内容正文:
第三讲 【浮力计算】课后练习
1、用弹簧测力计吊着一个金属球,测得它在空气中的重力为20 N,当金属球有一半浸入水中时,弹簧测力计的示数为15.5 N;当该金属球全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为 N;当该金属球全部浸入酒精中时受到的浮力是 N.(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
2、我国全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,刷新我国载人深潜的纪录。“奋斗者”号下潜过程中从低密度海域到高密度海域时,所受的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。体积为10m3的“奋斗者”号坐底马里亚纳海沟时受到海水的浮力为 N;在10000m深处时,观察窗受到海水的压强为 Pa。(计算时海水的密度取ρ海水=1.05×103kg/m3,g取10N/kg)
3、同学们进行了“探究影响浮力大小的相关因素”的实验,步骤如下:
(1)比较步骤 可知,物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)比较步骤①、③和④可知,浸没在液体里的物体所受浮力的大小与浸没的 无关。
(3)比较步骤 可知,物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)物体浸没在盐水中所受浮力的大小为 N。
4、实心的钢铁会沉在水底,而钢铁造的船可以漂浮在水面。针对这种现象,同学们使用橡皮泥进行了探究。如图1所示,把一块质量为90g、体积为60cm3的橡皮泥投入水中而沉底;如图2所示,把橡皮泥捏造成一艘小船,橡皮泥小船漂在水面。求:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)这块橡皮泥沉入水中时所受到的浮力;
(2)橡皮泥小船漂浮时排开液体的体积;
(3)根据上面的计算,说一说用钢铁造的船能浮在水面上的道理。
5、底面积为100 cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上.现将体积为500 cm3,重为3 N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为8 cm,如图甲所示.若将一重为6 N的物体B用细绳系于A的下方,可使A恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出).不计绳重及其体积(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg),求:
(1)图甲中木块A静止时浸入水中的体积;
(2)物体B的密度.
甲 乙
参考答案与深度解析
1.【答案】11 7.2
2.【答案】(1)变大;(2)1.05×105;(3)1.05×108。
【解答】解:(1)“奋斗者”号下潜过程中从低密度海域到高密度海域时,随着深度的增大,海水的密度变大,“奋斗者”号的体积不变,排开的海水的体积不变,根据F浮=ρ海水gV排可知,“奋斗者”号受到的浮力变大;
(2)已知:V排=10m3,“奋斗者”号坐底马里亚纳海沟时受到海水的浮力为:F浮=ρ海水gV排=1.05×103kg/m3×10N/kg×10m3=1.05×105N;
(3)潜水器下潜至10000m深处时,其受到海水的压强为:p=ρ海水gh=1.05×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.05×108Pa。
3.【答案】(1)①②③;(2)深度;(3)①④⑤;(4)1.2N。
【解答】解:(1)比较步骤①②③可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,则浮力大小不相等,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(2)比较步骤①、③和④可知,控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同,改变物体浸没在液体中的深度,弹簧测力计示数的大小相等,则浮力大小相等,说明浸没在液体里的物体所受浮力的大小与浸没的深度无关;
(3)比较步骤①④⑤可知,物体在液体中浸没的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,则浮力的大小下相等,说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)由步骤①⑤可知,物体浸没在盐水中受到的浮力:
F浮′=G﹣F拉′=4N﹣2.8N=1.2N。
4. 【解答】解:(1)橡皮泥沉入水中时所受到的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣5m3=0.6N;
(2)橡皮泥小船漂浮时受到的浮力F′浮=G总=mg=90×10﹣3kg×10N/kg=0.9N;
橡皮泥小船漂浮时排开液体的体积V′排===9×10﹣5m3;
5.(1)因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=3 N(1分)
根据F浮=ρ水gV排得V排===3×10-4 m3
即A浸入水中的体积为3×10-4 m3
(2)由A、B整体悬浮可知+=GA+GB
即ρ水g(VA+VB)=GA+GB
则VA+VB===9×10-4 m3
其中VA=500 cm3=5×10-4 m3
故VB=4×10-4 m3
B的质量为mB===0.6 kg
B的密度为ρB===1.5×103 kg/m3(2分)
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第三讲 【浮力计算】解题技巧
