专项训练:专题17-浮力(2)2024-2025学年北师大版物理八年级下学期
2025-02-16
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内容正文:
2024-2025学年北师大版物理八年级下学期专项训练:专题17-浮力(2)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1.如图所示,是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关键知识是( )
A. 气球受到重力 B. 帽子质量大于气球质量
C. 帽子密度大于气球密度 D. 空气对物体有浮力作用
2.如图所示,甲、乙、丙三只实心球的体积相等,在同种液体中静止,由图中三个球的位置可知( )
A. 甲球受的浮力最小 B. 甲球受的浮力最大
C. 丙球受的浮力最小 D. 三个球受到的浮力大小相等
3.小阳将一个薄壁空水杯放在水平放置的电子秤上,如图甲所示,再将电子秤示数清零按电子秤的清零键后,示数显示为零。水杯中倒入适量的水后,如图乙所示,电子秤示数为。用细线系好小金属块,使其浸没在水中不碰水杯,如图丙所示,电子秤示数为。使金属块沉底并松手,如图丁所示,电子秤示数为。已知水杯的底面积为,水的密度为。下列判断正确的是( )
A. 乙图中,水对杯底的压强为
B. 丁图中,金属块受到的浮力为
C. 金属块的密度为
D. 丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力大于
4.A、是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度、的大小关系为( )
A. B. C. D. 无法判断
5.如图所示,底面积相同的甲、乙两个容器放在水平桌面上,容器内的水面相平。现将、两个体积相同的实心物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时沉在甲容器底部,悬浮在乙容器的水中。下列说法正确的是 ( )
A. 、两物体的密度
B. 、两物体的质量
C. 、两物体所受的浮力
D. 放入、两物体后,甲、乙容器底部所受水的压强
6.海水密度会随温度变化产生细微变化,科学家用某种方法测量不同温度下的海水密度,如图所示。当海水温度从上升到时,把测力计下悬挂的质量和体积都不变的实心小球浸没在海水中,小球一直处于静止状态,测得测力计示数和海水温度关系如图所示,此过程中由于蒸发,海水的质量变小,但小球一直都浸没在海水中,下列选项中能正确反映海水的密度和水温的关系的是( )
A. B. C. D.
7.三峡大坝船闸利用连通器原理让轮船平稳通行,图中船处于平衡状态,则( )
A. 甲图中阀门打开后,两边液面高度保持不变
B. 甲图中、点处的液体压强相等
C. 甲、乙图中点处的液体压强不等
D. 船在甲、乙图中排开液体的质量不等
8.将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 三个小球的质量大小关系是
B. 三个小球受到的浮力大小关系是
C. 三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是
D. 三个烧杯底部对桌面的压力大小关系是
9.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀,且不吸水的、两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当、静止时,有五分之二的体积露出水面,悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将置于上一起放入丙烧杯中,静止时的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
A. 的密度是
B. 、的重力之比为:
C. 、的体积之比为:
D. 图中,甲、乙烧杯对桌面的压力之比为:
10.
如图,体积相同的两个物体、用不可伸长细线系住,放入水中后,刚好完全浸没入水中,细线被拉直。已知重,受到的浮力为,、密度之比为:。以下说法中不正确的是
A. 受到的重力为 B. 细线对的拉力为
C. 的密度为 D. 对容器底部的压力为零
11.如图所示,桌面上放置两个相同的圆柱形容器,装有甲、乙两种体积相同的液体,密度分别为、,液体对容器底部的压强分别为、;体积相同的实心球、,密度分别为,重力分别为。将球放入甲液体中,球放入乙液体中,球和球静止时均有一半体积露在液面外,液体均没有溢出,此时所受浮力的大小分别为和。下列判断中正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
12.两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体、分别放入两容器中,静止时两液面等高,如图所示,则( )
A. 的重力小于的重力 B. 受的浮力等于受到的浮力
C. 两容器底部所受液体压强相等 D. 甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力
二、填空题:本大题共5小题,共10分。
13.某个热气球充气后体积为,则该热气球所受的浮力为 。取,空气的密度取
14.如图甲所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象证明了______的存在。如图乙所示,手压易拉罐慢慢浸入水中的过程,易拉罐所受到的水的浮力______填“增大”、“不变”或“减小”。如图丙所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两个易拉罐间的距离减小,可以用吸管按图中箭头______填“”或“”所示的位置和方向用力吹气。
15.将一不吸水、体积为的长方体缓慢放入装有一定水的圆柱形容器内,如图所示长方体静止时有体积露出水面取
长方体受到的浮力与重力的大小关系是: ,长方体所受浮力
放入长方体后,水面上升了,容器底部受到水的压强增加了 .
