内容正文:
第九章 浮力
一、单选题
1.一艘轮船从河里驶入海里,会发生变化的是( )
A.船的重力 B.船受到的浮力
C.船排开液体的重力 D.船排开液体的体积
2.我国自主研制的“极目一号”Ⅲ型浮空艇顺利升至9032m高空,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。小明查阅资料了解到:高度越高,大气越稀薄,浮空艇上升过程中艇体体积不变。正在升空的浮空艇( )
A.所受大气压强逐渐增大
B.所受空气浮力小于自身的重力
C.所受空气浮力大于排开空气的重力
D.所受空气浮力逐渐减小
3.如图所示,向两只相同的气球中分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气球加速升上空中,而空气球下落静止在地面上,则下列说法中正确的是( )
A.氢气球受到浮力,空气球不受浮力
B.氢气球受到的浮力较大,空气球受到的浮力较小
C.氢气球和空气气球受到的浮力一样大
D.氢气球受到的浮力等于自身重力
4.小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
5. 095型核潜艇为中国第三代攻击型核潜艇(如图),水下最大排水量达20000吨,最大潜水深度可达500m,则下列说法不正确的是( )(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
A.潜艇悬浮时受到的海水浮力为2×108 N
B.潜艇悬浮时的总重力为2×108 N
C.潜艇悬浮时排开的海水的体积为2×105m3
D.潜艇由浸没状态继续下潜时,受到海水压强变大,浮力不变
6.如图所示,甲、乙两个完全相同的杯子,倒入相同体积的水和浓盐水。将同一个鸡蛋,先后放入两杯液体中静止时,鸡蛋在甲杯中下沉,在乙杯中悬浮。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋的密度小于甲杯中液体的密度
B.乙杯中鸡蛋受到的浮力大于重力
C.甲杯底部受到的液体压强小于乙杯底部受到的液体压强
D.乙杯中鸡蛋受到的浮力等于甲杯中鸡蛋受到的浮力
7.两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A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图,则( )
A.A的重力小于B的重力
B.A受的浮力大于B受到的浮力
C.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
D.甲杯和乙杯的底部受到的压强相等
8.如图所示,B、C是体积均为10cm3的实心铝块,当B浸没在水中时,木块A恰能在水平桌面上向左匀速运动,若用铝块D替换C,使A在桌面上向右匀速运动,则D的质量应为(ρ铝=2.7g/cm3,铝块B始终在水中,水与B之间的摩擦以及滑轮处的摩擦均忽略不计)( )
A.17g B.7g C.10g D.27g
9.实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,如图所示,此时浸入水中的体积为6×10﹣4m3,然后在其上表面放置一个重4N的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平,则该木块( )
A.木块的密度是0.7×103kg/m3
B.放置铝块后,木块排开水的体积是1×10﹣3m2
C.未放置铝块前,木块受到的浮力是10N
D.放置铝块后,木块下表面受到水的压强增大了600Pa
二、多选题
10.如图所示,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中,两球最后均沉至杯底。已知甲、乙两球排开液体受到的重力相等,则下列说法正确的是( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙两球所受浮力大小相等
D.甲所在的容器中的液体密度小于乙所在的容器中的液体密度
11.如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中橡皮泥船采用空心的办法增大排开水的体积,从而增大浮力来增加载货量
B.乙图中“蛟龙号”从海面潜入 7000m 深的海中是通过改变浮力大小来实现的
C.丙图说明物体浸没在液体中越深,所受浮力越大
D.丁图中密度计在两种液体中所受浮力大小 Fa=Fb,液体的密度 ρa<ρb
12.如图甲所示,质量相等、大小不同的两个小球a、b,它们静止在某液体中时所受浮力相等。图乙是小明画出的两球静止时的四种情形,其中合理的是( )
A.① B.② C.③ D.④
13.重16N的正方体物块沉在面积很大的容器底部,现用一根细线将物块提出水面,物块所受的浮力F随物块上升的距离h变化关系如图所示,已知水的密度为1.0×103kg/m3,则下列说法中正确的是( )