一、浮力基础知识回顾
(1)浮力的方向:竖直向上;
(2)产生原因:物体上下表面的压力差导致;
(3)浮力测量方法:弹簧测力计;
(4)阿基米德原理:物体受到的浮力大小始终等于它排开液体的重力。
经典例题1.(陕西中考)如图,是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时,排水量约12 000吨,吃水深度6.6 m。下列说法正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.“延安”号漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.“延安”号漂浮在海面上,所受浮力方向竖直向上
D.“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
二、浮力计算公式总结
①压力差法 F浮=F下-F上
②称重法 F浮=G-F拉
③阿基米德原理法 F浮=G排=m排g=ρ液gV排(任何情况都适用)
④漂浮、悬浮时 F浮=G物=m物g
经典例题2.(上海中考)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力器的示数变为2.0牛,则浮力的大小是 牛,方向为 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 (选填“变大”或“不变”或“变小”)。
巩固训练1. 福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,满载排水量8万吨,满载时吃水深度为10m。则航母满载时受到海水的浮力为 N,航母的最低处1cm2的瞭望口受到海水的压力为 N。094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,该潜水艇沉底时所受浮力 它漂浮时所受浮力。(选填“大于”、“小于”或“等于”),若潜艇从长江内河潜行到海洋时,潜水艇受到的浮力 . (选填“变大”、“不变”或“变小”)(ρ海水=1.0×103kg/m3)
巩固训练 2. (西安中考)如图,是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
(1)“南鲲号” 下沉过程中,其底部受到海水的压强________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)“南鲲号”质量为6×106kg,其漂浮时受到的浮力是多少?排开海水的体积是多少?
(3)略
三、探究浮力的影响因素
实验结论:浮力只与浸入体积(V排)和液体密度有关,与深度无关。
解题大招:比例法,秒密度。
经典例题3.某兴趣小组做了如图实验来探究影响浮力大小的因素。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)物体浸没在酒精中时,排开酒精的重力是 N。
(3)比较 两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)由A、B、C三个步骤可知,浮力大小与 有关。
(5)小明对A、B、C,D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关,对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而 。
(6)由图中的数据可以计算出酒精的密度为 kg/m3.
巩固训练3. (广安中考)某兴趣小组做了如图实验来探究影响浮力大小的因素。
(3)根据 三图,可验证浮力的大小与液体的密度有关。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(4)由图中的数据可以计算出盐水的密度为 kg/m3.
四、拉力折线图
经典例题4:一圆柱体在弹簧测力计下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸没在水中。下图是拉力随下落高度h变化的图象,则圆柱体的重力为 N,全部浸没在水中后所受的浮力是 N,此时,圆柱体下表面受到水的压强是 Pa,物体的密度为 kg/m3(g=10N/kg,忽略水面高度变化)。
解题大招:上重下拉,浮力作差;浸没求ρ物,密度比=重浮比。
巩固训练4.如图甲,某同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块匀速下降浸入水中,弹簧测力计示数F与金属块下降高度h的关系如图乙,忽略液面变化,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
巩固训练5.(眉山中考)如图所示,图甲是小东用弹簧测力计挂着一块不吸水的实心圆柱形合金体,从空中逐渐浸入水中的情景图乙是弹簧测力计示数F随该合金体逐渐浸入水中深度h的变化图象。合金体从接触水面到刚浸没的过程中,受到的浮力逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。合金体的体积是 m3,密度是 kg/m3。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
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$主讲老师:刘老师
浮 力 计 算 大 招
【浮力计算】考查方式和分值占比:3-9分
选择题
填空题
实验探究题
1
浮力基础知识回顾
(1)浮力的方向:竖直向上;
(2)产生原因:物体上下表面的压力差导致;
(3)浮力测量方法:弹簧测力计;
(4)阿基米德原理:物体受到的浮力大小始终等于它排开液体的重力。
