内容正文:
7.1 浮力
目录
2
考点01 概念辨析 2
考点02 判断是否受到浮力 3
考点03 浮力的方向、施力物体 5
考点04 浮力产生的原因 7
考点05 称重法测浮力 10
考点06 探究浮力大小的影响因素实验及其综合应用(选择题) 15
考点07 浮力大小与深度的关系 18
考点08 实验题 21
考点08 计算题 23
27
35
考点01 概念辨析
1.下列关于浮力的说法正确的是( )
A.浮力是物体对液体施加的力
B.空气中的物体不受浮力作用
C.浮力的方向总是和重力的方向相反
D.水中的木块因受浮力而上浮,水中的铜块因没有受浮力而下沉
【答案】C
【详解】A.浮力是物体受到液体或气体对它施加的力,故A错误;
B.浸在空气中的物体也会受到空气对它的浮力作用,故B错误;
C.重力的方向总是竖直向下的,浮力的方向总是竖直向上的,故浮力的方向总是和重力的方向相反,故C正确;
D.水中上浮的木块和水中下沉的铜块都受到水的浮力作用,故D错误。
故选C。
2.下列关于浮力的说法中正确的是 ( )
A.浮力都是由水产生的 B.在不同液体中浮力的方向会不同
C.浮力方向与重力方向相反 D.只有固体才会受到浮力的作用
【答案】C
【详解】A.液体或气体对它里面的物体都能产生浮力,故A错误;
B.浮力的方向总是竖直向上,故B错误;
C.浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下,二者方向是相反的,故C正确;
D.一切物体都可能会受到浮力的作用,故D错误。
故选C。
3.下列关于浮力的说法中,正确的是( )
A.在液体中下沉的物体不受浮力
B.浮力的方向总是竖直向下
C.浮力的施力物体是气体或液体
D.物体浸在液体中的体积越大,浮力越大
【答案】C
【详解】A.浸在液体或气体里的物体都受到液体或气体竖直向上托的浮力,在液体中下沉的物体也不例外,故A错误;
B.浮力的方向是竖直向上,故B错误;
C.浸在液体中的物体受到浮力的施力物体是液体,浸在气体中的物体受到浮力的施力物体是气体,故C正确;
D.物体受到的浮力大小不仅与浸在液体中的体积有关,还与液体的密度有关,所以应该说在同种液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大,故D错误。
故选C。
考点02 判断是否受到浮力
4.如图所示情景中没有受到浮力的物体是( )
A.航行中的“辽宁号”
B.太空中的“天宫二号”
C.空中的热气球
D.水中的金鱼
【答案】B
【详解】浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力。
A.航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,故A不符合题意;
B.太空中没有空气,所以太空中运行的“天宫二号”不受到浮力,故B符合题意;
C.空中上升的热气球受到空气的浮力,故C不符合题意;
D.水中的金鱼,浸没在水中时受到水的浮力,故D不符合题意。
故选B。
5.下列物体没有受到浮力的是( )
A.在太空中遨游的“天宫一号”
B.在海面上航行的航母“山东号”
C.在海水中下潜的“奋斗者号”
D.在空气中上升的热气球
【答案】A
【详解】A.太空中没有空气,太空遨游的“天宫一号”没有受到浮力,故A符合题意;
B.海面航行的“山东号”漂浮在海面上,受到海水对它的浮力,故B不符合题意;
C.水中下潜的“奋斗者”号浸在水中,受到水对它的浮力,故C不符合题意;
D.空中上升的热气球浸在空气中,受到空气对它的浮力,故D不符合题意。
故选A。
6.下图情景中没有受到浮力的物体是( )
A.水面航行的辽宁舰 B.安逸地浮在水面的天鹅
C.浸在水中的桥墩 D.空中飞行的飞艇
【答案】C
【详解】A.航行的辽宁舰浸在水中,因为液体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力作用力,故它受到浮力作用,故A不符合题意;
B.浮在水面的天鹅受到水对它竖直向上的浮力,故B不符合题意;
C.浸在水中的桥墩由于底面埋在淤泥下,没有与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故C符合题意;
D.空中飞行的飞艇浸在空气中,因为气体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力作用力,故它受到浮力作用,故D不符合题意。
故选C。
7.往容器中注入一些水,如图所示,a、b是容器自身凸起的一部分,c、d是可以自由移动的物体,则一定不受浮力作用的是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】A
【详解】物体在液体中因为上下表面的压力差而产生浮力,物体b、c、d下表面在液体中都受到了压力,而且由于上下表面在液体的深度不同,都会产生压力差,都受到了浮力的作用。a物体下表面没有水,故a没有受到浮力的作用。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
【答案】A
【详解】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考点03 浮力的方向、施力物体
9.浸入 或 中的物体都会受到浮力的作用,浮力的方向总是 的。
【答案】 液体 气体 竖直向上
【详解】[1][2]浸在液体或气体中物体,由于物体上、下表面所处的深度不同,下表面所处的深度大于上表面的深度,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,因此液体或气体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等,实际上,这两个压力的合力就是液体或气体对物体施加的向上的托力,这个力称为浮力。
[3]静止在水面的上的物体受到的浮力与重力是一对平衡力,重力的方向竖直向下,浮力的方向与重力方向相反,所以浸在液体或气体中的物体无论处于任何状态所受浮力的方向总是竖直向上。
10.如图所示,将鸡蛋浸入容器里的盐水中,鸡蛋所受浮力的施力物体是( )
A.盐水 B.鸡蛋 C.容器 D.地球
【答案】A
【详解】浸入盐水中的鸡蛋,会受到盐水对鸡蛋上下表面的压力差,这个压力差就是浮力,故浮力的施力物体是盐水。
故选A。
11.如图所示,浸没在水中小球所受浮力的方向应为图中 的方向(选填序号),这是因为 .
【答案】 1 浮力的方向总是竖直向上的
【详解】第一空.浮力的方向总和重力的相反,是竖直向上,所以,小球所受浮力的方向应为图中1的方向;
第二空.由浮力产生的原因知道,浮力是由物体上下面受到的压力差产生的,所以,方向总是竖直向上的.
