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物理八年级下册第十章浮力 第一节 浮力
一、单选题
1.(2021八下·绿园期末)图中小球受到的浮力的方向是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2021八下·来宾期末)如图所示的四种情景,其中没有受到浮力的物体是( )
A. 下潜的“蛟龙号”
B. 遨游太空的“空间站”
C. 航行的075攻击舰
D. 升空的热气球
3.(2021八下·江北期末)下列有关压强与浮力知识的说法正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了液体内部具有压强
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C.升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理相同
D.浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体不受浮力作用
4.(2021八下·贵阳期末)将一去盖、去底的空塑料瓶倒置,把乒乓球放入瓶内并迅速倒入适量水,如图所示,虽有少量水流出,但乒乓球在水下保持静止。用手堵住瓶口后,乒乓球就会浮上来。关于这一现象下列分析正确的是( )
A.静止时,球受到的浮力与重力平衡
B.静止时,水对球有向下的压强
C.上浮时,水对球的压强保持不变
D.露出水面前,球受到的浮力逐渐变大
5.(2021八下·崆峒期末)赛龙舟是端午节的传统活动。龙舟静止在湖水上时,受到浮力的施力物体是( )
A.龙舟 B.人 C.湖水 D.船桨
6.(2021八下·江都期末)以下事例中所用科学方法相同的是:①用力的示意图表示力的三要素 ②探究浮力大小与物体排开液体体积的关系 ③探究液体内部压强与深度的关系 ④把原子核式模型与太阳系的行星绕日模型做比较 ⑤研究牛顿第一定律( )
A.①与③ B.②与③ C.②与④ D.①与③与⑤
7.(2021八下·秦皇岛期末)下列说法正确的是( )
A.潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下潜的
B.液体密度越大对容器底部的压强越大
C.空气对浸入其中的物体没有浮力
D.阿基米德原理只适用于浸没在液体中的物体
二、填空题
8.(2021九上·嘉定期中)如图所示,将重力为20牛的物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小了5牛,则物体受到的浮力为 牛;若它在水中静止不动,上表面受到水的压力14.7牛,则下表面受到水的压力为 牛,方向为 ;当它在水中所处的深度增加时,它上下表面受到的水的压力差将 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
9.(2021九上·松江期中)实在“测定石块密度”的实验中,验原理是 ,用电子天平测出小石块的质量为50克,测量石块体积过程如图所示,该石块的密度为 千克/米3;如图所示为“验证阿基米德原理”实验的情景,由(a)、(c)两图得出物体受到的浮力 ;由(b)、(c)两图得出 。
10.(2021八下·南丹期末)如图所示是一个圆柱形盛水容器,将一个长方体木块(不吸水)轻轻放入水中,则水对容器底部的压强将 ,当木块在水中静止后,往水中加入一定量的盐,跟加盐之前相比,盐融化后水对木块底部的压力将 。(以上两空均填“变大”、不变”或“不变”)
11.(2021八下·宜州期末)如图所示,甲为盛水的烧杯,将悬挂在弹簧测力计下的圆柱体从水面上方缓慢浸入水中,弹簧测力计示数F与圆柱体下表面下降高度h变化关系如图乙所示。该圆柱体浸没在水中受到浮力的大小为 N,若此时水对圆柱体上表面压力的大小为2N,则水对圆柱体下表面压力的大小为 N。
12.(2021八下·勃利期末)用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
13.(2021八下·广安期末)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 (选填“相等”或“不相等”)。
三、实验探究题
14.(2021九上·罗湖月考)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关“的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块、大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。(g取10N/kg)