A.物块的边长为0.5m
B.物块在出水前细线的拉力恒为6.0N
C.物块的密度为1.6×103kg/m3
D.物块沉在水槽底部时,水在物块上表面处产生的压强为6.0×103Pa
14.如图一甲所示,用弹簧测力计吊着一实心金属圆柱体将其缓慢放入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F,图乙是根据记录数据作出的F和h关系的图像,g取10N/kg。由图像可知( )
A.该圆柱体的高度为8cm
B.该圆柱体的横截面积为60cm2
C.该圆柱体的密度约为1.33g/cm3
D.撤去弹簧测力计,将圆柱体置于容器底部时圆柱体对容器底部的压强约为3×103Pa
15.将同一个小球先后放入甲、乙两杯液体中,小球在液体中均处于漂浮状态,如图所示。下列判断中正确的是( )
A.小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球在甲杯中受到的浮力等于在乙杯中受到的浮力
C.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
D.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
16.如图甲所示,一长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为34N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.该金属块的密度是
D.在至时间内金属块在水中受到的浮力逐渐减小
17.长方形物体A受到的重力为G,放入水中后如图所示处于漂浮状态,A的下表面距容器底的高度为h,露出水面的体积为物体A总体积的 。若用一个竖直向下的压力F1压物体A,使其浸没在水中后静止,这时物体A的下表面受到水竖直向上的压力为F2。下列说法正确的是( )
A.物体A漂浮时,下表面受到水的压强为ρ水gh
B.竖直向下的压力F1和重力G的比值为2∶3
C.物体A浸没后,水对它作用力的合力大于G
D.F1、F2的合力等于G
18. 如图所示,甲、乙、丙三个相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀且不吸水的实心物体和,分别放入甲、乙烧杯中,当、静止时,有五分之二露出水面,悬浮在水中,此时两烧杯液面相平。若将置于的上方,一起放入丙烧杯中,静止时的上表面恰好与液面相平。则下列说法正确的是( )
A.物体的密度为
B.物体和的浮力之比为:
C.物体和的密度之比为:
D.甲、乙两容器对桌面的压强之比为:
19.水平桌面上有A、B两个均装有水的完全相同的容器,将形状相同、体积相等的甲、乙两个物体分别放入A、B两容器中,静止时的位置如图所示,两个容器的水面相平.则下列判断正确的是( )
A.物体受到的重力 G甲=G乙
B.水对容器底的压强 pA=pB
C.物体受到的浮力 F浮甲>F浮乙
D.物体下表面受到水的压力 F甲>F乙
三、填空题
20.水平桌面上有一个盛有适量水的烧杯,小美在烧杯中缓慢放入一个质量为300g、体积为500cm3的物体,当物体在水中静止时处于 状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),此时物体受到的浮力为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
21.一个重0.5N的木块漂浮在水面上,则它受到的浮力大小为 N,木块下表面受到水的压力大小为 N。
22.如题图所示,将易拉罐逐渐按入水中时,明显感觉手受到的反抗力越来越大,从烧杯中溢出的水也越来越多,由此猜测浸入液体中的物体所受到的浮力与物体浸入液体的 有关,如图中的 对比可验证该猜想。对比③⑥可发现浸入液体中的物体所受到的浮力还与液体的 有关。
23.如图所示,这是我国研制的地效翼船,被称为海陆空“三栖巨兽”,其机翼侧面为上凸下平的形状,是利用流体流速越大,压强越 的原理产生向上的升力的。如果其质量为4.4t,静止在海面上时排开水的体积为 。(海水密度为,g取10N/kg)
24.在综合实践活动中,小明用吸管制成一简易密度计。他在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,该密度计 在被测液体中(选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”)。将其分别放入装有液体密度为和的两个烧杯中后情景如图,可以判断: 。若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1 m2(选“<”、“=”或“>”)。密度计刻度顺序由上而下是 (变大,变小),小明发现密度计上刻度之间的距离偏小,为了增大刻度线之间的距离,你的方案是 。
