内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第_____
第18课时 浮力 阿基米德原理
【考点突破】
考点一 认识浮力
例1、如图所示,重为4N的实心金属块挂在弹簧测力计下并将其浸没在水中,此时测力计的示数为1N,则金属块受到的浮力大小为____N,方向__________。若此时金属块上表面受到水的压力为3N,则它下表面所受水的压力为____N。
考点二 探究影响浮力大小的因素
例2、小聪在探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验过程如图所示。
(1) 分析图①②③可知,浮力大小跟____________有关。
(2) 分析图①③④可知,浮力大小跟物体浸没在液体中的深度______(有关/无关)。
(3) 分析图__________可知,浸没在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关。
(4) 小聪想探究浮力的大小与物体重力是否有关,他选取了一个和物体A体积______(相同/不同)的物体B,测得物体B的重力为3N,浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为1.8N,与上述实验比较可得出物体所受浮力大小与物体重力______(有关/无关)。
例3、如图所示,小聪用一个长方体铝块探究影响浮力大小的因素。他先后将该铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,比较弹簧测力计示数的大小。该实验探究影响浮力大小的因素是( )
A. 液体的密度 B. 物体的密度
C. 物体排开液体的体积 D. 物体浸入液体的深度
考点三 阿基米德原理
例4、小丽同学在探究“浮力的大小等于什么(阿基米德原理)”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数F1、F2、F3、F4之间的大小关系是( )A. F2-F3=F4-F1 B. F1=F4,F2=F3
C. F1=F2=F3=F4 D. F2-F3>F4-F1
例5、小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。空气对小李的浮力大小最接近( )
A. 0.006N B. 0.6N
C. 60N D. 600N
例6、甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则它们在水中所受浮力相等的是( )
A. 甲和乙 B. 乙和丙
C. 丙和丁 D. 甲和丁
例7、棱长为a的立方体铁块挂在弹簧测力计下方,从如图所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映弹簧测力计的示数F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是( )
例8、小华在学习了浮力相关知识后,利用相关器材,完成了如图所示的三次实验,请根据实验数据,求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1) 金属块在水中受到的浮力。
(2) 金属块的密度。
(3) 液体的密度。
【知能达标】
1. 在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( )
A. 浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B. 浮力大小与排开液体重力的关系
C. 浮力大小与液体密度的关系
D. 浮力大小与物体密度的关系
2. 两个相同的容器中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两种液体中,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A. 甲所受浮力更大
B. 乙所受浮力更大
C. 甲、乙所受浮力一样大
D. 不知道液体密度,无法比较浮力大小
3. 如图所示为一条小鱼在吐气泡,气泡在水中上升过程中,气泡受到水的压强和浮力的变化情况是( )
A. 压强减小、浮力减小
B. 压强增大、浮力增大
C. 压强减小、浮力增大
D. 压强增大、浮力减小
4. 小明的爸爸买回一根人参,把这根人参浸没在装满水的杯中,人参排开了20g的水,若把它浸没在密度为0.9×103kg/m3的白酒中,不考虑人参与酒、水之间的渗透,则人参在白酒中受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A. 0.2N B. 2N
C. 0.18N D. 1.8N
5. 如图所示,将两个弹簧测力计下端挂着的甲、乙两个实心金属球分别浸没在水和酒精中时,两弹簧测力计的示数相等。已知甲球密度小于乙球密度,则甲、乙两球受到的重力和受到的浮力关系正确的是( )
A. F浮甲=F浮乙 B. F浮甲<F浮乙
C. G甲<G乙 D. G甲>G乙
6. 在一只质量和体积均可不计的薄塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛水的塑料袋所受重力的大小,再将塑料袋浸入水中。关于此过程的下列说法中错误的是( )
A. 测力计示数减小,说明塑料袋所受的浮力增大
B. 当测力计示数为零时,说明塑料袋所受浮力等于它自身的重力
C. 塑料袋所受浮力等于它排开的水的重力
D. 塑料袋浸入水中的过程中测力计示数减小,说明浮力与物体浸入液体中的深度有关
7. 宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置时所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是( )