16.小明有一个不吸水的工艺品,底座为质地均匀的柱形木块,木块上粘有合金块。他将工艺品竖直放置在水中如图甲,静止时木块浸入水中的深度为;按图乙竖直放置,静止时木块浸入水中的深度为,工艺品所受浮力与图甲相比 填“变大”“变小”或“不变”。因黏合处松开导致合金块沉底,若不计黏合材料的影响,合金块的密度为水的倍,当木块在水中竖直静止时,浸入的深度 用、、表示。
17.如图所示,底面积为的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。重力为,体积为的木块漂浮在水面上,如图甲所示;现将一体积为的合金块放在木块的上方,木块恰好有五分之四的体积浸入水中,如图乙所示,则合金块的密度是 。将合金块从木块上取下放入容器的水中,当、都静止时,水对容器底部的压强比取下合金块前减小了 取。
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
18.如图所示,一个质地均匀的正方体实心铁块浸没在水中静止,请在图中画出物体所受力的示意图。
19.如图,把测力计下悬挂的实心金属块体积不变浸没在水中,处于静止状态。图是水密度与温度关系的图象。请在图中大致画出:测力计示数和水温关系图象。
20.如图,一轻质细绳上端系着一重为的氢气球,下端固定在水平地面,细绳在竖直方向被拉紧。氢气球保持静止,点为氢气球的重心。请在图中画出氢气球的受力示意图。
四、实验探究题:本大题共5小题,共30分。
21.小阳探究浮力大小与排开水所受重力的关系,如图所示,弹簧测力计的示数分别为、、和。某次实验时,测得,,,。
物体在空气中所受的重力等于_____。
物体浸入水中之后所受的浮力等于_____。
物体排开水所受的重力等于_____。
通过以上实验可得:物体所受浮力的大小_____选填“大于”“等于”或“小于”物体排开水所受到的重力。
22.实心钢铁块放在水里会沉入水底,做成船能浮在水面上。有同学根据此现象认为“浸在液体里的物体受到的浮力也与其形状有关”,这种看法是否正确?请设计实验验证你的观点。
23.如图是“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。实验中保持物体处于静止状态,图和图中物体露出液面的体积相等,弹簧测力计测得的拉力大小的关系是:,。则:
由图和图的探究可得结论:________________;
由图和图的探究可得结论:________________;
由图和图的探究可得结论:________________。
24.如图所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
在图中改变物体浸没在水中的深度,发现测力计的示数不变,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 选填“有关”或“无关”。
由图 和 可知,浸在液体中的物体所受浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。
由图和可知,物体在液体中所受浮力的大小跟液体的 有关。
用弹簧测力计在空气中称与实验中物体体积相同但密度不同的另一物块的重力,再将其浸没在煤油中,发现测力计的示数变化与图、中测力计的示数变化相同,说明浮力的大小与物体的密度 选填“有关”或“无关”。
该实验用到的实验方法是 。
25.小李探究“浮力大小与哪些因素有关“实验,他将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上,如图甲所示。再将金属块缓慢浸入溢水杯的水中。且始终不与杯接触,如图乙所示。
物体的重力为______。
随着金属块逐渐浸没水中,弹簧测力计示数逐断变小,当金属块全部浸入水中时受到的浮力为______,此过程说明物体在水中受到的浮力大小与______有关。
小李另取杯酒精用弹黄测力计吊着该金属块浸没于酒精中,观察到弹簧测力计示数为,由此初步得到:物体在液体中受到的浮力大小与______有关。
从金属块开始浸入装满水的溢水杯,直至浸没一定深度的过程中电子秤的示数变化情况是______选填“先变大后不变”,“先变小后不变”或“不变”。
测乒乓球的密度时,采用如图所示的圆柱形容器,以及细针和电子秤进行测量,其操作顺序以及示数如图、、所示。
小李分析电子秤的数据可知,乒乓球的质量为______,密度为______。
同桌小王认为,小李的实验操作至过程中,乒乓球上浮至漂浮时沾水,导致密度测量结果偏大,该说法是______的选填“正确”或“错误“。
五、计算题:本大题共3小题,共24分。
26.年月日,我国第一艘国产航母交付海军,命名为“中国人民解放军海军山东舰”,舷号为“”如图。已知山东舰正常排水量为万吨,满载排水量为万吨,请算出它满载时受到的浮力。取,
27.在如图所示的实验中,如果铁块的体积,取,试问:
把铁块浸没在水中时,它排开的水的重力为多少?它受到的浮力多大?