25.如图所示,一艘轮船在甲海洋中航行,水面在轮船上的A位置.当该轮船驶入乙海洋中时,水面在轮船上的B位置.设轮船的总质量不变,轮船在甲、乙两海洋中所受浮力分别为F1和F2,甲、乙两海洋的海水密度分别为ρ1和ρ2. 则F1 F2,ρ1 ρ2. (都选填“>”、“<”或“=”)
26.一个苹果的质量为140g、体积为180cm3,用手将其浸没在水中,松手后苹果将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),苹果静止后,浸入水中的体积为 cm3;在平静的池水中漂浮着一个木球,木球的体积为4 dm3,露出水面的体积为总体积的,木球受到的浮力为 N,木球的密度为 kg/m3。
27.如图所示,小烧杯内有一个实心铁球A和一个木球B(已知ρ铁>ρ水>ρ木),小烧杯漂浮在水槽内的水中。若只将A从小烧杯中拿出放到水槽中,水槽中水面高度 ;若只将B从小烧杯中拿出放到水槽中,水槽中水面高度 (均选填“上升”、“下降”或“不变”)。
28.如图所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,则两物体的体积VA:VB= ,物体B的密度是 kg/m3
四、实验探究题
29.龙龙同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图所示为探究过程及相关数据:
(1)分析图B、C、D,说明浮力大小跟物体 有关;
(2)分析图 ,说明浮力大小跟液体的密度有关;
(3)金属块浸没在水中与煤油中所受的浮力分别是 N和 N;
(4)物体在液体中所受浮力的大小不仅与 有关,还与 有关,而与 无关。
五、计算题
30.现有一带有阀门(关闭)的圆柱形薄壁大容器A(足够高),内装有10cm深的水(如图甲)。若将另一带有阀门(关闭,阀门体积不计)、重力为24N、底面积为800的圆柱形薄壁小容器B(B的体积不计)轻轻放入大容器A的水中,小容器B漂浮,此时水深变为12cm(如图乙)。将底面积为300,高为5cm的均匀柱体M放入小容器中,此时水深为13cm。,求:
(1)图甲中大容器A底部受到水的压强;
(2)大容器A的底面积;
(3)均匀柱体M的重力;
(4)在图丙中打开阀门,水向外流,当放出的水的体积为6600时,关闭阀门,再打开阀门,水进入到小容器B中,直到水面不再变化时,求水对大容器A底部产生的压力。
31.如图所示,水平桌面上的薄壁圆柱形容器底面积为100cm2,将一物块A用细线与容器底相连浸没水中,物块A的体积为240cm3。现剪断细线,物块A上浮,稳定后,物块A有1/4体积露出水面。(g取10N/kg)求:
(1)物块A浸没时所受浮力;
(2)物块A稳定后水对容器底压强的变化量;
(3)物块A的密度。
32.如图所示,一密度均匀长为L的长方体物块示浮在液体中。长方体物块静止时露出液面的高度为h,已知它的底面积为S,液体密度为。求:
(1)长方体物块受到的浮力;
(2)长方体物块的密度;
(3)长方体物块下表面受到液体的压强。
33.如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的圆柱形容器中,物块的质量为,物块的底面积为,物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置,停止注水,此时,物块上表面距水面,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为。已知,g=10N/kg。
(1)物块的重力;
(2)物块对容器底的压强;
(3)物块的密度。
34.如图是某科技小组从水池中匀速提起物体的装置示意图,每个滑轮重力为100N,绳子所能承受的最大拉力为140N。均匀实心正方体物块的密度为2.5×103kg/m3,边长为20cm。已知水池底面积为600cm2,当该物体完全浸没时,水池的高度为30cm。(ρ水=1×103kg/m3、g=10N/kg。绳重和摩擦、水对物块的阻力均忽略不计)问:
(1)物体完全浸没时所受浮力的大小。
(2)物体未露出水面时,人的拉力F。
(3)绳刚好被拉断时,水池底部受到的液体压强。
六、作图题
35.如图所示,小球悬浮在静止于斜面上的杯内液体中,请画出小球所受的力。
36.如图甲所示,用细线提着一长方体蜡块,缓慢放入盛有水的玻璃杯中,请在图乙中画出蜡块底面所受水的压强随下降高度h变化的大致图象。(ρ蜡<ρ水)
37.如图甲所示,水平桌面上放置一圆筒,筒内装有适量的水。弹簧测力计下悬挂一重为8N的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,请在乙图坐标系中画出弹簧测力计示数F与圆柱体下表面浸入液体深度h的大致关系图(圆柱体未接触容器底部)。
七、综合题
