内容正文:
专题04 浮力
3大高频考点概览
考点01 浮力
考点02 阿基米原理
考点03 物体的沉浮条件及应用
地 城
考点01
浮力
一、单选题
1.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.只要下沉的物体就不会受到浮力
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加的浮力
D.浮力的方向总是垂直向上的
【答案】C
【详解】ABC.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对其下表面施加的向上的力,其上、下表面存在压力差,故都受到液体对它施加的浮力,故C正确,AB错误;
D.浮力的方向总是竖直向上的,不是垂直向上,故D错误
故选C。
2.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)为了落实立德树人的根本任务,促进学生全面发展,2022年秋季学期开始,劳动课正式作为独立课程进入中小学生的课表。劳动实践不仅是物理知识的应用场景,还能增强学生的实践能力和创新精神。自从开展了劳动课后,小易经常参与家务活动,她观察到很多生活场景中也包含了物理知识。下列相关说法正确的是( )
A.玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱长度不变
B.U形“反水弯”不是连通器
C.喝饮料是利用大气压强将饮料压入吸管
D.沉在水底的番茄没有受到浮力
【答案】C
【详解】A.玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱的高度不变,但是长度会变大,故A错误;
B.U形“反水弯”底部连通,上端开口,是连通器,U形管中的水静止时,两侧液面相平,可以防止异味进入室内,故B错误;
C.喝饮料时,将吸管内空气吸走,吸管内气压减小,是利用大气压强将饮料压入吸管,故C正确;
D.沉在水底的番茄也受到浮力作用,因受到的浮力小于自身重力而沉底,故D错误。
故选C。
3.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)为丰富人民文旅生活,提高群众凝聚力,我市各地在端午节前后开展了龙舟大赛活动,如图所示,下列说法正确的是( )
A.观众能从不同角度看到龙舟赛况是镜面反射的缘故
B.龙舟前进过程中受浮力作用
C.击鼓越快,鼓声传播越快
D.龙舟前进的动力的施力物体是人
【答案】B
【详解】A.观众能从不同角度看到龙舟赛况是龙舟反射的光射向各个方向,发生的漫反射,故A错误;
B.龙舟前进过程中,漂浮在水面上,受浮力作用,故B正确;
C.击鼓越快,鼓面振动越快,鼓面振动发出的声音的音调较高,同一介质中,同一温度下,声音的传播速度不变,则鼓声传播不变,故C错误;
D.龙舟前进的动力的施力物体是水,龙舟对水施加力的同时,也受到水的力的作用,龙舟在水的力的作用下,前进,故D错误。
故选B。
二、填空题
4.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)小明将一重物悬挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中,如图所示,则重物浸没在水中所受浮力为_______N ,从图中还可看出重物所受浮力的大小与液体的_______有关,若已知图(c)中重物上表面受到盐水的压力为1N,则重物下表面受盐水压力为_______N。
【答案】 1 密度 2.1
【详解】[1]由图(a)可知,重物的重力;由图(b)可知,重物浸没在水中时弹簧测力计的示数。根据称重法测浮力,重物浸没在水中所受浮力
[2]重物浸没在水和盐水中时,排开液体的体积相同(都等于重物自身的体积),但液体的密度不同(水和盐水密度不同),弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力不同,所以可看出重物所受浮力的大小与液体的密度有关。
[3]由图(a)和(c)可知,重物浸没在盐水中所受浮力
根据浮力产生的原因,浮力等于物体下表面受到的压力减去上表面受到的压力,即
已知,则重物下表面受盐水压力
5.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)如图所示,把一个底面积为S的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2。则此长方体所受到的浮力的方向是______;其受到的浮力的大小是______(用题中给的字母写出表达式)。
【答案】 竖直向上
【详解】[1]由图知,该长方体周围四个面的平均深度相同,则受到液体的压强相同,由可知,该长方体周围四个面受到的压力相等,可以相互抵消;下表面比较深,所受的液体压强大于上表面所受的液体压强,且上下表面的面积相同,由公式可知,长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力,即物体上、下表面存在压力差,用下表面所受液体的压力减去上表面所受液体的压力就等于浮力,故浮力的产生原因是:上、下表面存在压力差,浮力的方向总是竖直向上的。
[2]由液体压强公式及压强公式可得,长方体上表面受到液体的压力
长方体下表面受到液体的压力
上、下两表面受到的压力差为浮力大小
6.一个物体挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上,静止时弹簧测力计的示数是3N,若将物体浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为1.8N。由此可知物体重为______N,水对物体的浮力是______N,水对物体上下表面的压力差是_____N。
【答案】 3 1.2 1.2
【详解】[1]在空气中静止时弹簧测力计的示数是物体的重力,根据题意知道,物体重为3N。
[2]水对物体的浮力
[3]根据浮力产生的原因知道,水对物体上下表面的压力差是
三、作图题
7.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)(1)一个球被绳子拴着被风吹着,静止在空中,请画出它受到的重力。
(2)一个箱子在水平传送带上,传送带加速向右运动,请画出它受到的摩擦力、它对传送带的压力。
(3)用手把一木块压在水中静止,请画出木块受到的力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)小球受到的重力竖直向下,作用点在重心,向下画有向线段,并标符号G,如下图所示:
(2)传送带加速向右运动,箱子有向左的运动趋势,受到向右的摩擦力,作用点在箱子上;箱子对传送带的压力在传送带上,方向和传送带垂直,如下图所示:
(3)木块受到手的压力,浸没在水中,木块还受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力,三个力构成平衡力,在同一直线上,画出对应的力,并标符号,如下图所示:
8.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)(1)请在图中画出鸡蛋在盐水中悬浮时受到的重力G和浮力F浮(O为鸡蛋重心);
(2)如图,一立方体木块静止在斜面上,请画出木块受到的摩擦力和它对斜面的压力示意图;
(3)如图,一只小球挂在墙壁上处于静止状态,请在图上画出小球所受到的力的示意图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)悬浮在浓盐水中的鸡蛋受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力,二力为一对平衡力,作用点在鸡蛋的重心,示意图如图所示:
(2)斜面上的物块具有沿斜面向下的运动趋势,会产生沿斜面向上的静摩擦力,作用点在物块的重心上;物块对斜面的压力方向垂直于斜面向下,作用点在两物体接触面的中点,作图如下图所示
(3)小球挂在墙壁上处于静止状态,受到竖直向下的重力、沿绳的拉力、垂直墙面向外的支持力,作用点均在球的重心,作图如下图所示:
9.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)(1)如图,某同学将重约6N的篮球掷向地面,经过甲位置后碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,忽略空气的作用力。请在图中乙位置画出篮球的受力示意图;
(2)如图所示,木块A与平板小车一起在水平桌面上向左匀速运动。当小车受外力作用突然减速时,(小车和A没有相对滑动)请在图中画出A的受力示意图。
(3)如图,一个用细线拴住的乒乓球在水中保持静止,画出乒乓球所受拉力和浮力的示意图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)忽略空气的作用力,图中乙位置的篮球只受到重力的作用,作用点在物体的重心上,方向竖直向下,在重心竖直向下画一条带有箭头的线段,箭头旁边标明力的符号和大小,如下图所示:
(2)因为小车突然减速,木块A由于惯性有保持原来运动状态继续向左匀速运动的趋势,而小车在减速,所以木块A相对于小车有向左运动的趋势,那么小车会给木块A一个水平向右的摩擦力f,这个摩擦力会使木块A和小车一起减速。竖直方向上,木块受竖直向下的重力,小车给木块竖直向上的支持力,这两个力是一对平衡力,如下图所示:
。
(3)乒乓球在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力,竖直向下的拉力,在三个力的作用下处于平衡状态,有
所以乒乓球受到的浮力大于拉力,方向竖直向上,作出拉力与浮力的示意图,作用点均在乒乓球的重心,如下图所示:
10.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)如图,请画出静止在水面的排球所受的力。
【答案】。
【详解】排球漂浮在水面上,则排球受到的重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,如下图所示:
11.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)按要求作图。
(1)将重30N的铅球投出后在空中轨迹如图虚线所示,请画出其在空中的受力示意图(不计空气阻力);
(2)滑雪是冬奥会比赛项目之一,如图所示是一名滑雪运动员沿斜面加速下滑时的简化图,其中O为滑雪爱好者的重心,请你在图中画出运动员受到的重力、摩擦力和斜面对他的支持力;
(3)如图所示,放在斜面上的水杯中漂浮着一个小球,请在图中画出小球所受浮力,斜面受到烧杯的压力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)空中运行的铅球在不计空气阻力的情况下,只受重力的作用,作用点为重心,在球的几何中心处,方向竖直向下,大小为30N。故竖直向下的方向画一条有向线段,并标G,如图所示:
(2)运动员受到的重力方向竖直向下,运动员沿斜面加速下滑时,受到的摩擦力平行于斜面向上,运动员受到斜面的支持力的方向垂直斜面向上,作用点都在重心O,分别沿各力的方向画一条有向线段,并分别用G、f和F支表示,如图所示:
(3)小球受到的浮力方向竖直向上,作用点在小球的重心,故过球重心沿竖直向上的方向画有向线段,标F浮;斜面受到烧杯的压力作用在斜面上,方向垂直斜面指向斜面内部,在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F压。如图所示:
12.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)如图,请画出静止在水面的排球所受的力。
【答案】
【详解】排球漂浮在水面上,则排球受到的重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上。如图所示:
四、实验题
13.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)在“探究重力与质量的关系”实验中,用质量已知的钩码为被测物体,用弹簧测力计测量钩码的重力G, 逐次增挂钩码,分别测量它们所受的重力,并将各次钩码总质量m、重力G的数据记录在下表中。
m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
(1)根据表格数据可以得到实验结论:物体受到的重力与它的质量成为_______。
(2)如下图所示,使测力计弹簧伸长的力是____。
A.钩码的重力 B.钩码和测力计的总重力
C.钩码对弹簧的拉力 D.弹簧对钩码的拉力
(3)如图所示,关于物体重力与质量的关系,下列图像中正确的是 _______。
(4)探究重力大小与物体形状的关系时,用橡皮泥作为实验对象,芷涵用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,智轩将橡皮泥捏成各种形状进行实验_______选填“芷涵”或“智轩”)同学的做法是错误的,错误之处是____,智轩把橡皮泥直接放水中,发现橡皮泥会沉入水底,把它捏成碗状可以浮在水面,他认为物体受到的浮力跟物体的形状有关,芷涵指出他的错误之处是 __________。
