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第五讲 【浮力综合】课后练习
1、如图﹣1所示,用弹簧测力计缓慢将物体从装有水的烧杯中匀速拉出,烧杯的底面积为100cm2,拉力F随时间t的变化关系如图﹣2所示。下列说法正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)( )
A.上升过程中物体所受的浮力不断变小
B.物体浸没在水中受到的浮力为5N
C.物体的密度是2.5×103kg/m3
D.物体离开水面后,水对烧杯底的压强变化了400Pa
2、质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为 B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为 D.丙图中,细针对草莓的压力为
3、如把边长L=0.5m、密度ρ=0.8×103kg/m3的正方体A放入底面积为S=1m2的圆柱形盛水容器中,静止后正方体A的状态如图甲所示。正方体A的质量为 kg,正方体A受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)重力。若将物块B轻放在正方体A的上面(如图乙所示),容器中的水面上升了0.02m,物块B的质量为 kg。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
4、同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是 。
5、用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
(1)测小石块的密度:
①天平放置于 工作台上,将游码移到标尺 处,调节平衡螺母使横梁平衡;
②用此天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图(a)所示,则小石块的质量为 g。在量筒内放入适量的水,用细线绑好小石块,缓慢放入水中,如图(b)所示,则小石块的密度为 kg/m3;
(2)测小瓷杯的密度:
如图(c)所示,先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V1;再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V2;最后,捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒,使其浮于水面(水未损失),液面刻度为V3,小瓷杯密度的表达式ρ水= (用V1、V2、V3和ρ水表示)。实验完毕后,发现小瓷杯内的水未倒干净,则所测结果 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
参考答案与深度解析
1.【答案】C
【解答】解:
A、上升过程中测力计的示数先不变、后增大,根据F浮=G﹣F示可知,上升过程中物体所受的浮力先不变、后减小,故A错误;
B、由图像可知,露出水面后测力计的拉力F拉2=5N,物体的重力G=F拉2=5N;
未露出水面时,物体受到的拉力F拉1=3N,
所以浸没时物体受到的浮力:F浮=G﹣F拉1=5N﹣3N=2N,故B错误;
C、由F浮=ρ水gV排得物体的体积:
V=V排===2×10﹣4m3;
物体的质量:
m===0.5kg,
物体的密度:
ρ===2.5×103kg/m3,故C正确;
D、物体离开水面后,排开水的体积变化量:
ΔV排=V=2×10﹣4m3,
杯内水的深度变化量:
Δh===0.02m,
水对杯底的压强变化量:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa,故D错误。
2.【答案】C
【解析】A.甲图中,水的重力为
由于杯子不是柱体,所以水对杯底的压力小于水的重力,即
故A错误;
B.乙图中,草莓漂浮,受到的浮力等于草莓的重力,即,根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力等于排开水的重力,即
所以草莓的质量为
故B错误;
C.根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力
草莓浸没时排开水的体积
故C正确;
D.丙图中,草莓受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向下的细针的压力,根据力的平衡条件可知,细针对草莓的压力
故D错误。
3.【答案】100;等于;20。
【解答】解:(1)正方体A的体积:VA=L3=(0.5m)3=0.125m3,
正方体A的质量:
mA=ρAVA=0.8×103kg/m3×0.125m3=100kg;
因为A漂浮在水面上,所以此时正方体A受到的浮力等于A的重力;
(2)将物块B轻放在A的上面,A排开水的体积增大量:
ΔV排=SΔh=1m2×0.02m=0.02m3,
则A受到的浮力的增大量:
△F浮=ρ水gΔV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N,
由于A、B漂浮,受到的浮力等于A、B的总重力,故物块B的重力等于A受到的浮力的增大量,
即:GB=ΔF浮=200N,
物块B的质量:
mB===20kg。
4.【答案】 4 无关 B、C 错误 没有控制排开液体的体积相等
【解析】(1)[1]由图可知,物体的重力为6N,浸没在水中时弹簧测力计的示数为2N,根据称重法测浮力可知,物体浸没在水中受到的浮力大小为
(2)[2]A与C、D三次实验中物体浸入液体的深度不同,根据称重法测浮力可知,A与C、D三次实验中弹簧测力计的示数相等,则浮力大小相等,故可以得出的结论:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(3)[3]验证浮力大小与物体排开液体的体积有关,则需要保持液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,故选择A与B、C三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)[4][5]验证浮力大小与液体的密度有关,则需要保持物体排开液体的体积相等,改变液体的密度,A与B、E三次实验中,液体的密度不同,物体排开液体的体积也不同,未控制单一变量,故该操作时错误的,无法得出该结论。
(5)[6]由(1)可知,物体浸没在水中时浮力为4N,则物体的体积为
物体在盐水中所受的浮力为
则步骤E中所用盐水的密度
22.【答案】(1)①水平;零刻线;②17.4;3.48×103;(2);不变。
【解答】解:(1)天平调平之前,应先放在水平面上,并将游码归零,然后根据指针偏转方向,调节平衡螺母,左偏右旋、右偏左旋。
天平分度值是0.2g,右盘砝码质量是20g,游码左侧指在标尺上2g后面第2个小格上,所以小石块的质量为m=10g+5g+2.4g=17.4g;
量筒中原有30mL水,放入石块后,量筒液面上升到35mL,因此石块体积V=35mL﹣30mL=5mL=5cm3;
小石块的密度为:ρ===3.48g/cm3=3.48×103kg/m3;
(2)先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V1;再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V2;则陶瓷的体积V=V2﹣V1,
瓷杯处于漂浮时,则G=F浮,
根据阿基米德原理可知:F浮=G排;
所以,G=G排,则瓷杯质量为:m=m排=ρ水(V3﹣V1);
所以小瓷杯密度为:ρ瓷==。
瓷杯内的水受到的浮力等于自身重力,排开水的体积也等于自身体积。在杯内和杯外,量筒内水的液面都不会变化。所以,所测结果不会变化。
故答案为:(1)①水平;零刻线;②17.4;3.48×103;
(2);不变。
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$主讲老师:刘老师
浮 力 综 合 大 招
【浮力综合】考查方式和分值占比:3-9分
选择题
填空题
实验探究题
1
变化量问题
解题大招
ΔF浮=ΔG=ΔF液压,
ΔF浮=ρgΔV排,
ΔF液压=ΔpS底=ρgΔhS底,
ΔG=Δmg.