12.用绳子拴住的氢气球被风吹向空气中,气球所受浮力的示意图如图所示,其中所受浮力方向示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】浮力的产生原因是物体上下表面所受到压力差产生的,故浮力的方向是竖直向上的,故综上所述,A正确;BCD错误。
故选A。
考点04 浮力产生的原因
13.由浮力产生的原因可知:浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的.如图所示,一个匀质长方体浸没在液体中,已知它的上、下表面积都为S,上表面所处深度为,下表面所处深度为,液体的密度为.长方体上表面受到的压力 和下表面受到的压力 ;长方体受到的浮力 .(用S、、和表示)
【答案】 ρ液gh1S ρ液gh2S ρ液gS(h2-h1)
【详解】[1]长方体上表面所处深度为h1,则上表面受到液体的压强
由 知道,长方体上表面受到液体的压力
[2]长方体下表面所处深度为h2,则下表面受到液体的压强
由 知道,下表面受到液体的压力
[3]上下两表面的压力差为
根据浮力产生的原因知道,浮力表达式为
14.如图所示,一个长方体浸在水中,进行比较,你会知道浮力产生的原因。(填“>”“<”或“=”)因为hA hB,所以pA pB,所以FA FB。
【答案】 < < <
【详解】[1]由图可知,hA<hB。
[2]由p=ρgh知,pA<pB。
[3]由知,FA<FB。
15.如图所示,重为8N的长方体木块静止在液体中,如果上表面受到液体压力,则下表面受到液体压力 N。
【答案】13
【详解】浮力是液体对物体上下表面的压力差产生的,因物体静止在液体中,故浮力与重力二力平衡,则
16.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的( )
A.向上、向下压力差不等,浮力相等
B.向上、向下压力差不等,浮力不等
C.向上、向下压力差相等,浮力不等
D.向上、向下压力差相等,浮力相等
【答案】D
【详解】物体浸没在水中受到的浮力等于物体上下表面受到水的压力差;长方体物块悬浮在水中,由阿基米德原理知道,受到水的浮力不变,所以,长方体物块上下表面受到水的压力差相等,故D正确。
故选D。
17.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。图甲中乒乓球不上浮的原因是:乒乓球上表面 水对它的压力,乒乓球下表面 (以上两空选填“受到”或“不受到”)水对它的压力。图丙中乒乓球上浮的原因是:水对乒乓球下表面的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)水对乒乓球上表面的压力。
【答案】 受到 不受到 大于
【详解】[1][2]由图甲知,向瓶里注水时,乒乓球上表面受到水向下的压力,而下表面没有水,不受到水向上的压力,所以不上浮力。
[3]用手指堵住瓶口,乒乓球的上下表面都浸在水中,上下表面都受到水的压力,且下表面在水中的深度比上表面的大,下表面所受的压力比上表面的大,所以乒乓球上浮。
考点05 称重法测浮力
18.如图所示,用弹簧测力计拉着一个重为4N的物体浸没在液体中,则物体受到的浮力是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由图可知,物体浸没在液体中,测力计的示数为2.8N,根据称重法可知,物体受到的浮力为
F浮=G-F示=4N-2.8N=1.2N
故选B。
19.一个水桶重10N,装满水重30N,挂在测力计上,,然后把水桶全部浸没在水中,测力计的示数( )
A.大于10N,小于30N B.小于10N
C.大于30N D.无法判定
【答案】B
【详解】解决此题要知道,浸没在水中的水桶受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和弹簧测力计的拉力,结合力的平衡可以分析弹簧测力计的示数大小。装满水的水桶全部浸没在水中时,水的重力与浮力互相平衡,处在水中的水桶,测力计的示数
F=G桶﹣F浮<10N
故选B。
20.用针将重为3N的正方体小木块按入水中浸没(如图),此木块上表面受到水的压力为10N,下表面受到水的压力为15N,则木块受到浮力的方向是 的,大小为 N。
【答案】 竖直向上 5
【详解】[1]由浮力的产生条件可知,木块受到的浮力的方向是竖直向上的。
[2]因浮力的定义为物体上下表面受到液体的压力差,故由题意可知,木块受到的浮力大小为
15N-10N=5N
21.在图中,重为8牛的金属块A静止在水面下,弹簧测力计的示数为5牛,金属块受到浮力的大小为 牛。若它受到水对它向上的压力为4牛,则水对它向下的压力大小为 牛。当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块所受浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 3 1 不变
【详解】[1]金属块受到的浮力
F浮=G-F示=8N-5N=3N
[2]因为金属块受到的浮力
F浮=F向上-F向下
所以,水对它向下的压力
F向下=F向上-F浮=4N-3N=1N
[3]当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块下沉至容器底,金属块排开水的体积不变,则所受浮力不变。
22.如图所示,将重为20N的物体浸没在水中后,此时弹簧测力计的示数为15N,则物体受到的浮力为 N;若此时物体上表面受到水的压力为2N,则其下表面受到水的压力为 N。
【答案】 5 7
【详解】[1]如图所示,将重为20N的物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小了5N,此时物体受到平衡力作用,受到竖直向下的重力,竖直向上的拉力和浮力,在竖直方向上合力为零,所以弹簧测力计减少的示数5N就等于物体受到的浮力。
[2]物体受到的浮力是由物体在液体中受到向上和向下的压力差形成的,若此时物体上表面受到水的压力为2N,则其下表面受到水的压力为
23.如图所示,测力计上挂上一个重为8牛的金属圆柱体,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛,此时圆柱体所受浮力大小为 牛,若将圆柱体全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为 牛,当金属圆柱体浸没在水中的深度增大时,受到浮力的大小将 ,圆柱体下表面所受到水的压强大小将 。(最后两空均选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】 2 2 不变 变大
【详解】[1]圆柱体所受浮力大小为
圆柱体所受浮力大小为2N。
[2]当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,浮力为2N,若将圆柱体全部浸入水中且未碰到容器底部,浮力为6N,则测力计的示数为
故测力计的示数为2N。
[3]当金属圆柱体浸没在水中的深度增大时,排开液体的体积不变,故受到浮力的大小将不变。
[4]随着深度的变大,根据可知,圆柱体下表面所受到水的压强大小将变大。
24.在图中,重为G的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为T,金属块下表面受到水的压力为F,则下列说法正确的是( )
A.T>G B.T=G
C.F>G-T D.F=G-T
【答案】C
【详解】设金属块上表面受到水的压力为,由浮力产生的原因可知,金属块受到的浮力等于金属块上下表面受到的压力差
金属块在水中受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮、拉力T,在重力G、拉力T、浮力F浮作用下金属块处于平衡状态,由力的平衡条件得
AB.由得
故AB错误;
CD.由得
故C正确,D错误。
故选C。