把铁块浸没在密度为的盐水中时,它排开的盐水的重力为多少?它受到的浮力多大?
28.有一个容积为的气球,充满氦气后重为,设空气的密度为,取,则:
该气球受到的空气浮力有多大?
该气球最多能载质量为多少的物体?
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
浸没在空气中的物体受到空气对它的浮力,将帽子送给楼上,是因为气球和帽子在空气中受到空气的浮力大于气球和帽子的重,使帽子能上升。
本题考查了浮力在生活中的应用,在平时的学习生活过程中,多观察、多分析,提高自己的分析能力。
【解答】
空气对气球和帽子有浮力作用,当气球和帽子受到的浮力大于自身重力,使帽子上升到楼上,故D正确,ABC错误。
2.【答案】
【解析】【分析】
根据三只实心球的体积关系和排开液体体积的大小关系以及阿基米德原理进行解答。
本题考查了阿基米德原理的应用,难度不大。
【解答】
已知三只球的体积是相等的,甲漂浮,乙悬浮,丙沉入液体底部,由图知,三个球排开液体的体积关系为
,因为,所以三球受到的浮力,
即甲球受的浮力最小,乙球和丙球受到的浮力相等,故A符合题意,不符合题意。
3.【答案】
【解析】A.水的重力为,容器上宽下窄,水对容器底部的压力小于水的重力,则乙图中,水对杯底的压强小于 ,故A错误;
B.图丙悬挂状态下,金属块受到的浮力与金属块向下压力是一对作用力与反作用力,此时金属块受到的浮力为 ,图丁中金属块也是完全浸没的,所以浮力与图丙中相同,为 ,故B错误;
C.金属块的体积为
金属块沉在杯底后,电子秤示数为,是一杯水和金属块的总重,则金属块的重力为 ,金属块的密度
,故C正确;
D.丙图与乙图相比,水杯对电子秤增加的压力等于金属块受到的浮力,等于 ,故D错误。
故选:。
4.【答案】
【解析】解:把当做一个物体进行受力分析:
因为漂浮,所以,甲图物体受到的浮力:;
因为漂浮,所以,乙图物体受到的浮力:;
故两种情况下,;根据可知,排开液体的体积也相同,,所以;
故选:。
把看作一个整体,因为都是漂浮体,浮力都等于重力,两种情况下物体排开水的体积相同。
将阿基米德原理和漂浮条件联合使用,是解决此类题目的关键。
5.【答案】
【解析】解:、将、两个物体分别放入甲、乙两个容器内,静止时沉在甲容器底部,悬浮在乙容器的水中。由物体浮沉条件知:,。故A错误;
B、由上知,,。所以。已知、体积相同,由公式知,。故B错误;
C、已知、体积相同,静止时沉在甲容器底部,悬浮在乙容器的水中。所以两个物体排开水的体积相同。由知,两个物体受到的浮力相同,即。故C错误;
D、已知、体积相同,甲、乙两个容器的底面积相同且容器内的水面相平。将两个物体分别放入甲、乙两个容器内,甲容器内水面上升幅度更大,也就是增加的深度更大。由知:放入、两物体后,甲、乙容器底部所受水的压强。故D正确。
故选:。
物体的浮沉条件:,下沉;,悬浮;,上浮;
体积相同的物体,质量与密度成正比;
在液体密度相同时,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比;
在液体密度相同时,液体产生的压强与深度成正比。
此题是一道力学综合题,考查了物体浮沉条件、密度计算公式、阿基米德原理和液体压强公式的应用,熟悉基本规律,确定两个物体与水的密度关系,是正确解答此题的第一步。
6.【答案】
【解析】小球在海水中受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的浮力、弹簧测力计的拉力,
由于小球处于静止状态,所以
,
其中一定,
由图象知,先变小后变大,
说明浮力先变大后变小;
小球排开海水体积一定,
由知,
液体密度先变大后变小,
也就是液体密度随温度先变大后变小。
故选:。
小球在海水中受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的浮力、弹簧测力计的拉力。其中,重力不变,因为浮力的变化引起拉力的变化;
在排开液体体积一定时,物体受到的浮力与液体密度成正比。
