第1讲 水的组成与浮力 基础练习(学案 无答案)

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名称 第1讲 水的组成与浮力 基础练习(学案 无答案)
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2022-03-06 10:06:25

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文档简介

第1
学习目标
1.掌握水循环的过程和环节以及洋流的分布规律,通过电解水实验知道水的组成;
2.理解浮力的概念及成因,探究浮力的大小跟哪些因素有关,掌握并运用阿基米德原理;
3.理解物体的浮沉条件,掌握物体沉浮条件的应用。
知识讲解
1.水循环包括哪些环节?——蒸发、 、降水、 、地表或地下径流。
2.水循环的成因是什么?——内因:水的三态变化;外因:太阳辐射和地球引力。
3.水循环三大类型?——(1) (陆地—大气—陆地);
(2)海上内循环(海洋—大气—海洋);
(3) (海洋—大气—陆地—海洋)。
陆上内循环 海上内循环 海陆间循环
4.电解水装置:
实验原理 2H2O 2H2↑+O2↑
实验现象 电极上有气泡冒出,一段时间后正极的滴管内和负极的滴管内所收集到的气体体积比约为 。长颈漏斗内液面上升。
检验气体 用 分别在两个玻璃管尖嘴口检验产生的气体,在b尖嘴口看到 ,在a尖嘴口看到 。
实验结论 。
实验中应注意的问题 ①电解水所用电源为 ; ②为了 ,有时可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液; ③收集到氢气与氧气的体积比约为2:1是因为 ; ④氢气是一种无色、无味、难溶于水、密度非常小的气体,混有空气或氧气的氢气遇到明火可能发生爆炸。
5.实验拓展
(1)电解水实验中生成氢气和氧气的质量比为 ;
(2)水分子是由 构成的;
(3)验证了化学变化中 和 可分而 不可再分;
(4)此实验证明化学反应的实质是分子分裂成原子,原子重新结合成新的分子。
典型例题
例1
2018年7月11日第8号台风“玛莉亚”强势登陆福建浙江沿海。受其影响,福建大部、江西中部、浙江东南部、台湾等地出现大到暴雨,部分航班和列车停运。从水循环的途径来看,台风登陆属于(  )
A.地表径流 B.水汽输送 C.降水 D.蒸发蒸腾
例2
如图为水循环示意图(图中数字表示水循环环节),关于人类活动对水循环的影响,叙述正确的是(  )
A.目前人类对环节①施加影响最大
B.修建水库可以增加环节④的水量
C.植树造林可以减少环节⑤和⑥的水量
D.跨流域调水主要是调节环节③水量的季节变化
例3
关于水的性质和组成,下列说法正确的是(  )
A.从宏观组成上看,水是由氢气和氧气组成的
B.从微观结构上看,水分子是由氢分子和氧分子构成
C.水电解实验中负极和正极上产生的气体体积比为2:1
D.水电解该实验说明了水分子是由氢和氧构成
例4
如图是水电解实验示意图。
(1)该实验使用的电源应是直流电,A连接电源的______极。
(2)做该实验往往在水中加入少量的氢氧化钠和稀硫酸的目的是_______。
(3)怎样用实验来检验乙试管中产生的气体?答:________________________。
(4)由这个实验可以得出:
①水电解实验,这个变化是什么变化,为什么?答:_______________。
②写出水电解的文字表达式______。
(5)试分析实验中得到的氢气和氧气的体积比略大于2:1的可能原因是_______________。
例5
如图甲是电解水的实验装置,图乙是装置中发生反应的微观过程示意图(局部)。
(1)通电一段时间后,观察到两玻璃管内的液面下降,如图甲所示。则与电源正极相连的电极在______(选填“a”或“b”)管内,检验b管中气体的方法是___________________。
