内容正文:
9. 2 阿基米德原理(第2课时)
知识点 应用阿基米德原理进行浮力的计算
1. 两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比 ( )
A. 甲所受浮力更大
B. 乙所受浮力更大
C. 甲、乙所受浮力一样大
D. 不知道液体密度无法比较浮力大小
C
2. 如图所示,鱼嘴吐出的气泡上升,对气泡上升时受到的浮力和气泡受到水的压强分析正确的是 ( )
A. 浮力不变,压强不变
B. 浮力变小,压强变小
C. 浮力变大,压强变大
D. 浮力变大,压强变小
D
3. 小明洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,那么 ( )
A. 芒果受到的浮力更大些
B. 桔子受到的浮力更大些
C. 两个受到的浮力一样大
D. 芒果不受浮力作用
A
4. 如图所示是我国新研制的“极目一号”高原探测浮空艇,内部充满氦气和空气的混合气体,其密度为0. 2 kg/m3,浮空艇的总体积为9 100 m3。某次放飞后该浮空艇静止悬浮在空中,它周围空气的密度为1. 2 kg/m3,则浮空艇受到空气的浮力为____________N;在升空过程中,浮空艇所受浮力_________(选填“逐渐变小”“不变”或“逐渐变大”)。(g取10 N/kg)
1. 092×105
逐渐变小
5. 2022年5月20日,全球首艘10万吨级智慧渔业大型养殖船“国信1号”在青岛交付运营。如图所示,“国信1号”排水量1. 3×105 吨,它满载时所受的浮力是_________N。(g取10 N/kg)
1. 3×109
6. 一艘轮船自重为9×106 N,当空船漂浮在水面上时,船受到的浮力为________N;该船满载货物时受到的浮力为9. 12×106 N,则此时船排开水的体积为____m3。(g取10 N/kg,ρ水=1. 0×103 kg/m3)
9×106
912
7. 用弹簧测力计悬挂重为5. 4 N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为___N,物体的体积为___________m3。(ρ水=
1. 0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
2
2×10-4
8. 把木块放在装满水的溢水杯后有8×10-4 m3水流出来,排开水的质量是_____kg,排开水的重力是___N,木块受到的浮力是___N。(g取10 N/kg)
0. 8
8
8
9. 如图所示,我国第一艘航空母舰“辽宁号”,于2012年9月25日诞生,航空母舰上设有机场、商店、洗浴中心、餐厅、电影院、武器设备等,不载物时,它的排水量为5. 5×104 t,满载物时,它的最大排水体积为
6. 7×104 m3。求:(ρ水=1. 0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)航空母舰不载物时所受到的浮力;
解:(1)m排=5. 5×104 t=5. 5×107 kg,
航空母舰不载物时所受到的浮力
F浮=G排=m排g=5. 5×107 kg×10 N/kg=5. 5×108 N
(2)航空母舰满载物时所受到的浮力。
解:(2)航空母舰满载物时,排水体积最大,
则由阿基米德原理可得,航空母舰满载物时所受到的浮力
F浮′=ρ水gV排
=1. 0×103 kg/m3×10 N/kg×6. 7×104 m3
=6. 7×108 N
答:略。
10. 弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲所示;图乙是弹簧测力计示数F随物体下降时间t变化的图像,则下列说法中正确的是
( )
A. 4~8 s物体的重力在减小,浮力在增大 B. 8 s后物体下表面受到水的压强不变C. 物体受到的最大浮力是5 N D. 物体的密度是2. 25×103 kg/m3
D
11. 如图甲所示,用弹簧测力计提着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与烧杯接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。当圆柱体完全浸没时所受浮力为____N,此时排开水的体积是________m3,圆柱体的密度为________kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1. 0×103 kg/m3)
0. 8
8×10-5
3×103
12. 物理实验操作考核中,在水平桌面上放一个容器,装入适量的水(如图甲),某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从液面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示,求:(g取10 N/kg)
