内容正文:
加速度
第十讲 浮 力
命题点1浮力的相关判断及浮沉条件的理解
命题点2浮力的相关计算
1. [2023呼和浩特,7门体积相同的A、B、C三个
3.[2022鄂尔多斯,15]弹策测力计通过细线吊
物体放入同种液体中,静止时的状态如图所
着一个合金块,静止时弹策测力计的示数如
图甲所示,则合金块的重力是
示。其中C物体对杯底有压力。用F、F。
N。将
F.分别表示三个物体受到浮力的大小,G
合金块浸没在水中如图乙所示,静止时弹策测
G、Gc分别表示三个物体受到重力的大小.
力计示数为1.9N,则合金块的体积为 cm③}。
GA、G*a、Gac分别表示三个物体排开液体重
(=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
C
力的大小。下列判断正确的是
)
乙
雨
第1题图
A.F.<F<Fc
B. G G Gc$
第3题图
第4题图
C. G GB=Gc
4. [2023兴安盟、呼伦贝尔,25]如图所示,物块A
D.FA-Fg-Fc
重为3N,将物块A总体积的三分之二浸在足够
2. [2022赤峰,10]放在水平桌面上的两个相
深的水中静止时,弹箭测力计的示数F一0.5N.
同的烧杯中装有不同浓度的盐水,其中一
=1.0×10kg/m,g取10N/kg。求:
杯是饱和的,盐水中的实心小球是用同利
(1)物块A的体积。
材料制作的。小球静止时情况如图所示
(2)若将物块A从弹策测力计上取下放入水
此时小球1、小球2受到的浮力分别记为
中,物块A静止时所受浮力的大小
F.、F。。向两个烧杯中分别加入少许质量
相等的盐后(盐的体积忽略不计),发现小
球1依然静止在烧杯底,小球2还是处干
漂浮状态,此时小球1、小球2两个小球受
到的浮力分别记为F、F。整个过程温
C
度不变,可推断出
)
第2题图
A.F'F,F>F,F'F
B.F' >F,F=F,F=F
C. F'>F,F=F,F'<F
D.F'-F,F-F,FF
24
命题点3探究浮力的大小跟哪些因素有关
(2)实验中所用物块的重力为N。
5.[2024兴安盟、呼伦贝尔,22]在“探究浮力的
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所
大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材
示,这样实验会使测得的溢出水的重力
有弹策测力计、带盖的玻璃瓶(瓶盖的质量。
(选填“偏大”或“偏小”)。
体积和形变忽略不计)、柱形容器等,操作过
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中
程如下:
如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物
块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大
小
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水
杯中,如图丙所示,发现F;>F,说明物块受
丙
到的浮力大小与
有关。换
第5题图
用酒精再次实验的目的是
(选
(1)在容器中装入适量的水,将玻璃瓶装满水后
填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
悬挂在弹策测力计下,并浸入水中,如图甲所
命题点5浮力、密度、压强的综合判断
示,容器中水面上升万,弹箭测力计示数为E。
7.[2022兴安盟、呼伦贝尔,11]某同学用铅笔、
(2)如图乙所示,将玻璃瓶浸没在水中,容器
细铁丝制作了一支简易密度计,他将密度计先
中水面又上升,弹策测力计示数为0.7F,由
后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器
此可知浮力的大小与
有
中。当密度计静止时,两容器中液面恰好相
关,继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹繁测力
平,如图所示。下列说法正确的是
C
)
计示数不变,说明物体所受浮力的大小与
A.乙容器中液体密度大
无关,此过程中瓶底所受的压强大
B.乙容器底部受到的液体压
小变化情况是
强较小
(③)为探究浮力大小与物重是否有关,将玻璃瓶
C.乙容器中密度计受到的浮
乙
中的一部分水倒出,再将玻璃瓶浸没到水中,如
力较小
第7题图
图丙所示,弹策测力计示数为0.5F。经过测量
D.乙容器对水平桌面的压强较大
图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为
命题6浮力、密度、压强的综合计算
说明浮力的大小与物重无关。
8.[2024赤峰,10]在《浮力》单元复习课上,学生
命题点4探究浮力的大小跟排开液体
用溢水杯和弹策测力计测量鸡蛋的密度。如
所受重力的关系
图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中
6. [2022包头,11]兴趣小组利用弹策测力计、
鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为G;如图乙,
物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿
再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯
基米德原理。(细线的质量和体积均忽略
中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为G。
不计)
(
下列说法正确的是
)
F=3N
F=3.2N
A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为F
1=1.3N
和F,它们的关系是F>F
酒精①
#
B.鸡蛋的体积为G
{g
乙
丙
第6题图
乙
(1)使用弹策测力计前,要将指针调在
第8题图
位置。
2
9.[2024赤峰,19]大国重器“奋斗者”号,在一次
(2)若将此时测力计指针所指刻度标为
深潜作业中,成功从万米海底取回水下取样
1.0×10{}kg/m},这条刻度线的刻度值是
器,堪称“海底捞针”。请回答(海水密度近似
多少N?
