10.3物体的浮沉条件及应用----2024-2025学年人教版物理八年级下学期
2025-05-05
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内容正文:
10.3物体的浮沉条件及应用
一、单选题:
1.“力的作用是相互的”,下列四种动物的运动情况主要不是利用这一原理的是( )
A. 水母向下喷水而上升 B. 鱿鱼向前喷水而后退
C. 金鱼因鳔充气而上浮 D. 企鹅向后划水而前进
2.如图所示的装置中,利用连通器原理工作的是( )
A. 茶壶 B. 抽水机
C. 赛车尾翼 D. 放飞的气球
3.小明同学在一根细木棒的下端缠绕了一些铁丝然后将它分别置于甲,乙两杯液体中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲杯液体的密度较大
B. 乙杯液体的密度较大
C. 木棒在甲杯液体中受到的浮力较大
D. 木棒在乙杯液体中受到的浮力较大
4.潜艇在海中悬浮在海里,海水密度、潜艇大小形状均视作不变( )
A. 若它下潜,其所受浮力变小
B. 若它下潜,其所受浮力不变
C. 若它上浮,在露出水面过程中,其所受浮力变大
D. 若它上浮,在露出水面过程中,其所受浮力不变
5.如图所示,长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,直至上升到离水面一定的高度处。图所示是拉力随时间变化的图像,取。根据图像信息判断下列说法中正确的是( )
A. 该金属块的重力大小为
B. 浸没在水中的金属块受到的浮力大小是
C. 在至时间段,金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D. 该金属块的密度是
6.甲、乙、丙三个容器内分别盛有体积相同但是质量不同的液体,将同一个小球分别放入三个容器中。小球静止后的状态如图所示。则小球( )
A. 在甲容器中所受浮力最小 B. 在乙容器中所受浮力最小
C. 在丙容器中所受浮力最小 D. 三种情况下所受浮力相等
7.甲、乙两个实心正方体物块,质量相等,它们在水中静止时如图所示,下列说法中不正确的是( )
A. 乙的密度小于水的密度
B. 甲受到的浮力等于乙受到的浮力
C. 甲下表面受到水的压力大于乙下表面受到水的压力
D. 单独将甲取出容器底所受水的压强的变化量小于单独将乙取出容器底所受水的压强的变化量
8.小明将同一个鸡蛋先后放入如图所示的甲、乙两杯盐水中,盐水密度分别为、,鸡蛋所受浮力分别为、,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,这是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福”轮。该船满载排水量万吨,能够一次性搭载万吨的货物。该船正在舟山海域进行试航,此海域的海水密度取。下列说法正确的是( )
A. 该船所受浮力的方向是竖直向下的
B. 该船满载时受到的浮力为
C. 搭载万吨的货物时,该船排开海水的体积增加
D. 如果该船驶入海水密度更大的海域,船身会上浮一些
10.如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数与圆柱体浸入水中的深度变化关系的图象如图乙所示,取,下列说法正确的是( )
A. 圆柱体受到的重力是
B. 圆柱体受到的最大浮力是
C. 圆柱体的密度是
D. 当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为
二、填空题:
11.压强是表示压力______的物理量,它的定义式为______,压强的单位是、______。
液体压强的计算公式为______,由此可见,液体的压强与液体的______和液体的______有关;同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小______,不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的______有关。
连通器内的同种液体,静止时各处液面总是保持在同一______面上,茶壶、船闸等都是利用了______的原理,液压机的工作原理是______定律。
证明大气夺存在的著名实验是______实验,第一次测出大气压数值的实验是______实验,标准大气压______,相当于______高的汞柱产生的压强。
12.如图所示,这是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机起飞的情景。飞机起飞时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速______选填“大于”“小于”或“等于”机翼下方空气流速。飞机飞离航母后,航母底部所受海水的压强将______。选填“变大”“变小”或“不变”
13.用弹簧测力计称一个体积为物体的重力是当它浸没在某液体中时,弹簧测力计的示数是,则它在该液体中受到的浮力是______,该液体的密度是______
14.轮船的大小通常用_________来表示;潜水艇是靠改变__________来实现浮沉的;密度计是测定液体密度的仪器,它浮在不同液体中受的浮力是______的填“相同”或“不同”,在密度较大的液体中玻璃管浸入液面下的深度______填“变深”或“变浅”。
15.年月我国深潜器在马里亚纳海沟下潜深度达时,它受到水的压强是______深潜器在下潜过程中浮力______变大、变小或不变。
16.一艘轮船空载时的排水量是,装满货物时的排水量为,那么这艘轮船最多可以装载_______的货物。如果它从长江驶进大海,它所受到的浮力_______填“变大”、“不变”或“变小”。
17.在热气球表演中如图,有一热气球正在加速上升,在其加速上升的过程中,它受到的浮力______重力选填“大于”、“等于”或“小于”,它的重力势能______ 选填“变大”、“变小”或“不变”如果充入气体后的质量是,体积为,气球可以搭载______的货物悬浮在空中.
