内容正文:
4.4水的浮力(第1课时)认识浮力
1.下列情景中没有受到浮力的物体是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法中错误的是 ( )
A.A物体一定受浮力作用 B.B物体一定受浮力作用
C.C处一定受浮力作用 D.D处一定受浮力作用
3.如图所示, 一个装有盐水的烧杯静止在斜面上, 有一个鸡蛋悬浮在盐水中, 则鸡蛋所受的浮力方向应为图中( )
A.1的方向 B.2的方向 C.3的方向 D.4的方向
4.某正方体浸没在水中,上表面与水平面相平,下列关于它的说法正确的是( )
A.它的上、下表面都受到水的压强,其中上表面受的压强较大
B.它的上、下表面都受到水的压力,上、下表面受的压力相等
C.它的上表面受到的水的压力的方向向上,下表面受到的水的压力的方向向下
D.它的下表面受到的水的压力的方向竖直向上
5.“天宫课堂”上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如图。下列有关该现象的解释正确的是 ( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下
B.乒乓球受到的浮力小于重力
C.太空中重力消失时,浮力也就消失
D.浮力和重力没有关系
6.有一个物体,悬挂在弹簧测力计下,空气中读数为4.5N,浸没在水中读数为2.5N,浸没在酒精中,读数为2.8N。那么在水中和酒精中受到的浮力分别为( )
A.2.5N,2.8N B.2N,1.7N
C.7N,7.3N D.4.5N,4.5N
7.将一个铜块挂在弹簧测力计上,当铜块浸在水中时,弹簧测力计的示数表示铜块受到的( )
A.浮力大小 B.重力大小
C.重力和浮力之差 D.重力和浮力之和
8.一金属块受到的重力为28N,用弹簧测力计挂着金属块,使其全部浸没到水中,此时测力计的示数为23.4N,那么此时金属块受到的浮力为 N。若此时金属块受到水对它向下的压力为20N,则水对金属块向上的压力为 N。
9.装置浸在液体中的物体一定受到浮力吗? 老师做了如图所示的实验:取一只去底的矿泉水透明塑料瓶,瓶口朝下,瓶口略小于乒乓球。放入乒乓球,往塑料瓶里面注水,发现乒乓球没有浮起,同时有水从塑料瓶口漏出,出现这一现象的原因是 ;用瓶塞 (或手) 堵住漏水的瓶口,一段时间后你能观察到的现象是 。
10.有一长方体木块,分别以图甲和乙两种方式漂浮在水面上,若木块底部受到水的压力分别为F甲和F乙,则F甲 F乙(填大于、小于、等于)。如图丙所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的大小关系为 。
11.如图是认识浮力的实验探究过程。
(1) 将物体悬挂在弹簧测力计下,如图甲所示,物体重力G= N 。
(2) 用手向上托物体时,如图乙所示,手对物体向上的托力F= 牛。
(3) 将物体浸入水中,如图丙所示。对照丙与甲、乙实验,说明 对 也有向上的托力,即浮力。水对浸入其中的该物体的浮力 牛。
12. 如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球( )
A.不受水的浮力,也不受水对它的压力
B.仍受水的浮力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.无法判断
13.如图所示,有一个带挂钩的铁块重力为G,将其底部与烧杯底部之间用蜡密封(使铁块和烧杯的接触面之间没有空气,水也不会进入) ,再往烧杯中加入适量水。若对铁块施加竖直向上的拉力,当拉力大小为F时,铁块恰好被拉起。则拉力F与铁块重力G的大小关系是 ( )
A. B. C. D.无法确定
14.重20N的铁桶内盛满水,水重为100N,现在用手提着铁桶浸没在河水中,但不接触河底,则铁桶静止时手对桶的拉力( A )
A.小于20N B.等于20N
C.介于20N和120N之间 D.等于120N
15.利用如图所示装置来探究浮力的方向。回答下列问题:
(1)随着木板不断被抬高,在水不溢出烧杯的前提下,悬线与水平面的夹角将 (选填“不断改变”或“保持不变”);
(2)剪断悬线,小气球将 运动(填写运动方向)。
16.一个桥墩浸入水中的体积为10m3,桥墩受到的浮力为 N;一位物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验;如图所示,把一只乒乓球放在瓶内,从上面倒入水(如图甲),但乒乓球并不上浮,这是因为 ;若用手堵住瓶口(如图乙),可观察到乒乓球浮起,这是因为 。
17.将玻璃管两端用橡皮膜封住,将其放入水中,用于探究液体对浸入其中的物体有浮力作用的原因,如图所示。
第14题图
(1)图甲中两侧橡皮膜凹进去,且凹陷程度相同。这说明同一深度处液体对橡皮膜水平方向的压强大小__相等__,即__没有__(选填“有”或“没有”)压力差。
(2)图乙中上、下橡皮膜凹陷程度不同,且下端橡皮膜凹陷程度大于上端橡皮膜,说明液体对下端橡皮膜向上的压强__大于__(选填“大于”或“小于”)液体对上端橡皮膜向下的压强,即__有__(选填“有”或“没有”)压力差。
