内容正文:
浮力练习(基础)
一、单选题
1.(2021八上·椒江期末)如图所示, 一个装有盐水的烧杯静止在斜面上, 有一个鸡蛋悬浮在盐水中, 则鸡蛋所受的浮力方向应为图中( )
A.1的方向 B.2的方向 C.3的方向 D.4的方向
2.(2021八上·龙湾期中)下列情景中没有受到浮力的物体是( )
A.B.C. D.
3.(2019八上·温州期中)在不久前的海上阅兵中,中国正式向外界公开了094级战略核潜艇,这是我国自行研制的新一代潜艇;当潜艇从深海中加速上浮而未露出水面的过程中,它受到的( )
A.浮力大于重力 B.浮力小于重力
C.浮力变大 D.浮力变小
4.(2017八上·乐清期中)如图所示,将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确表示浮力F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图象是( )
A.B.C.D.
5.在探究“物体所受浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”时,具体设计的实验操作步骤如图所示。为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是( )
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、甲、乙、丙
二、填空题
6.如图A所示,杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。
(1)茶叶漂浮在水面上是因为浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)重力。
(2)一段时间后茶叶逐渐下沉,是因为浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)重力。
7.三根相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示情况,乙球下方的弹簧长度等于原长。
(1)这三个球受到的浮力大小关系是 (填字母)。
A.F甲< F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲=F乙=F丙
(2)这三个球的密度大小关系是 (填字母)。
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ甲>ρ乙>ρ丙 C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
(3)其中 (填“甲”“乙”或“丙”)球的密度与液体密度相同。
8. 用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N,此时物体受到的浮力为 N,放手后物体将 (填“上浮”或“下沉”),待物体静止时所受的浮力为 N。
9.某同学在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程:
(1)石块的重力G= N。
(2)石块浸在水中后测力计的示数G'= N,由此可得石块所受浮力F浮= N。
(3)石块排开的水所受到的重力G排= N。
(4)比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮 G排。
(5)由上述实验可得,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液体受到的 ,这就是著名的 原理,用公式表示为 。
10.(2022八上·婺城期末)某小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)进行探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验,装置如图所示。
(1)向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐变小,B的示数逐渐变大,且A、B示数的变化量 ;(选填“相等”或“不相等”)
(2)小组同学更换相关器材,顺利完成了实验。实验后小组成员进行交流,认为要验证阿基米德原理,重物 (选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
三、实验探究题
11.(2022八上·婺城期末)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象: ;
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图甲所示。
观察并分别比较图中有关数据可知:
当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N;
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是 (选填“①”或“②”)。
四、解答题
12.如图甲所示,石块在钢丝绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸入水中,如图乙所示是钢丝绳拉力随时间t变化的图像,若不计水的阻力,求:(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)石块全部浸入水中时受到的浮力。
(2)石块的体积。
13.如图所示,在弹簧测力计下悬挂一物体,在空气中弹簧测力计的示数为6 N,当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是4 N,g取10 N/kg。求:
(1)物体的重力。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力。
(3)物体浸没时排开水的体积和物体的密度。
14.(2022八上·婺城期末)如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母—山东舰,该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼-15舰载机,每架舰载机质量为25吨。求:
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力;
(2)航母在某海域训练,每起飞一架舰载机,航母排开海水减少的体积。(本题中海水密度取1.0×103Kg/m3)
15.(2021八上·杭州期中)一张总体积为0.3米3的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫,将其放入水中时,静止时床垫有 体积浸入水中,求:
(1)此时床垫受到的浮力多大?
(2)床垫的重力和浮力哪个大?为什么?
16.(2020八上·嵊州期中)如图是用绳子从水中提升重物的情景。若已知物体的质量为 250kg、体积为0.1m 3 (g 取 10N/kg)。求:
(1)物体的重力是多少?
(2)物体浸没在水中所受的浮力是多少牛?
(3)匀速提升物体时绳子所受的拉力是多少牛?