三、实验探究题:
18.小明发现妈妈在腌制萝卜块时,新鲜的萝卜块在盐水中是漂浮的,浸泡几天后,原来漂浮的萝卜块又下沉到容器底部。
他与几位同学对这一现象进行探究,提出如下猜想:
猜想:可能是由于水的蒸发,盐水密度增大,导致萝卜块下沉;
猜想:可能是浸泡几天后,萝卜块质量变大,导致萝卜块下沉;
猜想:可能是浸泡几天后,萝卜块体积变小,导致萝卜块下沉
猜想:可能是浸泡几天后,萝卜块密度变大,导致萝卜块下沉。
经过一番讨论后,他们马上否定了猜想,认为如果盐水的密度增大,萝卜块只会上浮而不会下沉,与观察到的现象______选填“相符”、“不相符”。接着他们就猜想、猜想和猜想进行了如下实验操作。
取三块新鲜的萝卜块,编上编号、、,分别测出它们的质量和体积;
配制一大杯盐水;
将三块萝卜块放在盐水中,起初处于漂浮状态。几天后,发现萝卜块沉底后将其捞出擦干,分别测出其质量、体积,算出腌制前后萝卜块的密度,并记录实验数据如下表:
萝卜块编号
质量
体积
密度
放入盐水前
放入盐水后
放入盐水前
放入盐水后
放入盐水前
放入盐水后
分析上表实验数据可知:
猜想是_______选填“正确”或“错误”的。
有同学认为猜想是正确的,他认为萝卜块体积变小,浮力变小,导致萝卜块下沉。但也有同学认为这种分析是错误的,理由是_____________________________________。
综合分析上表数据,猜想是__________的。
19.在“天宫课堂”中,王亚平演示浮力实验,展示了浸没在水中的乒乓球无法上浮的实验现象,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。
天宫一号内处于微重力状态,重力可以忽略不计。在空间站中,水对乒乓球各个方向的压强_______选填“相等”或“不相等”,乒乓球_______选填“受到”或“不受”浮力的作用。
小明在家里做了同样的实验,用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球会迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。乒乓球上浮时露出水面前所受的浮力_______选填“大于”、“小于”或“等于”所受的重力,乒乓球上浮时露出水面前水对容器底部的压强_______选填“变大”、“变小”或“不变”。
为了进一步探究浮力的特点,小明找到一个长、宽、高分别为、、的质地均匀长方体木块,分别横放、竖放入装水的烧杯中,静止时如图丙、所示。若木块下表面受到的压强分别为、,压力分别为、,则它们的大小关系是:_____,_____以上两空都选填“”、“”或“”。
四、计算题:
20.如图甲所示,将边长为的正方体木块放入装有水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面,若在木块上方压上一个物体,使木块刚好全部压入水中,如图乙所示。已知水的密度为,若取,求:
木块受到的重力;
木块的密度;
物体的重力。
21.如图所示,底面积为的溢水杯注满水后。将边长为的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时漂浮在水面上,溢水杯旁的小杯对水平桌面的压力增加了。其中,取。求:
木块受到的浮力;
木块的密度;
木块下表面受到水的压强。
22.现有一个不吸水材料的长方体,底面积为,体积为,质量为。将它放入底面积为,装有适量水的薄壁圆柱形容器中,容器足够高,漂浮于水面如图甲所示。,
求的重力;
求的底部受到的液体压强;
如图乙所示,将重,体积为的长方体不吸水置于上,待两物体静止时,请判断浸入水中的情况:______选填“不会浸入”或“部分浸入”或“全部浸入”并说明理由,求放入后容器内水面上升的高度。
23.如图甲所示,薄壁圆柱形容器足够深,底面积为,容器内放有重力为、棱长为的正方体木块,当加入一定量的水时,木块对容器底的压力恰好为此时木块静止,如图乙所示。水的密度,取。
