浙教版科学八年级上册第一章第3节 水的浮力同步练习
一、单选题
1.如图是水陆两用飞机在水面起飞时的情景.则该飞机( )
A.起飞时,空气对它的浮力大于重力
B.起飞时,空气对它的升力大于重力
C.在水中静止时,空气对它的升力等于重力
D.在水中加速滑行时,水对它的浮力大于重力
2.如图所示的四种飞行器在飞行时利用流体压强与流速关系获得升力的是( )
A.热气球 B.飞机 C.飞艇 D.火箭
3.某同学为了探究飞机的升力,制作了一个机翼模型,并把它固定在一根铁丝上,在铁丝的上下各挂一个弹簧测力计(开始时A,B示数均不为零),如图所示,他再接通电风扇对着机翼吹风,下面是该同学在不考虑模型在水平方向的移动时对实验的结果做出的猜想,你认为的正确是( )
A.弹簧测力计A的示数增大,B的示数减小
B.弹簧测力计A的示数减小,B的示数增大
C.两个弹簧测力计的示数都增大
D.两个弹簧测力计的示数都减小
4.在学习了物理知识以后,小勇同学发现物体可以因为不同的原因飞起来,下面是小勇同学的四种分析,其中错误的是( )
A.直升飞机能飞离地面是因为物体之间力的作用是相互的
B.武汉飞往北京的飞机能飞离地面是因为受到了空气的浮力
C.小时候玩的纸飞机扔出去后仍能向前飞行是因为纸飞机具有惯性
D.风筝在空中的姿态必须是倾斜的才能利用风的压力飞起来
5.下列说法,正确的是( )
A.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了“流速越大,流体的压强越大”的原理
B.水结冰后,其内部的分子仍在不停地做无规则运动
C.升高相同温度时,吸收热量越多的物体比热容越大
D.晶体在熔化过程中,温度不断升高
6.一架飞机到达机场前要减速飞机才能逐渐降落,这样做的原因是( )
A.飞机具有惯性
B.飞机减速可使升力减小,升力小于重力时便可下降
C.飞机减速可使升力增大,有利于下降
D.为了节约燃料
7.飞机的机翼和鸟的翅膀都是上凸下平的形状,主要的作用是( )
A.美观 B.滑翔时产生升力
C.减小阻力 D.增加浮力
8.关于飞机的升力,以下说法正确的是( )
A.升力是由于飞机发动机转动产生的
B.升力是由于飞机排气管向后排气产生的
C.升力是由于机翼上下表面压强差产生的
D.升力是由于飞机受到的浮力大于重力产生的
9.关于飞机的升力,以下说法正确是( )
A.飞机的升力是因为飞机高速运动产生的,任何一个物体,只要在空气中高速运动都会受到这样的升力
B.飞机的升力如同气球在空气中受到向上的力,是空气对它的浮力
C.飞机的升力是因为机翼上下方气流速度不同,使机翼上下表面产生的压强不同而产生
D.太空中杨利伟乘坐的“神舟”五号飞船,也同样受到升力作用
10.如图所示的是直升飞机在竖直上升时的情景,使直升飞机上升的力是( )
A.飞机对螺旋桨的作用力 B.螺旋桨对空气的作用力
C.空气对螺旋桨的作用力 D.螺旋桨对飞机的作用力
11.飞机机翼截面的设计如图所示,能使飞机腾空而起的是( )
A. B. C. D.
12.下列关于飞机能腾空而起的说法错误的是( )
A.与飞机机翼的形状有关
B.是由于在机翼的上.下表面产生的气压不同
C.是由于飞机受到的升力大于飞机的重力
D.是由于飞机的发动机产生了向上的推力
13.关于飞机升力的解释,以下说法正确的是( )
A.飞机的升力就是飞机高速起飞时的惯性力
B.飞机的升力是由于发动机的动力产生的
C.飞机的升力就是飞机在空气中受到的浮力
D.飞机的升力是空气对机翼下方的压力与上方的压力差
14.(2021八下·柯桥开学考)在水平桌面上,有两个相同圆柱形容器,内盛相等质量的盐水,将同一鸡蛋分别放入其中,鸡蛋静止时如同所示.鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为 F1 和 F2,盐水对容器底部压强分别为 p1和 p2.则( )
A.F1 > F2, p1> p2 B.F1= F2, p1> p2
C.F1< F2, p1= p2 D.F1 = F2, p1= p2
15.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先上浮然后下沉 B.浮力变小,一直下沉
C.先下沉然后上浮 D.浮力变大,一直上浮
二、填空题
16.悬停在空中的直升飞机受到 力和升力的作用,其中升力的施力物体是 ,这是利用了 原理获得升力的.