(2)由于纯水不导电,需要往水中加入少量的硫酸(或氢氧化钠)增强导电性,而加入的硫酸(或氢氧化钠)不参与反应。实验小组配制了溶质的质量分数为4%的硫酸溶液100克进行实验,若有20克水被电解,则此时硫酸溶液的溶质的质量分数为______。
(3)在乙图方框中将电解水反应的微观过程补充完整。
变1
读水循环示意图,图中①、②、③、④代表的水循环环节分别是(  )
A.下渗、地表径流、蒸发、地下径流
B.蒸发、地下径流、下渗、地表径流
C.地表径流、蒸发、下渗、地下径流
D.蒸发,地表径流、下渗、地下径流
变2
关于水的组成,下列说法正确的是(  )
A.水由氢气和氧气组成 B.一个水分子中含有一个氢分子和一个氧原子
C.水由水分子构成 D.水中含有一个氧原子和两个氢原子
变3
如图甲,乙两图都是电解水的建议装置。回答下列问题:
(1)装置乙比装置甲有一个明显的优点是__________________。
检验左侧管中气体的方法是______________________________。
(2)通过水的电解,可推出水是由____________构成的。
(3)在水的电解的反应过程中,反应前后保持不变的微粒是_______。
变4
实验是化学学习的一种重要手段,如利用电解水实验可探究水的组成。请根据电解水实验回答下列问题:
由图判断b为电源的______极;检验该极产生的气体的检验方法是_______________________________。
(2)电解时可观察到的现象是__________________________。
(3)某生用加了少量硫酸的水进行电解实验,测得了不同时间段分 别与电源正负两极相连的试管内产生的气体体积,实验数据如下:
时间/分钟 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
负极生成气体体积(cm3) 6 12 20 29 39 49 59 69 79 89
正极生成气体体积(cm3) 2 5 8 12 17 22 27 32 37 42
从以上实验数据可知,刚开始的前几分钟负正两极生成的气体体积之比大于2:l,你认为原因是__________,从第______分钟开始,每分钟内阴、阳两极生成的气体体积之比约为2:l。
(4)根据水电解实验和其它实验,人们认识到水分子是由更小的微粒______和______构成的,因此我们可以说水是由______和______组成的。
变5
3月22日是“世界水日”,水与人类的生活和生产密切相关,如图是水电解的过程示意图,请回答下列问题;
(1)蒸馏水属于______(填纯净物或者混合物),水电解产生氧气和氢气,说明水是由______和______组成的。
(2)根据如图中的化学变化过程,这一化学变化中的最小粒子是______(填标号)
A.水分子 B.氢分子 C.氧分子 D.氢原子和氧原子
(3)下列关于水的天然循环的说法中正确的是______
①水在天然循环过程中实现了水的自身净化
②水的天然循环是通过水的三态变化实现的
③太阳为水的天然循环提供了能量
④水的天然循环完成了水资源的重新分配
A.①③ B.①② C.③④ D.①②③④
知识讲解
1.概念:浸在液体或气体中的物体受到液体或气体对其竖直向上的托力。
(注意:浸在部分浸入和浸没浸在液体或气体中的物体可能受到浮力作用,无空气或者液体时肯定不受浮力)
(1)方向: ;
(2)作用点:物体上;
(3)浮力的施力物体是 ;
2.浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体 ;计算式:F浮= 。
3.不受浮力的情况
(1)物体与容器底部紧密贴合,如与容器底部紧密贴合的蜡块;
(2)物体本身就是容器底部的一部分,如水缸底部的凸起(看情况) ;
(3)物体底部深入容器,如插入河底淤泥的桥墩、水缸底部的塞子。
典型例题
例1
以下情景中没有受到浮力的物体是(  )