【答案】(1)正比
(2)C
(3)丁
(4) 芷涵 没有控制质量相同 没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)根据表格数据,质量增大几倍,物体的重力也增大几倍,重力和质量的比值是一个定值,可以得到结论:物体受到的重力与它的质量成为正比。
(2)测力计的弹簧伸长,发生形变,受到的拉力的作用,弹簧挂钩上有钩码,对弹簧有拉力,使弹簧伸长,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)根据实验数据分析,物体受到的重力和质量成正比,是过原点的直线,故丁图正确,甲乙丙错误。
故选丁。
(4)[1][2]探究重力大小与物体形状的关系时,若芷涵用小刀将橡皮泥雕刻成不同形状,在改变形状的同时,物体的质量发生了变化,没有控制质量一定,做法是错误的。
[3]智轩把橡皮泥放水中,橡皮泥沉入水底,捏成碗状可以浮在水面,得出物体受到的浮力跟物体的形状有关,做法错误,是因为没有控制排开液体的体积相同。
14.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)小明在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据他的实验过程,回答下列问题。
(1)使用弹簧测力计前,弹簧测力计应在_______(选填“水平方向”或“竖直方向”)上调零。
(2)在弹簧测力计下悬挂一个物块,如图A,随后将物块慢慢浸入水中,当物块部分浸入水中时,弹簧测力计示数如图B所示,此时物块受到的浮力是 _____ N。
(3)由图C→D的过程可知,物块受到的浮力 ____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。通过分析C、E两图,可得出的实验结论是:当物块浸入液体的体积相同时,液体密度越大,物块所受浮力 _______。
(4)完成上述实验后,小明进行反思发现:握着弹簧测力计的手臂容易晃动,导致弹簧测力计示数不稳定,读数不准确请你写出一种改进措施:________________ 。(合理即可)
【答案】(1)竖直方向
(2)1
(3) 不变 越大
(4)将测力计悬挂在铁架台上读数
【详解】(1)因为要使用弹簧测力计在竖直方向上测力,所以弹簧测力计要调零时,应在竖直方向上调零。
(2)由A图可知,物体的重力为G=8N,由B图可知,当物块部分浸入水中时,弹簧测力计示数为7N,根据称重法可得,此时物块受到的浮力是F浮=G-F示=8N-7N=1N
(3)[1]由图C→D的过程可知弹簧测力计的示数不变, 根据称重法可知,物块受到的浮力不变。
[2]通过分析C、E两图可知,弹簧测力计在盐水中的示数小于在水中,由称重法可知,在盐水中的受到的浮力大于在水中的浮力,故可得当物块浸入液体的体积相同时,液体密度越大,物块所受浮力越大;
(4)实验中由于握着测力计的手臂易晃动,导致测力计示数不稳定,读数困难,改进措施:可以将测力计悬挂在铁架台上读数。
15.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)某同学利用如图所示的装置探究浮力大小的相关实验。
(1)由步骤B知,此时物体所受浮力的大小为_______N;若溢水杯中的水没有装满,则步骤B中浮力的测量值会_______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”);
(2)由步骤A、B、C不能得出浮力的大小与深度有关,原因是_________;
(3)完成步骤C之后,用弹簧测力计测量小桶及水的总重力F4,再把水倒出,擦干小桶后测得空桶重力为F如图E所示,若F4-F5=_______N,则可验证阿基米德原理;
(4)若换用在水中漂浮的木块(不吸水)做实验,则_______(选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理:将木块放在盐水中,与其在水中漂浮相比,木块底部所受液体压强_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)在整个实验过程,下列选项能正确反映浮力F和物体下表面在水中所处深度h关系的图像是 (物体未接触容器底)。
A. B.
C. D.
【答案】(1) 0.5 无影响
(2)没有控制排开液体的体积相同
(3)1
(4) 能 不变
(5)C
【详解】(1)[1]由图A、B知,物体重力为2N,浸入液体中测力计示数为1.5N,则浮力F浮=2N-1.5N=0.5N
[2]若溢水杯中的水没有装满,步骤B中浮力的测量值不会有影响,只会影响排到小桶中水的重力。
(2)根据控制变量法,步骤A、B、C不能得出浮力的大小与深度有关,原因是没有控制排开液体的体积相同。
(3)用弹簧测力计测量小桶及水的总重力F4,再把水倒出,擦干小桶后测得空桶重力为F5如图E所示,此时物体受到的浮力为F浮= F1-F3=2N-1N=1N
若此时F4-F5=1N=F浮
则可验证阿基米德原理。
(4)[1]阿基米德原理适用于任何受到浮力的物体,只将木块的一部分浸入水中,其他操作正确时,依旧能得到相同的结论。
[2]木块始终漂浮,浮力等于重力,所以两次浮力相等,木块底部受到的压力相等,受力面积相等,所以压强相等。
(5)随着物体浸入水的深度增大,物体排开水的体积增大,受到的浮力增大,当物体完全浸没时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以浮力F与深度的关系是先增大后不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
五、计算题
16.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)如图,一圆柱体木块被栓在水中静止。木块的重力为12N,底面积为0.01m2,其上表面所处深度为30cm,绳子拉着木块的力是8N。 求:
(1)木块上表面受到的压力为多大?
(2)木块受到的浮力为多大?
(3)木块下表面受到的压力多大?
【答案】(1)30N
(2)20N
(3)50N
【详解】(1)木块上表面在水下深度h=30cm=0.30m
受到的压强为
木块上表面受到的压力为
(2)木块静止,处于平衡状态,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力、竖直向下的拉力,则所受浮力
(3)根据浮力产生的原因可知木块下表面受到的压力
17.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)在弹簧测力计下悬挂一个长方体,将长方体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲所示。图乙是弹簧测力计的示数F与长方体下降高度h的关系图像。求:
(1)长方体的重力。
(2)长方体受到的最大浮力。
(3)长方体刚好浸没时下表面受到的压强。
【答案】(1)12N
(2)8N
(3)400Pa
【详解】(1)分析乙图可知到过程中弹簧测力计的示数都没有发生改变,说明在这段时间内,长方体没有与水接触,此时弹簧测力计的示数等于长方体重力的大小,因此可列出长方体重力为
(2)分析乙图可知到,弹簧测力计的示数不断变小,说明时,长方体下表面恰好与水面接触,此后长方体浸入水中的体积不断增大,排开液体的体积不断增大,浮力不断增大,当长方体完全浸没在水中时,长方体所受浮力最大,由图乙时,长方体恰好完全浸没,对长方体受力分析,浮力为
(3)刚好完全浸没时,可认为长方体的上表面与水面齐平,故长方体上表面所处深度为,下表面所处深度等于恰好浸没时长方体下降的高度与长方体下表面刚与水面接触时长方体下降高度的差
由液体压强公式算出下表面压强
六、科普阅读题
18.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)阅读短文,回答问题。
武汉长江大桥,是中华人民共和国成立后修建的第一座公铁两用的长江大桥,也是武汉市重要的历史标志性建筑之一,素有“万里长江第一桥”美誉。
武汉长江大桥西起楚琴立交,上跨长江水道,东至中山路;线路全长1670.4米,主桥全长1155.5米;上层桥面为双向四车道城市主干道,设计速度100千米/小时,下层为双线铁轨,设计速度160千米/小时;总投资额为1.38亿人民币。
(1)武汉长江大桥一共有8个桥墩9个桥孔,水面未达到桥孔,则整座大桥所受到的浮力是_______N;
(2)武汉长江大桥纪念碑与大桥一并落成,碑高6米,重约20吨,南面镌有毛泽东同志“一桥飞架南北,天堑变通途”的诗句,观景平台是游人赏长江、看大桥的最佳位置之一;纪念碑受到的重力是______N,地面对纪念碑的支持力是______N;重力和支持力是_________(选填“平衡力”或“非平衡力”);
(3)一辆列车长度为500米,当列车以设定的速度通过主桥时,约用______s;如果以列车为参照物,那么纪念碑是_______的(选填“静止”或“运动”)。
【答案】 0 2×105 2×105 平衡力 37.2 运动
【详解】(1)[1]由于桥墩深陷淤泥中,桥墩的下表面没有受到水的压力,由浮力的产生原因可知,桥墩没有受到浮力,所以整座大桥所受到的浮力是0N。
(2)[2]纪念碑重约20吨,则受到的重力
G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N[3][4]由于纪念碑在地面上静止,处于平衡状态,所以纪念碑受到的重力和地面对纪念碑的支持力是一对平衡力,大小相等,故地面对纪念碑的支持力
F=G=2×105N
(3)[5]主桥全长1155.5米,列车长度为500米,当列车以设定的速度通过主桥时,所用时间
[6]列车通过主桥时,如果以列车为参照物,纪念碑的位置发生变化,所以纪念碑是运动的。
地 城
考点02
阿基米德原理
一、填空题
1.(24-25八下·广东江门·期中)底面积为50cm2的溢水杯放置在桌面上,装水使水面达到溢水口处,此时将一物块放置在水面上静止,从溢水杯中溢出250g的水,随后使物体沉入溢水杯底部时溢水杯中的水面下降了1cm,则这个物块的重力是________N,物块的密度是_______kg/m3 ,溢水杯底部对物块的支持力是________N。(g取10N/kg)
【答案】 2.5 1.25×103 0.5
【详解】[1]据图可知,将一物块放置在水面上静止,物体处于漂浮状态,受到的浮力与其重力大小相等,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体受到的重力,则物体的重力与排开液体的重力相等,即
[2]物体漂浮时排开液体的体积为
使物体沉入溢水杯底部时溢水杯中的水面下降了1cm,可得物体的体积为
物块的密度是
[3]物体浸没后受到的浮力为
溢水杯底部对物块的支持力是
2.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)如图,福建舰满载排水量为8万吨,满载时受到海水的浮力为___________N,排开海水的体积为___________m3;福建舰在海面下5m处有一个面积为的观察窗口,则该窗口受到海水的压力是___________N。(,g=10N/kg)
【答案】
【详解】[1]已知福建舰满载排水量
已知,根据阿基米德原理,满载时受到海水的浮力为
[2]已知,排开海水的体积为
[3]海面下5m处压强为
面积为的观察窗口受到海水的压力是
3.(24-25八下·河南南阳内乡县·期中)小球质量为240g、体积为300cm3。把它浸没在水中,小球所受浮力为______N,放开手后,小球将______(选填“下沉”、“上浮”或“不动”),最终小球静止时,受到的浮力为______N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 3 上浮 2.4
【详解】[1]小球浸没在水中时,排开液体的体积
小球受到的浮力
[2]小球的重力
当小球完全浸没在水中的,小球受到的浮力大于重力,则放开手后,小球将上浮。
[3]最终小球静止时,处于漂浮,浮力等于重力,则此时受到的浮力
二、实验题
4.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出如下猜想:
A.可能与物体浸入液体的深度有关;
B.可能与物体的密度有关;
C.可能与液体的密度有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,小明选用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验。
(1)分析比较实验①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是 ___________ N。
