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【新课标●新课堂】第4节 水的浮力(第2课时)同步作业
(学生版)
1.潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后不变
2.如图所示是研究浮力跟哪些因素有关实验时的体验,用手将一个开口向上的空易拉罐逐渐浸入水中(未浸没),此过程中易拉罐所受浮力的变化情况是( )
A.保持不变 B.逐渐变小 C.逐渐变大 D.无法判断
3.把重0.5N的物体放入盛有水的烧杯中,排出的水所受的重力为0.3N,则物体受到的浮力( )
A.可能为0.4N B.可能为0.2N C.一定为0.5N D.一定为0.3N
4.小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧秤的示数、、、,下列关系式正确的是:( )
A. B. C. D.
5.小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有①②④ B.只有②③④ C.只有③④ D.只有①②
6.在探索自然的路上,观察和思考尤为重要。有这样一位学者,为了鉴定王冠是否纯金,要测王冠的体积,想啊……。一天,当他跨进盛满水的浴缸洗澡时,看到浴缸里的水向外溢,突然想到了方法,他的名字是 ;还有这样一位物理学家,在前人的研究积累上,发现日月星辰的运转与苹果下落有着某些相似,建立了著名的万有引力定律,为了纪念他,以他的名字命名为 的单位。
7.如图所示,将一长方体物块浸没在装有足够深的水的容器中,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物块受到的浮力大小为 N,此时它排开水的质量为 g。(g取10N/kg)
8.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水),如图(甲),然后将其逐渐浸入水中,图(乙)所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况,则圆柱体受到的最大浮力是 N。
9.为探究浮力的方向和大小,小柯选取乒乓球、透明容器、细线、铁架台、钩码、物块、小桶、烧杯等器材进行实验。
(1)小柯用手将乒乓球按在水底,松手后,他观察到 说明乒乓球受到浮力的方向是向上的;
(2)浮力的方向是任意向上还是竖直向上呢?小柯进行如图甲实验,用细线等将乒乓球固定在容器底部,将水注入容器,直至乒乓球浸没,观察细线被拉直的方向;然后将容器的一角垫高后,再次观察。小柯认为根据细线被拉直的方向便可以得出浮力的方向是竖直向上的,请你设计方案证明细线被拉直的方向为竖直方向。
10.小明通过实验验证浸在液体中的物块受到的浮力F浮等于物块排开液体的重力G排液,其正确操作过程如图甲、乙、丙,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。若用F1、F2、F3、F4分别表示出F浮与G排液,则F浮= ,G排液= ,比较F浮与G排液的大小,能够验证阿基米德原理是否正确的表达式为 (用F1、F2、F3、F4表示)。
11.某同学在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程:
(1)石块的重力G = N。
(2)石块浸入水中后测力计的示数F = N,由此可得石块所受浮力F浮 = N。
(3)石块排开的水所受到的重力G排= N。
(4)通过比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮 G排。
(5)由上述实验可得:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的 。这就是著名的 原理。
(6)你认为这次实验最合理的顺序是 。
12.探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验装置与步骤如图所示:
(1)图B中,金属块受到的浮力为 N;
(2)分析图B、C数据可得:物体在液体中受到浮力的大小与 有关;
(3)分析图C、D数据可得:物体在液体中受到浮力的大小与 无关;
(4)图D小桶内液体的重力为 N;
(5)请推测图A、B、C中电子秤的示数大小关系 。
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【新课标●新课堂】第4节 水的浮力(第2课时)同步作业
(教师版)
1.潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.始终不变 D.先增大后不变
【答案】B
【解析】潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他排开水的体积逐渐减小,由得,他受到的浮力逐渐减小,故ACD不符合题意,B符合题意。
2.如图所示是研究浮力跟哪些因素有关实验时的体验,用手将一个开口向上的空易拉罐逐渐浸入水中(未浸没),此过程中易拉罐所受浮力的变化情况是( )
A.保持不变 B.逐渐变小 C.逐渐变大 D.无法判断
【答案】C