取1×10}kg/m,g取10N/kg);
(3)该液体密度计的0kg/m}刻度标在多少N
(1)①深潜器在一万米深处受到海水的压强
处。这个液体密度计所能测量的液体密度值
是多少;
不能超过多少kg/m3。(g取10N/kg,p=
②若其载人舱舱盖面积为0.3m{},此深度它
1.0×103kg/m3)
受到海水的压力是多少。
##
(2)在海水的高压下,深潜器上浮或下潜的原
理与潜水艇不同,它通过电磁铁吸附大铁块
及控制容器内铁秒数量实现下潜,若某次控
水
制其总质量为20t时恰好能悬停于某一深度
作业。
第10题图
①求此时它受到的浮力;
②“奋斗者”号需要上浮时,可通过什么方式
使电磁铁抛掉吸附的铁块
#
11.[2023呼和浩特,19]如图所示,盛水的薄壁
容器静置在水平桌面上。容器重为0.9N,底
面积为8×10-③m^{②,容器中水重为6N,水面
距容器底的距离为0.08m。现将物体A放
10. [2023赤峰,23]小亮同学在测量浮力时发
人水中,静止时容器中的水未溢出。已知物
现:金属块浸没在密度不同的液体中,测
体A的质量为0.09kg,体积为1.5×10*m3
力计示数不同。于是他用测力计和重为
(=1.0×10{}kg/m3,g取10N/kg)。求:
4N、体积为1×10*m的金属块,组装成
(1)物体A未放入水中
密度计,将金属块浸没在不同液体中静
时,水对容器底的
0.08m
止,来探究液体密度与测力计示数的对应
压强。
关系。
(2)物体A在水中静止
第11题图
(1)如图所示,金属块浸没在水中静止,受到
时,容器对桌面的压强。
的浮力是多少?
26
(3)物体A在水中静止时,受到浮力的大小。
13.[2022呼和浩特,24]浮简法,是海洋沉船打
捞技术中常用的方法之一。先让浮简灌满海
水,靠其自重自由下沉。到达海底沉船处,将
若干个浮简与沉船固定。给浮筒充气,排出筒
内海水,从而产生上举力,让沉船上浮。已知
每个浮简质量为4.8×10kg,体积为160m^}.
海水密度为1.03×10{}kg/m3。求;
(1)每个浮筒在海底沉船处充气,海水全部
排出后,受到的浮力大小和产生的上举力
大小。
(2)若沉船在海平面下方200m处,海平面
大气压为1.0×10{}Pa,浮简排出海水时,充
气压强的最小值。
(3)若沉船需要受到4.1×10N的上举力
才能上浮,则至少需要多少个浮简与沉船
固定。
12. [2023包头,12]小丽想测一测家中空食品盒在
水中漂浮时的装载质量。她将水平桌面上一个
高为10cm、底面积为200cm、重为2N的圆柱
形平底空食品盒放入装水的桶中,桶中水足般
深,食品盒下表面始终与水面平行,如图所示
p=1.0×10kg/m,g取10N/kg。求:
过
(1)空食品盒在水平桌面上时
对桌面的压强。
(2)空食品盒放入水中后,浸入
水中的深度。
(3)食品盒在水中漂浮时能够装
第12题图
载的最大质量。
27效不变,说明物体所受浮力的大小与浸没的深度无
关,此过程中瓶底在水中的深度增加,由p=Pgh
知,所受水的压强变大。(3)图甲中玻璃瓶装满水
后部分浸没水中,容器中水面上升,弹簧测力计示
数为F,图乙中玻璃瓶装满水后全部浸没水中,容
器中水面又上升九,说明V,=V根据F=
Amgm知,在液体密度一定时,P,=之F#2,又因为
F甲=GF,F2=G一0.7F,所以F2一F=
G-0.7F-(G-F)=0.3F,所以F#L-2F=
1
0.3F,所以F2=0.6F,即图乙、丙操作中玻璃瓶
所受浮力均为0.6F
6.(1)零刻度线(2)4(3)偏小(4)1相等
(5)液体密度(或液体种类)寻找普遍规律
7.B8.B
9,解:(1)①深潜器在一万米深处受到海水的压强
p=p4gh=1×103kg/m3×10N/kg×10000m=
1X10 Pa
③者其载人舱能益面积为03㎡,由力=号可得。
此深度它受到海水的压力
F=pS-1×10Pa×0.3m2=3×102N
(2)①深潜器悬停在海水中,由物体的浮沉条件可
知,此时它受到的浮力
F-Ga=ms8=20X10 kgX10 N/kg=2X10%N
②“奋斗者”号需要上浮时,可通过断开电路的方式
使电磁铁失去磁性,抛掉吸附的铁块。
10.解:(1)金属块浸没在水中V#-V金=1×10-4m
金属块受到的浮力