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 ___________ 是错误的。
(3)分析比较实验 ___________ ,可以验证猜想D是正确的。
(4)分析比较实验②⑥⑦可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 ___________ 有关。
(5)小明通过分析比较实验①③④,认为猜想A是正确的。你认为小明的观点是 ___________ (选填“正确”或“错误”)的,并说明理由:___________ 。
(6)综合分析以上数据,可以得出物体甲的密度为___________ 。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】(1)2.0
(2)B
(3)①③④
(4)液体的密度
(5) 错误 见解析
(6)1.5×103
【详解】(1)由①知,物体甲的重力G=3.0N,由图⑤知,物体甲完全浸没在水中时所受拉力F=1.0N,则F浮=G﹣F=3.0N﹣1.0N=2.0N
(2)由图①⑤所示实验可知,物块甲浸没在水中时受到的浮力F浮甲=2.0N,由图②⑥所示实验可知,物块乙浸没在水中时受到的浮力为F浮乙=G乙﹣F乙=4.0N﹣2.0N=2.0N
甲与乙的密度不同,它们受到的浮力相等,因此由①⑤与②⑥所示实验可知,物体受到的浮力与物体的密度无关,故猜想B是错误的。
(3)分析比较实验①③④,液体的密度相同,但④中物体排开液体的体积大于③中物体排开液体的体积,且测力计的示数变小,根据F浮=G﹣F可知物体所受浮力变大,可得:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大,猜想D是正确的。
(4)②⑥⑦中同一物体浸没在不同的液体中,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计的示数不同,浮力不同,由②⑥⑦可探究浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体密度的关系。
(5)[1][2]在探究浮力与物体浸入液体深度的关系时,要控制液体密度和排开液体体积相同。而实验①③④中,物体虽然都是在水中(液体密度相同),但在③④中物体排开液体的体积不同(③中部分浸入,④中完全浸入),没有控制排开液体体积相同,所以不能得出浮力与物体浸入液体深度有关的结论。
(6)物体甲浸没在水中时受到的浮力F浮=2N,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排得物体甲的体积
物体甲的质量为
物体甲的密度
5.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出如下猜想:
A.可能与物体浸入液体的深度有关;
B.可能与物体的密度有关;
C.可能与液体的密度有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,小明选用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验。
(1)分析比较实验①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是______N;
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想______是错误的;
(3)分析比较实验______,可以验证猜想D是正确的;
(4)分析比较实验②⑥⑦可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与______有关;
(5)小明通过分析比较实验①③④,认为猜想A是正确的。你认为小明的观点是______(选填“正确”或“错误”)的,并说明理由:______;
(6)综合分析以上数据,可以得出物体甲的密度为______。(,g取10N/kg)
【答案】(1)2
(2)B
(3)①③④
(4)液体密度
(5) 错误 没有控制浸入液体的体积相同
(6)
【详解】(1)由①知,物体甲的重力G=3.0N,由图⑤知,物体甲完全浸没在水中时所受拉力F=1.0N,则根据称重法,F浮=G-F=3.0N-1.0N=2N
(2)由图①⑤所示实验可知,物块甲浸没在水中时受到的浮力F浮甲=2N,由图②⑥所示实验可知,物块乙浸没在水中时受到的浮力为F浮乙=G乙-F乙=4.0N-2.0N=2N
甲与乙的密度不同,它们受到的浮力相等,因此由①⑤与②⑥所示实验可知,物体受到的浮力与物体的密度无关,故猜想B是错误的。
(3)猜想D是可能与物体浸在液体中的体积有关,需要是同一物体,液体的密度相同,浸入液体体积不同,故比较①③④的实验可得:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大,即猜想D是正确的。
(4)②⑥⑦中同一物体浸没在不同的液体中,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计的示数不同,浮力不同,由②⑥⑦可探究浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体密度的有关。
(5)[1][2]在探究浮力与物体浸入液体深度的关系时,要控制液体密度和排开液体体积相同,而实验①③④中,物体虽然都是在水中(液体密度相同),但在③④中物体排开液体的体积不同(③中部分浸入,④中完全浸入),没有控制排开液体体积相同,所以不能得出浮力与物体浸入液体深度有关的结论。
(6)物体甲浸没在水中时受到的浮力F浮=2N,根据浮力公式F浮=ρ水gV排得物体甲的体积
物体甲的质量为
物体甲的密度
6.(24-25八下·广东江门·期中)在综合实践活动中,小明制作了简易密度计。他利用一根饮料吸管,在其下端增加适当的配重并用石蜡封口,再将此饮料吸管先后放入水和未知密度的液体中,如图甲、乙所示。
(1)简易密度计在液体中处于__________状态,受到的浮力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)它自身的重力;
(2)将简易密度计放到水中的情景如图甲所示,测得其浸入水中的长度为H;放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入液体中的长度为h,已知h<H,则ρ液_____ρ水(选填“>”“<”或“=”),该液体的密度ρ液=__________(用H、h及水的密度ρ水表示);
(3)若想使该密度计测量更加精确,则可以改进的方法是__________。
【答案】(1) 漂浮 等于
(2) >
(3)换用更细一点的细管
【详解】(1)[1]由图可知,密度计的一部分浸在液体中,所以密度计在液体中处于漂浮状态。
[2]密度计在液体中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,密度计受力平衡,其受到的浮力等于重力。
(2)[1]由于同一密度计在甲、乙两图中均漂浮,所以浮力都等于重力,即密度计在水和液体中受到的浮力相等,由于h<H,密度计的底面积相同,根据可知,两次排开液体的体积,根据阿基米德原理可知,ρ液>ρ水。
[2]根据密度计在水和液体中受到的浮力相等,可得,由于
可得
解得
(3)若想使该密度计测量更加精确,可以换用更细一点的细管,根据
可知,减小底面积,使变大,测量的结果会更准确。
7.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)某同学利用如图所示的装置探究浮力大小的相关实验。
(1)由步骤B知,此时物体所受浮力的大小为_______N;若溢水杯中的水没有装满,则步骤B中浮力的测量值会_______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”);
(2)由步骤A、B、C不能得出浮力的大小与深度有关,原因是_________;
(3)完成步骤C之后,用弹簧测力计测量小桶及水的总重力F4,再把水倒出,擦干小桶后测得空桶重力为F如图E所示,若F4-F5=_______N,则可验证阿基米德原理;
(4)若换用在水中漂浮的木块(不吸水)做实验,则_______(选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理:将木块放在盐水中,与其在水中漂浮相比,木块底部所受液体压强_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)在整个实验过程,下列选项能正确反映浮力F和物体下表面在水中所处深度h关系的图像是 (物体未接触容器底)。
A. B.
C. D.
【答案】(1) 0.5 无影响
(2)没有控制排开液体的体积相同
(3)1
(4) 能 不变
(5)C
【详解】(1)[1]由图A、B知,物体重力为2N,浸入液体中测力计示数为1.5N,则浮力F浮=2N-1.5N=0.5N
[2]若溢水杯中的水没有装满,步骤B中浮力的测量值不会有影响,只会影响排到小桶中水的重力。
(2)根据控制变量法,步骤A、B、C不能得出浮力的大小与深度有关,原因是没有控制排开液体的体积相同。
(3)用弹簧测力计测量小桶及水的总重力F4,再把水倒出,擦干小桶后测得空桶重力为F5如图E所示,此时物体受到的浮力为F浮= F1-F3=2N-1N=1N
若此时F4-F5=1N=F浮
则可验证阿基米德原理。
(4)[1]阿基米德原理适用于任何受到浮力的物体,只将木块的一部分浸入水中,其他操作正确时,依旧能得到相同的结论。
[2]木块始终漂浮,浮力等于重力,所以两次浮力相等,木块底部受到的压力相等,受力面积相等,所以压强相等。
(5)随着物体浸入水的深度增大,物体排开水的体积增大,受到的浮力增大,当物体完全浸没时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以浮力F与深度的关系是先增大后不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
三、计算题
8.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)我国“奋斗者”号载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909m深处成功坐底。潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),可以保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为30m3,g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3,求:
(1)“奋斗者”号在海面下10m深处受到的海水压强;
(2)“奋斗者”号下潜到10m深处时,面积为0.06m2的观察窗所受海水的压力;
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力。
【答案】(1)1×105Pa;
(2)6.×103N;
(3)3×105N
【详解】(1)“奋斗者”号在海面下10m深处受到的海水压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa
(2)观察窗所受海水的压力F=pS=1×105Pa×0.06m2=6×103N
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
9.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)我国“奋斗者”号载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909m深处成功坐底。潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),可以保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为,,,求:
(1)“奋斗者”号在海面下10m深处受到的海水压强;
(2)“奋斗者”号下潜到10m深处时,面积为的观察窗所受海水的压力;
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)“奋斗者”号受到的海水压强
(2)观察窗所受海水的压力
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力
10.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知货箱重1.5×106N,体积为50m3,沉入75m深的海底(未陷入),利用如图所示的打捞船进行打捞,(取,g=10N/kg)根据以上信息计算:
(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水多大的压强?