38.如图所示,水平地面上有一底面积为200cm2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为6N。(g取10N/kg ,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)画出此时正方体物块的受力示意图,计算物块所受浮力F浮 ;
(2)计算此时容器底受到水的压力F压;
(3)细线剪断后,计算物块静止时浸入水中的体积。
39.两个实心物体A和B放在同一杯水中,放入水前后测出的数据列表如下:
物体总体积()
浸入水中的体积()
物体A
4
4
物体B
5
3
(1)在图中已经画出物体A在水中状态,根据表中信息,在图中画出物体B(用圆形表示B的形状)在水中状态;
(2)判断A和B在水中受到的浮力大小: 。(选填“>”、“=”或“<”)
答案解析
1.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
2.【答案】D
【知识点】大气压强与高度的关系;阿基米德原理;浮力的利用
3.【答案】C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
4.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图可知,石块a在水杯中处于沉底状态,木块b处于漂浮状态,即,木块排开水的体积;此时排开水的体积①;
将石块a放在木块b上时,物体处于漂浮状态,故;此时排开水的体积②;因为ρ石>ρ水,故,所以,即水面高度将上升。
故答案为:B。
【分析】根据物体在水中的状态分析物体排开水的体积,两次排开水的体积的大小,从而判断水面高度的变化。
5.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜艇悬浮时受到的海水浮力为:F浮=G排=m排g=20000×103kg×10N/kg=2×108 N,故A正确不合题意;
B.潜艇悬浮时的总重力为:G=F浮=2×108 N,故B正确不合题意;
C.潜艇悬浮时排开的海水的体积为:,故C错误符合题意;
D.潜艇由浸没状态继续下潜时,深度不断增大,根据p=ρ液gh可知,它受到海水压强变大。潜艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,潜艇受到的浮力不变,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】(1)根据F浮=G排=m排g计算悬浮时受到的浮力;
(2)根据悬浮条件计算潜艇悬浮时的总重力;
(3)根据计算潜艇排开海水的体积;
(4)根据液体压强公式p=ρ液gh分析受到水的压强变化,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析潜艇受到浮力的变化。
6.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.在甲杯中鸡蛋下沉,鸡蛋的重力大于浮力,F浮甲<G,鸡蛋的密度大于甲液体的密度,ρ甲<ρ鸡蛋,故A错误;
BD.鸡蛋在乙杯中悬浮,根据二力平衡,鸡蛋受到的浮力等于重力,F浮乙=G,则F浮甲<F浮乙,故BD错误;
C.根据F浮=ρ液gV排,结合F浮甲<F浮乙,排开液体体积相等,则ρ甲<ρ乙,甲、乙液体的体积相同,鸡蛋浸没,杯中液体深度相同,根据p=ρgh,乙杯底部所受液体的压强较大,故C正确。
故选C。
【分析】悬浮物体受到的浮力等于物体的重力,密度等于液体密度;沉底物体的浮力小于物体重力,密度大于液体密度;根据p=ρgh,判断液体压强的大小。
7.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
8.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
9.【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】AB.因为未放置铝块前,木块漂浮,所以,G=F浮=ρ水gV排 =103 kg/m3 ×10N/kg×6×10-4m3 =6N,
由G=mg知道,木块的质量是: =0.6kg,
放置铝块后,木块受到的浮力是:F浮′=G+G铝 =6N+4N=10N,
由于此时木块上表面刚好与水面相平,所以木块排开水的体积(即木块的体积)是: =1×10-3 m3,
木块的密度是: =0.6×103 kg/m3,
A不符合题意,B符合题意;
C.由于未放置铝块前,木块受到的浮力是:
因为未放置铝块前,木块漂浮,受到的浮力是:F浮=ρ水gV排 =103 kg/m3 ×10N/kg×6×10-4m3 =6N,C不符合题意;