【解析】空易拉罐逐渐浸入水中(未浸没)时,液体密度不变,易拉罐排开水的体积V排逐渐变大,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,易拉罐所受到的浮力变大;故ABD不符合题意,C符合题意。
3.把重0.5N的物体放入盛有水的烧杯中,排出的水所受的重力为0.3N,则物体受到的浮力( )
A.可能为0.4N B.可能为0.2N C.一定为0.5N D.一定为0.3N
【答案】A
【解析】由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力,由于排出的水的重力为0.3N,如果原来烧杯中的水是满的,则物体的浮力是0.3N;如果原来烧杯中的水是不满的,则物体排出的水要比0.3N大,故物体受到的浮力可能大于0.3N,不可能小于0.3N,故A符合题意,BCD不符合题意。
4.小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧秤的示数、、、,下列关系式正确的是:( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,此实验利用的是称重法测浮力,验证阿基米德原理,即物体受到的浮力等于排开液体的重力,则物体受到的浮力是
排开液体的重力为,则正确的关系式为,故ABC错误,D正确。
故选D。
5.小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有①②④ B.只有②③④ C.只有③④ D.只有①②
【答案】B
【解析】①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,深度改变,排开液体体积也改变,故不能证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故①不符合题意;
②测力计挂着浸没在水中的铁块下移,液体密度和排开液体体积不变,只改变深度,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故②符合题意;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,液体密度和排开液体体积不变,下底面深度不同,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故③符合题意;
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上,根据浮沉条件,浮力等于重力,故三个物体浮力相同,排开液体体积相同,液体密度相同,不同物体深度不同,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故④符合题意。
6.在探索自然的路上,观察和思考尤为重要。有这样一位学者,为了鉴定王冠是否纯金,要测王冠的体积,想啊……。一天,当他跨进盛满水的浴缸洗澡时,看到浴缸里的水向外溢,突然想到了方法,他的名字是 ;还有这样一位物理学家,在前人的研究积累上,发现日月星辰的运转与苹果下落有着某些相似,建立了著名的万有引力定律,为了纪念他,以他的名字命名为 的单位。
【答案】 阿基米德 力
【解析】阿基米德在洗澡时发现,跨进盛满水的浴缸洗澡时,看到浴缸里的水向外溢,于是通过实验发现了阿基米德原理。牛顿发现了万有引力定律,被誉为“近代物理学之父”。力的单位为牛顿,这是人们为了纪念他对物理学的贡献,将其名字命名为力的单位。
7.如图所示,将一长方体物块浸没在装有足够深的水的容器中,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物块受到的浮力大小为 N,此时它排开水的质量为 g。(g取10N/kg)
【答案】1.2 120
【解析】由压力差法可得该物体受到的浮力大小F浮=F下-F上=3N-1.8N=1.2N。
由阿基米德原理可知F浮=G排=m排g,所以该物体排开水的质量
8.用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水),如图(甲),然后将其逐渐浸入水中,图(乙)所示是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况,则圆柱体受到的最大浮力是 N。
【答案】0.6N
【解析】由图可知,当圆柱体没有浸入水中时,弹簧测力计的示数即为圆柱体的重力,所以圆柱体的重力为G=2.0N,当圆柱体全部浸入水中时弹簧测力计的示数为F=1.4N,圆柱体受到的最大浮力为
F浮 =G-F =2.0N-1.4N=0.6N。
9.为探究浮力的方向和大小,小柯选取乒乓球、透明容器、细线、铁架台、钩码、物块、小桶、烧杯等器材进行实验。
(1)小柯用手将乒乓球按在水底,松手后,他观察到 说明乒乓球受到浮力的方向是向上的;
(2)浮力的方向是任意向上还是竖直向上呢?小柯进行如图甲实验,用细线等将乒乓球固定在容器底部,将水注入容器,直至乒乓球浸没,观察细线被拉直的方向;然后将容器的一角垫高后,再次观察。小柯认为根据细线被拉直的方向便可以得出浮力的方向是竖直向上的,请你设计方案证明细线被拉直的方向为竖直方向。
【答案】(1)乒乓球会向上浮(2)见解析
【解析】(1)小柯用手将乒乓球按在水底,松手后,乒乓球会向上浮,说明浮力的方向是向上。