(2)集装箱浸没时,受到的浮力是多大?
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力是多大?
【答案】(1)7.5×105Pa
(2)5×105N
(3)1.0×106N
【详解】(1)由知道,未打捞集装箱时,集装箱底部受到的压强
(2)集装箱沉没时,受到的浮力是
(3)货箱的重力
集装箱匀速上升的过程中,由平衡条件知道,绳子的拉力是
四、综合题
11.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)借助浮力进行起重,是我国古代的一项创举。小明受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,模拟了如下“打捞”过程:如图甲,体积为2×10-4m3的金属块A下表面陷入淤泥内,上表面距离水面0.4m,轻质小船装有重为18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平(水未进入小船内);如图乙,将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中时,此时小船有五分之二的体积露出水面。细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)图甲中,金属块A上表面受到的水的压强为___________Pa,金属块A受到的浮力为___________N,此时小船受到的浮力为___________N;
(2)图乙中,小船上升过程中受到水的浮力不断___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)金属块A的重力为___________N。
【答案】(1) 4×103 0 20
(2)变小
(3)
14
【详解】(1)[1]金属块A上表面受到的水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa
[2]图甲中金属块A部分陷入淤泥内,金属块A的下表面没有受到水的压力,由浮力产生的原因可知金属块A受到的浮力为0。
[3]图甲中,对小船进行受力分析,根据力的平衡条件可知,F浮船=G沙+F拉1
因此甲图中的小船所受浮力为F浮船=G沙+F拉1=18N+2N=20N
(2)小船上升过程中,排开水的体积减小,由F浮=ρgV排可知,浮力变小。
(3)由图甲可知,小船刚好浸没在水中,小船的体积等于其排开水的体积,小船的体积为
如图乙所示,小船有五分之二的体积露出水面,小船排开水的体积为
小船和金属块A整体排开液体的体积为V排′=V排船′+V金属=1.2×10-3m3+2×10-4m3=1.4×10-3m3
此时小船和金属块A整体受到的浮力为
根据二力平衡可知,金属块的重力为G=F浮′-G船=14N-0=14N
五、科普阅读题
12.(24-25八下·广东广州荔湾区·期中)请根据材料,回答下列问题:
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。公式表示为,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状,这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变,而在弹性限度外的形变叫做塑性形变。以下是小明的实验数据:
弹簧下方所挂钩码质量/g
0
100
200
400
500
600
700
弹簧的长度/cm
2
3
4
6
7
8
9
(1)常用的弹簧测力计测物体重力时,弹簧的形变主要是______形变(选填“弹性”或“塑性”);
(2)在使用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,这是为了避免超过弹簧的______;
(3)根据上述表格中小明的实验数据,当弹簧的长度为9cm时,弹簧所受拉力为______N(g取10N/kg);
(4)小江利用完全相同的小桶分别盛满四种液体,用弹簧测力计称出液体和小桶的总重力如图所示,记录的部分数据在如表中(水的密度为1g/cm3,g取10N/kg)
液体种类
酒精
水
可乐
酱油
弹簧测力计的示数
①通过分析比较此表,小江推测在液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。在如图所示的图像中能正确反映这一规律的图像是______;
A B C D
②若已知小桶的重力为0.8N,试根据表格中的数据计算出小桶的容积为______cm3;小江又利用该弹簧测力计及小桶,将弹簧测力计改装成可以直接读取液体密度的弹簧“密度秤”,当该弹簧“密度秤”指针指在5N时对应的液体密度为______kg/m3,利用该弹簧测力计上现有的刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是______g/cm3。
【答案】(1)弹性
(2)弹性限度
(3)7
(4) C 200 2.1×103 0.1
【详解】(1)常用的弹簧测力计测物体重力时,弹簧的形变主要是弹性形变,因为撤去外力后,弹簧能够恢复原状。
(2)在使用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,这是为了避免超过弹簧的弹性限度,因为一旦超过了弹簧测力计的量程,弹簧不能恢复原状,而且此时不遵循胡克定律,无法读数。
(3)根据上述表格中小明的实验数据,当弹簧的长度为9cm时,弹簧下方所挂钩码质量为700g,钩码所受的重力
弹簧所受拉力为7N。
(4)[1]由于小桶有重力,当小桶中没有液体时,弹簧测力计有示数,当小桶中装满待测液体时,弹簧测力计的示数为
液体的密度越大,弹簧测力计的示数越大,而能够反映这一规律的图像是C;故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
[2]若已知小桶的重力为0.8N,当小桶中盛有水时,弹簧测力计的示数为2.8N,水所受的重力为
水的质量为
小桶的容积为
[3]当该弹簧“密度秤”指针指在5N时对应的液体的重力为
液体的密度为
[4]由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,小桶中不加液体时弹簧测力计的示数为0.8N,则从0.8N到5N的刻度格数为
则密度计的分度值为
地 城
考点03
物体的沉浮条件及应用
一、单选题
1.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)牛肉丸制作需经过手工捶打、调味搅打、挤丸定型、煮丸保存等过程,正宗牛肉丸落地后可弹起10cm,下列说法中正确的是( )
A.手工捶打过程,锤对肉的力与肉对锤的力是一对平衡力
B.挤丸定型说明力可以改变物体的形状
C.煮丸过程中,沉在锅底的牛肉丸不受浮力作用
D.弹起离地的丸子受到重力和弹力作用
【答案】B
【详解】A. 手工捶打过程中,锤对肉的力与肉对锤的力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上,是一对相互作用力,故A错误;
B. 挤丸定型时,肉在力的作用下形状发生改变,这说明力可以改变物体的形状,故B正确;
C. 煮丸过程中,沉在锅底的牛肉丸会排开一定体积的水,它会受到浮力作用,只是此时浮力小于重力才导致下沉,故C错误;
D. 弹起离地的丸子与地面不再接触,因此不再受到弹力作用,只受到重力以及空气阻力,故D错误。
故选B。
2.(24-25八下·广东江门·期中)潜艇甲和护卫舰乙参加完一次军事演习后,按如图所示的状态由东海返回长江某基地。则它们在东海和长江中所受到的浮力、的变化情况是( )
A.、均不变 B.不变,变小
C.、均变小 D.变小,不变
【答案】D
【详解】护卫舰由东海驶入长江中,都是漂浮状态,根据浮沉条件可知,漂浮时,浮力等于重力,由于护卫舰的重不变,所以浮力不变,即不变;潜艇甲浸没在水中,自身的体积不变,所以排开水的体积不变,但江河的密度小于海水的密度,根据,不变,变小,则浮力变小,即变小。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.(24-25八下·广东江门·期中)水平桌面上,甲、乙两个相同的烧杯中盛有不同浓度的盐水。现将两个相同的物块分别放入烧杯中,待物块静止时,两烧杯中液面恰好相平,如图所示。则( )
A.甲烧杯中物块受到浮力较小
B.甲、乙两烧杯底部受到液体的压强相等
C.向甲烧杯中缓慢加盐,物块受到的浮力一直增大
D.向乙烧杯中缓慢加水,物块受到的浮力一直减小
【答案】A
【详解】A.物体在甲中下沉,受到的浮力小于物体重。在乙中漂浮,物体受到的浮力等于物体重;因此甲杯中物块受到浮力较小,故A正确;
B.物体在甲中下沉
在乙中漂浮
则
两杯中液面恰好相平,由p=ρgh可知,乙杯底部受到液体的压强较大,故B错误;
C.若向甲杯中缓慢加盐,则甲的密度增大,当甲的密度等于物块的密度时,物块悬浮,此时浮力等于其重力,当甲的密度.大于物块的密度时,物块漂浮,此时浮力等于其重力,因此向甲杯中缓慢加盐,物块受到的浮力不是一直增大,故C错误;
D.在乙杯中漂浮时,物体受到的浮力等于物体重。向乙杯中缓慢加水,盐水的密度不断减小,物体排开水的体积不断增多,当盐水密度等于物体密度时,物体悬浮,物体受到的浮力仍等于物体重力。当盐水密度小于物体密度时,物体下沉,物体受到的浮力小于物体重。物体沉入水底后,盐水密度继续减小,物体排开盐水的重力继续减小,物体受到的浮力也继续减小。故物体受到的浮力先不变后减小,故D错误。
故选A。
二、填空题
4.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)舰载机在福建舰上降落时,飞机尾钩必须挂住甲板上的弹性阻拦索才能迅速停下来,舰载机对阻拦索的力与阻拦索对舰载机的力是一对______;舰载机着落在航母甲板上时受到的支持力是因为______(选填“航母甲板”或“舰载机”)发生了形变而产生的,福建舰所受的浮力将______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】
相互作用力
航母甲板
变大
【详解】[1]舰载机对阻拦索的力与阻拦索对舰载机的力,受力物体不同,大小相等,方向相反,满足相互作用力的条件,因此属于一对相互作用力。
[2]弹力由施力物体形变产生,舰载机受到的支持力是航母甲板形变后为恢复原状产生的力。
[3]舰载机降落时,福建舰总重力增大,根据物体的浮沉条件可知,福建舰始终漂浮,则浮力等于重力,总重力变大则浮力变大。
5.(24-25八下·广东江门·期中)底面积为50cm2的溢水杯放置在桌面上,装水使水面达到溢水口处,此时将一物块放置在水面上静止,从溢水杯中溢出250g的水,随后使物体沉入溢水杯底部时溢水杯中的水面下降了1cm,则这个物块的重力是________N,物块的密度是_______kg/m3 ,溢水杯底部对物块的支持力是________N。(g取10N/kg)
【答案】 2.5 1.25×103 0.5
【详解】[1]据图可知,将一物块放置在水面上静止,物体处于漂浮状态,受到的浮力与其重力大小相等,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体受到的重力,则物体的重力与排开液体的重力相等,即
[2]物体漂浮时排开液体的体积为
使物体沉入溢水杯底部时溢水杯中的水面下降了1cm,可得物体的体积为
物块的密度是
[3]物体浸没后受到的浮力为
溢水杯底部对物块的支持力是
6.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)小球质量为240g、体积为300cm3。把它浸没在水中,小球所受浮力为______N,放开手后,小球将______(选填“下沉”、“上浮”或“不动”),最终小球静止时,受到的浮力为______N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 3 上浮 2.4
【详解】[1]小球浸没在水中时,排开液体的体积
小球受到的浮力
[2]小球的重力
当小球完全浸没在水中的,小球受到的浮力大于重力,则放开手后,小球将上浮。
[3]最终小球静止时,处于漂浮,浮力等于重力,则此时受到的浮力
三、实验题
7.(24-25八下·广东江门·期中)在综合实践活动中,小明制作了简易密度计。他利用一根饮料吸管,在其下端增加适当的配重并用石蜡封口,再将此饮料吸管先后放入水和未知密度的液体中,如图甲、乙所示。
(1)简易密度计在液体中处于__________状态,受到的浮力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)它自身的重力;
(2)将简易密度计放到水中的情景如图甲所示,测得其浸入水中的长度为H;放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入液体中的长度为h,已知h<H,则ρ液_____ρ水(选填“>”“<”或“=”),该液体的密度ρ液=__________(用H、h及水的密度ρ水表示);
(3)若想使该密度计测量更加精确,则可以改进的方法是__________。
【答案】(1) 漂浮 等于
(2) >
(3)换用更细一点的细管
【详解】(1)[1]由图可知,密度计的一部分浸在液体中,所以密度计在液体中处于漂浮状态。
[2]密度计在液体中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,密度计受力平衡,其受到的浮力等于重力。
(2)[1]由于同一密度计在甲、乙两图中均漂浮,所以浮力都等于重力,即密度计在水和液体中受到的浮力相等,由于h<H,密度计的底面积相同,根据可知,两次排开液体的体积,根据阿基米德原理可知,ρ液>ρ水。
[2]根据密度计在水和液体中受到的浮力相等,可得,由于
可得
解得
(3)若想使该密度计测量更加精确,可以换用更细一点的细管,根据
可知,减小底面积,使变大,测量的结果会更准确。
四、计算题
8.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)福船的出现为我国乃至世界航海史写下了璀璨的一页。南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年,将领宫军乘架二千料海船并八橹船……。”经学术界考证,二千料海船就是福船。福船满载时,船和货物的总质量可达1200吨,航行时的平均速度为30km/h。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)在海上运行2h,福船可以航行多少千米?
