜水器所受的浮力保持不变;
由p=ρgh可知,潜水器所受水的压强变大。
故选:A。
11.(2023秋•越城区月考)用绳子将浸没在水下深处的铁块慢慢向上提起,直至完全提出水面。在这个过程中,铁块受到的浮力( )
A.保持不变
B.先保持不变,后逐渐变小
C.逐渐变小
D.先逐渐变小,后保持不变
【解答】解:铁块从水下深处向上提起到刚好浸没时,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,其所受的浮力不变;
铁块从刚好浸没到完全提出水面时,排开水的体积变小,由F浮=ρgV排可知,其所受的浮力逐渐变小,
综上可知,铁块从水下深处向上提起,直至完全提出水面的过程中,受到的浮力先保持不变,后逐渐变小。
故选:B。
12.(2023秋•嵊州市期中)将重为6牛的物体浸没在水中,它排开水的重是5牛,则物体在水中受到的浮力是( )
A.11牛 B.1牛 C.5牛 D.6牛
【解答】解:根据阿基米德原理可知:
物体在水中受到的浮力F浮=G排=5N。
故选:C。
13.(2023•杭州模拟)将合金球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的,如图所示,当把细绳剪断后,合金球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的,这时合金球受到池底对它的支持力为3N,若已知合金球和木球体积之比为1:4,则( )
A.合金球沉底后所受浮力为3N
B.合金球的重力为3N
C.合金球的密度为3×103kg/m3
D.绳子剪断前后,两物体所受总浮力相差4N
【解答】解:(1)把细绳剪断前,木球和合金球漂浮,木球受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的拉力,
则G木+F拉=F木浮1,即G木+F拉=F木浮1=ρ水g(1)V木ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
细绳剪断后,木球漂浮,浮力等于重力,则G木=F木浮2,则G木=F木浮2=ρ水g(1)V木ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①式﹣②式得:
F拉=F木浮1﹣F木浮2ρ水gV木;
把细绳剪断前,合金球受竖直向上的浮力、竖直向上的拉力以及竖直向下的重力,即G合金=F拉+F合金浮;
把细绳剪断后合金球受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力以及竖直向上的支持力,即G合金=F+F合金浮;
所以F拉=F,即ρ水gV木=F=3N,
所以ρ水gV木=4×3N=12N,
则根据②得:
G木ρ水gV木12N=6N;
因为V合金:V木=1:4,
合金受到的浮力为:
F合金浮=ρ水gV合金=ρ水gV木12N=3N,故A正确。
(2)把细绳剪断后,木球漂浮,木球排开水的体积为V排=V木V木V木,
F浮=ρ水gV排=m木g,即ρ水gV木=ρ木V木g,
解得:ρ木ρ水,
把细绳剪断前,木球和合金球漂浮,两球的总浮力等于两球的总重力,即F浮前=ρ水gV排′=(m木+m合金)g,所以ρ水g( V木+V合金)=(ρ木V木+ρ合金V合金)g,
V合金:V木=1:4,
ρ水( 4V合金+V合金)=( ρ水×4V合金+ρ合金V合金),
整理可得:ρ合金=2×103kg/m3,故C错误。
(3)绳子剪断前后,两物体所受的总浮力之差为:
F浮前﹣F浮后=(G木+G合金)﹣(G木+F合金浮)=G合金﹣F合金浮=F=3N,故D错误。
则合金的重力为:
G合金=F合金浮+F=3N+3N=6N,故B错误。
故选:A。
14. 如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是()
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1
D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
【答案】D
【解答】解:A、甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,即p甲=p乙,故A错误;
B、溢水杯的底面积不变,受到的压强相同,根据F=pS可知容器底部受到的水的压力的大小不变,即F甲=F乙,故B错误;
C、F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力F浮=F1-F2,故C错误;
D、根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)G=F浮=F1-F2,故D正确。
故选:D。
1.(2023秋•平阳县校级期中)10月6日,中国选手谢远聪在杭州第19届亚运会皮划艇激流回旋男子单人划艇决赛中夺得金牌,右图中皮划艇所受浮力的方向是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】B
【解答】解:浮力的方向总是竖直向上的,故图中皮划艇所受浮力的方向为F2。
故选:B。
2.(2023秋•金东区期中)下列物体中,没有受到浮力的是( )
A.太空中的“嫦娥五号” B.下潜的“核潜艇”
C.航行的航母 D.上升的飞艇
【答案】A
【解答】解:A、太空中没有空气,故遨游的“嫦娥五号”不受浮力,故A符合题意;
B、下潜的“核潜艇”浸没在水中,受到水的浮力,故B不符合题意;
C、航行的航母,能浮在海水面上,就是因为受到的浮力等于重力,故C不符合题意;
D、上升的飞艇,受到空气的浮力,飞艇之所以上升,就是因为受到的浮力大于重力,故D不符合题意。
故选:A。
3.(2023秋•海曙区期末)关于物体受到的浮力,下列说法中正确的是( )
A.浮在水面的物体受到的浮力小
B.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C.物体浸没在水中越深受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小
【答案】B
【解答】解:根据F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与物体的体积、物体浸没在液体中的深度、物体的密度、物体在液体中的浮沉情况等因素无关,且物体排开水的体积越大,其受到的浮力越大,故B正确、ACD错误。
故选:B。
4.(2023•浙江)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是( )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
【答案】A
【解答】解:调节天平至指针指向分度盘中央,向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止时,它排开水的重力等于它的重力,故天平指针仍指向分度盘中央刻度。
故选:A。
5.(2023•衢州)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②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【解答】解: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;
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;
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;
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②③④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。
故选:C。
6.(2023秋•海曙区校级期末)某同学把几个鸭蛋放入配制好的盐水中,其中一个鸭蛋进入盐水中运动轨迹(如图所示),则该鸭蛋在此过程中所受浮力变化的大致曲线为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:鸭蛋在下沉到刚好浸没在盐水的过程中,排开盐水的体积变大;