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浸在液体里的物体,受到的浮力始终是竖直向上的,即与水平面垂直向上,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
2.【答案】A
【解析】【分析】根据浮力产生的原因判断。
【解答】浸在液体或气体中的物体,受到竖直向上的托力,这就是浮力。热气球浸没在空气中,轮船和潜水艇浸在水中,都会受到浮力,故B、C、D错误;
人造卫星在太空中,既没有浸没在液体中,也没有浸在气体中,肯定不受浮力,故A正确。
故选A。
3.【答案】A
【解析】【分析】当物体漂浮时,浮力应等于重力;当物体所受浮力小于重力时,物体将下沉。
【解答】当浮力大于重力时,物体上浮。
故答案为:A
4.【答案】D
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=液gV排,随着排开液体体积的增大,浮力逐渐增大。但是当物体完全浸没水中,及时深度不断增加但是排开液体体积不变,浮力不变。
【解答】A、随着排开液体体积的增大,浮力是增大的。
B、随着排开液体体积的增大,浮力是增大的,而且不会变为0。
C、随着排开液体体积增大,浮力增大。但是不会一直增大。
D、随着排开液体体积增大,浮力不断增大,但是当物体完全浸没后,浮力就不再改变。
故答案为:D
5.【答案】D
【解析】【分析】根据探究浮力与排开液体重力的关系的实验过程、现象和设计思路分析判断。
【解答】①在实验过程中,物体受到的浮力F浮=G-F拉,即要测量物体的重力和它浸没在水中时测力计的拉力。物体一旦沾水会使其重力变大,因此应该先测重力后测拉力,即甲在乙的前面。
②物体排开水的重力G排=G总-G桶,即要测桶和排开水的总重力以及空桶的重力。小桶一旦进水会使空桶的重力偏大,因此应该先测空桶再测总重力,即丁在丙的前面;
③因为将物体浸没水中时,就需要将小桶放在溢水杯下,所以需要先测出空桶的重力,再进行物体重力的测量。
那么正确的实验顺序应该为:丁、甲、乙、丙。
故选D。
6.【答案】(1)等于
(2)小于
【解析】【分析】(1)物体漂浮是指自然状态下,物体一部分在液面下,一部分在液面之上。此时物体只受两个力:重力和浮力,二力平衡;
(2) 物体浮沉条件是:当物体所受的浮力大于自身的重力时,物体上浮;当物体所受的浮力等于自身的重力时,物体悬浮;当物体所受的浮力小于自身的重力时,物体下沉。
【解答】(1)茶叶漂浮在水面上是因为浮力等于重力。
(2)一段时间后茶叶逐渐下沉,是因为浮力小于重力。
7.【答案】(1)C
(2)A
(3)乙
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小;
(2)对三个小球进行受力分析,根据二力平衡的知识比较重力的大小关系,再根据密度公式比较密度大小;
(3)将三个球的密度与水的比较进行比较即可。
【解答】(1)液体的密度相同,且三个小球排开液体的体积相同,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力相等,即F甲=F乙=F丙,故选C。
(2)甲:弹簧伸长,小球受到向下的拉力和重力,以及向上的浮力,那么G甲=F浮力-F拉力;
乙:弹簧没有伸长也没有缩短,小球不受弹力,只受到向下的重力和向上的浮力,那么G乙=F浮力;
丙:弹簧被压缩,受到向上的弹力和浮力,以及向下的重力,那么G丙=F浮力+F弹力;
比较可知,小球的重力G甲<G乙<G丙;
根据公式G=ρVg可知,小球的密度ρ甲<ρ乙<ρ丙。
故选A。
(3)根据上面的分析可知,乙受到的浮力等于自身重力,即它在液体中应该悬浮,那么乙球的密度与液体密度相同。
8.【答案】8;上浮;5
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮力=G排计算受到的浮力。
(2)比较浮力和重力的大小,根据浮沉条件判断物体的状态,最终再计算受到浮力的大小。
【解答】(1)物体排开水的重力为8N,则它受到的浮力F浮力=G排=8N;
(2)因为F浮力>G,所以物体在水中上浮,最终在水面漂浮。根据漂浮条件可知,它此时受到的浮力等于重力,即F浮'=G=5N。
9.【答案】(1)3
(2)1.6;1.4
(3)1.4
(4)=
(5)重力;阿基米德;F浮=G排
【解析】【分析】(1)根据图甲确定石块的重力;
(2)根据图乙确定石块浸在水中后测力计的示数,根据F浮=G-F示计算出它受到的浮力;
(3)石块排开水的重力等于小桶和水的总重力与空桶重力的差;
(4)比较浮力和排开水的重力大小的关系即可;
(5)根据阿基米德原理的内容解答。
【解答】(1)根据图甲可知,测力计的分度值为0.2N,则石块的重力G=3N;
(2)根据乙图可知,石块浸在水中后测力计的示数G'=1N+0.2N×3=1.6N。那么石块受到的浮力:
F浮=G-F示=3N-1.6N=1.4N。
(3)根据丙图可知,石块排开水的重力G排=1.8N-0.4N=1.4N。
(4)比较可知,石块受到的浮力等于它排开水的重力,即F浮=G排。
(5)由上述实验可得,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液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理,用公式表示为F浮=G排。
10.【答案】(1)相等
(2)不一定
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排分析解答;
(2)当重物完全浸没在水中时,它排开水的重力大;当重物没有完全浸没在水中时,它排开水的重力小。但是无论怎样,物体受到的浮力始终等于排开的水重,即两个弹簧测力计的示数变化始终保持一致。