D.由以上计算知道,实心正方体木块的体积是1×10-3 m3 ,即边长为0.1m,底面积为0.1m×0.1m=0.01m2 ;由浮力产生的原因知道,放入铁块后,增大的压力等于增大的浮力,所以,△F=△F浮 =4N,
即木块下表面受到水的增大的压强是: ,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】根据水的密度和排开的体积可以计算浮力,漂浮时物体受到的浮力等于物体重力,利用总重力计算总浮力,结合浮力计算总体积,利用物体的质量和体积的比值计算密度;根据压力的变化和底面积的比值计算压强的变化。
10.【答案】C,D
【知识点】阿基米德原理
11.【答案】A,D
【知识点】浮力的利用;探究浮力大小的实验
12.【答案】B,D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
13.【答案】B,C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
14.【答案】B,C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
15.【答案】B,C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
16.【答案】B,C,D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
17.【答案】B,C
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】A.物体A漂浮时,A的下表面距容器底的高度为h,但下表面在水中深度未知,下表面所受水的压强无法求解,A不符合题意;
B.物体A漂浮时,受到的浮力
物体A浸没时,受到的浮力
竖直向下的压力 F1 和重力G 的比值为
B符合题意;
C.物体A 浸没后,水对它作用力的合力即水对它的浮力,此时水对物体的浮力大于物体受到的重力G,C符合题意;
D.物体A 浸没后,受到向下的压力F1、重力和浮力,且
故
F1、F2的合力
D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;浸在液体或气体中的物体会受到一个向上托力,这个托力就是浮力;浮力产生的原因是物体上下两个表面受到的压强不一样导致的,结合物体受到的浮力和上表面水的压力求解下表面的压力。
18.【答案】A,D
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ABC.在甲中,物体A漂浮,有五分之二的体积露出水面,
则F浮A=GA;
ρAgVA=ρ液gV排A=(1-)ρ水gVA,
即GA=ρAgVA=ρ水gVA……①
在乙中,物体B悬浮,则GB=F浮B=ρ水gVB……②
在丙中,A、B漂浮,GA+GB=F浮=ρ水gVA……③
由①可得:ρA=ρ水=0.6×103kg/m3,故A正确;
由①②③可得:2GA=3GB,即:GA:GB=3:2,2VA=5VB,即:VA:VB=5:2,
由于A漂浮,B悬浮,浮力都等于重力,所以物体A和B的浮力之比为:FA:FB=GA:GB=3:2,故B错误;
物体A和B的密度之比为:,故C错误;
D.在甲、乙中,A、B漂浮,且两容器内液面相平,结合阿基米德原理可知,G排A=F浮A=GA,G排B=F浮B=GB,所以两容器内水和物体的总重力相等,则两个相同的容器对水平桌面的压力为容器的重力与水和物体总重力的和,大小相等,由可知,甲、乙两容器对桌面的压强相等,即压强之比为1:1,故D正确。
故选AD。
【分析】(1)(2)(3)在甲图中,物体A漂浮,根据漂浮条件F浮=G列出关系式,并代入阿基米德原理F浮=ρ液gV排、G=ρVg。在乙图中,B悬浮,根据悬浮条件列出关系式备用。在丙图中,同理,再次列出平衡关系式,然后三个式子联立计算,从而得到二者的重力之比,体积之比,再利用密度公式计算密度之比;
(4)根据浮沉条件和阿基米德原理比较物体和排开水的重力大小,再比较容器对桌面压力大小,最后根据比较容器对桌面压强大小。
19.【答案】B,C,D
【知识点】重力及其大小的计算;液体压强的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、因物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,G甲=F浮甲,G乙=F浮乙,则G甲>G乙,故A不合题意;
B、因两个容器的水面相平,所以,由p=ρgh可知,水对容器底的压强 pA=pB,故B符合题意;
C、由图可知,物体甲悬浮、物体乙漂浮,且V排甲>V排乙,由F浮=ρgV排可知,F浮甲>F浮乙,故C符合题意;
D、因甲下表面的深度大于乙下表面的深度,所以,由p=ρgh可知,甲下表面受到水的压强大,因甲乙的形状相同、体积相等,下表面积相等,所以,由的变形式F=pS可知,物体下表面受到水的压力 F甲>F乙,故D符合题意.