A. B. C. D.
例2
图中小球受到的浮力的方向是(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
例3
下列关于浮力的说法中不正确的是(  )
A.浸入水中的物体受到浮力的施力物体是水
B.浮力是由物体上下表面所受液体压力差而产生的
C.浮力方向与重力方向相反
D.在不同液体中浮力方向会不同
例4
王老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图所示),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是(  )
A.乒乓球在图中位置静止时没有受到浮力作用
B.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
C.乒乓球上浮过程中,受到的液体压强保持不变
D.乒乓球在图中位置静止时,是由于受到大气压的作用
例5
如图所示,a、b为制作容器时留下的一些凸起。向容器中注水,使a、b都在容器的水面以下,则下列说法中正确的是(  )
A.a受浮力,b不受浮力
B.a不受浮力,b受浮力
C.a、b都受浮力
D.a、b都不受浮力
变1
如图所示,将鸡蛋浸入装有盐水的杯子中,鸡蛋所受浮力的施力物体是(  )
A.地球
鸡蛋 杯子 盐水
变2
下列物体中不受浮力的情况是(  )
A.水中的气泡 B.水中的桥墩 C.漂浮在水面的树叶 D.水中正在下沉的石块
变3
把一圆锥体按两种方法没入水中,如图所示,两种情况下,锥体受到的水的压力差的大小是(  )
底面向上的大 底面向下的大 一样大 无法确定
变4
如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是(  )
A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
变5
如图所示,把一个底面积为S、高为l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,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力。
(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是__________,浮力的方向是______。
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力。”请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。
知识讲解
1.定义: 浸在液体里的物体受到向上的浮力, 浮力大小等于它排开的液体受到的重力。
(浸在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力)
2.公式:F浮= =ρ液gV排
3.理解:
(1)ρ液为液体的密度;
(2)当物体全部浸没时, V排 = 受到的浮力最大, 且与深度无关;
(3)当物体部分浸入时, V排 V物 , V排为此时物体浸入液体中的体积;
(4)阿基米德原理同样适用于气体。
典型例题
例1
小芳同学在探究“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.F1=F4、F2=F3
B.F2-F3=F4-F1
C.F1=F2=F3=F4
D.上述结论都不正确
例2
两个相同的烧杯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杯液体,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
例3
如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4N,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103kg/m3)。则下列说法正确的是(  )
A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90g
B.丙图中浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.9N
C.丁图中,弹簧测力计的示数F应为6.9N
D.鹅卵石的密度为1.56g/cm3
例4
三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如图所示的情况,此时乙球下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是(  )
A.乙球的重力与它受到的浮力不相等
B.甲球的重力大于它受到的浮力
C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F甲>F乙>F丙
例5
如图所示铜、铁、铝三个实心球(ρ铜>ρ铁>ρ铝),用细线拴住,全部浸没在水中时,三根细线上的拉力相等,则关于这三个金属球的体积、质量之间的关系。下列判断正确的是(  )
A.V铜>V铁>V铝,m铜>m铁>m铝
B.V铜>V铁>V铝,m铜<m铁<m铝
C.V铜<V铁<V铝,m铜>m铁>m铝
D.V铜<V铁<V铝,m铜<m铁<m铝
例6
某校九年级二班的同学在学习“探究浮力的大小等于什么”这节课后。小组反复
讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图所示:其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台。
(1)实验前,在选择A、B两个弹簧测力计时,很多同学认为应选择______的弹簧测力计。
(2)实验中,同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数______,弹簧测力计B的示数______。(填“增大”“减小”或“不变”)。比较弹簧测力计A的示数变化量△FA和弹簧测力计B的示数变化量△FB,它们的大小关系是△FA______(填“>”“<”或“=”)△FB。
(3)通过分析,你认为改进实验后的装置优点是:(请写出一条)___________________________________。
例7
某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为______N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为______石块排开的水所受的重力可由______(填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于__________。
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是______。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则______(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
(6)石块的密度是______kg/m3。(g取10N/kg,结果保留一位小数)
(7)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为______。(用题中所给和所测物理量的字母表示)
例8
如图甲所示,弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图乙所示。则物块受到的重力为______N,物块刚好浸没在液体中时其下表面浸入的深度为______cm,未知液体的密度为______kg/m3.(g取10N/kg,木块在下降过程中不考虑液面的变化)
例9