25.如图所示,水平放置的圆柱形容器内装有重为的液体,重为的实心铁块用细线拴着浸没在液体中,受到的浮力为,则细绳所受的拉力和容器底部所受液体的压力分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】细绳所受的拉力等于物体的重力与所受的浮力之差,即细绳所受的拉力
容器底部所受液体的压力就等于液体的重力与物体所受的浮力之和,即
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
26.某物块用细线系在弹簧测力计下,待弹簧测力计示数稳定后如图甲,则该物块所受重力大小为 N;当物块完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数如图乙所示,此时物块在水中所受浮力大小为 N,方向为 。
【答案】 3.0 1.2 竖直向上
【详解】[1]图中测力计的分度值为0.2N,示数为3.0N;甲图中挂在测力计下的物块静止时,测力计对其的拉力(即测力计示数的大小)与物块受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以物体的重力为3.0N。
[2]乙中物体浸没在水中时,测力计的示数为1.8N,由称量法可得,物体受到的浮力大小为
[3]浮力的方向总是竖直向上的。
考点06 探究浮力大小的影响因素实验及其综合应用(选择题)
27.根据图示实验情景可以知道该同学这次操作的目的( )
A.探究浮力与液体质量的关系 B.探究浮力与液体体积的关系
C.探究浮力与液体密度的关系 D.探究浮力与液体深度的关系
【答案】C
【详解】图示中,将同一物体浸没在水和盐水中,两液体的密度不同,弹簧测力计的示数也不同,探究浮力与液体密度的关系,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
28.探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示,下列分析正确的是( )
A.由图甲和图丙可知,金属块的质量为2.8N,浸没在水中时受到的浮力为1N
B.利用图甲、图乙和图戊,可以得出的结论是:浮力大小与液体的密度有关
C.图丁和图戊中的液体对容器底部的压强相等
D.由图中数据可以算出盐水的密度为1.1×103kg/m3
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,弹簧测力计测金属块的重力,金属块重力为2.8N,质量的国际单位是kg。故A错误;
B.图甲、乙、戊可知,金属块在液体中的深度不同,排开液体的体积也不同,因此不能得出浮力大小与液体的密度有关,故B错误;
C.由p=ρgh可知,液体压强与液体的深度和密度有关,由图丁和图戊可知,液体的深度相同,盐水的密度大于水的密度,所以图戊对容器底部的压强大于图丁对容器底部的压强,故C错误;
D.由图甲、丙可知,在水中的浮力是
由图甲、戊可知,在盐水中的浮力是
由阿基米德原理可得
代入得
解得ρ盐水=1.1×103kg/m3,故D正确。
故选D。
29.小明同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时,他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.丙图中金属块所受浮力为1N
B.乙图中金属块受到的浮力大于丁图
C.由丙、丁两图知浮力的大小与物体浸没在液体中的体积有关
D.比较甲、丙、丁三幅图可得出浮力的大小与浸入液体的体积有关
【答案】A
【详解】A.金属块的重力为,丙图中金属块所受浮力为
故A正确;
B.根据称重法 ,金属块浸在液体中时弹簧测力计的示数越大,浮力越小,则乙图中金属块受到的浮力小于丁图,故B错误;
C.丙、丁两图,排开液体的体积相同,液体的密度不通过,测力计的示数不同,可知浮力的大小与液体的密度有挂,故C错误;
D.探究浮力的大小与浸入液体的体积的关系时,要控制液体的密度相同,丙、丁中液体的密度不同,故D错误。
故选A。
30.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
B.物体A的密度为3.2×103kg/m3
C.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N
D.实验乙中,物体A受到的拉力为10N
【答案】C
【详解】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,F浮=ρ盐水g V排,物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:
ρ盐水gV排=G﹣F拉,
V排=V物= ,
将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:
V排=V物=1×10﹣4m3,
物体A的质量:
m===0.4kg,
物体A的密度
ρ===4×103kg/m3
故B错误;
D.物体A在水中受到的浮力:
F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N,
在乙中物体A受到的拉力:
F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N
故D错误;
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、丙中可知:
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丁拉=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,
容器底部也受到盐水对它的压力,故压力等于0.3N,故C正确。
考点07 浮力大小与深度的关系
31.小亮利用如图所示装置进行实验,探究物体受到弹簧测力计的拉力F与物体下表面浸入水中深度h的关系实验中所使用的物体高为。小亮记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入水中的深度h的关系:当物体的下表面浸入水中的深度时,F= 。
0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
0.28
0.32
9.0
8.2
7.4
6.6
5.8
5.0
4.2
4.2
4.2
【答案】9.0N-20N/m×h
【详解】由表格数据可知,拉力随物体浸入水中的深度的增加而减小,深度每增加0.04m,拉力减小0.8N,可得物体浸入水中的深度每增大1m,拉力减小20N;从表格中发现,当深度为0时,即没有浸入液体,物体在液体外是,拉力为9.0N,即物体的重力为9.0N;所以可得
F=9.0N-20N/m×h
32.一弹簧测力计下挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有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,如图已经给出整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象.下列说法中错误的是
A.圆柱体的高度为4cm
B.圆柱体的重力为12N
C.圆柱体所受的最大浮力为8N
D.圆柱体的密度为3×103kg/m3
【答案】D
【详解】A、由图象可知,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为,因此圆柱体的高度为4cm,故A选项说法正确;
B、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知, ,故B选项说法正确;
C、由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力,故C选项说法正确;
D、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,则圆柱体受到的浮力,
又, ,由公式可求出圆柱体的质量,则圆柱体密度
,故D选项说法错误.