此题考查了阿基米德原理的应用,对小球正确进行受力分析是解答的基础。
7.【答案】
【解析】A、图中,阀门打开,闸室和上游水道构成连通器,水从上游流向闸室,故A错误;
B、甲图中、点处的深度不同,由公式可知、点处的液体压强不相等,故B错误;
C、甲、乙图中点的深度不同,所受液体压强不同,故C正确;
D、船在甲、乙图中都处于漂浮状态,受到的浮力相等,根据可知:船排开液体的质量相同,故D错误。
故选:。
上端开口、底部相连通的容器叫做连通器;连通器的特点:连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面保持相平;在流动时,由液柱高的一端向液柱低的一端流动,直到各容器中的液面相平时,即停止流动而静止;
根据判断液体压强的大小;
根据阿基米德原理判断排开液体的质量关系。
本题考查连通器、液体压强公式的运用以及阿基米德原理,是一道综合题。
8.【答案】
【解析】解:、甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,所以甲球的密度大于水的密度,乙球的密度小于水的密度,丙球的密度等于水的密度,因此三个小球的密度大小关系是:,根据可知:质量大小关系是,故A错误。
B、由于甲乙丙三个实心小球体积相同,则根据图可知排开水的体积关系:,,,所以,根据可知:,故B错误。
C、因为三个相同烧杯中都装满水,放入球后烧杯中液面高度不变,根据可知烧杯底部受到水的压强相等,即:,故C错误。
D、三个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力相等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则放入物体后对桌面的压力变化为:和,据此可得:;
;
;
由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,则;;;所以,故D正确。
故选:。
甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,根据物体的浮沉条件分析判断三个小球密度的关系,由于甲乙丙三个实心小球体积相同,根据即可判断三个小球的质量大小关系;
由图可确定三个烧杯中的关系,然后根据阿基米德原理判断浮力大小关系;
由于三个相同烧杯中都装满水,由图可确定判断液面升高的关系,从而根据判断烧杯底部受到水的压强的关系;
由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则根据相同的烧杯装满水的,球的重力关系和排开水的重力关系,判断出压力的关系。
本题考查了学生分析推理的能力,本题中解题的关键是由物体在水中所处的状态判断其密度和浮力大小的关系、知道烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力。
9.【答案】
【解析】由漂浮、悬浮条件可知:,结合公式、可得:
在甲中,漂浮,有五分之二的体积露出水面,,,
即
在乙中,悬浮,
在丙中,、漂浮,
由可得:,故A错误;
由可得:,即:::,,即:::,故B错误,C正确;
在甲、乙中,漂浮,悬浮,结合阿基米德原理可知,,,所以两烧杯内水和物体的总重力相等,则两个相同的烧杯对水平桌面的压力为烧杯的重力与水和物体总重力的和,大小相等,故D错误。
故选:。
根据物体漂浮、悬浮条件及公式、来计算物体密度,并分析、之间的重力、体积的大小关系;
根据阿基米德原理及可知,甲、乙两图中烧杯对桌面的压力大小关系。
本题考查物体漂浮、悬浮条件及阿基米德原理的应用,难度较大。
10.【答案】
【解析】A、由题知,、密度之比::,::,
由可得、所受的重力之比:
::::,
已知,
所以,故A正确;
B、已知、的体积相同,都浸没在水中,则、排开水的体积相等,根据阿基米德原理可得受到的浮力,
在重力、拉力和浮力的共同作用下刚好完全浸没入水中,细线被拉直,根据力的合成可得细线对的拉力为,故B错误;
C、根据可得,的体积:,
则的密度:,故C正确;