如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm。弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4kg(g取10N/kg)。求:
(1)物体受到的浮力和物体的体积。
(2)弹簧测力计的示数。
(3)物体的密度。
变1
在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是(  )
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丙、丁
乙、甲、丁、丙 丁、甲、乙、丙
变2
如图甲所示,水平桌面上盛满水的容器中放有一个钢珠。把木块轻轻放入容器中,木块静止时如图乙所示。以下说法正确的是(  )
A.钢珠不受浮力作用
B.木块受到的浮力大于钢珠受到的浮力
C.两图中容器对桌面的压强相等
D.两图中水对容器底的压强不相等
变3
三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球正确的是(  )
A.三个容器对水平桌面的压力不相等
B.三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大
C.如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力不变
D.如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
变4
如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为5cm,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是(  )(取g=10N/kg)
A.0
B.0.3N
C.0.5N
D.0.8N
变5
小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图像如图乙,从图乙可知(  )
A.物体受到的重力为2N
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C.该物体的密度为1.0×103kg/m3
D.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
变6
已知木块A的体积为1×10-3m3,重力为6N,与固定在容器底部的轻质弹簧相连,如图甲,现向图甲容器中缓慢注水,直至木块A完全浸没并处于静止状态,如图乙。
(1)在向容器中注水的过程中,水对容器底部的压强逐渐______(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)木块完全浸没处于静止状态时,弹簧对木块的拉力为______牛。
变7
为了直观验证阿基米德原理,小明改进了实验装置,如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下面放一小杯。铁架台的支架上放置一只溢水杯,溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。
(1)首先平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架,使金属块完全浸没入水中,但不与溢水杯底部接触,(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数:F甲______F丙(填“>”、“=”或“<”)。
(2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为______牛,此时浮力的测量数值将比真实数值______(填“偏大”或“偏小”),原因是_________________________________________________________________。
变8
如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是______N。
(2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”)。
(3)分析______两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是______kg/m3.如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将如何变化,并分析原因____________________________________________________________。
(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。请你写出一种改进措施_________________________________________________________。
知识讲解
1.对浸在液体中的物体受力分析:一个是重力G,方向竖直向下; 二是浮力F浮,方向竖直向上,这两个力
大小关系,决定物体的浮沉。
(1)上浮和下沉都是不稳定状态是动态过程,上浮的物体最终会浮出液面,而处于漂浮状态;下沉的物体最终则会沉底。
(2)漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮=G物。
2.沉浮条件统分析总结
(1)悬浮,F浮=G物,ρ液= ρ物。(2)下沉时,F浮沉浮情况 受力情况 密度关系 体 积
上浮
下沉
悬浮
漂浮
典型例题
例1
小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是(  )
A.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
B.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
C.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
D.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
例2
一圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的2种液体中,均处于漂浮状态,如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2,则(  )
A.ρ1>ρ2 F1=F2
B.ρ1>ρ2 F1>F2
C.ρ1<ρ2 F1=F2
D.ρ1<ρ2 F1<F2
例3
一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有30cm3煤油溢出;特其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有27cm3水溢出,已知煤油的密度是0.8×103kg/m3,则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是(  )
A.下沉,1.1×103kg/m3 B.漂浮,0.85×103kg/m3
C.悬浮,1.0×103kg/m3 D.漂浮,0.9×103kg/m3
例4
小科想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为圆柱状体的空饮料瓶,剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖处系一块质量适当的小石块,然后将其倒置在水里,如图所示。使用时,只要把被测物体投入空瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。
(1)装置中小石块的作用是______________。