33.小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,他将一正方体金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,再将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图像,如图乙所示。则由AB段的数据可得结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 无关,根据图像可知该金属块的密度约为 。
【答案】 深度
【详解】[1]从AB段的数据可以看到,测力计拉力F大小不变,这时物体受到重力、浮力、测力计拉力作用,受力平衡,即
由于物体的重力大小也不变,所以物体受到的浮力大小也不变,这时物体在液体中所处的深度在变化,这说明了浸在液体中的物体所受浮力的大小与深度无关。
[2]从图乙可以看到,AB段测力计拉力示数不变,这说明物体受到的浮力大小不变,物体是完全浸没在液体中,而从B端开始,测力计拉力示数在变化,这说明物体开始浮出液面,到C端时,测力计拉力示数不变了,这说明物体完全浮出液面,从B端到C端,提起高度的大小等于这个正方体的边长,即
所以这个正方体的体积是
在CD段时,测力计拉力的大小等于物体的重力大小,即
所以该物体的质量大小是
所以该金属块的密度约为
考点08 计算题
34.如图所示,将长方体物块A完全浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为10N,若物块上、下表面所受水的压力分别为18N和23N。求:
(1)物体A所受的浮力;
(2)物块A的质量是多少千克()。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)物块A所受的浮力为
(2)由称重法测浮力可知
则物块A的重力为
由得物块A的质量
答:(1)物体A所受的浮力为5N;
(2)物块A的质量是1.5kg。
35.将一个重为3N、底面积为10cm2、高为10cm的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后将其竖直浸入水中,当物体A刚好浸没在水中时,弹簧测力计的读数为2N。(g取10N/kg)
(1)求物体A受到的浮力大小;
(2)此时长方体A下表面受到水的压力为多大?比较F浮和F下表−F上表的大小关系,得出的结论是什么?
【答案】(1)1N;(2)1N,物体受到的浮力等于物体下表面和上表面的压力差
【详解】解:(1)物体A受到的浮力
(2)长方体下表面受到的压强
由得,长方体下表面受到的压力
则
比较可得物体受到的浮力等于物体下表面和上表面的压力差。
答:(1)物体A受到的浮力为1N;
(2)长方体A下表面受到水的压力为1N;
物体受到的浮力等于物体下表面和上表面的压力差。
考点09 实验题
36.小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时,用物体A做了如图所示的实验。请根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)物体A浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)分析比较实验步骤a、b、c,可得到结论:浮力的大小与物体 有关;
(3)分析比较实验步骤 可得到结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)分析实验步骤a、d、e可知:其他条件相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越 ;(选填“大”或“小”)
(5)根据有关实验数据,可以计算出物体A的密度为 kg/m3。(g取10N/kg,水=1.0×103kg/m3)
【答案】 1 排开液体体积 a、c、d 大 4×103
【详解】(1)[1]由a图可知,物体的重力为4N,由d图可知,物体A浸没在水中时,弹簧测力计示数为3N,则物体A浸没在水中受到的浮力
F浮=G-F拉=4.0N-3N=1N
(2)[2]对比a、b、c三组实验发现,将物体浸没在水中,液体的密度相同,物体排开液体的体积体积不同,弹簧测力计示数不同,由称重法可得,物体受到的浮力不同,所以可以得出结论:浮力大小与物体排开液体体积有关。
(3)[3]探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度关系时,应控制液体的密度相同,物体排开液体的体积体积相同,改变物体浸没在液体中的深度,所以应分析比较实验步骤a、c、d。
(4)[4]对比a、d、e三组实验发现,将物体浸没在不同液体中,液体的密度不同,物体排开液体的体积体积相同,盐水的密度大,弹簧测力计示数小,由称重法可得,物体受到的浮力变大,所以可以得出结论:其他条件相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)[5]物体A浸没在水中时,受到的浮力为1N,则物体的体积等于排开液体的体积
物体A的密度
37.物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心物块,进行了如图所示的实验。
(1)物块的重力为 N,浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)由实验操作A、B、C可得结论:当液体密度一定时,物体 越大,所受浮力越大。
(3)由两个实验操作 (填字母)可知,浮力大小与浸没液体中的深度无关。
(4)完成上述实验后,小明同学想利用上述器材测出某待测液体的密度,进行了以下的探究:
①将物块挂在弹簧测力计下方,读出弹簧测力计的示数为;
②接下来将物块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为;
③然后 ,读出弹簧测力计示数;
则待测液体的密度: (用、、、表示)。
【答案】 2.4 1 排开液体的体积/浸入液体中的体积 C、D 将物块浸没在待测液体中
【详解】(1)[1]由甲图可知,测力计的分度值为0.2N,此时测力计的示数为2.4N,根据二力平衡知识可知,此时测力计对物体的拉力大小等于物体的重力,即物体的重力为2.4N。
[2]结合A、C或A、D可知,物体重力为2.4N,浸没在水中时测力计的示数为1.4N,则物体浸没时受到的浮力为
(2)[3]由实验操作A、B、C发现,在同种液体中,随物体浸入液体中的体积增大,测力计的示数在减小,而物体的重力不变,根据可知,物体受到的浮力在变大,由此可得结论:当液体密度一定时,物体浸入液体中的体积(排开液体的体积)越大,所受浮力越大。
(3)[4]由两个实验操作发现物体浸没在液体中的深度不同,但测力计的示数相同,根据可知物体浸没在液体中不同深度受到的浮力相同,即浮力大小与浸没液体中的深度无关。
(4)③[5]该实验采用控制变量法,控制排开水与排开液体的体积相同,故用弹簧测力计测出物体浸没在待测液体中的示数。
[6]实验中控制排开水和排开液体的体积相同,根据称量法求浮力知识及阿基米德原理可得
解得
38.如图所示是小组合作探究“影响浮力大小的因素”的实验,根据实验数据,请你回答下列问题:
(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力是 N;
(2)分析图甲、乙、丙、丁实验可得出:物体受到的浮力大小与 有关;
(3)分析图 实验,说明浮力大小跟液体的密度有关;
(4)小丽同学通过分析图甲、乙、丁实验,发现浮力的大小还与物体在液体中的深度有关,于是她得出结论:在其他条件相同时,物体在液体中的深度越深,浮力越大。你认为她的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: ;