(2)用细线一端系上一个钩码,做成一个铅垂线,把铅垂线的另一端固定在铁架台上,把铁架台放在透明容器旁边,观察容器中的细线与铅垂线是否平行,然后将容器的一角垫高后,再次观察容器中的细线与铅垂线是否平行,若平行,说明细线被拉直的方向为竖直方向。
10.小明通过实验验证浸在液体中的物块受到的浮力F浮等于物块排开液体的重力G排液,其正确操作过程如图甲、乙、丙,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。若用F1、F2、F3、F4分别表示出F浮与G排液,则F浮= ,G排液= ,比较F浮与G排液的大小,能够验证阿基米德原理是否正确的表达式为 (用F1、F2、F3、F4表示)。
【答案】F1-F2 F4-F3 F1-F2=F4-F3
【解析】由甲、乙两图可知,物体的重力是F1,物体放入液体中后弹簧测力计的示数是F2,所以物体受到的浮力F浮=F1-F2,由图丙可知,物块排开液体受到的重力G排液=F4-F3 ,若F1-F2=F4-F3,则表明物体受到的浮力等于其排开液体的重力,即符合阿基米德原理。
11.某同学在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程:
(1)石块的重力G = N。
(2)石块浸入水中后测力计的示数F = N,由此可得石块所受浮力F浮 = N。
(3)石块排开的水所受到的重力G排= N。
(4)通过比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮 G排。
(5)由上述实验可得:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的 。这就是著名的 原理。
(6)你认为这次实验最合理的顺序是 。
【答案】(1)3(2) 1.6 1.4(3)1.4(4)=(5) 重力 阿基米德(6)C A B D
【解析】(1)由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3N,由称重法可知,石块的重力为G=3N。
(2)由图B可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N,即石块浸入水中后测力计的示数F=1.6N。
由称重法测浮力可知,石块所受浮力为
(3)由图C可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为0.4N,即空桶的重力为0.4N;由图D可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.8N,即桶和桶内水的总重力为1.8N,则石块排开的水所受到的重力为
(4)通过比较F浮和G排的大小,可以发现
(5)通过以上实验可得:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重力。这就是著名的阿基米德原理。
(6)首先测量空桶的重力,这是为了后续计算排开液体的重力做准备;接着测量物体的重力,这是为了后续计算浮力做准备;然后将物体浸入装满水的溢水杯中,读取弹簧测力计的示数,从而求出物体受到的浮力;最后测量桶和排出的水的总重力,用于计算物体排开液体的重力。这个顺序确保了在测量浮力和排开液体重力时,物体和容器的状态是最稳定的,从而提高了测量的准确性。此外,通过这种顺序,可以有效地避免物体和容器沾水带来的影响,进一步减小了测量误差。故这次实验最合理的顺序是CABD。
12.探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验装置与步骤如图所示:
(1)图B中,金属块受到的浮力为 N;
(2)分析图B、C数据可得:物体在液体中受到浮力的大小与 有关;
(3)分析图C、D数据可得:物体在液体中受到浮力的大小与 无关;
(4)图D小桶内液体的重力为 N;
(5)请推测图A、B、C中电子秤的示数大小关系 。
【答案】(1)0.6 (2)排开液体体积 (3)物体浸没的深度 (4)0.8 (5) = =
【解析】
(1)弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为1.4N。金属块的重力G=2.0N,则金属块受到的浮力
F浮=G-FB=2.0N-1.4N=0.6N
(2)分析B、C,液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,说明受到的浮力不同,故可得:物体在液体中受到浮力的大小与排开液体的体积有关。
(3)分析图C、D,液体的密度相同,排开液体的体积相同,弹簧测力计示数相同,说明受到的浮力相同,物体在液体中浸没的深度不同,故可知:物体在液体中受到浮力的大小与物体浸没的深度无关。
(4)图D中,物体受到的浮力
F'浮=G-FD=2.0N-1.2N=0.8N
根据阿基米德原理F浮=G排可得,小桶内液体的重力为0.8N。
(5)根据阿基米德原理可知,排开液体的重力等于物体受到的浮力。根据力的作用是相互的可知,液体对物体的浮力等于物体对液体的压力,则物体对液体的压力大小等于排开液体的重力,即物体放入液体中增加的压力与排出到小桶中液体的重力相等,所以B、C中容器对电子秤的压力不变,依然等于A中容器对电子秤的压力,所以A、B、C中电子秤的示数大小相等,即m1=m2=m3。
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