(2)已知该饮料瓶圆柱部分的横截面积为50cm2.现在要在饮料瓶的竖直标线上1cm处标上对应的被测物体质量值。请写出计算过程。
(3)增大浮力称的量程,你有哪些方法。________(写出一种)。
例5
如图所示,甲、乙两个实心小球,体积分别为V甲、V乙,密度分别为ρ甲、ρ乙,质量分别为m甲、m乙,两个容器A、B中装有密度分别为ρ1、ρ2的液体,已知它们的密度关系为ρ1<ρ甲<ρ乙<ρ2,则若V甲=V乙,将甲、乙都放入容器A中,静止时二者所受浮力之比为______;若V甲=V乙,将甲、乙都放入容器B中,静止时二者所受浮力之比为______;若m甲=m乙,将甲、乙都放入容器B中,静止时二者所受浮力之比为______;
若m甲=m乙,将甲、乙分别放入容器A、B中,静止时二者所受浮力之比为______。
变1
物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会(  )
A.上浮,它受到的浮力增大
B.上浮,它受到的浮力不变
C.下沉,它受到的浮力减小
D.下沉,它受到的浮力不变
变2
放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。下列叙述中,错误的是(  )
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为0.6克/厘米3
变3
一个物体静止在水中,如图a所示,将它提高到最高位置(如图b)静止释放,假设只受重力和浮力作用,那么物体会向下运动到最低位置(如图c),然后在最高和最低两个位置之间不停地做上下运动。忽略容器内液面高度变化。则下列说法错误的是(  )
A.物体向下运动过图a位置时,速度最大
B.物体到达最低位置时,浮力大于重力
C.物体向上运动过图a位置时,浮力小于重力
D.物体到达最高位置时,速度等于0
变4
物理学家阿基米德指出:浸在液体中的物体所受到的向上的浮力大小等于它排开液体的重力。(已知:ρ木=0.6×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3)
①将一木块投入到一装满水的容器中,溢出10g水;若将此木块投入到装满酒精的容器中,溢出____g酒精。
②将一铁块投入到一装满水的容器中,溢出10g水;若将此铁块投入到装满酒精的容器中,溢出____g酒精。
③将一铁块投入到一装满水的容器中,溢出10g水;若将此铁块投入到装满水银的容器中,溢出____g水银。
知识讲解
1.轮船:原理是F浮= G物
(1)从海行驶到江河或从河到海,其受到的浮力 。
(2)同一艘轮船从海行驶到江河,因为F浮不变,ρ液变小,所以 V排变大,即船身 。
2.潜水艇:原理是它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变 来实现的。
3.密度计:原理是F浮= ,液体密度不同,液面所对应的位置也就不同,其刻度值特点 。
4.气球和飞艇:原理是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如氢气、氦气或者热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
5.浮力秤:原理:浮力秤漂浮,F浮= ,刻度值特点:分布均匀。
轮船 潜水艇 热气球 密度计
典型例题
例1
半潜船是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等超长超重而又无法分割吊运的超大型设备的船舶。如图甲所示,半潜船把装货甲板潜入水中,使货物能够进入装货甲板上。然后半潜船上浮至船身和货物一起浮出水面,将货物运走,如图乙所示为用半潜船运送损坏的舰艇。下列说法中正确的是(  )
A.半潜船是由密度比水小的实心材料制成的
B.建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱
C.没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力大小一定相等
D.图乙中的半潜船的质量必需要小于舰艇的质量
例2
如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放入容器中,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3;在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中,它静止时将(  )
A.悬浮
B.漂浮
C.沉底
D.无法判断
变1
在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示,若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则(  )
A.F甲<F乙
B.F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙
D.ρ甲<ρ乙
变2
有一密度计,其重力为0.0098N,体积为16cm3.此密度计需有一半体积浸入液体中方能竖直地浮在液面上,该密度计可能测量的范围是:最大为_______,最小为________。
变3
某工厂水泥窖内有一圆形大缸(空缸),缸重千牛以上,直径比窖略小些,由于安置不妥,需将大缸转一个方位,有人想出一个妙法,他端来一盆水,倒入窖与缸的空隙中,轻而易举地解决了问题。试分析“盆水举缸”的道理。
课后练习
练1
关于浮力及其应用的说法,下列正确的是(  )
A.只要液体中的物体上、下表面存在压力差,物体就会受到浮力,与它的沉浮无关
B.物体排开水的体积越大,受到的浮力不一定越大
C.把种子放入密度适当的盐水里,漂浮的种子是不饱满的,沉底的种子是饱满的,因为漂浮的种子受到了浮力,沉底的种子没有受到浮力
D.将鸡蛋放入一杯清水中,在清水中不断的加盐,原来沉底的鸡蛋就会慢慢上浮,这是由于鸡蛋重力变小了
练2
一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐(盐水未到饱和),鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是(  )
A. B. C. D.
练3
如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,不考虑液面的变化,下列说法错误的是(  )
A.圆柱体受到的重力是9N
B.圆柱体的密度是1.2×103kg/m3
C.圆柱体受到的最大浮力是6N
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa
练4
某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图所示的步骤,验证阿基米德原理。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为______N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为______N.石块排开的水所受的重力可由______(填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于__________。
(4)图E是另一个实验小组的实验情况,老师一看就指出他们这组存在错误,请你帮忙指出这个错误是_______________。
练5
如图所示,将一实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内。待木块静止时,木块露出水面,并且从杯中溢出600g水。(g=10N/kg)求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度。
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