D、根据力的作用的相互性可得,细线对的拉力,方向竖直向上,
则对容器底部的压力:,故D正确。
故选:。
由题知、密度之比和体积之比,利用求出、所受的重力之比,进而可求的重力;
、的体积相同,都浸没在水中,则、排开水的体积相等,根据阿基米德原理可得受到的浮力,然后根据力的合成可求细线对的拉力;
知道受到的浮力,根据阿基米德原理可求的体积,然后利可求的密度;
前面求出了、的重力之比,知道的重力,可求的重力;根据力作用的相互性可知细线对的拉力,进而可求对容器底部的压力。
本题为力学综合题,考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理、力的合成与应用,对、进行正确的受力分析是关键。
11.【答案】
【解析】设球和球的体积均为,因为静止时球和球均漂浮在液面上,根据物体浮沉条件可得
,
若 ,则
若 ,则,故A正确,D错误;
B.两个容器相同,液体的体积相同,由 可得两液体的高度相同,再由 结合甲乙的压强关系可得
根据阿基米德原理 可得 ,
则
再结合物体浮沉条件可得,故B错误;
C.根据阿基米德原理 可得 ,
结合选项可得,故C错误。
故选:。
12.【答案】
【解析】物体在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,根据物体沉浮条件可知,,,而为同种材料,即密度相同,所以两杯液体的密度关系为,由于两杯液体体积相同,最后液面相同,表明两物体排开液体的体积相同,由阿基米德原理,所以受的浮力大于受到的浮力,由于漂浮或悬浮状态浮力等于物体的重力,所以的重力大于的重力,故AB不符合题意;
C.根据液体压强的公式,两液体的深度相同,,所以甲容器底部受到的压强大于乙容器底部受到的压强。故 C不符合题意;
D.由于两杯液体的体积相同,,则甲杯液体的质量大于乙杯液体的质量,根据,甲杯液体的重力大于乙杯液体的重力,又因为的重力大于的重力,而两容器相同,所以甲杯的总重力大于乙杯的总重力,水平面上的物体对水平面的压力等于物体的总重力,所以甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,故D符合题意。
故选D。
13.【答案】
【解析】略
14.【答案】大气压 增大
【解析】水吸热汽化生成水蒸气,水蒸气把易拉罐内的空气排出,封住罐口,停止加热,罐内气体温度降低,气体压强减小,小于大气压,大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在;
易拉罐慢慢浸入水中时,排开水的体积增大,根据可知易拉罐所受浮力的增大;
流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大,所以让两易拉罐间距离减小,必须通过增大易拉罐内侧的空气流速来减小压强,故可用吸管按图中箭头所示的方向用力吹气。
在罐内灌少许水进行加热会使实验现象明显的原因:水吸热汽化,变成水蒸气,排出罐内空气,罐内气压变小,根据现象得出结论;
易拉罐慢慢浸入水中时,排开水的体积增大,根据可知易拉罐所受浮力的变化;
液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大,据此判断就增大何处的空气的流速,使两罐靠拢。
此题涉及到流体压强与流速的关系、大气压的存在、阿基米德原理应用等多个知识点,是一道综合性很强的题目。
15.【答案】;;
【解析】【分析】
本题考查了物体漂浮条件、阿基米德原理和液体压强公式的应用,这是中考必考题型,要熟练应用。
根据物体的浮沉情况判断出浮力与重力的关系,根据阿基米德原理算出长方体所受浮力;
根据算出容器底部受到水压强的增加量。
【解答】
由于长方体静止在水面,处于漂浮状态,其所受浮力与重力二力平衡,故F;
其所受浮力大小:
;
容器底部受到水的压强增加了:
。
16.【答案】不变
