内容正文:
培优专题8
利用浮力
[北部湾2022.26
类型一天平、电子秤法[北部湾2022.26(5)、
2021.26(4)]
1.[北部湾2021.26(4)题]学习了密度知识后
小华查阅资料和深入思考后,找到了测量液体
密度更精确简便的方法,操作如下:
丙
第1题图
(1)如图甲、乙所示,把适量待测液体和水分别
倒入两容器中并置于两电子秤上,再将两电子
秤示数清零(按电子秤的清零键后,示数显示
为零)。
(2)将系好细线的小物块(不吸收液体)缓慢
浸没到待测液体中保持静止(未触底),液体未
溢出,如图丙所示,记下电子秤的示数m1。
(3)将小物块取出,擦干后再缓慢浸没到水中
保持静止(未触底),水未溢出,如图丁所示,记
下电子秤的示数m2。
(4)则该液体密度的表达式p=
2.[北部湾2022.26(5)题]实验小组的同学不用
砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量简和水
测量吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
第2题图
(1)在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已
调平衡的天平的左右盘中,如图甲所示。
(2)将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中
(不碰烧杯底),用量简向右盘的烧杯中加水到
A处时横梁平衡,记下加水的体积为V,,如图
乙所示。
72
知识测量物体的密度
5)、2021.26(4)]
(3)
用量简继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平
衡,并记下再次加入水的体积为V2。
(4)吊坠密度的表达式为p=
(用V、V2P水表示)
类型二阿基米德原理法
3.(2025凉山州改编)小东想知道家中酱油的密
度,经思考,小东想到用浮力相关知识能粗略
测出酱油密度,于是他找来图甲、乙、丙中的实
验器材,进行测量,步骤如下:
2N
酱
水雪油
丙
第3题图
(1)用细线系住物体,如图甲,用弹簧测力计测
出该物体受到的重力G为3N,并记录
(2)将物体浸没在水中,如图乙,弹簧测力计示
数F为2N,并记录。
(3)再将该物体取出擦干后浸没在酱油中,如
图丙,弹簧测力计示数为F2,并记录。
(4)利用上述测量出的物理量和已知量,可以
计算该物体浸没在水中时所受浮力为N;
酱油的密度P酱油=
(用P水、G、F1、F2表示)。
4.实验小组利用量简和空瓶测量矿石的密度:
m
第4题图
(1)将空瓶放入盛有适量水的量简内,稳定后
水面位置为V,如图甲所示。
(2)将小矿石放入瓶中,稳定后水面位置为
V2,如图乙所示。
(3)将小矿石从瓶中取出放入量简内,稳定后
水面位置为V,,如图丙所示;由图甲、乙、丙可
得出小矿石的质量m=
,则小矿石的
密度p=
。(两空均用已知量的字母
表示,P水已知)
5.小红在实验过程中不小心将量简打碎,设计如
下方案也测出了酱油的密度。实验过程如下:
杯
甲
第5题图
(1)将小烧杯放到天平上,测出空小烧杯的质
量为mo
(2)如图甲,向大烧杯中倒人适量的水,使小烧
杯漂浮在水面上。用记号笔记下水面在小烧
杯上对应的位置A。
(3)倒出大烧杯中的水并擦干净,向大烧杯中
倒入适量的待测酱油:擦干小烧杯外面的水,
使小烧杯漂浮在酱油面上(如图乙)。向小烧
杯中倒水,直到酱油液面与
相平。
(4)取出小烧杯并擦干小烧杯外壁上的酱油」
用天平测出小烧杯及水的总质量为m1。
(5)酱油密度的表达式P酱油=
(用已
知物理量符号表示,水的密度为P水)。
(6)若在步骤(4)中,小烧杯外面的酱油未擦
干净,会导致酱油密度的测量值
(选
填“偏大”或“偏小”)。
类型三密度计法
6.(2025泸州)实践出真知。“九章”社团的同学
们利用所学知识进行跨学科实践一自制密
度计。
吸管
一柱形瓶
一铁钉
醒一细沙
第一代密度计
第二代密度计
第6题图
(1)他们用铁钉插入粗细均匀、横截面积为
0.2cm2的吸管并密封,制作了第一代密度计。
使用铁钉的目的是使密度计重心降低、在液体
中竖直
。测试时将其放入密度为
1.0g/cm3的清水中,测得它的吃水深度为
10.5cm:取出再放入盐水中,测得它的吃水深
度为10.0cm,则盐水的密度为
g/cm3。
发现两次吃水深度相差很小,同学们猜想可能
是吸管横截面积太小的缘故。