(2)船体某处离水面3m,该处受到海水的压强是多少?
(3)福船满载时受到的浮力是多少?
【答案】(1)60km
(2)3×104Pa
(3)1.2×107N
【详解】(1)在海上运行2h,福船航行的路程s=vt=30km/h×2h=60km
(2)船体某处离水面3m,该处受到海水的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa
(3)福船所受重力G=mg=1.2×103×103kg×10N/kg=1.2×107N
漂浮时,浮力等于重力,故受到的浮力F浮=G=1.2×107N
五、综合题
9.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)某物理兴趣小组在跨学科实践中研究了简易密度计的制作。他们取来一根粗细均匀的吸管,在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整,做好后测出该密度计的总重力为0.24N,吸管底面积为2×10-4m2,吸管总长为0.16m。
(1)吸管的下端装入适量的钢珠的目的是为了使它能在竖直方向上______在液体中;
(2)如图甲所示是将该密度计放入水中静止时的情形,A是在吸管上标记的此时水面的位置,则密度计受到水的浮力是______N;
(3)若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中,静止时密度计受到的浮力将会______,此时吸管上盐水液面的位置在A的______;
(4)该密度计能测量的液体最小密度值是______kg/m3;
(5)为了提高密度计精确度,小组同学利用不同吸管成功自制了两支密度计,如图乙所示,其中精确度最高的密度计是______(填序号)。
【答案】(1)漂浮
(2)0.24
(3) 不变 下方
(4)750
(5)②
【详解】(1)吸管的下端装入适量的钢珠的目的是为了降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中。
(2)因为密度计漂浮在水中,受力平衡,此时浮力等于重力,即
(3)[1]若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中,液体密度增大,但密度计仍然漂浮,受力平衡,此时浮力仍等于重力,因为密度计重力不变,所以浮力不变。
[2]根据公式,可知密度计受到的浮力不变而液体密度变大,所以排开液体的体积减小,总体积不变,所以露出水面的体积增大,故此时吸管上盐水液面的位置在A的下方。
(4)因为密度计本身重力不变,且原理是漂浮在水中,所以浮力等于重力也不变,根据可知,当液体密度最小时,密度计排开液体的体积最大,即当密度计刚好完全浸没时,所能测量的密度最小,此时密度计排开液体的体积为
此时液体的密度为
(5)密度计测量时浸入液体中的深度变化越大,测量越精确,密度计精确度越高,因为密度计漂浮在液体中,根据可知在密度计重力和液体密度不变时,吸管的横截面积越小,密度计浸入液体中的深度越大,因此可以选用更细的吸管提高密度计精确度,所以如图乙所示,其中精确度最高的密度计是②。
10.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功。这标志着我国在航母研制中取得了重大 突破。有关参数如表所示,新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞 试验已取得成功。
满载排水量/t
67200
总功率/kW
1.5×105
最高航速 km/h
54
最大舰载机数量/架
30
最大舰长/m
304
歼 -15 舰载机推重比
0.5
最大舰宽/m
70.5
歼 -15 舰载机的质量/t
21
(1)机翼的横截面设计的形状,是利用流体流速越快,压强越_______ 的原理, 使舰载机产生向_______ 的升力。
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是
A.舰载机静止在航母水平甲板上时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力可以 _____________;当阻拦索钩住飞机减速时,为确保飞行员不撞在挡风玻璃上,飞行员应采取的安全措施是___________________。
(4)5 架歼 15 舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将____________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 小 上
(2)A
(3) 改变物体的运动状态 系安全带
(4)变小
【详解】(1)[1][2]机翼的横截面设计的形状,是利用流体流速越快,压强越小的原理,机翼上表面空气流速快,压强小;下表面流速慢,压强大,形成向上的压强差,产生向上的升力。
(2)A.舰载机静止在航母水平甲板上时,处于平衡状态,飞机只受到的竖直向下的重力与竖直向上的支持力作用,因此这两个力是一对平衡力,故A正确;
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,即往后喷出高温燃气,由于物体间力的作用是相互的,高温燃气给发动机向前的推力,使飞机前进,因此可知推力的施力物体是喷出的高温燃气,故B错误;
C.舰载机在航空母舰上逆风起飞,可增大相对气流速度,更有利于飞机升空,故C错误;
D.惯性是物体自身具有的保持运动状态不变的性质,不能表述为“作用”,舰载机降落后,飞机由于具有惯性,仍会向前滑行一段距离,故D错误。
故选A。
(3)[1]拉力使舰载机减速而停止,说明力改变物体的运动状态。
[2]减速前飞行员与飞机有相同的向前的运动状态,飞机减速时,飞行员由于具有惯性,会向前倾倒,为确保飞行员不撞在挡风玻璃上,飞行员应采取的安全措施是系安全带。
(4)航母漂浮在海面上,受到的浮力等于总重力,舰载机起飞后,航母的总重力变小,则受到的浮力变小,海水的密度不变,由可知,航母排开海水的体积变小,航母上浮一些,舰底在海水中所处的深度变小,由可知,舰底所受海水的压强将变小。
11.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)借助浮力进行起重,是我国古代的一项创举。小明受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,模拟了如下“打捞”过程:如图甲,体积为2×10-4m3的金属块A下表面陷入淤泥内,上表面距离水面0.4m,轻质小船装有重为18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平(水未进入小船内);如图乙,将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中时,此时小船有五分之二的体积露出水面。细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)图甲中,金属块A上表面受到的水的压强为___________Pa,金属块A受到的浮力为___________N,此时小船受到的浮力为___________N;
(2)图乙中,小船上升过程中受到水的浮力不断___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)金属块A的重力为___________N。
【答案】(1) 4×103 0 20
(2)变小
(3)
14
【详解】(1)[1]金属块A上表面受到的水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa
[2]图甲中金属块A部分陷入淤泥内,金属块A的下表面没有受到水的压力,由浮力产生的原因可知金属块A受到的浮力为0。
[3]图甲中,对小船进行受力分析,根据力的平衡条件可知,F浮船=G沙+F拉1
因此甲图中的小船所受浮力为F浮船=G沙+F拉1=18N+2N=20N
(2)小船上升过程中,排开水的体积减小,由F浮=ρgV排可知,浮力变小。
(3)由图甲可知,小船刚好浸没在水中,小船的体积等于其排开水的体积,小船的体积为
如图乙所示,小船有五分之二的体积露出水面,小船排开水的体积为
小船和金属块A整体排开液体的体积为V排′=V排船′+V金属=1.2×10-3m3+2×10-4m3=1.4×10-3m3
此时小船和金属块A整体受到的浮力为
根据二力平衡可知,金属块的重力为G=F浮′-G船=14N-0=14N
六、科普阅读题
12.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)小王同学了解到深圳一家科技公司推出了一款背包飞行器,以下是相关简介,请回答问题。
(一)光启马丁飞行包——让你变身“钢铁侠”
光启马丁飞行包是一款单人背包式飞行器,空重为,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个扇形螺旋桨转动,飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上下、左右及俯仰飞行。其发动机、燃料箱和飞行员处于升力扇中间下方,以降低重心,避免喷气背包在飞行中上下颠倒,撞向地面。该飞行器采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待下一步操作。
该飞行包的技术是颠覆性的,有点类似于刚刚问世时的直升机,但令直升机等其他垂直起降的飞行器望尘莫及的是,小巧的飞行包能在狭窄的空间内运作,例如在建筑物之间穿行,或紧贴建筑物和树木飞行。
该飞行包的最大飞行高度1000米,飞行速度为,载重120公斤,续航时间30分钟。据生产商预计,该飞行包专业版单台售价将超过140万人民币。
(1)飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速可以实现变向和变速,它的工作原理是利用力的作用是______的,它在月球上______(选填“可以”或“不可以”)飞行;
(2)某次飞行测试时,总质量为的飞行器悬停在空中,则此时飞行器提供的升力为______N。(取)
(3)请结合飞行包的性能参数、价格等因素,综合分析该飞行器的民用价值或适用场景(可以从是否适合民用,以及经济性、技术适用性、安全性等角度考虑,写出一条即可)。______
(二)降落系统的设计与实践
该飞行器使用与赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而避免驾驶者快速落地面造成伤害,该飞行器因此路身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度(即收尾速度),实验结果如表所示:
伞面面积:
0.2
0.2
0.4
0.6
伞和物总重:
1.6
3.6
12.8
4.8
收尾速度:
2
3
4
2
收尾速度的平方:
4
9
16
4
(4)分析表中的数据可知:当伞面面积一定时,降落伞所受的空气阻力与______(选填“收尾速度”或“收尾速度的平方”)成正比;
(5)综合分析表中的数据,可以得出降落伞所受的空气阻力与伞面面积、收尾速度的关系是:______(用表示),按总质量计算,要使该飞行器的收尾速度不超过,则降落伞的面积至少为______。
【答案】(1) 相互 不可以
(2)3200
(3)见解析
(4)收尾速度的平方
(5) f=2Sv2 64
【详解】(1)[1][2]飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速可以实现变向和变速,飞行器对空气有向下的力,根据力的作用是相互的,空气对飞行器有向上的力,所以可以飞行,它的工作原理是利用力的作用是相互的,月球上没有空气,飞行器无法获得升力,所以在月球上不能飞行。
(2)飞行器悬停在空中,由浮沉条件可知,此时飞行器的升力等于总重力,则此时飞行器提供的升力为
(3)由材料可知,该飞行器的价格高昂,但是灵活性强,所以综合分析该飞行器的民用价值或适用场景为:不适合一般居民使用,但灵活性强,适合城市应急救援。
(4)表中1、2组实验数据可知伞的面积相同,匀速时阻力等于重力,所以由表中数据可得,降落伞所受阻力与收尾速度的平方之间的关系式为,即降落伞所受阻力与收尾速度的平方成正比。
(5)[1]匀速时阻力等于重力,所以由表中数据可得,降落伞所受阻力与收尾速度的平方之间的关系式为,即降落伞所受阻力与收尾速度的平方成正比。
[2]要使飞行器的收尾速度不超过5m/s,按最大起飞质量320kg计算,最大重力为
降落伞的面积至少为
13.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)阅读短文,回答问题。