(1)实验前,将弹簧测力计竖直放置,反复几次轻拉挂钩后,弹簧测力计的指针位置如图1所示。接下来小明应进行的操作是 ,然后,小明进行了如图2所示的实验,并记录实验数据,如下表所示。
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计的示数/N 3.8 3.6 3.5 3.5 3.4
(2)金属块的重力为 N。在实验步骤 C 中金属块所受到的浮力是 N。
(3)分析实验步骤 A、E、F,可以说明浮力的大小跟 有关。
(4)如图3所示,是其中一位同学绘制的当金属块浸入水中时弹資测力计的示数随金属块下表面到水面的距离 h 变化的关系图像,其中正确的是 。
四、计算题
15.(2021·宿迁)在探究影响浮力大小因素的实验中,老师提供了横截面积为20cm2的金属圆柱体,如图甲所示,小明将圆柱体通过细线(体积和质量均不计)悬挂于弹簧测力计上,如图乙所示,静止时弹簧测力计的示数为2N。他将圆柱体慢慢放入水中,如图丙所示,当圆柱体有一半体积浸入水中时,弹簧测力计示数为1.2N。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)将圆柱体竖直放于水平地面上时,求水平地面受到的压强;
(2)求圆柱体的体积;
(3)求圆柱体的密度。
答案解析部分
1.【答案】A
【考点】浮力的示意图
【解析】【解答】浮力的方向是竖直向上的,图中1方向是竖直向上,故小球受到的浮力的方向是1方向。
故答案为:A。
【分析】作浮力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向上。
2.【答案】B
【考点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,A不符合题意;
B.太空是真空,遨游太空的“空间站”没有受到浮力,B符合题意;
C.航行的075攻击舰处于漂浮状态,受到浮力的作用,C不符合题意;
D.升空的热气球受到空气的浮力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浸在液体或气体中的物体会受到一个向上托力,这个托力就是浮力;浮力产生的原因是物体上下两个表面受到的压强不一样导致的。
3.【答案】B
【考点】大气压强的存在;大气压强的测量方法;流体压强与流速的关系;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.马德堡半球实验证明了大气具有压强,A不符合题意;
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值,B符合题意;
C.升空时,飞机机翼的升力是机翼上方空气流速大,压强小,产生了向上的压力差,即升力,和热气球的升力是浮力,C不符合题意;
D.浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体也受浮力作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】马德堡半球实验证明了大气压的存在;托里拆利实验测出了大气压的值;飞机升空利用了升力,热气球利用浮力上升;沉底的物体也受到浮力。
4.【答案】B
【考点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.图中乒乓球静止时由于下表面没有水,不会出现上下表面的液体压力差,所以乒乓球不受浮力的作用,乒乓球静止时,受到竖直向下的重力,水对乒乓球竖直向下的压力和瓶口对乒乓球竖直向上的支持力作用,合力为0,A不符合题意;
B.由于乒乓球在水中处在一定的深度,所以,静止时,水对球有向下的压强,B符合题意;
C.根据公式p=ρgh可知,液体的压强与深度和密度有关,乒乓球上升时,深度减小,压强减小,C不符合题意;
D.根据公式F浮=ρgV排可知,乒乓球露出水面前,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体进入液体中,受到液体对物体的压强;物体受到的浮力是物体上下表面的压力差。
5.【答案】C
【考点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】龙舟静止在湖水上时,受到水给的一个竖直向上的托力,即浮力。所以龙舟受到浮力的施力物体是湖水。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。浮力方向总是竖直向上的。(物体在空气中也受到浮力)
6.【答案】B
【考点】力的三要素及力的示意图;牛顿第一定律;探究液体压强的特点实验;探究浮力大小的实验;宇宙