(2)于是,他们用横截面积较大、粗细均匀的柱
形瓶做了第二代密度计。测试时发现它在清
水和上述盐水中的吃水深度差与第一代密度
计几乎一样。老师提出:根据密度计在两种液
体中受到液体对它的
力相等,可推出
这种粗细均匀的密度计在清水和盐水中的吃
水深度的比值关系是*
(用
P水P盐表示)。
(3)同学们围绕怎样
S=0.2 cm
增大吃水深度差这一
问题,结合前两次的
制作经验,将设计思
路和数据输入某AI
h10.5 cm=5.6 cm
S,=4.0cm
软件,设计了如图所
第三代密度计
示的第三代密度计。若第三代密度计在清水
中的吃水深度仍为10.5cm,则它在上述盐水
中吃水深度为
cm。若它在某种液体中
的吃水深度为15.0cm,则这种液体的密度为
g/cm。(以上结果保留两位小数)
73F=pS=3824Pa×0.01m=38.24N:
(2)将乙中小球拿出,乙的液面下降0.02m:由于小球的
体积不变,甲、乙容器完全相同,则放人小球后,甲中水
面上升0.02m,则水对容器底的压强变化量
△p=pgAh=1×103kg/m3×10N/kgx×0.02m=200Pa;
(3)乙容器对地面的压强为6176P:,乙容器放在水平地
面上,底面积为0.01m2,所以乙对地面的压力
F,=p1S=6176Pa×0.01m2=61.76N,
甲、乙对地面的压力等于甲、乙的总重力,甲、乙两容器
对地面原来的压强分别为3824Pa,6176Pa,小球更换
位置后,两容器对地面的压强相等,则4G生_-G
则8.24N+G球-1.76N-G球,解得G=11.76N,☐
0.01m2
将乙中小球拿出,乙的液面下降0.02m,则小球的体积
V=Sh=0.01m2×0.02m=2×104m3,
_m金_G金
11.76N
则金属小球的密度P鱼Vg10Nkgx×2×10'm
5.88×103kg/m3。
第3节大气压强流体压强与流速的关系
1.A2.D3.大于小于4.A5.D6.D7.B
8.熔化大气压9.减小大气压10.大小
11.A12.变小大气压13.小大气压
14.“一定质量的气体,在温度不变时,体积越小,压强越
大”,急救者向患者腹部施压,患者的胸腔容积缩小,肺
内气压大于外界气压,形成较大的气流把异物冲出。
第十三讲浮力
第1课时阿基米德原理物体的浮沉条件
1.A2.B3.C4.D5.不变变小
6.0.50.67.8×1034×10°8.小小小
9.解:(1)钢的质量m别=P翻V翻=7.9×103kg/m3×0.1m3=
790kg;
(2)根据阿基米德原理可得,轮船满载时所受的浮力
F浮=G#=m排g=70000x103kg×10N/kg=7x108N;
(3)轮船底部受到的海水压强p=Pgh=1×10kgm3×
10N/kgx9m=9×104Pa.
轮船底部受到的压力F=pS=9×10Pa×1×10°m2=9×
103N。
10.解:(1)根据G=mg可知,“悟空”号的重力为
G=1.3×103kg×10N/kg=1.3×10°N;
(2)根据F浮=P液gV排可知,“悟空”号完全潜入海水时,
排开液体的体积等于物体的体积,故受到的浮力为
F浮=1.0x103kg/m3×10N/kg×4m3=4×10N:
(3)根据p=pgh可得,“悟空”号所受海水的压强
p=pgh=1.0×103kg/m3×10N/g×1.1×10'm=1.1×
10 Pao
8
11.D12.漂浮<=13.D14.AD15.D
16.C17.变小4
18.解:(1)橡皮泥放入水槽前,水的深度是0.1m,水对水槽
底部的压强
p=Pkgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)由p=?可知,穆皮泥的体积
m是。54g5=45cm;
V混
P 1.2 g/cm
(3)橡皮泥的质量
Ge=m混g=0.054kg×10N/kg=0.54N,
则橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力
F浮=G=0.54N;
(4)由阿基米德原理可知,橡皮泥“小碗”怡好漂浮在水
面上时排开水的体积
V排=
F浮
0.54N
P水g1.0×103kg/m3×10N/kg
=5.4×10-5m3=
54cm3,
2
由V=弓πR可知,“小碗”的外径至少
R=2m√
33×54cm3
=3cm,
2×3
“小碗”的容积(内部体积)
V'=V#-V =54 cm3-45 cm3=9 cm3,
所以,“小碗”的内径
'3r./3x9em-1.65cm.