【解析】设柱形木块的底面积为,因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,且工艺品的总重力不变,所以,图乙中工艺品所受浮力与图甲相比不变。由可得,两种情况下工艺品排开水的体积相等,即,则合金块的体积:,合金块的重力:,因工艺品受到的浮力等于木块和合金块的重力之和,所以,,则木块的重力:,因黏合处松开后合金块沉底,则木块处于漂浮状态,所以,则。
17.【答案】
【解析】合金块放在木块上方时整体漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,此时排开水的体积,此时木块受到的浮力 ,的重力,由可得,合金块的质量,合金块的密度;将合金块从木块上取下放入容器的水中,因为,所以,合金块将沉底,排开水的体积和自身的体积相等,此时合金块受到的浮力 ;木块静止时处于漂浮状态,则木块受到的浮力;木块和合金块受到浮力的减少量,排开水体积的减少量,水深度的变化量,水对容器底部的压强比取下合金块前减小了 。
18.【答案】
【解析】【分析】
此题主要考查了有关力的示意图的画法,关键是正确分析物体所受的力,根据平衡条件确定力之间的大小关系。
物体处于静止状态,受拉力、浮力、重力,三个力平衡,根据平衡条件及力的示意图的要求画出力。
【解答】
物体受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力作用,如图所示:
。
19.【答案】如图所示:
【解析】由图象可知,水温从升到时,水的密度先变大再变小,到时最小;
金属块的体积一定,且浸没在水中,则它排开水的体积不变,同时随着温度升高,水的密度先变大再变小,根据可知,故受到的浮力先变大再变小,根据可知,测力计示数先变小再变大,到最大,故测力计示数和水温关系图象如图所示:
20.【答案】如图所示:
【解析】解:静止的气球受到平衡力作用,分别受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和细绳对气球的拉力,过氢气球的重心,沿竖直向上画一条带箭头的线段,用符号表示;沿竖直向下画一条带箭头的线段,用符号表示;沿竖直向下画一条带箭头的线段,用符号表示;如图所示:
解答此题首先要知道气球受到了几个力的作用;然后根据气球的状态分析力的大小关系;最后根据力示意图的表示方法画出力的示意图。
21.【答案】 等于
【解析】如图甲,弹簧测力计吊着物体静止在空中,则物体的重力;
如图甲、乙,根据称重法,则物体受到的浮力;
如图丙、丁,物体排开水所受的重力;
通过以上实验可得。
22.【答案】不正确。
实验器材:弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、水、细线。
实验步骤:
先将橡皮泥揉成一个球形,用细线系住,挂在弹簧测力计下,测量此时橡皮泥在空气中的重力。
将烧杯装适量水,把挂在弹簧测力计下的球形橡皮泥缓慢浸入水中,使橡皮泥浸没,读出此时弹簧测力计的示数,计算橡皮泥受到的浮力。
把橡皮泥取出,将其捏成一个正方体,重复步骤,读出此时弹簧测力计的示数,计算橡皮泥受到的浮力。
实验分析:比较两次实验中计算得出的浮力和。
实验结论:若两次浮力大小相等,则证明浮力大小与物体的形状无关;若两次浮力大小不相等,则证明浮力大小与物体的形状有关.
【解析】先将橡皮泥揉成一个球形,用细线系住,挂在弹簧测力计下,测量此时橡皮泥在空气中的重力。
将烧杯装适量水,把挂在弹簧测力计下的球形橡皮泥缓慢浸入水中,使橡皮泥浸没,读出此时弹簧测力计的示数,计算橡皮泥受到的浮力。
把橡皮泥取出,将其捏成一个正方体,重复步骤,读出此时弹簧测力计的示数,计算橡皮泥受到的浮力。
23.【答案】物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,所受浮力越大
物体浸在同种液体中时,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大
物体浸没在同种液体中时,物体排开液体的体积相同,所受浮力与浸没深度无关
【解析】浮力的大小只与液体密度和物体排开液体的体积有关,与浸没深度无关.