1.(陕西中考)如图,是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时,排水量约12 000吨,吃水深度6.6 m。下列说法正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.“延安”号漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.“延安”号漂浮在海面上,所受浮力方向竖直向上
D.“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
C
2
浮力计算公式总结
①压力差法 F浮=F下-F上
②称重法 F浮=G-F拉
③阿基米德原理法 F浮=G排=m排g=ρ液gV排(任何情况都适用)
④漂浮、悬浮时 F浮=G物=m物g
2. (上海中考)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力器的示数变为2.0牛,则浮力的大小是 牛,方向为 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 (选填“变大”或“不变”或“变小”)。
1
竖直向上
不变
1. 福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,满载排水量8万吨,满载时吃水深度为10m。则航母满载时受到海水的浮力为
N,航母的最低处1cm2的瞭望口受到海水的压力为
N。094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,该潜水艇沉底时所受浮力 它漂浮时所受浮力。(选填“大于”、“小于”或“等于”),若潜艇从长江内河潜行到海洋时,潜水艇受到的浮力 . (选填“变大”、“不变”或“变小”)(ρ海水=1.0×103kg/m3)
8×108
10
大于
变大
2. (西安中考)如图,是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
(1)“南鲲号” 下沉过程中,其底部受到海水的压强________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)“南鲲号”质量为6×106kg,其漂浮时受到的浮力是多少?排开海水的体积是多少?
(3)略
变大
6×107N;6×103m3.
3
探究浮力的影响因素
实验结论:浮力只与浸入体积(V排)和液体密度有关,与深度无关。
ρ物?
ρ油?
3
解题大招
比例法,秒密度。
ρ物?
ρ油?
探究实验求密度
3. 某兴趣小组做了如图实验来探究影响浮力大小的因素。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)物体浸没在酒精中时,排开酒精的重力是 N。
(3)比较 两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)由A、B、C三个步骤可知,浮力大小与 有关。
1
0.8
C、E
排开液体体积
3. 某兴趣小组做了如图实验来探究影响浮力大小的因素。
(5)小明对A、B、C,D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关,对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而 。
(6)由图中的数据可以计算出酒精的密度为 kg/m3.
增大
0.8×103
3. (广安中考)某兴趣小组做了如图实验来探究影响浮力大小的因素。
(3)根据 三图,可验证浮力的大小与液体的密度有关。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为
kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(4)由图中的数据可以计算出盐水的密度为 kg/m3.
A、D、E
1.1×103
2×103
4
拉力折线图
例4:一圆柱体在弹簧测力计下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸没在水中。下图是拉力随下落高度h变化的图象,则圆柱体的重力为 N,全部浸没在水中后所受的浮力是 N,此时,圆柱体下表面受到水的压强是 Pa,物体的密度为 kg/m3(g=10N/kg,忽略水面高度变化)。
解题大招
上重下拉,浮力作差;
浸没求ρ物,密度比=重浮比。
15
10
600
1.5×103
4. 如图甲,某同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块匀速下降浸入水中,弹簧测力计示数F与金属块下降高度h的关系如图乙,忽略液面变化,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
B
5.(眉山中考) 如图所示,图甲是小东用弹簧测力计挂着一块不吸水的实心圆柱形合金体,从空中逐渐浸入水中的情景图乙是弹簧测力计示数F随该合金体逐渐浸入水中深度h的变化图象。合金体从接触水面到刚浸没的过程中,受到的浮力逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。合金体的体积是 m3,密度是
kg/m3。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
变大
5×10-5
4×103
1
浮力计算公式总结
①压力差法 F浮=F下-F上
②称重法 F浮=G-F拉
③阿基米德原理法 F浮=G排=m排g=ρ液gV排(任何情况都适用)
④漂浮、悬浮时 F浮=G物=m物g
2
浮力的探究实验
浮力只与V排和ρ液有关,
比例法,秒密度。
3
拉力折线图
上重下拉,浮力作差;
浸没求ρ物,密度比=重浮比。
谢 谢!
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