【解析】【解答】①用力的示意图表示力的三要素,这用到的科学方法是模型法;
②探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,控制液体的密度相同,这用到的科学方法是控制变量法;
③探究液体内部压强与深度的关系,控制液体的密度相同,这用到的科学方法是控制变量法;
④把原子核式模型与太阳系的行星绕日模型做比较,这用到的科学方法是模型法;
⑤研究牛顿第一定律,这用到的科学方法是实验推理法;
综上所述,所用科学方法相同的是②与③。
故答案为:B。
【分析】探究物理量的影响因素时,多会用到控制变量法;牛顿第一定律的探究利用了科学推理法。
7.【答案】A
【考点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变,受到的浮力不变,为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,A符合题意;
B.液体产生的压强与液体的密度和深度有关,只根据液体的密度无法判定压强的大小,B不符合题意;
CD.阿基米德原理不仅适用于浸在液体中的物体,也适用于浸在气体中的物体,即空气对浸入其中的物体也有浮力的作用,CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
8.【答案】5;19.7;竖直向上;不变
【考点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据称重法可知,物体受到的浮力为F浮=F示减=5N
根据浮力产生的原因可知,下表面受到水的压力F下表面=F浮+F上表面=5N+14.7N=19.7N
浮力方向总是竖直向上的。
浮力的大小与液体的密度和体积有关,当它在水中所处的深度增加时,液体的密度和排开液体的体积不变,它受到的浮力将不变,即上下表面受到的水的压力差不变。
【分析】物体进入液体中时,测力计示数减小量,就是浮力大小;根据上下表面的压力计算浮力;物体受到的浮力方向竖直向上;浮力大小和液体密度和排开液体的体积有关, 和深度无关。
9.【答案】;;;
【考点】密度公式及其应用;固体密度的测量;阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】在“测定石块密度”的实验中,分别测出物体的质量和体积,根据公式 可计算出物体的密度。
由图可知,放入小石块前,量筒中水的体积为
放入小石块后,量筒中水和石块的总体积为
则小石块的体积
根据公式 可知,石块的密度为
图(a)中,由受力平衡可知
图(c)中,由受力平衡可知
则浮力大小
图(b)中,液体的体积
图(c)中,液体和物体浸没的体积之和
则排开液体的体积
则排开液体所受的重力
【分析】测量密度的原理是;根据质量和体积的比值计算密度;根据量筒中液面差计算体积,根据重力和对物体的拉力可以计算浮力大小;利用可以计算重力大小。
10.【答案】变大;变大
【考点】液体压强的计算;浮力及其产生原因
【解析】【解答】将一个长方体木块(不吸水)轻轻放入水中,则水面会升高,根据p=ρgh可知,水对容器底的压强将变大;
往水中加入一定量的盐,液体密度增大,木块仍漂浮在液面上,根据物体浮沉条件可知,木块所受浮力仍等于自身重力,即木块所受浮力不变;根据浮力产生的原因,又F上始终为零,则,加盐前后木块所受浮力不变,则木块底部受到的压力不变。
【分析】木块放入水中后液面升高,根据液体压强公式可知水对容器底部的压强变化;
水中加盐,根据物体浮沉条件判断物体所受浮力的变化,再根据浮力产生的原因分析盐融化后水对木块底部的压力变化。
11.【答案】6;8
【考点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】因为物体浸在液体中的体积越大,浮力越大,拉力越小,当物体浸没时,浮力不变,拉力不变,所以浸没时浮力F浮=9N-3N=6N。根据浮力产生的原因是上下表面压力差可得,F浮=F向上-F向下,所以下表面受到的向上的压力F向上=F浮+F向下=6N+2N=8N。
【分析】浮力与物体浸在液体中的体积有关,液体密度一定时,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大。根据浮力产生的原因是上下表面受到的压力差分析问题。
12.【答案】8;上浮
【考点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据阿基米德原理,排开水的重即为浮力大小,所以浮力为8N。
由于 ,所以放手后物体将上浮。
【分析】物体受到的浮力等于排开液体的重力;根据浮力和物体重力的关系,判断物体的运动状态。
13.【答案】7;相等