求图乙中木块受到的浮力大小。
求图乙中容器内水的深度。
现用一个竖直向上的拉力将木块向上拉到距离容器底处并保持静止,如图丙所示。求木块静止时拉力的大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了物体间力的作用是相互的,是一道基础性题目。
物体间力的作用是相互的,应用这一知识点解决日常生活现象。
【解答】
A.水母向下喷水,水母给水一个向下的作用力,水同时也会给水母一个向上的力,所以水母就上升了,利用了力的作用是相互的原理,故A不符合题意;
B.鱿鱼向前喷水,水同时也会给鱿鱼一个向后的力而使鱿鱼后退,利用了力的作用是相互的原理,故B不符合题意;
C.金鱼因鳔内充气而使排开液体体积变大,从而使自己所受浮力变大而上浮,没有利用力的作用是相互的原理,故C符合题意;
D.企鹅向后划水时,企鹅给水一个向后的力,水同时也会给企鹅一个向前的力,所以企鹅能前进,利用了力的作用是相互的原理,故D不符合题意。
故选C。
2.【答案】
【解析】解:、茶壶上端开口,下部连通,即都是利用连通器的原理制成的,故A符合题意;
B、抽水机,是利用大气压工作的,故B不符合题意;
C、赛车尾翼是利用流速大的地方压强小的原理,故C不符合题意;
D、放飞的气球,是利用浮力大于重力,故D不符合题意。
故选:。
3.【答案】
【解析】解:物体的质量不变,在两液体中均处于漂浮状态,则说明在两种液体中所受浮力相同;故CD错误;
当相同时,大的液体密度小,由图知甲的大,所以甲的密度小,乙液体的密度大,故B正确,A错误。
故选:。
细木棒在甲乙两种液体中都漂浮,所受浮力都等于木棒重,受浮力相等,再结合阿基米德原理分析即可。
本题考查物体的浮沉条件,物体的浮沉条件为中考中的热点,注意漂浮时物体所受的浮力等于物体所受的重力。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了学生对阿基米德原理的理解与运用,由判断潜艇所受浮力大小的变化。
物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,根据分析浮力的大小变化。
【解答】
潜艇原来在海中悬浮,若它下潜时,不变,又因为海水密度不变,根据可知,潜艇所受浮力不变,故A不正确,B正确;
潜艇上浮过程中,逐渐露出水面时,减小,又因为海水密度不变,根据可知,潜艇所受浮力减小,故CD不正确。
故选B。
5.【答案】
6.【答案】
【解析】解:由图可知,小球在甲液体中处于沉底状态,受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和容器底对它的支持力保持静止,处于平衡状态,则,所以;
小球在乙液体中受竖直向下的重力和竖直向上的浮力处于悬浮状态,受力平衡,故F;
小球在丙液体中受竖直向下的重力和竖直向上的浮力处于漂浮状态,受力平衡,故F。
综上所述,小球在甲容器中所受浮力最小。
故选:。
物体在液体中处于漂浮或悬浮时,受到的浮力等于自身的重力。小球在甲液体中处于沉底状态,受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和容器底对它的支持力保持静止,处于平衡状态,由此可得出小球在甲容器中受到的浮力与小球重力的大小关系。
此题考查物体浮沉条件、阿基米德原理的应用,解决此题时,应注意观察图示差别,找出相同的量,不同的量,代入合适的公式进行比较。
7.【答案】
【解析】A、由图知,乙实心正方体物块漂浮在水中,所以乙的密度小于水的密度,故A正确,不符合题意;
B、甲、乙两个实心正方体物块,质量相等,重力相等,由图知,甲、乙两实心正方体物块分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知:,所以浮力相等;故B正确,不符合题意;
C、根据可知:,由于甲悬浮,乙漂浮,则,,所以,,故C正确,不符合题意;