背包式飞行器深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个扇形螺旋桨转动,飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上下、左右及俯仰飞行。发动机、燃料箱和飞行员处于升力扇中间下方,以降低重心,避免喷气背包在飞行中上下频倒,撞向地面。该飞行器采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待下一步操作;使用与F1赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而避免驾驶者快速落地面造成伤害,该飞行器因此路身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度(即收尾速度),实验结果如表所示:
0.2
0.2
0.4
0.6
伞和物总重G/N
1.6
3.6
12.8
4.8
2
3
4
2
4
9
16
4
(1)飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,可实现各种飞行,说明力的作用效果跟力的方向和力的___________有关;
(2)关于上述背包式飞行器,下列说法正确的是___________;
A.遇到特殊情况飞行器无法正常降落时,关闭动力源后惯性会减小
B.用碳纤维作为飞行器的主要制作材料,是因为可以减小自身重力
C.若不计空气阻力,飞行器匀速上升时的升力大于匀速下降时的升力
D.当该飞行器在空中启动零空速悬停技术时,受到的升力就会突然消失
(3)该飞行器通过两个螺旋菜轮动可以实现变向和变速,它的工作原理是利用力的作用是___________的,它在月球上___________(选填“可以”或“不可以”)飞行;
(4)分析表二数据可知:当伞面面积一定时,降落伞所受的空气阻力与___________(选填“收尾速度”或“收尾速度的二次方”)成正比;
(5)按最大起飞质量360kg计算,要使该飞行器的收尾速度不超过6m/s,则降落伞的面积至少为___________。
【答案】(1)大小
(2)B
(3) 相互 不可以
(4)收尾速度的二次方
(5)50
【详解】(1)改变螺旋桨的方向改变了力的方向,改变螺旋桨的转速改变了力的大小,所以力的作用效果跟力的大小、方向有关。
(2)A.关闭动力源后飞行器的质量不变,惯性不变,故A错误;
B.根据可知,体积一定时,密度越小,质量越小,碳纤维密度小,同体积较轻,所以用碳纤维作为飞行器的主要制作材料,是因为可以减小自身重力,故B正确;
C.飞行器匀速上升和匀速下降时都处于平衡状态,若不计空气阻力,受到的重力和升力是一对平衡力,大小相等,其重力一定,则飞行器匀速上升时的升力等于匀速下降时的升力,故C错误;
D.根据物体浮沉条件可知,当该飞行器在空中启动零空速悬停技术时,受到的升力与重力相等,二者的作用效果相互抵消,升力不会消失,故D错误。
故选B。
(3)[1]飞行器对空气有向下的力,根据力的作用是相互的,空气对飞行器有向上的力,所以可以飞行。
[2]月球上没有空气,飞行器无法获得升力,所以在月球上不可以飞行。
(4)匀速时阻力等于总重力,所以由表中数据可得,降落伞所受阻力与收尾速度的平方之间的关系式为f=2Sv2,即降落伞所受阻力与收尾速度的平方成正比。
(5)要使飞行器的收尾速度不超过,按最大起飞质量360kg计算,最大重力为
降落伞的面积为
试卷第1页,共3页
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专题04 浮力
3大高频考点概览
考点01 浮力
考点02 阿基米原理
考点03 物体的沉浮条件及应用
地 城
考点01
浮力
一、单选题
1.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.只要下沉的物体就不会受到浮力
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加的浮力
D.浮力的方向总是垂直向上的
2.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)为了落实立德树人的根本任务,促进学生全面发展,2022年秋季学期开始,劳动课正式作为独立课程进入中小学生的课表。劳动实践不仅是物理知识的应用场景,还能增强学生的实践能力和创新精神。自从开展了劳动课后,小易经常参与家务活动,她观察到很多生活场景中也包含了物理知识。下列相关说法正确的是( )
A.玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱长度不变
B.U形“反水弯”不是连通器
C.喝饮料是利用大气压强将饮料压入吸管
D.沉在水底的番茄没有受到浮力
3.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)为丰富人民文旅生活,提高群众凝聚力,我市各地在端午节前后开展了龙舟大赛活动,如图所示,下列说法正确的是( )
A.观众能从不同角度看到龙舟赛况是镜面反射的缘故
B.龙舟前进过程中受浮力作用
C.击鼓越快,鼓声传播越快
D.龙舟前进的动力的施力物体是人
二、填空题
4.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)小明将一重物悬挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中,如图所示,则重物浸没在水中所受浮力为_______N ,从图中还可看出重物所受浮力的大小与液体的_______有关,若已知图(c)中重物上表面受到盐水的压力为1N,则重物下表面受盐水压力为_______N。
5.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)如图所示,把一个底面积为S的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2。则此长方体所受到的浮力的方向是______;其受到的浮力的大小是______(用题中给的字母写出表达式)。
6.一个物体挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上,静止时弹簧测力计的示数是3N,若将物体浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为1.8N。由此可知物体重为______N,水对物体的浮力是______N,水对物体上下表面的压力差是_____N。
三、作图题
7.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)(1)一个球被绳子拴着被风吹着,静止在空中,请画出它受到的重力。
(2)一个箱子在水平传送带上,传送带加速向右运动,请画出它受到的摩擦力、它对传送带的压力。
(3)用手把一木块压在水中静止,请画出木块受到的力。
8.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)(1)请在图中画出鸡蛋在盐水中悬浮时受到的重力G和浮力F浮(O为鸡蛋重心);
(2)如图,一立方体木块静止在斜面上,请画出木块受到的摩擦力和它对斜面的压力示意图;
(3)如图,一只小球挂在墙壁上处于静止状态,请在图上画出小球所受到的力的示意图。
9.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)(1)如图,某同学将重约6N的篮球掷向地面,经过甲位置后碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,忽略空气的作用力。请在图中乙位置画出篮球的受力示意图;
(2)如图所示,木块A与平板小车一起在水平桌面上向左匀速运动。当小车受外力作用突然减速时,(小车和A没有相对滑动)请在图中画出A的受力示意图。
(3)如图,一个用细线拴住的乒乓球在水中保持静止,画出乒乓球所受拉力和浮力的示意图。
10.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)如图,请画出静止在水面的排球所受的力。
11.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)按要求作图。
(1)将重30N的铅球投出后在空中轨迹如图虚线所示,请画出其在空中的受力示意图(不计空气阻力);
(2)滑雪是冬奥会比赛项目之一,如图所示是一名滑雪运动员沿斜面加速下滑时的简化图,其中O为滑雪爱好者的重心,请你在图中画出运动员受到的重力、摩擦力和斜面对他的支持力;
(3)如图所示,放在斜面上的水杯中漂浮着一个小球,请在图中画出小球所受浮力,斜面受到烧杯的压力。
12.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)如图,请画出静止在水面的排球所受的力。
四、实验题
13.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)在“探究重力与质量的关系”实验中,用质量已知的钩码为被测物体,用弹簧测力计测量钩码的重力G, 逐次增挂钩码,分别测量它们所受的重力,并将各次钩码总质量m、重力G的数据记录在下表中。
m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
(1)根据表格数据可以得到实验结论:物体受到的重力与它的质量成为_______。
(2)如下图所示,使测力计弹簧伸长的力是____。
A.钩码的重力 B.钩码和测力计的总重力
C.钩码对弹簧的拉力 D.弹簧对钩码的拉力
(3)如图所示,关于物体重力与质量的关系,下列图像中正确的是 _______。
(4)探究重力大小与物体形状的关系时,用橡皮泥作为实验对象,芷涵用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,智轩将橡皮泥捏成各种形状进行实验_______选填“芷涵”或“智轩”)同学的做法是错误的,错误之处是____,智轩把橡皮泥直接放水中,发现橡皮泥会沉入水底,把它捏成碗状可以浮在水面,他认为物体受到的浮力跟物体的形状有关,芷涵指出他的错误之处是 __________。
14.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)小明在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据他的实验过程,回答下列问题。
(1)使用弹簧测力计前,弹簧测力计应在_______(选填“水平方向”或“竖直方向”)上调零。
(2)在弹簧测力计下悬挂一个物块,如图A,随后将物块慢慢浸入水中,当物块部分浸入水中时,弹簧测力计示数如图B所示,此时物块受到的浮力是 _____ N。
(3)由图C→D的过程可知,物块受到的浮力 ____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。通过分析C、E两图,可得出的实验结论是:当物块浸入液体的体积相同时,液体密度越大,物块所受浮力 _______。
(4)完成上述实验后,小明进行反思发现:握着弹簧测力计的手臂容易晃动,导致弹簧测力计示数不稳定,读数不准确请你写出一种改进措施:________________ 。(合理即可)
15.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)某同学利用如图所示的装置探究浮力大小的相关实验。
(1)由步骤B知,此时物体所受浮力的大小为_______N;若溢水杯中的水没有装满,则步骤B中浮力的测量值会_______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”);
(2)由步骤A、B、C不能得出浮力的大小与深度有关,原因是_________;
(3)完成步骤C之后,用弹簧测力计测量小桶及水的总重力F4,再把水倒出,擦干小桶后测得空桶重力为F如图E所示,若F4-F5=_______N,则可验证阿基米德原理;
(4)若换用在水中漂浮的木块(不吸水)做实验,则_______(选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理:将木块放在盐水中,与其在水中漂浮相比,木块底部所受液体压强_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)在整个实验过程,下列选项能正确反映浮力F和物体下表面在水中所处深度h关系的图像是 (物体未接触容器底)。