(3)归纳以上两个实验可知:液体对浸入其中的物体有浮力作用的原因是__液体对浸入其中的物体向上和向下的压力不相等__。
18.某同学对一个金属块进行了两次测量:第一次如图甲所示,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为2.7牛。第二次如图乙所示,让金属块浸没在盛水的烧杯中,弹簧测力计的读数为1.7牛。g取10牛/千克。请回答下列问题:
(1)求金属块受到的浮力。
(2)求金属块的体积。
(3)结合表中所列的金属密度,通过计算判断金属块是何种金属。
金属
金
铜
铁
铝
密度/(克·厘米-3)
19.3
8.9
7.8
2.7
4.4水的浮力(第1课时)认识浮力
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力产生的原因判断。
【解答】浸在液体或气体中的物体,受到竖直向上的托力,这就是浮力。热气球浸没在空气中,轮船和潜水艇浸在水中,都会受到浮力,故B、C、D错误;
人造卫星在太空中,既没有浸没在液体中,也没有浸在气体中,肯定不受浮力,故A正确。
故选A。
2.【答案】C
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】 根据浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;对A、B、C、D逐一分析即可。
【解答】 A.由图可知,水对A物体上下表面产生了向上的压力差,故A物体一定受浮力的作用,故A正确不合题意;
B.B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差,故B物体也受浮力的作用,故B正确不合题意;
C.C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上下表面没有产生压力差,故C物体不受浮力的作用,故C错误符合题意;
D.由图可知,水对D物体上下表面产生了向上的压力差,故D物体受浮力的作用,故D正确不合题意。
故选C。
3.【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浸在液体里的物体,受到的浮力始终是竖直向上的,即与水平面垂直向上,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.【答案】D
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】 物体上表面与水面相平,则上表面只受大气压力,而下表面处在液体之中,故下表面所受压强为大气压强与液体压强之和,则由液体压强的特点可知下表面所受压强的方向。
【解答】 A.由于上表面处于水面上,故上表面不受水的压强,而下表面所受压强为大气压强与液体压强的和,故下表面所受压强要大,故A错误;
B.因上表面与水与相平,故上表面不受水的压力,故B错误;
C.由于液体压强是能朝向各个方向的,故物体下表面受到液体向上的压力,故C错误;
D.由于下表面受大气压强及液体压强,故下表面所受压强要大于上表面,且因下表面受压力向上,故使物体受到向上的浮力,故D正确。
故选D。
5.【答案】C
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】 浸在液体或气体中的物体受到向上的浮力;在太空中,和重力有关的一切现象会消失。
【解答】 浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力;在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】4.6;24.6
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算
【解析】【分析】 (1)根据称重法F浮=G-F算出金属块受到的浮力;
(2)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下算出水对金属块向上的压力。
【解答】 (1)根据题意可知,金属块受到的浮力为:F浮=G-F=28N-23.4N=4.6N;
(2)金属块全部浸入水中时受到的浮力为4.6N:
此时金属块受到水对它向下的压力为20N:
根据F浮=F向上-F向下可知,水对金属块向上的压力为:F向上=F浮+F向下=4.6N+20N=24.6N。
9.【答案】当有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出时,水向下流,乒乓球下表面受到水的压力为零,上表面受到水的压力不为零,且乒乓球受到竖直向下的重力;乒乓球上浮
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】 (1)乒乓球上表面受到水的压力大于下表面受到水的压力,利用同一直线上二力的合成得出乒乓球受到的合力,分析球不能上浮的原因;
(2)水继续流下并注满瓶颈后,根据物体的浮沉条件分析判断。