(5)根据实验探究结论分析:轮船从长江驶入大海,它所受浮力 ,轮船的吃水深度将 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(6)根据以上实验数据,请计算出物体的密度为 kg/m3。
【答案】 0.5 物体排开液体的体积(或物体浸入液体的体积) 甲、丙、戊 错误 没有控制排开液体体积不变 不变 变小 4×103
【详解】(1)[1]由图甲可知,物体的重力G=2N,物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F=1.5N(图丙或图丁),则物体受到的浮力
(2)[2]分析图甲、乙、丙、丁可知,物体排开液体的密度相同,排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,说明浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)[3]要探究浮力大小跟液体的密度有关,需要控制排开液体的体积和物体所处深度相同,改变液体的密度,观察浮力的大小是否变化,符合这一条件的是甲、丙、戊三图。
(4)[4][5]分析图甲、乙、丁实验,发现浮力的大小还与物体在液体中的深度有关,但图乙、丙中物体浸在水中,排开水的体积不相同,故受到的浮力不相同,真正影响浮力大小的因素不应该是深度,而应该是物体排开液体的体积,因此小丽的结论是错误的;小丽的结论是错误的原因是:研究浮力的大小是否与物体在液体中的深度有关时,没有控制排开液体体积不变。
(5)[6][7]轮船从长江驶入大海,始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,重力不变,受到的浮力不变;由可知,海水的密度大于江水的密度,受到的浮力不变,排开海水的体积小于排开江水的体积,则轮船的吃水深度变小。
(6)[8]根据阿基米德原理知,浸没时的浮力,即
0.5N=ρ水V排g------①
物体浸没时,V排=V,根据甲图得
G=mg=ρVg
即
2N=ρ物Vg----------②
联立①②解得
ρ物=4ρ水=4×103kg/m3
一、单选题
1.如图所示,烧杯和水的总质量是600g,烧杯与水平桌面的接触面积是100cm2,将一个质量是600g、体积是300cm3的实心长方体A用细线吊着,然后将其体积的一半浸入烧杯内的水中(烧杯厚度忽略不计,杯内水没有溢出,g取10N/kg)。下列选项不正确的是( )
A.烧杯对水平桌面的压力是12N
B.水对烧杯底的压强增大了150Pa
C.烧杯对水平桌面的压强是750Pa
D.细线对A的拉力是4.5N
【答案】A
【详解】D.实心长方体A的一半体积浸入烧杯内的水中时排开水的体积
长方体A受到的浮力
长方体A的重力
则细线对物体A的拉力
故D正确,不符合题意;
B.烧杯内水面上升的高度
水对烧杯底的压强增大量
故B正确,不符合题意;
A.烧杯和水的总重力
因长方体A受到的浮力和长方体A对水的压力是一对相互作用力,所以,长方体A对水的压力
烧杯对水平桌面的压力
故A错误,符合题意;
C.烧杯对水平桌面的压强
故C正确,不符合题意。
故选A。
2.一个质量为m的圆柱形瓶身的空玻璃瓶(瓶壁厚度忽略不计),内装高度为h1密度为ρ0的水,密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液体液面的高度差如图乙和图丙所示(h1>h3>h2),下列说法中不正确的是( )
A.玻璃瓶在水中的浮力等于在未知液体中受到的浮力
B.玻璃瓶底的面积为
C.玻璃瓶在未知液体中受到的浮力为
D.未知液体的密度为
【答案】D
【详解】A.玻璃瓶在水中和未知液体中都是漂浮,则所受的浮力都等于其本身的总重力,故A正确,不符合题意;
B.图乙中玻璃瓶处于漂浮状态,浮力等于其总重力,即
F浮水=G瓶+G水
ρ0gS(h1+h2)=G瓶+ρ0gSh1
ρ0gSh2 =G瓶=mg
那么玻璃瓶底面积
故B正确,不符合题意;
CD.设玻璃瓶的底面积为S,玻璃瓶在水中和在液体中受到的浮力相等,那么
ρ0gS(h1+h2)= ρ液gS(h1+h3)
所以
玻璃瓶在水中受到的浮力
F浮水= G水+G瓶=m水g+mg
根据和V=Sh得,
F浮水=ρ0gSh1+mg
而,所以
故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题
3.如图所示,水平桌面上有两个容器,分别盛有甲、乙两种液体,把两个完全相同的长方体物块A、B放入液体中,A漂浮,B悬浮,则甲、乙两种液体的密度 ,液体对两物块下表面的压强p甲 p乙 (选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 > <
【详解】[1]根据图示可知,A漂浮,B悬浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故,根据图知A排开液体的体积小于B排开液体的体积,由知甲液体的密度大于乙液体的密度,即。
[2]因为物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,即,由于A上表面受到的压力为零,,B上表面的压力不为零,,所以,由于A、B完全相同,则底面积相同,由可知,物体下表面受到液体的压强关系为。
4.如图所示,Q为一铜制零件,其上部为边长L=0.3m的立方体,下部为边长l=0.2m的立方体,Q的下表面与容器底面完全粘合,且水面正好与Q的上表面相平,则容器底部所受压强为 Pa,零件受到的浮力为 N。
【答案】 5×103 150
【详解】[1]容器的水平高度为
h=L+l=0.3m+0.2m=0.5m
容器底部所受压强为
[2]因为下部立方体的下表面与容器底面完全粘合,所以水没有产生向上的压力;上部立方体的下表面积的一部分(与水接触)受到向上的压力,所以
上部立方体的下表面受到的压强
p=ρgh'=ρgL=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
水面正好与Q的上表面相平,则零件上表面没有受到水向下的压力,由浮力产生的原因可知该零件受到的浮力为
F浮=F向上=pS=3000Pa×0.05m2=150N
5.如图所示,不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的圆柱形容器内,杆上端固定不动。容器内盛有8cm深的水,物体下表面刚好与水接触。往容器中缓慢注水,加水过程中水没有溢出。当加500cm3的水时,轻杆受力为3N,容器底部受到的压强较注水前变化了p1;当加2000cm3的水时,轻杆受力为2N,容器底部受到的压强较注水前变化了p2,且p1∶p2=1∶3,则加水前水对容器底的压强为 Pa;物块A的重力为 N。(水的密度为1.0×103kg/m3)
【答案】 800 6或8
【详解】[1]加水前,水对容器底部的压强
[2]第二次轻杠受到的力为2N小于第一次轻杠受到的力为3N,说明第一次A未被浸没且所受浮力小于重力,第二次加水比第一次多,故第二次加水后长方体A受到的浮力比第一次大, 轻杠对A有向上的拉力,则圆柱形容器底部受到的水的压力的增加量等于长方体A受到的浮力与加入水的重力之和,即
第二次A所受浮力可能小于重力,轻杠对A可能有向上的拉力,或者浮力大于重力,轻杠对A有向下的压力,则圆柱形容器底部受到的水的压力的增加量等于长方体A受到的浮力与加入水的重力之和,即
或
第一次加入水的重力
第一次压力变化量
第二次加入水的重力为
第二次压力变化量
或
因为,故有
①
②
或
③
④
由①②④解得
由①③④解得
三、实验题
6.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (选填序号);