17.飞机飞行时,机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速 一些,于是机翼上方所受空气的压强 于下方所受空气的压强而产生升力(选填“大”或“小”).
18.飞机机翼横截面的形状上下不对称,当它飞行时,机翼上部气体流动的速度 下部流动的速度,根据“气体压强与流速的关系”原理,机翼上部气体的压强 下部的压强,这样,机翼上下存在一个压力差,正是这个压力差把飞机举上天的.(填“大于”.“小于”或“等于”)
19.飞机飞行时,机翼的形状决定了机翼上下表面流动的空气速度是 的.如图表示机翼周围空气的流向,机翼上方空气流动比下方 ,所以机翼 压强较大,这一压强差使飞机获得向上的 力.
20.如图所示,由于飞机机翼的特殊形状,使气流经过机翼时产生向上的 ,其中 图与机翼的形状相似.
三、探究题
21. 某兴趣小组在探究浸在液体中动物体所受浮力大小规律的实验中,做了如图所示的实验,将同一物体A逐渐浸入到密度为ρ0的液体中,并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律,得出以下一些结论:
(1)分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论:当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越 ,分析比较实验序号 可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,物体所受浮力与浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”).
(2)由实验可知A物体的重力为 N,A物体浸没在液体中所受的浮力是 N.
(3)同组的小薇同学继续用下面的方法测出了金属块B物体的密度,她具体操作如下:①取边长为a的正方体木块放入装有适量该液体的烧杯中,待其静止后用刻度尺测出有高度露出液面,如图甲所示,则木块浸入液体中的深度是 ,木块底部所受液体的压强是 (以上两空均用相关的物理量表示).
②将B物体放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出液面的高度为h1,如图乙.
③用体积可忽略不计的细线将物体B系在木块中央,放入液体中静止后测出此时木块露出液面高度h2,如图丙.
④则B物体的密度ρB= (用相关的物理量表示),实验结束后同学们展开了激烈讨论,认为小薇同学的操作还是有一些不足,请你说出一条不足之处
22. 如图1是探究影响浮力大小因素的实验.
(1)由甲、乙两图可知物体在水中受到的浮力是 N.乙图中,若将绳子剪断,物体将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
(2)由乙、丙两图可知物体所受浮力大小跟浸没的深度 关(选填“有”或“无”).
(3)如果要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,可以选择图所示的 两个物体,将它们浸没在 液体中,测出所受浮力的大小来进行比较.
(4)本实验中,主要采用的方法是(如图2)
23. 如图所示,将质量为2kg的正方形物块,放入盛有水的水槽内,待物块静止时,其下表面距水面6cm,求:
(1)物块受到水的浮力大小
(2)水对物体下表面的压强大小.
四、材料分析题
24.(2019八上·天台月考)如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面下方以恒定的速 度上升,直到全部露出水面。图乙所示是钢绳拉力F随时间t变化的图象,若不计水的摩擦力,求:(g取10牛/千克)
(1)石料完全浸没在水中,所受到的浮力?
(2)该石料的体积?