D、单独将甲取出,减小的压力等于甲球排开水的重力,即甲球受到的浮力,单独将乙取出,减小的压力等于乙球排开水的重力,即乙球受到的浮力,由于甲、乙浮力相等,所单独将甲取出容器底所受水的压力的变化量等于单独将乙取出容器底所受水的压力的变化量,单独将甲取出容器底所受水的压强的变化量等于单独将乙取出容器底所受水的压强的变化量,故D错误,符合题意。
8.【答案】
【解析】【分析】
物体悬浮时液体的密度和物体的密度相等,物体漂浮时物体的密度小于液体的密度,据此判断两盐水的密度关系;根据物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等判断浮力关系.
本题考查了物体浮沉条件的应用,记住物体与液体密度关系、物体重力与受到浮力关系判断浮沉情况是关键.
【解答】
由图可知,甲中鸡蛋悬浮,乙中鸡蛋漂浮,且同一个鸡蛋的重力和密度不变,
因物体悬浮时液体的密度和物体的密度相等,物体漂浮时液体的密度大于物体的密度,
所以,,,即,故AC错误;
因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,,,故F,故B错误、D正确.
故选D.
9.【答案】
【解析】解:
A、该船所受浮力的方向是竖直向上的,故A错误;
B、根据阿基米德原理可知,该船满载时受到的浮力为:,故B错误;
C、船处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,一次性搭载万吨的货物时,船增大的浮力为:;
根据阿基米德原理可知,该船排开海水的体积增加量为:,故C错误;
D、如果该船驶入海水密度更大的海域,由于船始终漂浮,则船受到的浮力;因为船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变;由于海水的密度变大,根据可知,船排开的海水的体积变小,船身会上浮一些,故D正确。
故选:。
浮力的方向竖直向上;
根据阿基米德原理求出浮力的大小;
船处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,据此分析搭载万吨的货物时的浮力的大小,根据阿基米德原理求出排开的水的体积;
如果该船驶入海水密度更大的海域,都是漂浮,因为轮船自重不变,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,利用阿基米德原理判断船排开的海水的体积变化。
本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,知道轮船的排水量是指满载时排开水的质量是本题的关键。
10.【答案】
【解析】【分析】
本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理、压强的计算等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
为了便于分析,给线段标上、、、四个点,如下图,根据图象分析如下:
由图可知段圆柱体未浸入液体,测力计的示数即为圆柱体的重力,所以从图中可读出圆柱体的重力大小。
由图象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,为最大值。
由题意可知图中段是圆柱体完全浸入水后的情况,由图可知圆柱体完全浸入水后测力计对圆柱体的拉力为,再利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力,利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用密度公式求得圆柱体的密度
下降高度时,下表面接触水面,下降时,圆柱体刚好浸没水中,这时水面上升,由于容器底面积未知,所以不能确定圆柱体下表面距水面的距离,故不能确定下表面受到水的压强。
【解答】