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N。然后进行如图所示的实验:
①在序号a的实验中物体A所受的浮力为 N;
②比较序号 的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越 ;
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力 关;
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验。由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小丽认为这结论 (选填“可靠”或“不可靠”),主要原因是 。
【答案】 4 1 a、d、e 大 无 不可靠 没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)[1]空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积比较大,由此得出猜想:浮力的大小与物体排开液体的体积有关,即这个事实可以支持猜想4。
(2)①[2]物体的重力为G,a中弹簧测力计的示数为3N,则物体受到的浮力为
F浮水=G-F=4N-3N=1N
②[3]要探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制同一物体、排开液体的体积相同,改变液体的密度,图中a、d、e三图符合要求。
③[4]a图物体浸没在水中,受到的浮力为
F浮水=G-F=4N-3N=1N
d图物体浸没在酒精中,受到的浮力为
e图中物体浸没在盐水中,受到的浮力为
所以同一物体在盐水浮力最大、酒精中受到的浮力最小,又因为盐水的密度最大,酒精的密度最小,所以可以得出:液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
④[5]序号为a、b、c的三次实验中,物体的体积和浸没的液体都相同,不同因素是物体的重力;由图可知测力计的示数分别为:3N、3.5N、4N,而三个圆柱形物体A、B、C的重分别为4N、4.5N和5N,根据称重法F浮=G-F,则所受浮力分别为1N、1N、1N,可见浮力相等,于是可得结论是:浮力的大小与物体的重力无关。
(3)[6][7]根据控制变量法知:要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小珍认为小明的结论不可靠,不可靠主要原因为没有控制变量唯一(没有控制排开液体的体积相同)。
四、计算题
7.如图甲所示,盛有某种液体的圆柱形平底薄壁容器静置于水平桌面上,其底面积为1000cm2,用弹簧测力计挂着一个长方体物块,将物块从液面上方某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入该液体中,弹簧测力计示数F与物块下降的高度h的关系如图乙所示。已知物块的体积为1×10﹣3m3,求:
(1)物块A所受的最大浮力;
(2)物块A的密度;
(3)物块A浸没后与浸入之前相比,液体对容器底部的压力增加了多少?
【答案】(1)8N;(2)1.5×103kg/m3;(3)8N
【详解】解:(1)由图像知道,物块A下降高度在0~h1时,弹簧测力计的示数不变,物块A未浸入液体中,物块A的重力
G=F示1=15N
物块A下降高度在h2以后,弹簧测力计的示数不变,物块A完全浸没液体中,弹簧测力计示数F示2=7N,物块A完全浸没液体时受到的浮力
F浮=G﹣F示2=15N﹣7N=8N
(2)物块A的质量为
所以物块A的密度为
(3)由于物体间力的作用是相互的,物块A浸没后与浸入之前相比,液体对容器底部的压力增加量等于物块A受到的浮力,即液体对容器底部的压力增加了8N。
答:(1)物块A所受的最大浮力为8N;
(2)物块A的密度为1.5×103kg/m3;
(3)物块A浸没后与浸入之前相比,液体对容器底部的压力增加了8N。
一、填空题
1.根据浮力产生的原因:设想有一个浸没在液体中高为h、截面积为S的圆柱体,它的侧面受到的各个方向液体的压力相平衡;下表面受到液体向上的压力F2比上表面受到液体向下的压力F1大,如图(a)所示。因此:
上述推理中,p2表示的意思是 。
太空中的中国空间站处于微重力状态,物体所受的重力都可以忽略不计。在空间站中,液体内部由于液体所受重力而产生的 也可以忽略不计,因此,上述浮力推导过程中,等号③ (选填“成立”或“不成立”)。当宇航员王亚平在太空授课时,把一个乒乓球用塑料棒压入水杯中,如图(b)所示,当撤去塑料棒后,乒乓球将 (选填“会”或“不会”)浮出水面。
【答案】 液体对圆柱体下表面向上的压强 压强 不成立 不会
【详解】[1]由题意可知,F2表示下表面受到液体向上的压力,由可知,压力等于压强乘以横截面积,故p2表示的意思是液体对圆柱体下表面向上的压强。
[2]液体在太空中处于“失重”状态,上下几乎没有压力,故液体内部由于液体所受重力而产生的压强也可以忽略不计。
[3] 等号③中用到了g,太空中处于“失重”状态,g几乎等于0,故等号③不成立。
[4]太空中,乒乓球的重力可以忽略,乒乓球处于静止状态,不受浮力的作用,故乒乓球不会浮在水面。
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7.1 浮力
目录
2
考点01 概念辨析 2
考点02 判断是否受到浮力 2
考点03 浮力的方向、施力物体 4
考点04 浮力产生的原因 4
考点05 称重法测浮力 6
考点06 探究浮力大小的影响因素实验及其综合应用(选择题) 9
考点07 浮力大小与深度的关系 10
考点08 实验题 12
考点08 计算题 13
14
18
考点01 概念辨析
1.下列关于浮力的说法正确的是( )
A.浮力是物体对液体施加的力
B.空气中的物体不受浮力作用
C.浮力的方向总是和重力的方向相反
D.水中的木块因受浮力而上浮,水中的铜块因没有受浮力而下沉
2.下列关于浮力的说法中正确的是 ( )
A.浮力都是由水产生的 B.在不同液体中浮力的方向会不同
C.浮力方向与重力方向相反 D.只有固体才会受到浮力的作用
3.下列关于浮力的说法中,正确的是( )
A.在液体中下沉的物体不受浮力
B.浮力的方向总是竖直向下
C.浮力的施力物体是气体或液体
D.物体浸在液体中的体积越大,浮力越大
考点02 判断是否受到浮力
4.如图所示情景中没有受到浮力的物体是( )
A.航行中的“辽宁号”
B.太空中的“天宫二号”
C.空中的热气球
D.水中的金鱼
5.下列物体没有受到浮力的是( )
A.在太空中遨游的“天宫一号”
B.在海面上航行的航母“山东号”
C.在海水中下潜的“奋斗者号”
D.在空气中上升的热气球
6.下图情景中没有受到浮力的物体是( )
A.水面航行的辽宁舰 B.安逸地浮在水面的天鹅
C.浸在水中的桥墩 D.空中飞行的飞艇
7.往容器中注入一些水,如图所示,a、b是容器自身凸起的一部分,c、d是可以自由移动的物体,则一定不受浮力作用的是( )
A.a B.b C.c D.d
8.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受到水的压力,没有受到水的浮力
B.受到水的压力,也受到水的浮力
C.没有受到水的压力,但受到水的浮力
D.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
考点03 浮力的方向、施力物体
9.浸入 或 中的物体都会受到浮力的作用,浮力的方向总是 的。
10.如图所示,将鸡蛋浸入容器里的盐水中,鸡蛋所受浮力的施力物体是( )
A.盐水 B.鸡蛋 C.容器 D.地球
11.如图所示,浸没在水中小球所受浮力的方向应为图中 的方向(选填序号),这是因为 .