A. B.
C. D.
五、计算题
16.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)如图,一圆柱体木块被栓在水中静止。木块的重力为12N,底面积为0.01m2,其上表面所处深度为30cm,绳子拉着木块的力是8N。 求:
(1)木块上表面受到的压力为多大?
(2)木块受到的浮力为多大?
(3)木块下表面受到的压力多大?
17.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)在弹簧测力计下悬挂一个长方体,将长方体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲所示。图乙是弹簧测力计的示数F与长方体下降高度h的关系图像。求:
(1)长方体的重力。
(2)长方体受到的最大浮力。
(3)长方体刚好浸没时下表面受到的压强。
六、科普阅读题
18.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)阅读短文,回答问题。
武汉长江大桥,是中华人民共和国成立后修建的第一座公铁两用的长江大桥,也是武汉市重要的历史标志性建筑之一,素有“万里长江第一桥”美誉。
武汉长江大桥西起楚琴立交,上跨长江水道,东至中山路;线路全长1670.4米,主桥全长1155.5米;上层桥面为双向四车道城市主干道,设计速度100千米/小时,下层为双线铁轨,设计速度160千米/小时;总投资额为1.38亿人民币。
(1)武汉长江大桥一共有8个桥墩9个桥孔,水面未达到桥孔,则整座大桥所受到的浮力是_______N;
(2)武汉长江大桥纪念碑与大桥一并落成,碑高6米,重约20吨,南面镌有毛泽东同志“一桥飞架南北,天堑变通途”的诗句,观景平台是游人赏长江、看大桥的最佳位置之一;纪念碑受到的重力是______N,地面对纪念碑的支持力是______N;重力和支持力是_________(选填“平衡力”或“非平衡力”);
(3)一辆列车长度为500米,当列车以设定的速度通过主桥时,约用______s;如果以列车为参照物,那么纪念碑是_______的(选填“静止”或“运动”)。
G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N[3][4]由于纪念碑在地面上静止,处于平衡状态,所以纪念碑受到的重力和地面对纪念碑的支持力是一对平衡力,大小相等,故地面对纪念碑的支持力
[6]列车通过主桥时,如果以列车为参照物,纪念碑的位置发生变化,所以纪念碑是运动的。
地 城
考点02
阿基米德原理
一、填空题
1.(24-25八下·广东江门·期中)底面积为50cm2的溢水杯放置在桌面上,装水使水面达到溢水口处,此时将一物块放置在水面上静止,从溢水杯中溢出250g的水,随后使物体沉入溢水杯底部时溢水杯中的水面下降了1cm,则这个物块的重力是________N,物块的密度是_______kg/m3 ,溢水杯底部对物块的支持力是________N。(g取10N/kg)
2.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)如图,福建舰满载排水量为8万吨,满载时受到海水的浮力为___________N,排开海水的体积为___________m3;福建舰在海面下5m处有一个面积为的观察窗口,则该窗口受到海水的压力是___________N。(,g=10N/kg)
3.(24-25八下·河南南阳内乡县·期中)小球质量为240g、体积为300cm3。把它浸没在水中,小球所受浮力为______N,放开手后,小球将______(选填“下沉”、“上浮”或“不动”),最终小球静止时,受到的浮力为______N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
二、实验题
4.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出如下猜想:
A.可能与物体浸入液体的深度有关;
B.可能与物体的密度有关;
C.可能与液体的密度有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,小明选用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验。
(1)分析比较实验①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是 ___________ N。
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 ___________ 是错误的。
(3)分析比较实验 ___________ ,可以验证猜想D是正确的。
(4)分析比较实验②⑥⑦可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 ___________ 有关。
(5)小明通过分析比较实验①③④,认为猜想A是正确的。你认为小明的观点是 ___________ (选填“正确”或“错误”)的,并说明理由:___________ 。
(6)综合分析以上数据,可以得出物体甲的密度为___________ 。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
5.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出如下猜想:
A.可能与物体浸入液体的深度有关;
B.可能与物体的密度有关;
C.可能与液体的密度有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,小明选用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验。
(1)分析比较实验①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是______N;
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想______是错误的;
(3)分析比较实验______,可以验证猜想D是正确的;
(4)分析比较实验②⑥⑦可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与______有关;
(5)小明通过分析比较实验①③④,认为猜想A是正确的。你认为小明的观点是______(选填“正确”或“错误”)的,并说明理由:______;
(6)综合分析以上数据,可以得出物体甲的密度为______。(,g取10N/kg)
6.(24-25八下·广东江门·期中)在综合实践活动中,小明制作了简易密度计。他利用一根饮料吸管,在其下端增加适当的配重并用石蜡封口,再将此饮料吸管先后放入水和未知密度的液体中,如图甲、乙所示。
(1)简易密度计在液体中处于__________状态,受到的浮力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)它自身的重力;
(2)将简易密度计放到水中的情景如图甲所示,测得其浸入水中的长度为H;放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入液体中的长度为h,已知h<H,则ρ液_____ρ水(选填“>”“<”或“=”),该液体的密度ρ液=__________(用H、h及水的密度ρ水表示);
(3)若想使该密度计测量更加精确,则可以改进的方法是__________。
7.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)某同学利用如图所示的装置探究浮力大小的相关实验。
(1)由步骤B知,此时物体所受浮力的大小为_______N;若溢水杯中的水没有装满,则步骤B中浮力的测量值会_______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”);
(2)由步骤A、B、C不能得出浮力的大小与深度有关,原因是_________;
(3)完成步骤C之后,用弹簧测力计测量小桶及水的总重力F4,再把水倒出,擦干小桶后测得空桶重力为F如图E所示,若F4-F5=_______N,则可验证阿基米德原理;
(4)若换用在水中漂浮的木块(不吸水)做实验,则_______(选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理:将木块放在盐水中,与其在水中漂浮相比,木块底部所受液体压强_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)在整个实验过程,下列选项能正确反映浮力F和物体下表面在水中所处深度h关系的图像是 (物体未接触容器底)。
A. B.
C. D.
三、计算题
8.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)我国“奋斗者”号载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909m深处成功坐底。潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),可以保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为30m3,g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3,求:
(1)“奋斗者”号在海面下10m深处受到的海水压强;
(2)“奋斗者”号下潜到10m深处时,面积为0.06m2的观察窗所受海水的压力;
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力。
9.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)我国“奋斗者”号载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909m深处成功坐底。潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),可以保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为,,,求:
(1)“奋斗者”号在海面下10m深处受到的海水压强;
(2)“奋斗者”号下潜到10m深处时,面积为的观察窗所受海水的压力;
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力。
10.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)在某海域装满货物的密封集装箱意外落入水中。已知货箱重1.5×106N,体积为50m3,沉入75m深的海底(未陷入),利用如图所示的打捞船进行打捞,(取,g=10N/kg)根据以上信息计算:
(1)未打捞集装箱时,集装箱底部受到海水多大的压强?
(2)集装箱浸没时,受到的浮力是多大?
(3)集装箱匀速上升的过程中(未露出水面),绳子的拉力是多大?