A.由图象可知,当时,弹簧测力计示数为,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,,故A错误;
B.由图象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B错误;
C.图象中段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力,
则圆柱体受到的浮力。
圆柱体受到的浮力:,物体的体积:
,
由公式可求出物体的质量,
则圆柱体密度,故C正确。
D.由图可知,物体从接触水面到刚好浸没时,物体下降了厘米,但同时水面会上升,由于容器底面积未知,所以不能确定圆柱体下表面所处的深度,也就不能确定下表面受到水的压强,故D错误。
故选C。
11.【答案】作用效果;;帕斯卡或帕或;;密度;深度;相等;密度;水平;连通器;帕斯卡;马德堡半球;托里拆利;;
【解析】解:
压力的作用效果用压强来表示;压强指的是物体在单位面积上受到的压力,它的定义式为;压强的单位是帕斯卡,简称帕,符号为。
液体压强的计算公式为,由此可见,液体的压强与液体的密度和液体的深度有关;
同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关。
上端开口,下部连通的容器称为连通器,连通器内注入同一种液体,在液体不流动时各容器的液面总是保持在同一水平面上,生活中,茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器原理来工作的。
液压机的工作原理是帕斯卡定律;
证明大气压存在的最著名的实验是马德堡半球实验;
最早测出大气压值的科学家是托里拆利,即著名的托里拆利实验,在该实验中,测得大气压强的值与高的水银柱的压强相等,其对应的压强数值是:
,即标准大气压。
故答案为:
作用效果;;帕斯卡或帕或;
;密度;深度;相等;密度;
水平;连通器;帕斯卡;
马德堡半球;托里拆利;;。
根据压强的基础知识来填空,包括压强的定义、公式、各个物理量的单位。
掌握液体内部压强的特点:液体内部向各个方向都有压强;液体内部压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
不同液体内部压强还与液体的密度有关,同一深度,液体的密度越大,压强越大。
上端开口,下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。
液压机的工作原理是帕斯卡原理:密闭液体上的压强,能够大小不变地向各个方向传递,在一个小面积的活塞上施加一个很小的力,在另一边的面积大的活塞上就会产生更大的力。
马德堡半球实验和托里拆利实验都是与大气压强有关的著名实验,但他们的意义和结果却有着较大的区别,一个重在验证大气压的存在,一个重在测量大气压值,标准大气压所能支持的水银柱的高便是在托里拆利实验中测出的大气压值,根据液体压强公式可求出其数值。
本题考查了压强、液体压强和连通器等相关知识,同时考查大气压存在的证明、大气压值的测定、大气压值,综合性非常强,但考查的都是基础知识,难度不大。需要注意的是:一个标准大气压可以支持高的水银柱,一个标准大气压的大小是,这些内容都要牢牢的记住。
12.【答案】大于;变小。
【解析】飞机飞行时能获得向上的压强差,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速,上方压强小于下方,从而产生向上的升力;
因为飞机飞离航母后,航母仍漂浮,但自重减小,所以,所以航母所受浮力减小,根据阿基米德原理可知航母排开海水的体积减小,航母会上浮,航母底部变浅,由可知航母底部所受海水压强变小。
13.【答案】;
【解析】解:物体受到的浮力为;
物体浸没液体中,排开液体的体积:,
由可得该液体的密度:
.
此题主要考查的是学生对浮力的计算公式和阿基米德原理变形公式的理解和掌握,基础性题目.