1.(西安一模)如图所示,一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体,将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2cm,液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该液体密度为 kg/m3,木块底部受到的液体压强为 Pa,木块受到的浮力为_______N。
答案:0.8×103;640;6.4;
1. 中国第一艘航母——“辽宁舰”排水量达6.7×104t,舰载机50余架。当一架质量为20t的舰载机起飞后,航母排开海水的体积减小 m3.
答案:20
2. 如图,边长为10cm的实心正方体木块,质量为0.6kg,静止在装有足量水的容器中,(g=10N/kg)求若放入木块前容器中水深20cm,容器底面积为200cm2,放入木块后水对容器底的压强增加了多少Pa?
答案:300Pa
3. (陕西中考)图示为某具有自动蓄水功能模型示意图。长方形的水池有一个底面积为10cm2的方形塑料盒A,与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动,当蓄水量达到一定值时,活塞B堵住进水管,注水结束,水位为H.(g取10N/kg)若在塑料盒内放入质量为20g的物体,注水结束时的水位H高了 m。
答案:0.02
3
浮力测密度-弹簧测力计
测固体
测液体
解题大招
比例法
4. 如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。则圆柱体的密度是
kg/m3,图丙中盐水的密度是 kg/m3。
答案:3×103;1.1×103
3
浮力测密度-天平测固体
解题大招
ΔF浮=ΔG=ΔF压
3
浮力测密度-天平测液体
解题大招
比例法
5. 小明将电子秤调零后进行了如下操作:如图甲,先将一个盛有水的杯子放在电子秤上,读出电子秤示数为400g;如图乙,用细线系着的石块缓慢地放入杯中,电子秤示数为450g;如图丙,将石块缓慢提起,但使石块仍浸没在水中,电子秤示数为420g。g=10N/kg。以下正确的是( )
A.石块的质量是450g
B.石块的体积为3×10﹣5m3
C.图丙中石块排开水的质量为30g
D.石块的密度为2.5×103kg/m3
答案:D
3
浮力测密度-量筒
测固体
测液体
解题大招
漂浮时,F浮=G
2. 如图先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V1;再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V2;最后,捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒,使其浮于水面(水未损失),液面刻度为V3,小瓷杯密度的表达式ρ=
(用V1、V2、V3和ρ水表示)。
答案:
6. 在学完密度知识后,小强想利用天平和量筒测量粉笔的密度.
(1)小强把游码移至标尺左端_____处,发现指针在分度盘右侧,他将平衡螺母向_____调节,直至天平平衡.
(2)他找来几根粉笔测量它们的质量,天平平衡时如图甲所示,这些粉笔的质量是________g.
答案:(1)“0”刻度线;左;
(2)6.8
6. 在学完密度知识后,小强想利用天平和量筒测量粉笔的密度.
(3)为了更加准确的测出粉笔头的体积,他把所有吸饱水的粉笔取出,放入装有25 mL水的量筒中,液面对应的示数如图乙所示,粉笔头的体积是________cm3,粉笔的密度为ρ粉笔=________g/cm3.
答案:10;0.68
6. 在学完密度知识后,小强想利用天平和量筒测量粉笔的密度.
(4)他将这些粉笔放入量筒中,发现它们先是漂浮并冒出气泡,然后慢慢下沉继续冒出气泡.老师告诉他这是由于粉笔疏松多孔并具有吸水性造成的.用这种方法测量粉笔体积,会导致测量的密度偏______.
答案:大
(5)小强又利用已知密度的粉笔和量筒测出了果汁的密度,请你根据他的实验步骤写出果汁的密度表达式.