R'=√2m√2x3
所以橡皮泥“小碗”的厚度应小于
d=R-R'=3cm-1.65cm=1.35cm。
第2课时浮力的相关实验
1.(1)密度(质量)(2)1.22.8(3)无关
2.(1)体积(2)①2.70.5②无关③液体密度一定
时,浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比
(3)①体积③1.2×10
3.(1)①相等②无关(2)①大②无关③=④排开
液体(3)更换不同的液体
培优专题8利用浮力知识测量物体的密度
1.(4nm9*
m
2.(3)松开细线,让吊坠继续浸没在左盘的烧杯中(沉底)
(4)P*(+)
G-F,
3.(4)1
G-E水
4.(3)p*(V-V,)
P*(2-V)
V-V
5.(3)位置A(5)mP*(6)偏大
mo
6.1)漂浮1.05(2)浮些(3)5.480.96
P水
培优专题9压强、浮力综合分析判断
1.(1)等于小于(2)小于大于大于(3)甲
(4)大于.大于
2.(1)等于大于小于(2)小于(3)相等大于等
于(4)小于小于
3.C4.D5.AB
6.(1)上浮下沉(2)变小变小
7.(1)<(2)<(3)<=<<(4)=(5)==
培优专题10压强、浮力综合分析计算
1.(1)3(2)变大(3)22×1041.5×103(4)小于
2.(1)1200(2)3606(3)12(4)61.2×104
(5)1.2(6)7.2900
3.0.80.50.95×103
4.175015.5
5.解:(1)由图乙可知,小桶的重力G=Fa=1N,
当F1=5N时,排开水的重力
G排=Fm-G=5N-1N=4N,即正方体E受到的浮力
F#=G排=4N;
(2)由图乙可知,正方体E从刚接触水面到刚好浸没所用
的时间t=10s,
正方体E浸没时排开水的重力G排怠=F始-G稀=11N-
1N=10N.
正方体E浸没时受到的浮力F浮怠=G排怠=10N,
根据F浮=P液gV排可得正方体的体积
F浮总
10N
V=V排怠
pxg 1.0x10'kg/m'x10 N/kg
=1×103m3,
正方体E的边长a=7=√/1×10m=0.1m,
则升降合匀速上升的速度=g-0m=0.01ms:
t 10s
(3)当t=10s时,正方体E已经浸没在水中,此时力传感
器A的示数F,=2N,
由前面计算可知,如果正方体E的密度大于水,
根据称重法可得正方体E的重力
G=F浮+F4=10N+2N=12N,
正方体E的质量m=
G 12N
=1.2kg,
g 10 N/kg
正方体E的密度
m 1.2 kg
Pe=V=1×103m3
=1.2×103kg/m3;
如果正方体E的密度小于水,根据称重法可得正方体E
的重力
C'=F#-F1=10 N-2 N=8N,
正方体E的质量m'=。=10N=0.8kg,
正方体E的密度
pg'-m08g=0.8x10kg/m。
V1×10-3m3
故正方体E的密度为1.2×103kg/m3或0.8×103kgm3。
6.解:(1)由图乙可知,当重物A浸没在水中时,传感器所受
的拉力F,=3N,重物A底部到容器底部的距离h,=
0.1m,当A离开水面时,重物A底部到容器底部的距离
h,=0.3m,所以重物A的重力G=F,=5N,由称重法可
知,重物A浸没在水中时受到的浮力
F¥=G-F=5N-3N=2N:
(2)根据阿基米德原理F=G排=P水gV排可知,重物A的
体积V=V排=
F洋
2N
本g1.0x103kg/m3×10N/kg
2×10m2,
由G=mg=pg可知,重物A的密度
G
5N
p=g2x10m×10NVkg
=2.5×103kg/m3;
(3)由图乙可知,A上升的高度
h3=h2-h1=0.3m-0.1m=0.2m,设A的高度为h,则
△V水=S容h=(S容-Si)h1,即2S×0.2m=(2S-S)h4,解得
ha=0.4m,A浸没时水的深度h水最大,则h水=h+h,=
0.4m+0.1m=0.5m,
则水对容器底部的最大压强p=p水gh水=1.0×103kg/m3×
10N/kgx0.5m=5×103Pa。
7.(1)3×104300600(2)8(3)121200
(4)1.3×10
8.(1)0.11000(2)等于(3)0.23
9.(1)8.8200(2)7700(3)101070(4)6
600(5)2.8400
10.解:(1)物块A对容器底部的压力F=G4=m4g=1kg×
10N/kg=10N
则物块A对容器底部的压强p=
F
10N
S0.05mx0.05m
4000Pa;
(2)当水深为0.04m时,水对容器底部的压强
P水=P水ghk=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,
注入水的体积为V本=(S容-S.)h水=(0.2m×0.2m-
0.05m×0.05m)×0.04m=0.0015m3=1500cm3:
(3)①质量为5.615kg的水体积
y=m=,5.615kg=5.615x10m=5615cm,
P水1x103kg/m
_mB=0.6kg=0.6×103kg/mp水,
B的密度pgV。(0.1m)
则B漂浮时受到的浮力
F浮=Gg=msg=0.6kg×10N/kg=6N,
则B漂浮时排开水的体积V排=
F浮
P水g
6N
-=6×10-4m3=600cm3.
1×103kg/m3×10N/kg
9