14.【答案】排水量;自身重力;相同;变浅
【解析】【分析】
本题考查了排水量、潜水艇、密度计的知识,利用好阿基米德原理是关键。
排水量是指轮船满载时排开水的质量,是表示轮船大小的物理量
潜水艇浸没在水中无论是上浮还是下沉,潜水艇的体积不变排开水的体积不变,受浮力不变;通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,实现上浮或下沉的;
密度计是用来测量液体密度的仪器,它是利用漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体自身重力的原理制成的,根据阿基米德原理分析玻璃管浸入液面下的深度。
【解答】
排水量是指轮船满载时排开水的质量,是表示轮船大小的物理量;
潜水艇通过调节自身的重力来实行上浮与下潜的;
密度计是用来测量液体密度的仪器,它是利用漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体自身重力的原理制成的,根据阿基米德原理可知,液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小,玻璃管浸入液面下的深度越小。
故答案为:排水量;自身重力;相同;变浅。
15.【答案】不变
【解析】解:深潜器受到海水的压强为:
;
深潜器在水面下完全浸没,所以下潜过程中排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,液体的密度不变,排开液体的体积不变,故浮力不变。
故答案为:;不变。
已知海水的密度和深潜器所在的深度,利用计算深潜器受到海水的压强;
深潜器浸没在水中,利用阿基米德原理分析下潜过程中所受浮力的变化情况。
本题考查了液体压强的计算和影响浮力的因素,分析浮力是否变化,确定物体排开液体体积和物体体积的关系,是得到正确答案的关键。
16.【答案】;不变
【解析】轮船空载时漂浮:,
即;
船满载时受到的浮力:,
轮船满载时漂浮:,
排',
;
它从长江驶进大海,仍然是漂浮状态,浮力等于重力,则浮力不变。
17.【答案】大于;变大;
【解析】解:由物体的浮沉条件可知,气球要加速上升所受浮力应大于物体的重力;
气球上升过程中,质量不变,高度升高,故重力势能变大;
飞艇在空气中所受浮力为:
;
假若在空中悬浮,
则.
故答案为:大于;变大;.
物体在液体中的浮沉条件:上浮:,悬浮:,下沉:;物体的浮沉条件同样适用于气体;
影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度;
知道飞艇的体积,即排开空气的体积,知道空气的密度,利用阿基米德原理求飞艇受到空气的浮力;在空中静止不动,飞艇受到的浮力等于飞艇的重力加上飞艇载重,据此求出货物的重力.
本题考查了物体的浮沉条件及重力势能的定义,属简单应用.本题还考查浮力大小计算,注意阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体.
18.【答案】 不相符 错误 萝卜块的质量也会减少 正确
【解析】【分析】
根据浮力大小的影响因素进行分析,若液体密度变大,则萝卜所受浮力变大;
根据表格中萝卜质量的变化结合猜想得出结论;
根据表格中数据得出放入盐水前和放入盐水后的密度关系得出结论。
此题考查了有关物体浮沉条件的应用及对有关现象的分析,物体的浮沉取决于物体重力和浮力的关系,同时也可根据物体密度与液体密度的关系来判断其沉浮。
【解答】
如果盐水的密度增大,根据影响浮力的因素,则萝卜受到的浮力增大,萝卜应该上浮,与现象不符,所以否定了猜想;
根据表格中数据,放入盐水后萝卜的质量减小,所以猜想错误;
由表中实验数据可知,萝卜的体积变小,其质量也变小,所以猜想错误;
质量和体积的比值即密度变大了,大于盐水的密度,则其重力会大于排开同体积盐水的重力,即重力大于浮力,所以会下沉。
故答案为: 不相符 错误 萝卜块的质量也会减少 正确。
19.【答案】相等;不受;
大于;不变;
;