(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力;
解:(1)由图可知,圆柱体未浸入水中时弹簧测力计的示数F=G=3 N。圆柱体浸没在水中后弹簧测力计
的示数F′=2 N,由称重法可得,圆柱体浸没在水中时所受到的浮力 F浮=G-F′=3 N-2 N=1 N。
(2)圆柱体的体积;
因圆柱体浸没在水中,物体排开水的体积就是圆柱体的体积,则圆柱体体积V=1×10-4 m3。
解:(2)由阿基米德原理F浮=ρgV排可得,圆柱体浸没时
排开水的体积
V排= =1×10-4 m3
(3)圆柱体的密度。
解:(3)圆柱体的重力G=F=3 N,
答:略。
则圆柱体的密度ρ= =3×103 kg/m3
$$9. 2 阿基米德原理(第1课时)
知识点一 探究浮力的大小
1. 某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的四次测量,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4,则 ( )
A. F浮=F2-F1
B. F浮=F2-F3
C. F浮=F2-F4
D. F浮=F4-F3
B
2. 如图所示,某同学在做“验证阿基米德原理的实验”,下面叙述正确的是 ( )
A. 步骤乙中物体受到的浮力是1 N
B. 步骤乙中物体排开水的重力为1 N
C. 步骤丙中弹簧测力计的示数应该是2 N
D. 步骤乙中水对物体上、下表面的压力差是2 N
D
3. 如图是小明验证阿基米德原理的实验步骤示意图,图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。
(1)小明同学应该先做步骤___(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)最合理;
(2)已知甲、乙、丙、丁四次测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,为了得到结论,小明同学应该比较_________和_________的
大小关系。(用F1、
F2、F3、F4表示)
丙
F1-F2
F4-F3
知识点二 阿基米德原理
4. 潜水员从水下15 m的地方上浮到距水面1 m的地方,则潜水员所受的浮力和压强 ( )
A. 压强和浮力都将变大
B. 压强减小,浮力不变
C. 压强和浮力都将变小
D. 压强不变,浮力变小
B
5. 将体积相同的甲、乙、丙、丁四个小球放入水中,静止时如图所示,则受到浮力最小的是 ( )
A. 甲 B. 乙
C. 丙 D. 丁
A
6. 小明潜水时,看到鱼儿在比自己位置更深处游,如图所示。此时,小明受到的浮力比鱼受到的浮力___,海水对小明的压强比对鱼的压强___。(均选填“大”或“小”)
大
小
7. 自由潜水运动目前正在全球各地流行起来。如图所示,小丽训练潜水时,排开水的体积为0. 05 m3,则她在水中所受浮力为_____N。小丽的重力为480 N,下潜过程中,浮力和重力的合力为____N、方向竖直_____。(g取10 N/kg,水的密度为1. 0×103 kg/m3)
500
20
向上
8. 下列有关浮力的说法错误的是 ( )
A. 温州大桥全长17. 1千米,由于桥墩的底部陷入土中,未受到水给它向上的压力,所以桥墩不受浮力
B. 若测定一个气球的重力时,测定值比实际值要小,其原因可能是它受到了空气对它的浮力
C. 破冰船从长江开入东海时,由于排开液体的密度改变,所以浮力会变大
D. “蛟龙号”潜水艇在水下150 m和水下500 m处,由于物体排开水的体积一样,所以受到浮力一样
C
9. 某实验小组按照如图甲所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为____N。石块排开的水所受的重力可由____ (填字母代号)两个步骤测出;
1. 4
AD
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于___________所受的重力;另一实验小组,用木块做实验,发现木块浮在水面,其他步骤操作正确,则____(选填
“能”或“不能”)验证阿基米德
原理;
它排开的水
能
(3)在石块从接触水面到全部浸没水中的过程中,如步骤C所示,弹簧测力计的示数会_____,水对溢水杯底部的压强_____;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)根据记录的实验数据计算出了该石块的密度约为____g/cm3(结果保留一位小数,
ρ水=1. 0×103 kg/m3);
变小
不变
2. 7
(5)该小组又进行了如下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上,如图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图丙所示,其示数为m2,则m1____(选填“>”“=”或“<”)m2。
=
$$