A. F甲=F乙=F丙 B. F甲>F乙>F丙
C. F甲=F乙>F丙 D. F甲<F乙<F丙
8. 建设桥梁的过程中,要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)。下列判断正确的是( )
A. 构件的棱长为 4m
B. 构件的密度为 3×103kg/m3
C. 构件所受的最大浮力为 1.6×105N
D. 构件所受的重力为 2×105N
9. 将两个完全相同的长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,A的上表面受到水的压力为8N,下表面受到水的压力为15N,则A受到的浮力为______N;A和B上、下表面受到水的压力差________(相等/不相等)。
10. 小宇同学想利用图示装置来探究“物体下沉的条件”,已知物块的体积是50cm3,如图甲、乙所示,他将物块缓慢匀速浸入液体中,测力计示数如图乙所示,g取10N/kg。
(1) 由图示可知,物块浸没在液体中时受到的浮力为______N;通过运算,可知烧杯中液体的密度为______g/cm3。
(2) 通过交流,班上的小华同学突发奇想,如果在测力计1N的位置标上刚才计算出的液体密度值,就可以把测力计改装成一个密度秤。该密度秤的零刻度应标在____N处,该密度秤的刻度是________(均匀/不均匀)的。
11. 如图是一个浮力小实验。
(1) 在薄塑料袋中装入大半袋水并扎紧。用弹簧测力计将它提起后静止。由图可知水袋所受重力的大小为____N;将水袋慢慢浸入水的过程中(不碰容器壁),弹簧测力计的示数会渐渐变____,说明水袋受的浮力渐渐变____;当水袋中水面与容器中水面相平时(不碰容器底),弹簧测力计的示数为______N,此时水袋所受浮力的大小为______N。
(2) 该实验______(能/不能)全面说明阿基米德原理,这是因为__________________________________
_________________________。
12. 小明使用电子秤测量石块的密度:
① 如图甲所示,向烧杯中倒入适量水,放在电子秤上,记下此时电子秤的示数m1=252.6g。
② 如图乙所示,用细线拴住石块,手提细线将石块浸没在水中,且不与烧杯底和壁接触,记下此时电子秤的示数m2=272.6g。
③ 如图丙所示,松开细线,让石块沉在杯底,记下此时电子秤的示数m3=302.6g。
请你帮助小明计算:石块的质量为______g,石块排开水的质量为______g,石块的密度为______g/cm3。
13. 小明在“探究影响浮力大小因素”的实验后思考:同一物体浸没在不同液体中所受的浮力不同,是不是就可以用图甲、乙所示的实验装置来测量烧杯中液体的密度?他决定对弹簧测力计进行重新标度,将它改成一个密度秤。使用时,在烧杯中装不同的液体。将图甲装置中的物体浸没到不同液体中,就可以测出液体的密度。
(1) 该密度秤的零刻度应标在____N处,待测液体ρ液应不超过____g/cm3。
(2) 小明对本实验进一步分析,进而得到测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图丙中的____(①/②/③)。
(3) 用此密度秤测量时,该密度秤的刻度________(均匀/不均匀)。
(4) 为了增大密度秤的量程,下列做法可行的是____。
A. 使用更大量程的弹簧测力计
B. 使用体积更大的物块
C. 使用密度更大的物块
14. 如图为盛水的柱形容器,将高为5 cm的圆柱体悬挂在弹簧测力计上,缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,水未溢出,弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg)
(1) 整个过程中圆柱体受到的最大浮力。
(2) 圆柱体的底面积。
(3) 圆柱体的密度。
参考答案
【考点突破】
例1、3;竖直向上;6;
例2、物体排开液体的体积;无关;①④⑤;相同;无关;
例3、D;例4、A;例5、B;例6、C;例7、C;
例8、(1) 图甲中弹簧测力计的分度值是0.1N,读数为2.7N,根据称重法可得,金属块在水中受到的浮力F浮=G-F水=2.7N-1.7N=1N
(2) 金属块浸没,排开水的体积与金属块的体积相等,则金属块的体积V=V排=F浮/ρ水g=1N/1.0×103kg/m3×10N/kg=10-4m3,金属块的密度ρ=
m/V=G/gV=2.7N/10N/kg×10−4m3=2.7×103kg/m3
(3) 据图丙可知,金属块浸没在液体中受到的浮力F浮′=G-F液=2.7N-1.9N=0.8N,金属块排开液体的体积不变,则液体的密度ρ液=F浮′/gV=0.8N/10N/kg×10−4m3=0.8×103kg/m3;
【知能达标】
1、D;2、C;3、C;4、C;
5、D;6、D;7、B;8、B;
9、7;相等;
10、0.7;1.4;1.7;均匀;
11、4.2;小;大;0;4.2;不能;阿基米德原理对气体也适用,而此实验不足以说明“浸在气体中的物体受到的浮力等于它排开气体所受的重力”;
12、50;20;2.5;
13、4;4;③;均匀;C;
14、(1) 圆柱体受到的最大浮力F浮=G-F=1.2 N-0.4 N=0.8 N
(2) 圆柱体的体积V=V排=F浮/ρ水g=0.8N/1×103kg/m3×10N/kg=8×10-5 m3=80 cm3,圆柱体的底面积S=V/h=80cm3/5cm=16 cm2
(3) 圆柱体的质量m=G/g=1.2N/10N/kg=0.12 kg=120 g,圆柱体的密度ρ=m/V=120g/80cm3=1.5 g/cm3=1.5×103 kg/m3
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