【解析】解:浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,太空中处于失重环境,水的重力几乎消失,所以水对乒乓球各面的压力都接近于零,则浸没在杯子里的水中的乒乓球不受浮力的作用。
乒乓球露出水面前,受到竖直向上的浮力大于竖直向下的重力;
露出水面前,乒乓球排开水的体积不变,则容器中水的深度不变,由可知,水对容器底部的压强不变;
由图丙中、两图可知,同种液体密度相同,木块在乙中浸入的深度比甲图中浸入的深度更大,故根据,可知小于;由于木块漂浮,故根据浮力产生的原因下表面受到的压力等于浮力,浮力等于重力,同一木块重力相同,故浮力相同,故压力相同即。
20.【答案】解:木块排开水的体积为:
,
木块受到的浮力为:
,
木块漂浮,木块受到的重力等于浮力为:
;
木块的质量为:
,
木块的体积为:
,
所以木块的密度为:
;
木块完全浸没时受到的浮力为:
,
物体的重力为:
。
答:木块受到的重力为;
木块的密度为;
物体的重力为。
【解析】先求出木块排开水的体积,再根据和物体沉浮条件可求出木块受到的重力;
根据可求出木块的质量,根据可求出木块的密度;
利用算出木块完全浸没时的浮力,物体的重力就是完全浸没时的浮力减去木块的重力。
此题以正方体木块漂浮在水中,考查了学生对浮力大小的计算、物体沉浮条件等多个知识点的掌握情况,是一道综合性很强的题目。关键是公式的灵活运用。
21.【答案】解:由溢水杯旁的小杯对水平桌面的压力增加了,即溢出的水的重力为,
则小木块排开水的重力;
根据阿基米德原理可得木块所受的浮力:
;
因为木块在水中漂浮,
所以,木块的重力:,
则木块的质量:,
木块为正方体,所以木块的体积,
则木块的密度:;
由于木块漂浮,根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到的水的压力:,
木块的底面积,
木块下表面受到的水的压强。
答:木块受到的浮力是;
木块的密度是;
木块下表面受到水的压强为。
【解析】知道溢水杯旁的小杯对水平桌面的压力增加值,可得排开水的重力,利用阿基米德原理求木块受到的浮力;
木块在水中漂浮时,受到的浮力等于重力,根据求木块的质量,木块为正方体,已知边长求体积,根据密度公式求密度;
由于木块漂浮,根据浮力产生的原因得出木块下表面受到的水的压力,得出木块的底面积,根据得出木块下表面受到的水的压强。
本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件、密度的计算等知识的综合应用,要注意木块排开水的重力等于装满水后溢水杯溢出水的重力。
22.【答案】解:的重力为:;
漂浮于水面,所受浮力等于重力,即,
水对上表面的压力为,根据浮力产生的原因可知,水对下表面的压力为:,
的底部受到的液体压强为:;
假设漂浮于水面,则所受浮力为:,
排开水的体积为:,
的总体积为:,
比较可知,,假设成立,且部分浸入水中;
漂浮时,排开水的体积为:,
漂浮时排开水的体积增加量为:,
则漂浮时,水面上升的高度为:。
答:的重力为;
的底部受到的液体压强为;
部分浸入;水面上升的高度为。
【解析】已知的质量,根据求得的重力;
漂浮于水面,所受浮力等于重力,根据浮力产生的原因可知水对下表面的压力,根据求得的底部受到的液体压强;
假设漂浮于水面,根据漂浮条件可知整体受到的浮力,根据阿基米德原理求出排开水的体积,与的体积和的总体积比较得出结论;根据阿基米德原理求出漂浮时排开水的体积,进一步求出漂浮时排开水的体积增加量,根据求水面上升的高度。
本题考查压强、重力的计算以及阿基米原理、物体浮沉条件的应用,正确判断的浮沉情况是关键。
23.【答案】因木块对容器底部没有压力,则木块受到的浮力与重力平衡:;
由浮力的产生原因可知,木块受到的浮力等于水对木块下表面的压力,木块下表面受到水的压强为,木块下表面所处的深度即容器内水的深度为
;
容器内水的体积,
设图丙中木块下表面所处的深度为,此时水的体积,
解得,木块下表面受到的压力为,
由力的平衡关系可知。
答:木块受到的浮力为;
容器内水的深度为;
木块静止时拉力为。
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