四、综合题
11.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)借助浮力进行起重,是我国古代的一项创举。小明受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,模拟了如下“打捞”过程:如图甲,体积为2×10-4m3的金属块A下表面陷入淤泥内,上表面距离水面0.4m,轻质小船装有重为18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平(水未进入小船内);如图乙,将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中时,此时小船有五分之二的体积露出水面。细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)图甲中,金属块A上表面受到的水的压强为___________Pa,金属块A受到的浮力为___________N,此时小船受到的浮力为___________N;
(2)图乙中,小船上升过程中受到水的浮力不断___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)金属块A的重力为___________N。
五、科普阅读题
12.(24-25八下·广东广州荔湾区·期中)请根据材料,回答下列问题:
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。公式表示为,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状,这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变,而在弹性限度外的形变叫做塑性形变。以下是小明的实验数据:
弹簧下方所挂钩码质量/g
0
100
200
400
500
600
700
弹簧的长度/cm
2
3
4
6
7
8
9
(1)常用的弹簧测力计测物体重力时,弹簧的形变主要是______形变(选填“弹性”或“塑性”);
(2)在使用弹簧测力计时注意不能超过它的量程,这是为了避免超过弹簧的______;
(3)根据上述表格中小明的实验数据,当弹簧的长度为9cm时,弹簧所受拉力为______N(g取10N/kg);
(4)小江利用完全相同的小桶分别盛满四种液体,用弹簧测力计称出液体和小桶的总重力如图所示,记录的部分数据在如表中(水的密度为1g/cm3,g取10N/kg)
液体种类
酒精
水
可乐
酱油
弹簧测力计的示数
①通过分析比较此表,小江推测在液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。在如图所示的图像中能正确反映这一规律的图像是______;
A B C D
②若已知小桶的重力为0.8N,试根据表格中的数据计算出小桶的容积为______cm3;小江又利用该弹簧测力计及小桶,将弹簧测力计改装成可以直接读取液体密度的弹簧“密度秤”,当该弹簧“密度秤”指针指在5N时对应的液体密度为______kg/m3,利用该弹簧测力计上现有的刻度线作为该“密度秤”的刻度线,则该“密度秤”的分度值是______g/cm3。
地 城
考点03
物体的沉浮条件及应用
一、单选题
1.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)牛肉丸制作需经过手工捶打、调味搅打、挤丸定型、煮丸保存等过程,正宗牛肉丸落地后可弹起10cm,下列说法中正确的是( )
A.手工捶打过程,锤对肉的力与肉对锤的力是一对平衡力
B.挤丸定型说明力可以改变物体的形状
C.煮丸过程中,沉在锅底的牛肉丸不受浮力作用
D.弹起离地的丸子受到重力和弹力作用
2.(24-25八下·广东江门·期中)潜艇甲和护卫舰乙参加完一次军事演习后,按如图所示的状态由东海返回长江某基地。则它们在东海和长江中所受到的浮力、的变化情况是( )
A.、均不变 B.不变,变小
C.、均变小 D.变小,不变
3.(24-25八下·广东江门·期中)水平桌面上,甲、乙两个相同的烧杯中盛有不同浓度的盐水。现将两个相同的物块分别放入烧杯中,待物块静止时,两烧杯中液面恰好相平,如图所示。则( )
A.甲烧杯中物块受到浮力较小
B.甲、乙两烧杯底部受到液体的压强相等
C.向甲烧杯中缓慢加盐,物块受到的浮力一直增大
D.向乙烧杯中缓慢加水,物块受到的浮力一直减小
二、填空题
4.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)舰载机在福建舰上降落时,飞机尾钩必须挂住甲板上的弹性阻拦索才能迅速停下来,舰载机对阻拦索的力与阻拦索对舰载机的力是一对______;舰载机着落在航母甲板上时受到的支持力是因为______(选填“航母甲板”或“舰载机”)发生了形变而产生的,福建舰所受的浮力将______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
5.(24-25八下·广东江门·期中)底面积为50cm2的溢水杯放置在桌面上,装水使水面达到溢水口处,此时将一物块放置在水面上静止,从溢水杯中溢出250g的水,随后使物体沉入溢水杯底部时溢水杯中的水面下降了1cm,则这个物块的重力是________N,物块的密度是_______kg/m3 ,溢水杯底部对物块的支持力是________N。(g取10N/kg)
6.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)小球质量为240g、体积为300cm3。把它浸没在水中,小球所受浮力为______N,放开手后,小球将______(选填“下沉”、“上浮”或“不动”),最终小球静止时,受到的浮力为______N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
三、实验题
7.(24-25八下·广东江门·期中)在综合实践活动中,小明制作了简易密度计。他利用一根饮料吸管,在其下端增加适当的配重并用石蜡封口,再将此饮料吸管先后放入水和未知密度的液体中,如图甲、乙所示。
(1)简易密度计在液体中处于__________状态,受到的浮力__________(选填“大于”“小于”或“等于”)它自身的重力;
(2)将简易密度计放到水中的情景如图甲所示,测得其浸入水中的长度为H;放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入液体中的长度为h,已知h<H,则ρ液_____ρ水(选填“>”“<”或“=”),该液体的密度ρ液=__________(用H、h及水的密度ρ水表示);
(3)若想使该密度计测量更加精确,则可以改进的方法是__________。
四、计算题
8.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)福船的出现为我国乃至世界航海史写下了璀璨的一页。南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年,将领宫军乘架二千料海船并八橹船……。”经学术界考证,二千料海船就是福船。福船满载时,船和货物的总质量可达1200吨,航行时的平均速度为30km/h。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)在海上运行2h,福船可以航行多少千米?
(2)船体某处离水面3m,该处受到海水的压强是多少?
(3)福船满载时受到的浮力是多少?
五、综合题
9.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)某物理兴趣小组在跨学科实践中研究了简易密度计的制作。他们取来一根粗细均匀的吸管,在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整,做好后测出该密度计的总重力为0.24N,吸管底面积为2×10-4m2,吸管总长为0.16m。
(1)吸管的下端装入适量的钢珠的目的是为了使它能在竖直方向上______在液体中;
(2)如图甲所示是将该密度计放入水中静止时的情形,A是在吸管上标记的此时水面的位置,则密度计受到水的浮力是______N;
(3)若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中,静止时密度计受到的浮力将会______,此时吸管上盐水液面的位置在A的______;
(4)该密度计能测量的液体最小密度值是______kg/m3;
(5)为了提高密度计精确度,小组同学利用不同吸管成功自制了两支密度计,如图乙所示,其中精确度最高的密度计是______(填序号)。
10.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功。这标志着我国在航母研制中取得了重大 突破。有关参数如表所示,新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞 试验已取得成功。
满载排水量/t
67200
总功率/kW
1.5×105
最高航速 km/h
54
最大舰载机数量/架
30
最大舰长/m
304
歼 -15 舰载机推重比
0.5
最大舰宽/m
70.5
歼 -15 舰载机的质量/t
21
(1)机翼的横截面设计的形状,是利用流体流速越快,压强越_______ 的原理, 使舰载机产生向_______ 的升力。
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是
A.舰载机静止在航母水平甲板上时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力可以 _____________;当阻拦索钩住飞机减速时,为确保飞行员不撞在挡风玻璃上,飞行员应采取的安全措施是___________________。
(4)5 架歼 15 舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将____________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
11.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)借助浮力进行起重,是我国古代的一项创举。小明受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,模拟了如下“打捞”过程:如图甲,体积为2×10-4m3的金属块A下表面陷入淤泥内,上表面距离水面0.4m,轻质小船装有重为18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平(水未进入小船内);如图乙,将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中时,此时小船有五分之二的体积露出水面。细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)图甲中,金属块A上表面受到的水的压强为___________Pa,金属块A受到的浮力为___________N,此时小船受到的浮力为___________N;
(2)图乙中,小船上升过程中受到水的浮力不断___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)金属块A的重力为___________N。
六、科普阅读题
12.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)小王同学了解到深圳一家科技公司推出了一款背包飞行器,以下是相关简介,请回答问题。
(一)光启马丁飞行包——让你变身“钢铁侠”
光启马丁飞行包是一款单人背包式飞行器,空重为,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个扇形螺旋桨转动,飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上下、左右及俯仰飞行。其发动机、燃料箱和飞行员处于升力扇中间下方,以降低重心,避免喷气背包在飞行中上下颠倒,撞向地面。该飞行器采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待下一步操作。
该飞行包的技术是颠覆性的,有点类似于刚刚问世时的直升机,但令直升机等其他垂直起降的飞行器望尘莫及的是,小巧的飞行包能在狭窄的空间内运作,例如在建筑物之间穿行,或紧贴建筑物和树木飞行。
该飞行包的最大飞行高度1000米,飞行速度为,载重120公斤,续航时间30分钟。据生产商预计,该飞行包专业版单台售价将超过140万人民币。
(1)飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速可以实现变向和变速,它的工作原理是利用力的作用是______的,它在月球上______(选填“可以”或“不可以”)飞行;
(2)某次飞行测试时,总质量为的飞行器悬停在空中,则此时飞行器提供的升力为______N。(取)
(3)请结合飞行包的性能参数、价格等因素,综合分析该飞行器的民用价值或适用场景(可以从是否适合民用,以及经济性、技术适用性、安全性等角度考虑,写出一条即可)。______
(二)降落系统的设计与实践
该飞行器使用与赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而避免驾驶者快速落地面造成伤害,该飞行器因此路身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度(即收尾速度),实验结果如表所示:
伞面面积:
0.2
0.2
0.4
0.6
伞和物总重:
1.6
3.6
12.8
4.8
收尾速度:
2
3
4
2
收尾速度的平方:
4
9
16
4
(4)分析表中的数据可知:当伞面面积一定时,降落伞所受的空气阻力与______(选填“收尾速度”或“收尾速度的平方”)成正比;
(5)综合分析表中的数据,可以得出降落伞所受的空气阻力与伞面面积、收尾速度的关系是:______(用表示),按总质量计算,要使该飞行器的收尾速度不超过,则降落伞的面积至少为______。
13.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)阅读短文,回答问题。
背包式飞行器深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个扇形螺旋桨转动,飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上下、左右及俯仰飞行。发动机、燃料箱和飞行员处于升力扇中间下方,以降低重心,避免喷气背包在飞行中上下频倒,撞向地面。该飞行器采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待下一步操作;使用与F1赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而避免驾驶者快速落地面造成伤害,该飞行器因此路身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度(即收尾速度),实验结果如表所示:
0.2
0.2
0.4
0.6
伞和物总重G/N
1.6
3.6
12.8
4.8
2
3
4
2
4
9
16
4
(1)飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,可实现各种飞行,说明力的作用效果跟力的方向和力的___________有关;
(2)关于上述背包式飞行器,下列说法正确的是___________;
A.遇到特殊情况飞行器无法正常降落时,关闭动力源后惯性会减小
B.用碳纤维作为飞行器的主要制作材料,是因为可以减小自身重力
C.若不计空气阻力,飞行器匀速上升时的升力大于匀速下降时的升力
D.当该飞行器在空中启动零空速悬停技术时,受到的升力就会突然消失
(3)该飞行器通过两个螺旋菜轮动可以实现变向和变速,它的工作原理是利用力的作用是___________的,它在月球上___________(选填“可以”或“不可以”)飞行;
(4)分析表二数据可知:当伞面面积一定时,降落伞所受的空气阻力与___________(选填“收尾速度”或“收尾速度的二次方”)成正比;
(5)按最大起飞质量360kg计算,要使该飞行器的收尾速度不超过6m/s,则降落伞的面积至少为___________。
试卷第1页,共3页
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