【考点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据浮力产生的原因可知,A受到的浮力为F浮=F向上-F向下=151N-8N=7N
两个完全相同的长方体完全浸没,即它们排开水的体积相同,则受到的浮力大小相等。因浮力等于其上、下表面受到液体的压力差,所以A和B上、下表面受到水的压力差相等。
【分析】物体浸没在水中受到的浮力等于物体上下表面受到水的压力差(浮力实质)。
14.【答案】(1)将指针调零
(2)4.0;0.4
(3)液体密度
(4)B
【考点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图可以看出,指针未指零,所以接下来就是指针调零。
(2)由A图可得,物体的重力G=4.0N,F浮=G–F拉=4.0N–3.6N=0.4N。
(3)根据A、E、F可知,液体密度不同,浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
(4)当物块浸入水中,物体排开液体体积越来越大,浮力越大,所以弹簧测力计的拉力越来越小,但是当物体被浸没时,浮力不变,拉力不变。
故答案为:(1)指针调零;(2)4.0;0.4;(3)液体密度;(4)B
【分析】(1)弹簧测力计指针应该调零。
(2)根据F浮=G–F拉计算浮力。
(3)浮力大小与液体密度有关,液体密度越大,浮力越大。
(4)当物块浸入水中,物体排开液体体积越来越大,浮力越大,所以弹簧测力计的拉力越来越小,但是当物体被浸没时,浮力不变,拉力不变。
15.【答案】(1)解:水平地面受到的压强
答:将圆柱体竖直放于水平地面上时,水平地面受到的压强103Pa;
(2)当圆柱体有一半体积浸入水中时浮力为F浮=2N-1.2N=0.8N
圆柱体积为
答:圆柱体的体积1.6×10-4m3;
(3)圆柱体的密度
答:圆柱体的密度1.25×103kg/m3。
【考点】探究浮力大小的实验
【解析】【分析】(1) 将圆柱体竖直放于水平地面上时,由物体的压力等于重力求出压力大小,又知受力面积,由求出水平地面受到的压强大小;
(2) 当圆柱体有一半体积浸入水中时 ,由二次称重法可以求出浮力大小,然后由F浮=g求出,又物体的体积等于排开液体体积的两倍,可求出圆柱体的体积多少;
(3)已知圆柱体的重力,由m=求出圆柱体的质量大小,然后由求出圆柱体的密度大小。
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物理八年级下册第十章浮力 第一节 浮力
一、单选题
1.(2021八下·绿园期末)图中小球受到的浮力的方向是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【考点】浮力的示意图
【解析】【解答】浮力的方向是竖直向上的,图中1方向是竖直向上,故小球受到的浮力的方向是1方向。
故答案为:A。
【分析】作浮力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向上。
2.(2021八下·来宾期末)如图所示的四种情景,其中没有受到浮力的物体是( )
A. 下潜的“蛟龙号”
B. 遨游太空的“空间站”
C. 航行的075攻击舰
D. 升空的热气球
【答案】B
【考点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,A不符合题意;
B.太空是真空,遨游太空的“空间站”没有受到浮力,B符合题意;
C.航行的075攻击舰处于漂浮状态,受到浮力的作用,C不符合题意;
D.升空的热气球受到空气的浮力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浸在液体或气体中的物体会受到一个向上托力,这个托力就是浮力;浮力产生的原因是物体上下两个表面受到的压强不一样导致的。
3.(2021八下·江北期末)下列有关压强与浮力知识的说法正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了液体内部具有压强
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C.升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理相同
D.浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体不受浮力作用
【答案】B
【考点】大气压强的存在;大气压强的测量方法;流体压强与流速的关系;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.马德堡半球实验证明了大气具有压强,A不符合题意;