Fm=P体gVt=L.0X10kg/m×10N/kg×1×
104m=1N
第十讲浮力
(2)若将此时测力计指针所指刻度标为1.0×
10kg/m,这条刻度线的刻度值
1.B2.C3.2.340
F-GF-4N-1 N-3 N
4.解:(1)物块三分之二体积浸在水中静止时,此时物
(3)当该液体密度计的示数为0kg/m时,金属块
块所受的浮力F#=G-F=3N-0.5N=2.5N
应未浸入液体中,则这条刻度线的刻度值为
由阿基米德原理可知,物块排开水的体积
F=G叁=4N,当金属块浸没在液体中测力计的
2.5N
示数为0时,所测量液体密度最大,此时
pxg 1.0X10 kg/m X10 N/kg
=2.5×10tm
F”=G全一F养=0N
因为V,=号V,所以物块A的体积
则F=G=4N,此时液体的密度
4N
V。=2y,=号×2.5x10m=3.75×10m
P喉
gV 10 N/kgx1X10 m
=4×103kg/m
11.解:(1)物体A未放人水中时,水对容器底的压强
(2)若物块A浸没在水中,所受浮力
p=Pkgh=1.0X103kg/m×10N/kg×0.08m
F=p*gV#=p陈gVw=1.0X10kg/m×10N/kgX
800Pa
3.75×10-4m=3.75N
(2)物体A的重力
因为F1>G,所以静止时物块A处于漂浮状态,物
GA=MAg=0.09 kgX 10 N/kg=0.9 N
块A所受浮力F2=G=3N。
物体A在水中静止时,容器对桌面的压力
5.(2)物体排开液体的体积浸没深度变大(3)0.6
F=G%十Gk+G=0.9N+6N+0.9N=7.8N
【解析】(2)图甲中玻璃瓶装满水后部分浸入水中,
容器中水面上升h,禅簧测力计示数为F,图乙中玻
容器对桌面的压强D=F。
7.8N
S8×103m
=975Pa
璃瓶装满水后全部浸没水中,容器中水面又上升h,
(3)物体A的密度
弹簧测力计示数为0.7F,说明排开水的体积变大,
0.09kg
弹簧测力计的示数减小,由F津=G一F知,浮力变
p=V1.5×10m
=0.6×103kg/m
大,即浮力的大小与物体排开水的体积有关:物体
由<P可知,物体A在水中静止时处于漂浮状
浸没后继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示
态,则它受到的浮力F洋=Ga=0.9N。
30店
12.解:(1)空食品盒在水平桌面上时,对桌面的压力
F=G=2N,空食品盒在水平桌面上时,对桌面的
2N
压强p=S一200×10m
=100Pa
(2)根据物体的浮沉条件可知,空食品盒漂浮在水
中时受到的浮力F?=G=2N,由F=继gV#可
知,空食品盒排开水的体积
Va=Fn_
2N
Pg 1.0x10 kg/m X10 N/kg-2X10m
由V=Sh可知,空食品盒浸入水中的深度
=V=2X10mr
S200X10-m
=0.01m
(3)当食品盒的上表面刚好与水面相平时,食品盒
受到的浮力最大,此时食品盒排开水的体积
V=S'=200cm2×10cm=2000cm=0.002m
食品盒受到的最大浮力
F#=P味gVt=1.0×103kg/m3×10N/kg×
0.002m3=20N
根据物体的浮沉条件可知,此时食品盒和装载物
体的最大总重力G大=F?=20N,则食品盒能
够装载的最大重力
Gw大=Ga大-G=20N-2N=18N
由G-mg可知,装载物体的最大质量
m头=G达=18N
点t10N/kgl.8kg
13.解:(1)浮筒浸没时,每个浮筒受到的浮力
F=P木gV排=P悔水gV=1.03X10kg/m☒
10N/kg×160m3=1.648×105N
每个浮筒的重力
G=mg=4.8×103kg×10N/kg=4.8×10'N
每个浮筒能产生的上举力
F=Fa-G=1.648×10N-4.8X10N=1.6×10N
(2)海平面下方200m处海水的压强
Pk=Pm水gh=1.03×10kg/m×10N/kgX
200m=2.06×105Pa
浮筒排出海水时,充气压强的最小值
P小=p水十p=2.06×108Pa十1.0X10Pa
2.16×105Pa
度
(3)因为沉船需要受到4.1×10N的上举力,所以
需要泽简的个数一626
因此至少需要26个浮筒与沉船固定。