故答案为:BCD.
【分析】A、物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等;
B、因两个容器的水面相平,所以,根据p=ρgh判断水对容器底的压强;
C、物体悬浮时排开的液体的体积大于漂浮时排开液体的体积,物体受到的浮力等于物体排开的液体重;
D、由p=ρgh可知判断两物体下表面受到的压强的大小关系,由的变形式F=pS分析判断物体下表面受到水的压力间的关系.
20.【答案】漂浮;3
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
21.【答案】0.5;0.5
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
22.【答案】体积;②③;密度
【知识点】探究浮力大小的实验
23.【答案】小;4
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
24.【答案】漂浮;<;=;变大;选用较粗的密度计
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】用密度计测量液体密度时,密度计都是漂浮在液体中;
密度计漂浮,浮力等于重力,则,由图可知密度计在液体1中排开液体体积比在液体2中大,所以液体1的密度小于液体2的密度,即;
密度计漂浮,由阿基米德原理可知,所以排开液体质量相等,即 m1=m2;
根据可知密度计排开液体体积越大,即密度计在液体中长度越长,液体密度越小,所以密度计从上而下,刻度逐渐变大;
小明发现密度计上刻度之间的距离偏小,说明密度计排开液体体积变化量小,为了增大刻度线之间的距离,可以用较粗的密度计。
【分析】用密度计测量液体密度时,密度计都是漂浮在液体中;满足等式,据此分析2、3、4空;密度计上刻度之间的距离偏小,说明密度计排开液体体积变化量小,为了增大刻度线之间的距离,增大排开液体体积变化量即可。
25.【答案】=;>
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:由于轮船在海洋中航行时始终都是漂浮物体,浮力等于重力,而轮船的重力是不变的,所以浮力也不变,F1 =F2;
又由于轮船在甲海洋中航行时水面对应的是A位置,该位置靠下,说明对应的排开液体的体积较小,则由阿基米德原理(F浮=ρ液V排g)可知,在浮力相等的条件下,排开液体的体积变大,则液体的密度变小,ρ1>ρ2。
故答案为:=;>。
【分析】根据漂浮条件(F浮=G)求解;根据阿基米德原理(F浮=ρ液V排g)分析判断;当F浮不变、V排增大时ρ变小。
26.【答案】上浮;140;30;0.75 ×103
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
27.【答案】下降;不变
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
28.【答案】1:6;0.5×103
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
29.【答案】排开液体的体积;D、E;3;2.4;液体的密度;物体排开液体的体积;浸在液体中的深度
【知识点】探究浮力大小的实验
30.【答案】(1)解:
(2)解: 由乙图可知,容器B漂浮在水中,此时容器B受到的浮力
容器排开的水的体积
大容器A的底面积:
(3)解: 在丙图中小容器B和柱体M整体漂浮在水中,受到的总浮力
(4)解: 未放水前丙图中水的体积
放出6600的水后,剩余水的体积
关闭阀门,打开阀门,直到水面不再变化时,由连通器原理可知,容器A、B中的水面相平,假设此时柱体M碰到底部,则水深
此时柱体M受到的浮力
由于,则此时柱体M已漂浮,
柱体M漂浮时,
水对容器A底部的压强
水对容器A底部的压力
【知识点】力的合成与应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】1)据题可知h1=0.1m,根据压强公式P=ρgh计算 A底部受到水的压强;
2) 由乙图可知,容器B漂浮在水中,容器B受力平衡,即
容器排开的水的体积大容器A的底面积:
3) 在丙图中小容器B和柱体M整体漂浮在水中,受到的总浮力,根据浮力公式可计算浮力,,有受力分析可知
4) 未放水前丙图中水的体积
放出6600的水后,剩余水的体积
关闭阀门,打开阀门,直到水面不再变化时,由连通器原理可知,容器A、B中的水面相平,假设此时柱体M碰到底部,则水深此时柱体M受到的浮力
由于,则此时柱体M已漂浮,柱体M漂浮时,,所以水对容器A底部的压强水对容器A底部的压力
31.【答案】(1)解:物体A浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×240×10﹣6m3=2.4N
答:物块A浸没时所受浮力为2.4N;
(2)解: 剪断细线,物块A上浮,稳定后物体A漂浮,则物体A露出水面的体积:V露=60cm3=6×10﹣5m3,
由V露=SΔh可知,水面变化的高度:Δh=6×10﹣3m,
物块A稳定后水对容器底压强的变化量:Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m=60Pa
答:物块A稳定后水对容器底压强的变化量为60Pa;