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值,B符合题意;
C.升空时,飞机机翼的升力是机翼上方空气流速大,压强小,产生了向上的压力差,即升力,和热气球的升力是浮力,C不符合题意;
D.浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体也受浮力作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】马德堡半球实验证明了大气压的存在;托里拆利实验测出了大气压的值;飞机升空利用了升力,热气球利用浮力上升;沉底的物体也受到浮力。
4.(2021八下·贵阳期末)将一去盖、去底的空塑料瓶倒置,把乒乓球放入瓶内并迅速倒入适量水,如图所示,虽有少量水流出,但乒乓球在水下保持静止。用手堵住瓶口后,乒乓球就会浮上来。关于这一现象下列分析正确的是( )
A.静止时,球受到的浮力与重力平衡
B.静止时,水对球有向下的压强
C.上浮时,水对球的压强保持不变
D.露出水面前,球受到的浮力逐渐变大
【答案】B
【考点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.图中乒乓球静止时由于下表面没有水,不会出现上下表面的液体压力差,所以乒乓球不受浮力的作用,乒乓球静止时,受到竖直向下的重力,水对乒乓球竖直向下的压力和瓶口对乒乓球竖直向上的支持力作用,合力为0,A不符合题意;
B.由于乒乓球在水中处在一定的深度,所以,静止时,水对球有向下的压强,B符合题意;
C.根据公式p=ρgh可知,液体的压强与深度和密度有关,乒乓球上升时,深度减小,压强减小,C不符合题意;
D.根据公式F浮=ρgV排可知,乒乓球露出水面前,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体进入液体中,受到液体对物体的压强;物体受到的浮力是物体上下表面的压力差。
5.(2021八下·崆峒期末)赛龙舟是端午节的传统活动。龙舟静止在湖水上时,受到浮力的施力物体是( )
A.龙舟 B.人 C.湖水 D.船桨
【答案】C
【考点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】龙舟静止在湖水上时,受到水给的一个竖直向上的托力,即浮力。所以龙舟受到浮力的施力物体是湖水。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。浮力方向总是竖直向上的。(物体在空气中也受到浮力)
6.(2021八下·江都期末)以下事例中所用科学方法相同的是:①用力的示意图表示力的三要素 ②探究浮力大小与物体排开液体体积的关系 ③探究液体内部压强与深度的关系 ④把原子核式模型与太阳系的行星绕日模型做比较 ⑤研究牛顿第一定律( )
A.①与③ B.②与③ C.②与④ D.①与③与⑤
【答案】B
【考点】力的三要素及力的示意图;牛顿第一定律;探究液体压强的特点实验;探究浮力大小的实验;宇宙
【解析】【解答】①用力的示意图表示力的三要素,这用到的科学方法是模型法;
②探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,控制液体的密度相同,这用到的科学方法是控制变量法;
③探究液体内部压强与深度的关系,控制液体的密度相同,这用到的科学方法是控制变量法;
④把原子核式模型与太阳系的行星绕日模型做比较,这用到的科学方法是模型法;
⑤研究牛顿第一定律,这用到的科学方法是实验推理法;
综上所述,所用科学方法相同的是②与③。
故答案为:B。
【分析】探究物理量的影响因素时,多会用到控制变量法;牛顿第一定律的探究利用了科学推理法。
7.(2021八下·秦皇岛期末)下列说法正确的是( )
A.潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下潜的
B.液体密度越大对容器底部的压强越大
C.空气对浸入其中的物体没有浮力
D.阿基米德原理只适用于浸没在液体中的物体
【答案】A
【考点】压强的大小及其计算;浮力及其产生原因;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变,受到的浮力不变,为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,A符合题意;
B.液体产生的压强与液体的密度和深度有关,只根据液体的密度无法判定压强的大小,B不符合题意;
CD.阿基米德原理不仅适用于浸在液体中的物体,也适用于浸在气体中的物体,即空气对浸入其中的物体也有浮力的作用,CD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
二、填空题