【解答】 (1)当有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,乒乓球下面的水向下流,下表面受到的压力为0,上表面受到的水的压力不为0,受到的合力方向向下,乒乓球不能上浮;
(2)用瓶塞(或手)堵住漏水的瓶口,乒乓球浸没水中,因为乒乓球受到的浮力(上下表面产生了压力差)大于重力,所以乒乓球将上浮。
10.【答案】等于;F1>F2
【知识点】浮力产生的原因;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据浮力产生的原因,结合漂浮条件分析计算;
(2)根据浮力产生的原因比较向上和向下的压力大小。
【解答】(1)根据题意可知,木块漂浮在水面上,则上表面不受液体的压力,
根据浮力产生的原因可知:,;
因为所以。
(2)根据图片可知,圆锥体处于悬浮状态,所以它受到的浮力;
根据浮力产生的原因可知,所以。
11.【答案】(1)4
(2)2
(3)水;物体;2
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据甲图确定物体的重力;
(2)手对物体向上的托力等于重力与测力计的示数之差;
(3)对物体进行受力分析即可。根据甲、丙两图,利用F浮=G-F拉计算物体受到的浮力。
【解答】 (1)图甲中,物重即为弹簧测力计的示数,即G=4N;
(2)图乙中,弹簧测力计的示数为2N,即G-F=2N,那么手对物体向上的托力F=2N;
(3)对照实验甲和乙实验,说明水对物体产生了一定的托力,即浮力;
在丙中,测力计的示数为3N,则F浮=G-F拉=4N-3N=1N,
12.【答案】C
【知识点】浮力产生的原因;浮力的变化
【解析】【分析】浮力指物体在流体(包括液体和气体)中,上下表面所受的压力差。据此分析。
【解答】浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差;
将塑料小球堵在一个水池的出口处,球的上表面受到水向下的压力,而下表面不受水的压力,所以该小球不受浮力。
故答案为:C。
13.【答案】A
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】 浸入液体中的物体受到液体对物体的压力的作用,对物体受力分析,据此分析F与G的大小关系。
【解答】 铁块底部与烧杯底部之间用蜡密封,所以铁块的下表面不会受到水向上的压力的作用,铁块的上表面受到竖直向下的压力的作用,铁块侧面受到的压力相互抵消;铁块受到竖直向下的重力、竖直向下的压力、竖直向上的拉力,当拉力大小为F时,铁块恰好被拉起,则拉力的大小与重力与水的压力的和,所以F大于G。
故选A。
14.【答案】A
【解析】【分析】水和桶一起浸没在河水中,对水桶整体进行受力分析可知,水桶受到了重力、浮力和手的拉力,且受力平衡,G桶=F拉+F浮=20N,所以F拉=20N-F浮<20N。
故选A。
15.【答案】(1)保持不变
(2)竖直向上
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】(1)浮力的方向始终竖直向上,可知悬线始终竖直向上,则夹角不变。
(2)对小球进行受力分析,浮力等于重力加拉力,剪去悬线,浮力大于重力,小球将竖直向上运动,直至漂浮。【解答】(1)细线因小气球受到浮力的作用而被拉直,随着木板不断被抬高,小气球受到的方向不变,则悬线与水平面的夹角不变。
(2)细线被拉直,说明小气球受到的浮力大于重力,因此剪断悬线,小气球将竖直向上运动。
(1)细线因小气球受到浮力的作用而被拉直,随着木板不断被抬高,小气球受到的方向不变,则悬线与水平面的夹角不变。
(2)细线被拉直,说明小气球受到的浮力大于重力,因此剪断悬线,小气球将竖直向上运动。
16.【答案】0;乒乓球底部不受水的向上的压力;乒乓球受到浮力的作用,浮力大于乒乓球的重力
【知识点】浮力产生的原因
【解析】【分析】(1)(2)(3)物体受到的浮力等于它在液体中向上和向下的压力差,据此分析解答。
【解答】(1)桥墩下端埋在泥土中,即下表面无液体,那么它下表面不受液体的向上的压力,那么它不受浮力。
(2)把一只乒乓球放在瓶内,从上面倒入水(如图甲),但乒乓球并不上浮,这是因为:乒乓球下部没有水,不受液体向上的压力,所以乒乓球不受向上的浮力。
(3)用手堵住瓶口,球的下表面会有水,下表面受到水向上的压力,此时会产生浮力。由于它受到的浮力大于球的重力,因此乒乓球浮起。
17.【答案】(1)相等,没有。
(2)大于,有。
(3)液体对浸入其中的物体向上和向下的压力不相等。
18.【答案】(1)。
(2)由可得,1牛千克/米牛/千克米3,因金属块浸没在水中,所以米3。
(3)千克,千克/米3,根据题表中的密度可知该金属块是铝。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【分析】(1)称重法测浮力时,浮力等于重力减拉力。
(2)根据求出排开液体的体积,因物体浸没,所以排开液体的体积等于物体的体积。
(3)根据质量和体积计算金属块的密度,再与表中数据进行对比。
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