12.用绳子拴住的氢气球被风吹向空气中,气球所受浮力的示意图如图所示,其中所受浮力方向示意图正确的是( )
A. B. C. D.
考点04 浮力产生的原因
13.由浮力产生的原因可知:浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的.如图所示,一个匀质长方体浸没在液体中,已知它的上、下表面积都为S,上表面所处深度为,下表面所处深度为,液体的密度为.长方体上表面受到的压力 和下表面受到的压力 ;长方体受到的浮力 .(用S、、和表示)
14.如图所示,一个长方体浸在水中,进行比较,你会知道浮力产生的原因。(填“>”“<”或“=”)因为hA hB,所以pA pB,所以FA FB。
15.如图所示,重为8N的长方体木块静止在液体中,如果上表面受到液体压力,则下表面受到液体压力 N。
16.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的( )
A.向上、向下压力差不等,浮力相等
B.向上、向下压力差不等,浮力不等
C.向上、向下压力差相等,浮力不等
D.向上、向下压力差相等,浮力相等
17.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。图甲中乒乓球不上浮的原因是:乒乓球上表面 水对它的压力,乒乓球下表面 (以上两空选填“受到”或“不受到”)水对它的压力。图丙中乒乓球上浮的原因是:水对乒乓球下表面的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)水对乒乓球上表面的压力。
考点05 称重法测浮力
18.如图所示,用弹簧测力计拉着一个重为4N的物体浸没在液体中,则物体受到的浮力是( )
A. B. C. D.
19.一个水桶重10N,装满水重30N,挂在测力计上,,然后把水桶全部浸没在水中,测力计的示数( )
A.大于10N,小于30N B.小于10N
C.大于30N D.无法判定
20.用针将重为3N的正方体小木块按入水中浸没(如图),此木块上表面受到水的压力为10N,下表面受到水的压力为15N,则木块受到浮力的方向是 的,大小为 N。
21.在图中,重为8牛的金属块A静止在水面下,弹簧测力计的示数为5牛,金属块受到浮力的大小为 牛。若它受到水对它向上的压力为4牛,则水对它向下的压力大小为 牛。当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块所受浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
22.如图所示,将重为20N的物体浸没在水中后,此时弹簧测力计的示数为15N,则物体受到的浮力为 N;若此时物体上表面受到水的压力为2N,则其下表面受到水的压力为 N。
23.如图所示,测力计上挂上一个重为8牛的金属圆柱体,当金属块体积的三分之一浸入水中静止时,测力计的示数为6牛,此时圆柱体所受浮力大小为 牛,若将圆柱体全部浸入水中且未碰到容器底部,测力计的示数为 牛,当金属圆柱体浸没在水中的深度增大时,受到浮力的大小将 ,圆柱体下表面所受到水的压强大小将 。(最后两空均选填“变小”、“不变”或“变大”)。
24.在图中,重为G的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为T,金属块下表面受到水的压力为F,则下列说法正确的是( )
A.T>G B.T=G
C.F>G-T D.F=G-T
25.如图所示,水平放置的圆柱形容器内装有重为的液体,重为的实心铁块用细线拴着浸没在液体中,受到的浮力为,则细绳所受的拉力和容器底部所受液体的压力分别为( )
A. B.
C. D.
26.某物块用细线系在弹簧测力计下,待弹簧测力计示数稳定后如图甲,则该物块所受重力大小为 N;当物块完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数如图乙所示,此时物块在水中所受浮力大小为 N,方向为 。
考点06 探究浮力大小的影响因素实验及其综合应用(选择题)
27.根据图示实验情景可以知道该同学这次操作的目的( )
A.探究浮力与液体质量的关系 B.探究浮力与液体体积的关系
C.探究浮力与液体密度的关系 D.探究浮力与液体深度的关系
28.探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示,下列分析正确的是( )
A.由图甲和图丙可知,金属块的质量为2.8N,浸没在水中时受到的浮力为1N
B.利用图甲、图乙和图戊,可以得出的结论是:浮力大小与液体的密度有关
C.图丁和图戊中的液体对容器底部的压强相等
D.由图中数据可以算出盐水的密度为1.1×103kg/m3
29.小明同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时,他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.丙图中金属块所受浮力为1N
B.乙图中金属块受到的浮力大于丁图
C.由丙、丁两图知浮力的大小与物体浸没在液体中的体积有关
D.比较甲、丙、丁三幅图可得出浮力的大小与浸入液体的体积有关
30.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
B.物体A的密度为3.2×103kg/m3
C.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N
D.实验乙中,物体A受到的拉力为10N
考点07 浮力大小与深度的关系
31.小亮利用如图所示装置进行实验,探究物体受到弹簧测力计的拉力F与物体下表面浸入水中深度h的关系实验中所使用的物体高为。小亮记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入水中的深度h的关系:当物体的下表面浸入水中的深度时,F= 。
0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
0.28
0.32
9.0
8.2
7.4
6.6
5.8
5.0
4.2
4.2
4.2
32.一弹簧测力计下挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有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,如图已经给出整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象.下列说法中错误的是
A.圆柱体的高度为4cm
B.圆柱体的重力为12N
C.圆柱体所受的最大浮力为8N
D.圆柱体的密度为3×103kg/m3
33.小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,他将一正方体金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,再将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图像,如图乙所示。则由AB段的数据可得结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 无关,根据图像可知该金属块的密度约为 。
考点08 计算题
34.如图所示,将长方体物块A完全浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为10N,若物块上、下表面所受水的压力分别为18N和23N。求:
(1)物体A所受的浮力;
(2)物块A的质量是多少千克()。
35.将一个重为3N、底面积为10cm2、高为10cm的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后将其竖直浸入水中,当物体A刚好浸没在水中时,弹簧测力计的读数为2N。(g取10N/kg)
(1)求物体A受到的浮力大小;
(2)此时长方体A下表面受到水的压力为多大?比较F浮和F下表−F上表的大小关系,得出的结论是什么?