8.(2021九上·嘉定期中)如图所示,将重力为20牛的物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数减小了5牛,则物体受到的浮力为 牛;若它在水中静止不动,上表面受到水的压力14.7牛,则下表面受到水的压力为 牛,方向为 ;当它在水中所处的深度增加时,它上下表面受到的水的压力差将 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】5;19.7;竖直向上;不变
【考点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据称重法可知,物体受到的浮力为F浮=F示减=5N
根据浮力产生的原因可知,下表面受到水的压力F下表面=F浮+F上表面=5N+14.7N=19.7N
浮力方向总是竖直向上的。
浮力的大小与液体的密度和体积有关,当它在水中所处的深度增加时,液体的密度和排开液体的体积不变,它受到的浮力将不变,即上下表面受到的水的压力差不变。
【分析】物体进入液体中时,测力计示数减小量,就是浮力大小;根据上下表面的压力计算浮力;物体受到的浮力方向竖直向上;浮力大小和液体密度和排开液体的体积有关, 和深度无关。
9.(2021九上·松江期中)实在“测定石块密度”的实验中,验原理是 ,用电子天平测出小石块的质量为50克,测量石块体积过程如图所示,该石块的密度为 千克/米3;如图所示为“验证阿基米德原理”实验的情景,由(a)、(c)两图得出物体受到的浮力 ;由(b)、(c)两图得出 。
【答案】;;;
【考点】密度公式及其应用;固体密度的测量;阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】在“测定石块密度”的实验中,分别测出物体的质量和体积,根据公式 可计算出物体的密度。
由图可知,放入小石块前,量筒中水的体积为
放入小石块后,量筒中水和石块的总体积为
则小石块的体积
根据公式 可知,石块的密度为
图(a)中,由受力平衡可知
图(c)中,由受力平衡可知
则浮力大小
图(b)中,液体的体积
图(c)中,液体和物体浸没的体积之和
则排开液体的体积
则排开液体所受的重力
【分析】测量密度的原理是;根据质量和体积的比值计算密度;根据量筒中液面差计算体积,根据重力和对物体的拉力可以计算浮力大小;利用可以计算重力大小。
10.(2021八下·南丹期末)如图所示是一个圆柱形盛水容器,将一个长方体木块(不吸水)轻轻放入水中,则水对容器底部的压强将 ,当木块在水中静止后,往水中加入一定量的盐,跟加盐之前相比,盐融化后水对木块底部的压力将 。(以上两空均填“变大”、不变”或“不变”)
【答案】变大;变大
【考点】液体压强的计算;浮力及其产生原因
【解析】【解答】将一个长方体木块(不吸水)轻轻放入水中,则水面会升高,根据p=ρgh可知,水对容器底的压强将变大;
往水中加入一定量的盐,液体密度增大,木块仍漂浮在液面上,根据物体浮沉条件可知,木块所受浮力仍等于自身重力,即木块所受浮力不变;根据浮力产生的原因,又F上始终为零,则,加盐前后木块所受浮力不变,则木块底部受到的压力不变。
【分析】木块放入水中后液面升高,根据液体压强公式可知水对容器底部的压强变化;
水中加盐,根据物体浮沉条件判断物体所受浮力的变化,再根据浮力产生的原因分析盐融化后水对木块底部的压力变化。
11.(2021八下·宜州期末)如图所示,甲为盛水的烧杯,将悬挂在弹簧测力计下的圆柱体从水面上方缓慢浸入水中,弹簧测力计示数F与圆柱体下表面下降高度h变化关系如图乙所示。该圆柱体浸没在水中受到浮力的大小为 N,若此时水对圆柱体上表面压力的大小为2N,则水对圆柱体下表面压力的大小为 N。
【答案】6;8
【考点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】因为物体浸在液体中的体积越大,浮力越大,拉力越小,当物体浸没时,浮力不变,拉力不变,所以浸没时浮力F浮=9N-3N=6N。根据浮力产生的原因是上下表面压力差可得,F浮=F向上-F向下,所以下表面受到的向上的压力F向上=F浮+F向下=6N+2N=8N。
【分析】浮力与物体浸在液体中的体积有关,液体密度一定时,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大。根据浮力产生的原因是上下表面受到的压力差分析问题。
12.(2021八下·勃利期末)用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
【答案】8;上浮
【考点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据阿基米德原理,排开水的重即为浮力大小,所以浮力为8N。