①在量筒中倒入适量果汁,读出液面对应的示数为V1;
②将一根粉笔用保鲜膜包好,放入量筒中,粉笔漂浮(如图丙所示),读出液面对应的示数为V2;
③利用细长针将粉笔完全压入果汁中(如图丁所示),读出液面对应的示数为V3;
④果汁密度的表达式为ρ果汁=________(用字母表示,ρ粉笔已知).
答案:
3
浮力测密度-刻度尺
L
巩固训练7. 如图所示,小华制作了一个简易的密度计:她选择一根长16cm的饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口。密度计在液体中漂浮时,受到的浮力 密度计的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);将密度计放入水中,露出水面的长度是8.8cm,将密度计放入某液体中,露出液面的长度是8cm,则此液体的密度为
kg/m3。
答案:等于;0.9×103
1
变化量问题
2
浮力测密度
ΔF浮=ΔG=ΔF液压,
ΔF浮=ρgΔV排,
ΔF液压=ΔpS底=ρgΔhS底,
ΔG=Δmg.
弹簧测力计;天平;量筒;刻度尺都可以
谢 谢!
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第五讲 【浮力综合】解题技巧
一、变化量问题
解题大招:ΔF浮=ΔG=ΔF液压;
ΔF浮=ρgΔV排,
ΔF压=ΔpS底=ρgΔhS底,
ΔG=Δmg
经典例题1. (西安一模)如图所示,一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体,将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2cm,液体对容器底部的压强变化了80Pa。则则该液体密度为 kg/m3,该木块底部受到的液体压强为 Pa,木块受到的浮力为_______N。
巩固训练1. 中国第一艘航母——“辽宁舰”排水量达6.7×104t,舰载机50余架。当一架质量为20t的舰载机起飞后,航母排开海水的体积减小 m3.
巩固训练2. 如图,边长为10cm的实心正方体木块,质量为0.6kg,静止在装有足量水的容器中,(g=10N/kg)求若放入木块前容器中水深20cm,容器底面积为200cm2,放入木块后水对容器底的压强增加了多少Pa?
巩固训练3. (陕西中考)图示为某具有自动蓄水功能模型示意图。长方形的水池有一个底面积为10cm2的方形塑料盒A,与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动,当蓄水量达到一定值时,活塞B堵住进水管,注水结束,水位为H.(g取10N/kg)若在塑料盒内放入质量为20g的物体,注水结束时的水位H高了 m。
二、浮力测密度问题
①弹簧测力计结合浮力测密度。
测固体 测液体
巩固训练4. 如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。则圆柱体的密度是 kg/m3,图丙中盐水的密度是 kg/m3。
②天平结合浮力测密度。
测固体 测液体
巩固训练5. 小明将电子秤调零后进行了如下操作:如图甲,先将一个盛有水的杯子放在电子秤上,读出电子秤示数为400g;如图乙,用细线系着的石块缓慢地放入杯中,电子秤示数为450g;如图丙,将石块缓慢提起,但使石块仍浸没在水中,电子秤示数为420g。g=10N/kg。以下正确的是( )
A.石块的质量是450g
B.石块的体积为3×10﹣5m3
C.图丙中石块排开水的质量为30g
D.石块的密度为2.5×103kg/m3
③量筒结合浮力测密度。
测固体 测液体
经典例题2. 如图先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V1;再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V2;最后,捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒,使其浮于水面(水未损失),液面刻度为V3,小瓷杯密度的表达式ρ=
(用V1、V2、V3和ρ水表示)。
巩固训练6. 在学完密度知识后,小强想利用天平和量筒测量粉笔的密度.
(1)小强把游码移至标尺左端_____处,发现指针在分度盘右侧,他将平衡螺母向_____调节,直至天平平衡.
(2)他找来几根粉笔测量它们的质量,天平平衡时如图甲所示,这些粉笔的质量是________g.
(3)他将这些粉笔放入量筒中,发现它们先是漂浮并冒出气泡,然后慢慢下沉继续冒出气泡.老师告诉他这是由于粉笔疏松多孔并具有吸水性造成的.用这种方法测量粉笔体积,会导致测量的密度______.
(4)为了更加准确的测出粉笔头的体积,他把所有吸饱水的粉笔取出,放入装有25 mL水的量筒中,液面对应的示数如图乙所示,粉笔头的体积是________cm3,粉笔的密度为ρ粉笔=________g/cm3.
(5)小强又利用已知密度的粉笔和量筒测出了果汁的密度,请你根据他的实验步骤写出果汁的密度表达式.
①在量筒中倒入适量果汁,读出液面对应的示数为V1;
②将一根粉笔用保鲜膜包好,放入量筒中,粉笔漂浮(如图丙所示),读出液面对应的示数为V2;
③利用细长针将粉笔完全压入果汁中(如图丁所示),读出液面对应的示数为V3;
④果汁密度的表达式为ρ果汁=________(用字母表示,ρ粉笔已知).
④刻度尺结合浮力测密度。
巩固训练7. 如图所示,小华制作了一个简易的密度计:她选择一根长16cm的饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口。密度计在液体中漂浮时,受到的浮力 密度计的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);将密度计放入水中,露出水面的长度是8.8cm,将密度计放入某液体中,露出液面的长度是8cm,则此液体的密度为 kg/m3。
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