考点09 实验题
36.小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时,用物体A做了如图所示的实验。请根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)物体A浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)分析比较实验步骤a、b、c,可得到结论:浮力的大小与物体 有关;
(3)分析比较实验步骤 可得到结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)分析实验步骤a、d、e可知:其他条件相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越 ;(选填“大”或“小”)
(5)根据有关实验数据,可以计算出物体A的密度为 kg/m3。(g取10N/kg,水=1.0×103kg/m3)
37.物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心物块,进行了如图所示的实验。
(1)物块的重力为 N,浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)由实验操作A、B、C可得结论:当液体密度一定时,物体 越大,所受浮力越大。
(3)由两个实验操作 (填字母)可知,浮力大小与浸没液体中的深度无关。
(4)完成上述实验后,小明同学想利用上述器材测出某待测液体的密度,进行了以下的探究:
①将物块挂在弹簧测力计下方,读出弹簧测力计的示数为;
②接下来将物块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为;
③然后 ,读出弹簧测力计示数;
则待测液体的密度: (用、、、表示)。
38.如图所示是小组合作探究“影响浮力大小的因素”的实验,根据实验数据,请你回答下列问题:
(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力是 N;
(2)分析图甲、乙、丙、丁实验可得出:物体受到的浮力大小与 有关;
(3)分析图 实验,说明浮力大小跟液体的密度有关;
(4)小丽同学通过分析图甲、乙、丁实验,发现浮力的大小还与物体在液体中的深度有关,于是她得出结论:在其他条件相同时,物体在液体中的深度越深,浮力越大。你认为她的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是: ;
(5)根据实验探究结论分析:轮船从长江驶入大海,它所受浮力 ,轮船的吃水深度将 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(6)根据以上实验数据,请计算出物体的密度为 kg/m3。
一、单选题
1.如图所示,烧杯和水的总质量是600g,烧杯与水平桌面的接触面积是100cm2,将一个质量是600g、体积是300cm3的实心长方体A用细线吊着,然后将其体积的一半浸入烧杯内的水中(烧杯厚度忽略不计,杯内水没有溢出,g取10N/kg)。下列选项不正确的是( )
A.烧杯对水平桌面的压力是12N
B.水对烧杯底的压强增大了150Pa
C.烧杯对水平桌面的压强是750Pa
D.细线对A的拉力是4.5N
2.一个质量为m的圆柱形瓶身的空玻璃瓶(瓶壁厚度忽略不计),内装高度为h1密度为ρ0的水,密封后放在水平地面上,如图甲所示,再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液体液面的高度差如图乙和图丙所示(h1>h3>h2),下列说法中不正确的是( )
A.玻璃瓶在水中的浮力等于在未知液体中受到的浮力
B.玻璃瓶底的面积为
C.玻璃瓶在未知液体中受到的浮力为
D.未知液体的密度为
二、填空题
3.如图所示,水平桌面上有两个容器,分别盛有甲、乙两种液体,把两个完全相同的长方体物块A、B放入液体中,A漂浮,B悬浮,则甲、乙两种液体的密度 ,液体对两物块下表面的压强p甲 p乙 (选填“>”“<”或“=”)。
4.如图所示,Q为一铜制零件,其上部为边长L=0.3m的立方体,下部为边长l=0.2m的立方体,Q的下表面与容器底面完全粘合,且水面正好与Q的上表面相平,则容器底部所受压强为 Pa,零件受到的浮力为 N。
5.如图所示,不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的圆柱形容器内,杆上端固定不动。容器内盛有8cm深的水,物体下表面刚好与水接触。往容器中缓慢注水,加水过程中水没有溢出。当加500cm3的水时,轻杆受力为3N,容器底部受到的压强较注水前变化了p1;当加2000cm3的水时,轻杆受力为2N,容器底部受到的压强较注水前变化了p2,且p1∶p2=1∶3,则加水前水对容器底的压强为 Pa;物块A的重力为 N。(水的密度为1.0×103kg/m3)
三、实验题
6.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (选填序号);
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N。然后进行如图所示的实验:
①在序号a的实验中物体A所受的浮力为 N;
②比较序号 的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越 ;
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力 关;
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验。由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小丽认为这结论 (选填“可靠”或“不可靠”),主要原因是 。
四、计算题
7.如图甲所示,盛有某种液体的圆柱形平底薄壁容器静置于水平桌面上,其底面积为1000cm2,用弹簧测力计挂着一个长方体物块,将物块从液面上方某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入该液体中,弹簧测力计示数F与物块下降的高度h的关系如图乙所示。已知物块的体积为1×10﹣3m3,求:
(1)物块A所受的最大浮力;
(2)物块A的密度;
(3)物块A浸没后与浸入之前相比,液体对容器底部的压力增加了多少?
一、填空题
1.根据浮力产生的原因:设想有一个浸没在液体中高为h、截面积为S的圆柱体,它的侧面受到的各个方向液体的压力相平衡;下表面受到液体向上的压力F2比上表面受到液体向下的压力F1大,如图(a)所示。因此:
上述推理中,p2表示的意思是 。
太空中的中国空间站处于微重力状态,物体所受的重力都可以忽略不计。在空间站中,液体内部由于液体所受重力而产生的 也可以忽略不计,因此,上述浮力推导过程中,等号③ (选填“成立”或“不成立”)。当宇航员王亚平在太空授课时,把一个乒乓球用塑料棒压入水杯中,如图(b)所示,当撤去塑料棒后,乒乓球将 (选填“会”或“不会”)浮出水面。
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