由于 ,所以放手后物体将上浮。
【分析】物体受到的浮力等于排开液体的重力;根据浮力和物体重力的关系,判断物体的运动状态。
13.(2021八下·广安期末)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 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】7;相等
【考点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】根据浮力产生的原因可知,A受到的浮力为F浮=F向上-F向下=151N-8N=7N
两个完全相同的长方体完全浸没,即它们排开水的体积相同,则受到的浮力大小相等。因浮力等于其上、下表面受到液体的压力差,所以A和B上、下表面受到水的压力差相等。
【分析】物体浸没在水中受到的浮力等于物体上下表面受到水的压力差(浮力实质)。
三、实验探究题
14.(2021九上·罗湖月考)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关“的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块、大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。(g取10N/kg)
(1)实验前,将弹簧测力计竖直放置,反复几次轻拉挂钩后,弹簧测力计的指针位置如图1所示。接下来小明应进行的操作是 ,然后,小明进行了如图2所示的实验,并记录实验数据,如下表所示。
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计的示数/N 3.8 3.6 3.5 3.5 3.4
(2)金属块的重力为 N。在实验步骤 C 中金属块所受到的浮力是 N。
(3)分析实验步骤 A、E、F,可以说明浮力的大小跟 有关。
(4)如图3所示,是其中一位同学绘制的当金属块浸入水中时弹資测力计的示数随金属块下表面到水面的距离 h 变化的关系图像,其中正确的是 。
【答案】(1)将指针调零
(2)4.0;0.4
(3)液体密度
(4)B
【考点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图可以看出,指针未指零,所以接下来就是指针调零。
(2)由A图可得,物体的重力G=4.0N,F浮=G–F拉=4.0N–3.6N=0.4N。
(3)根据A、E、F可知,液体密度不同,浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
(4)当物块浸入水中,物体排开液体体积越来越大,浮力越大,所以弹簧测力计的拉力越来越小,但是当物体被浸没时,浮力不变,拉力不变。
故答案为:(1)指针调零;(2)4.0;0.4;(3)液体密度;(4)B
【分析】(1)弹簧测力计指针应该调零。
(2)根据F浮=G–F拉计算浮力。
(3)浮力大小与液体密度有关,液体密度越大,浮力越大。
(4)当物块浸入水中,物体排开液体体积越来越大,浮力越大,所以弹簧测力计的拉力越来越小,但是当物体被浸没时,浮力不变,拉力不变。
四、计算题
15.(2021·宿迁)在探究影响浮力大小因素的实验中,老师提供了横截面积为20cm2的金属圆柱体,如图甲所示,小明将圆柱体通过细线(体积和质量均不计)悬挂于弹簧测力计上,如图乙所示,静止时弹簧测力计的示数为2N。他将圆柱体慢慢放入水中,如图丙所示,当圆柱体有一半体积浸入水中时,弹簧测力计示数为1.2N。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)将圆柱体竖直放于水平地面上时,求水平地面受到的压强;
(2)求圆柱体的体积;
(3)求圆柱体的密度。
【答案】(1)解:水平地面受到的压强
答:将圆柱体竖直放于水平地面上时,水平地面受到的压强103Pa;
(2)当圆柱体有一半体积浸入水中时浮力为F浮=2N-1.2N=0.8N
圆柱体积为
答:圆柱体的体积1.6×10-4m3;
(3)圆柱体的密度
答:圆柱体的密度1.25×103kg/m3。
【考点】探究浮力大小的实验
【解析】【分析】(1) 将圆柱体竖直放于水平地面上时,由物体的压力等于重力求出压力大小,又知受力面积,由求出水平地面受到的压强大小;
(2) 当圆柱体有一半体积浸入水中时 ,由二次称重法可以求出浮力大小,然后由F浮=g求出,又物体的体积等于排开液体体积的两倍,可求出圆柱体的体积多少;
(3)已知圆柱体的重力,由m=求出圆柱体的质量大小,然后由求出圆柱体的密度大小。
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