24.【答案】无关;
;;
密度;
无关;
控制变量法。
【解析】【分析】
本题考查了控制变量法的应用,称重法测浮力,同时考查了阿基米德原理的应用,掌握浸在液体中的物体受到浮力的大小,跟物体浸入液体中的体积有关,跟液体的密度有关,跟物体浸入液体中的深度无关,跟物体本身密度大小无关,应用控制变量法认真分析图示实验即可正确解题,本题难度不大。
【解答】
在图中改变物体浸没在水中的深度,发现测力计的示数不变,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
由图和可知,浸在液体中的物体所受浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关;
由图和可知,物体排开相同体积的液体时,弹簧测力计示数不同,说明浮力的大小跟液体的密度有关;
将体积相同但密度不同的另一物块浸没在煤油中,发现测力计的示数变化与图中测力计的示数变化相同,说明浮力的大小与物体的密度无关;
该实验用到的实验方法是控制变量法。
25.【答案】;;排开水的体积;排开液体的密度;不变;;;错误
【解析】解:测力计分度值为,物体的重力为;
随着金属块逐渐浸没水中,弹簧测力计示数逐断变小,根据称重法测浮力,当金属块全部浸入水中时受到的浮力为:
;
实验中排开液体的体积相同,故此过程说明物体在水中受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
小李另取杯酒精用弹黄测力计吊着该金属块浸没于酒精中,观察到弹簧测力计示数为,受到的浮力:
,
和上面的实验相比,因排开液体的体积相同而排开液体的密度不同,由此初步得到:物体在液体中受到的浮力大小与排开液体的密度有关;
金属块开始浸入装满水的溢水杯,根据阿基米德原理,排开出水的重力等于物体受到的浮力,
,即,
,即增加的水的质量等于排出水的质量,故直至浸没一定深度的过程中电子秤的示数变化情况是不变;
中乒乓球浸没中水中,受到竖直向上的浮力、竖直向下的压力和重力,且三个力平衡,结合图、可知:
,
则:,
所以,
乒乓球的密度:
;
实验操作由至过程中,乒乓球上会沾水,但由到的操作中乒乓球、水和容器的总质量并不会发生改变,所以由、得到乒乓球的质量正确,由不会造成测乒乓球密度偏大,所以小刚说法错误。
故答案为:;;排开水的体积;排开液体的密度;不变;;;错误。
根据测力计分度值读数;
随着金属块逐渐浸没水中,弹簧测力计示数逐断变小,根据称重法求出浮力;分析实验中相同量和不同量,得出受到的浮力大小与变化量的关系;
由称重法测浮力,分析实验中相同量和不同量,得出受到的浮力大小与变化量的关系;
根据阿基米德原理,排开出水的重力等于物体受到的浮力,据此分析;
由图可得乒乓球的质量,由图计算乒乓球的体积,由可求出乒乓球的密度;
乒乓球上会沾水,由此分析所测乒乓球球质量的差异,从而分析所测密度的差异。
本题考查测力计读数、阿基米德原理和称重法测浮力、密度公式的运用及误差分析。
26.【答案】解:。
【解析】阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体重力。即
27.【答案】解:根据阿基米德原理,浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。
铁块浸没在水中时,它排开的水的体积
它排开的水的重力
所以,铁块受到的浮力
铁块浸没在盐水中时,它排开的盐水的体积
它排开的盐水的重力
所以,铁块受到的浮力
答:把铁块浸没在水中时,它排开的水的重力为,它受到的浮力为。把铁块浸没在密度为的盐水中时,它排开的盐水的重力为,它受到的浮力为。
【解析】本题重点考查了阿基米德原理的应用,即;可计算出铁块浸没在水和盐水中,排开的水和盐水的重力及它在水和盐水中受到的浮力。
28.【答案】解:。
设气球最多能载物体的重力为,则,
所载物体的质量。
答:该气球受到的空气浮力有。
该气球最多能载质量为的物体。
【解析】解析:已知空气的密度和气球的体积,根据公式排可求气球受到的浮力。
气球受到的浮力等于气球自重加上最多能提升的物体重,据此求解。
本题考查了学生对阿基米德原理和力的合成的掌握和运用,阿基米德原理也适用于气体。关键是浮力公式的应用,本题相对比较简单,主要考查基础知识。
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