【解答】(1)向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐变小,说明该物体受到的浮力逐渐增大。B测力计的示数增大,说明该物体排出水的质量增大。根据阿基米德原理F浮=G排可知,A、B示数的变化量相等。
(2)小组同学更换相关器材,顺利完成了实验。实验后小组成员进行交流,认为要验证阿基米德原理,重物不一定要浸没在水中。
11.【答案】(1)同一个鸡蛋在清水中下沉,在一定浓度的盐水中可以漂浮。
(2)0.8
(3)②
【解析】【分析】(1)根据自己的生活经验寻找能够证明浮力大小与液体密度大小有关的例子;
(2)将A、C两图进行比较,根据公式F浮力=G-F拉计算物体浸没时受到的浮力;
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析物体受到浮力的大小变化规律。
【解答】(1)写出能够支持猜想③的一个生活现象:同一个鸡蛋在清水中下沉,在一定浓度的盐水中可以漂浮。
(2)根据A图可知,该物体的重力G=4N;根据C图可知,该物体完全浸没在水中时测力计的示数为3.2N,那么它受到的浮力:F浮力=G-F拉=4N-3.2N=0.8N。
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置的过程中,该物体排开水的体积逐渐增大,然后保持不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力先增大再保持不变,故选②。
12.【答案】(1)解:由图乙可知,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即:F=G=1400 N,当石块全部浸入水中后受到的浮力:F浮=F-F'=1400 N-900 N=500 N。
(2)解:根据F浮=ρ液gV排得,V排= = =5×10-2 m3,
因为石块完全浸没在水中,所以石块的体积:V石=V排=5×10-2 m3。
【解析】【分析】(1)当石块没有进入水中时,它受到的拉力等于重力,这段时间内拉力保持不变。当石块完全浸没水中后,它排开水的体积不变,则它受到的浮力保持不变,因此拉力保持不变。据此计算出石块的重力和完全浸没时受到的拉力,最后根据 F浮=F-F' 计算出浮力即可。
(2)当石块完全浸没水中时,它排开水的体积等于自身体积,根据 计算出即可。
13.【答案】(1)解:由题意可知,物体的重力:G=6 N
(2)解:物体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F示=6 N-4 N=2 N。
(3)解:由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可得,
物体浸没在水中时排开水的体积:V排= = =2×10-4 m3,
物体的体积:V=V排=2×10-4 m3,
物体的质量:m= = =0.6 kg,
物体的密度:ρ= = =3×103 kg/m3
【解析】【分析】(1)在空气中称量物体时,它受到的弹簧测力计的拉力与自身的重力相互平衡,即G=F;
(2)当物体浸没在水中时,它受到竖直向上的浮力和测力计的拉力,以及竖直向下的重力。根据二力平衡的知识得到:G=F浮力+F示,据此计算浮力即可。
(3)当物体完全浸没在水中时,它排开水的体积等于自身体积,即 ,再根据计算出物体的质量,最后根据 计算出它的密度。
14.【答案】(1)在标准排水量时,航母所受的浮力F浮=G排=m排g=5×107kg×10N/kg=5×108N
(2)航母漂浮在水面上,它受到的浮力始终等于自身和舰载机的总重力,
因此舰载机起飞后,它受到浮力的减小量应该等于舰载机的重力,
即起飞一架舰载机后,浮力的减小量为:△F浮力=G机=25×103kg×10N/kg=2.5×105N;
此时航母排开海水减小的体积为:
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算出航母受到的浮力;
(2)根据漂浮条件和阿基米德原理计算出排开海水体积的减小量。
15.【答案】(1)解:根据阿基米德原理F浮=ρgV排可求得床垫受到的浮力:
F浮=1.0×103千克/米3×10牛/千克×0.3米3 =600牛;
(2)解:一样大。因为床垫是浮在水面的(即处于静止状态),所以受到的重力和浮力是一对平衡力,二者一样大。
【解析】【分析】漂浮浮力等于重力;阿基米德公式F浮=ρ液gV排,完全浸没时V排=V物。
【解答】 (1)V排=V物=0.3m3×0.2=0.06m3,ρ水=1.0×103Kg/m3,F浮=ρ水gV排=1.0×103Kg/m3×0.06m3×10N/Kg=600N;
(2)由于床垫在水中是处于漂浮状态,物体受力平衡,重力和浮力大小相等。
故答案为:(1)600N;(2) 一样大,因为床垫是浮在水面的(即处于静止状态),所以受到的重力和浮力是一对平衡力,二者一样大 。
16.【答案】(1)物体的重力G=mg=250kg×10N/kg=2500N;
(2)物体浸没在水中所受的浮力:F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×0.1m3=1000N;
(3)匀速提升物体时绳子所受的拉力:F拉=G-F浮=2500N-1000N=1500N。
【解析】【分析】(1)根据公式G=mg计算物体的重力;
(2)当物体完全浸没时,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算受到的浮力;
(3)当物体匀速向上运动时,它受到竖直向上的浮力和拉力,竖直向下的重力,即G=F浮+F拉,据此计算拉力即可。
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