鸭蛋继续下沉,再上浮到上表面刚接触水面的过程中,排开盐水的体积不变(等于鸭蛋的体积);
当鸭蛋上浮至漂浮的过程中,排开盐水的体积减小,
因为盐水的密度不变,则由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,鸭蛋在整个过程中受到的浮力先增大,再不变,再减小,最后漂浮时又保持不变(等于鸭蛋的重力),故A符合题意。
故选:A。
7.(2024•余姚市模拟)将四个形状不同、高度均为L的实心金属块,用细线拉着。匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中,直至容器底部,此时水未溢出。四个实验中与下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:根据图象可知,曲线中是斜率先变大再变小,最后完全沉入水中后就不变了;
A、当球体匀速浸入水中时,浸没的体积先变大后变小,符合题意;
B、正方体匀速浸入水中时,浸没的体积是均匀变化的,不符合题意;
C、当梯形匀速浸入水中时,浸没的体积逐渐减小,不符合题意;
D、当D中物体浸入水中时,浸没的体积先减小后增大,不符合题意,
故选:A。
8.(台州)如图是探究浮力大小影响因素的实验。
(1)丁图中圆柱体所受浮力为 牛。
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,可以探究浮力大小跟 的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,还应进行的实验操作是
。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)由甲知,圆柱体的重力G=6N;由图甲、丙知,圆柱体浸没在水中后所受浮力F浮=G﹣F=6N﹣1N=5N;丁图中圆柱体排开水的体积不变,则所受浮力仍然为5N;
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,保持排开液体的体积相同,液体的密度不同,可以探究浮力大小跟液体的密度的关系;
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,需要测量的量有四个:物体重力、物体浸在液体中时弹簧测力计的示数、空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力;所以还应进行的实验操作是测出空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力;
故答案为:(1)5;(2)液体的密度;(3)测出空桶的重力、小桶和溢出液体的总重力。
9.(绍兴)小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放,部分体积浸入水中时,在液面所对的烧杯壁作一标记线,读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)为 牛;再把金属块竖放浸入同一杯水中,当 时,读出弹簧测力计示数F乙(如图乙)。比较发现下F甲=F乙,小敏得出:浸没前物受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时,金属块底部受到水的压强p甲 p乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)1.6;水面与标记线相平;(2)小于。
【解答】解:(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,示数F甲为1.6N。
在液体密度一定时,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比,故当水面与标记线相平时,即控制排开液体体积不变,读出弹簧测力计示数F乙,比较发现F甲=F乙,得出:浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时,金属块底部所处液体深度h甲<h乙,根据p=ρgh知金属块底部受到水的压强p甲小于p乙。
故答案为:(1)1.6;水面与标记线相平;(2)小于。
10.(2023秋•绍兴月考)将两个体积相同的长方体物块放入同一种液体中,静止时在液体中的位置如图所示,它们上、下表面受到的压强差 ,压力差 ,浮力 。(均选填“相等”或“不相等”)
【答案】不相等;相等;相等。
【解答】解:由图可知:两个体积相同的长方体物块悬浮在同一种液体中,两长方体排开液体的体积相等,由阿基米德原理可知:两长方体受到的浮力相等;
因长方体上、下表面的压力差大小等于长方体受到的浮力,则两长方体上、下表面的压力差相等;
两长方体上、下表面的压力差相等,但图中两长方体上、下表面面积不相等,由压强公式可知:两长方体上、下表面受到的压强差不相等。
故答案为:不相等;相等;相等。
11.(2024•宁波模拟)某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验:
步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒和金属圆柱体(塑料圆筒内径和金属圆柱体直径相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。
步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。
步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度,使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。
(1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为 (用F1、F2、F3列式表示)。
(2)若实验中的测量结果满足 的关系,则可以验证阿基米德原理。
(3)实验中小组发现圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有 (填字母)。
A.步骤一中弹簧测力计未调零就使用
B.步骤二中液面未达到圆柱体上表面
C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满
D.步骤三未调节好铁夹的高度就读数
【答案】(1)F1﹣F2;
(2)F3=F1;
(3)C。
【解答】解:
(1)塑料圆筒和金属圆柱体挂在弹簧测力计上时,测力计的示数为F1,此时测量的是总重力,则G=F1,第1次实验时金属圆柱体浸入水中后,测力计的示数F2,根据称重法测浮力可知,此时圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F2=F1﹣F2;
(2)图乙测出了物体的重力,图丙测量的是物体浸在水中时弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力F浮=G物﹣F=F1﹣F2;物体排开液体的重力G排=F3﹣F2;如果满足:F3=F1可以证明阿基米德原理成立;
(3)A、若弹簧测力计都没有校零,F3与F2大小为变化量,对结果没有影响,故A错误;
B、步骤二中液面未达到圆柱体上表面,浮力更小,圆柱体受到的浮力等于它排开水的重力,故B错误;
C、步骤三中塑料圆筒中的水没有加满,排开水的重力G排更小,圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力,故C正确;
D、步骤三未调节好铁夹的高度就读数,圆柱体可能没完全浸没在水中,排开液体的体积小,圆柱体受到的浮力等于它排开水的重力,故D错误。
故选:C。
故答案为:(1)F1﹣F2;
(2)F3=F1;
(3)C。
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