(3)解: 剪断细线,物块A上浮,稳定后物体A漂浮,此时物体A排开水的体积:V排'=180cm3=1.8×10﹣4m3,
此时物体受到的浮力:F浮'=ρ水gV排'=1×103kg/m3×10N/kg×180×10﹣6m3=1.8N,
由于物体漂浮时,浮力等于重力,所以物体A的重力:GA=F浮'=1.8N,
由G=mg可得,物体A的质量:mA=0.18kg,
物体A的密度:ρA=0.75×103kg/m3。
答:物块A的密度为0.75×103kg/m3
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1) 物块A的体积为240cm3。 根据F浮=ρ水gV排可计算物体A浸没时受到的浮力;
(2) 稳定后,物块A有1/4体积露出水面 ,此时露出来的体积V=0.25× 240cm3=6×10﹣5m3。 即水面的体积Δv=6×10﹣5m3, 物块A的体积为240cm3, 水面变化的高度:Δh=Δv/s,根据Δp=ρ水gΔh计算物块A稳定后水对容器底压强的变化量;
(3)由(2)可知,稳定后,物块A有1/4体积露出水面 ,此时露出来的体积V=0.25× 240cm3=6×10﹣5m3,所以此时物体A排开水的体积:V排'=1.8×10﹣4m3,根据浮力的公式F浮'=ρ水gV排'可计算物体的浮力,物体漂浮时,浮力等于重力,所以物体A的重力:GA=F浮',结合G=mg计算物体A的质量, 物块A的体积为240cm3 ,根据m=ρv计算物体的密度。
32.【答案】(1);(2);(3)
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
33.【答案】(1)解:物块的重力
答:物块的重力为 ;
(2)解:正方体物块对容器底的压力
物块对容器底的压强为
答:物块对容器底的压强为 ;
(3)解:由图乙可知,长方体物块受到重力、绳子的拉力和浮力的作用,根据力的平衡条件可知,长方体物块受到的浮力
由 可得物块排开水的体积,即物体本身的体积
物块的密度
答:物块的密度为 。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式G=mg,可求出重力;
(2)根据公式,可求出压强;
(3)根据公式F浮=ρ液gV排及,可求出密度。
34.【答案】(1)解:物体完全浸没时所受浮力的大小为
答:物体完全浸没时所受浮力的大小为80N
(2)解:物体的重力为
滑轮组中n=2,物体未露出水面时,对物体受力分析可知
滑轮组中
则人的拉力F为
答:物体未露出水面时,人的拉力F为110N
(3)解:绳刚好被拉断时,物体上端绳的拉力为
此时物体受到的浮力为
则物体排开水的体积为
则水面下降的高度为
此时水池底部受到的液体压强为
答:绳刚好被拉断时,水池底部受到的液体压强为
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】(1)结合物体排开液体的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求解物体受到的浮力即可;
(2)分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数,分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系;
(3)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度。
35.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】小球悬浮在液体中,小球受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮,作用点在小球的重心,由于小球静止,处于平衡状态,则这两个力是一对平衡力,大小相等,如图所示:
【分析】物体受到的浮力竖直向上;物体受到的重力竖直向下。
36.【答案】
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
37.【答案】
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
38.【答案】(1) ,10N;(2)80N;(3)4×10-4m3
【知识点】力的三要素及力的示意图;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
39.【答案】(1)
(2)>
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)由表格数据知物体B的总体积为5dm3,浸入水中的体积为3dm3,说明物体B处于漂浮状态,如图所示:
(2)由表格数据知VA排>VB排,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知道,A受到的浮力大于B受到的浮力,即FA>FB。
【分析】(1)物体体积大于排开液体的体积时,物体漂浮;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,判断浮力大小。
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