(3)该石料的密度。
25.小科同学家里有一金属块,不知由什么金属制成。小科为了测定它是何种金属,进行了如下实验:先用细线吊着金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如图甲所示,然后将金属块浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示。
(1)金属块所受的重力是 牛,所受的浮力是 牛。
(2)根据小科同学测得的数据,请通过计算来判定它可能是什么金属。(g取10牛/千克)
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】起飞时,由于机翼的特殊形状,机翼上面的空气流动速度快,压强小,产生向上的升力,此升力大于重力,飞机才能够上升,所以A说浮力大于重力是错误的,B说升力大于重力是正确的;飞机在水中静止时,受到水的浮力和重力,因为处于平衡状态,所以浮力等于重力;在水中加速滑行时,飞机受到向上的水的浮力和机翼受到向上的空气的升力,而且向上的浮力加上向上的升力等于飞机的重力,所以加速滑行时水对它的浮力小于飞机的重力.故选B.
【分析】水陆两用飞机始终受到重力作用,在水中静止时还受到浮力作用,加速滑行.起飞时受到升力作用,根据力学知识分析题干中所描述的飞机的状态找到力的关系.
2.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.热气球能在空中飞行,是因为气球内气体的密度比空气的密度小,热气球在空气中受到浮力大于或等于其重力,不符合题意;B.飞机的机翼上面凸起,下面平直,飞机升空时,流过机翼上方的空气流速大压强小,流过机翼下方的空气流速小压强大,便形成了向上的升力,符合题意;C.飞艇上浮,是因为飞艇内的氦气密度比空气小,所以它在空气中会上浮,不符合题意;D.火箭升空靠喷气产生的动力推动.火箭升空时向地面喷出了高温高压的燃气,由于物体间力的作用是相互的,高温高压的燃气对火箭施加了一个向上的反作用力,使火箭升空,不符合题意.故选B.
【分析】流体压强与流速的关系是通过实验探究得到的,流体包括液体和气体,流速越快的地方压强反而越小.
3.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系;大气压强与高度的关系
【解析】【分析】根据流体压强与流速的关系,流速越大的地方,压强越小.
【解答】如图所示,在接通电风扇之前,A.B两个弹簧测力计均有示数,说明弹簧都发生了形变.当接通电风扇后,空气分别从机翼模型的上.下表面流过,由于上表面呈弧度,气流通过上表面的速度要大于下表面的速度.因为流速越大的地方,压强越小,所以机翼模型上表面受到的空气压力将小于下表面的压力,结果弹簧测力计A示数会减小,弹簧测力计B示数会增大.故选B.
4.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.直升飞机能飞离地面时,螺旋桨给空气一个向下的力,同时空气给螺旋桨一下反作用力,使直升飞机起飞,因此是利用了物体之间力的作用是相互的,故A正确;B.普通飞机起飞时,机翼上方空气流速快.压强小,下方空气流速慢.压强大,产生向上的升力,使飞机起飞,不是利用空气的浮力,故B错误;C.纸飞机扔出去后仍能向前飞行是因为纸飞机具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故C正确;D.由生活经验可知,风筝在空中的姿态必须是倾斜的才能利用风的压力飞起来,故D正确.故选B.
【分析】(1)直升飞机起飞,利用了力的作用的相互性;(2)普通飞机的起飞是利用流体压强与流速的关系产生升力;(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;(4)根据风筝在空中的受力情况可做出判断.
5.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理,故A错;B.水结冰后,分子之间的间隔变小,内能减小,分子的无规则运动变慢,但是仍然在做无规则运动,故B正确;C.两个物体,升高相同的温度,根据公式 可得: ,可知物体吸收的热量与比热容和质量有关,仅知一个量不能准确判断,故C错;D.晶体在熔化过程中,不断吸热,但温度保持熔点不变,故D错;故选B.
【分析】A.伯努利原理告诉我们:流体在流速大的地方压强小.却在流速小的地方压强大;B.微观粒子的特征有:分子之间存在引力和斥力;分子之间有间隔;分子是在不断运动的;C.由热量的计算公式 可以看出,物质吸收的热量与物质的比热容.物质的质量.升高的温度有关,如果仅知道一个条件,不能准确判断;D.晶体的特点:在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持沸点不变.
6.【答案】B
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】A.惯性的大小与速度无关,飞机到达机场前要减速飞行可使升力减少,不是因为飞机有惯性,故A错误.B.飞机升力来自于机翼产生的压强差,速度越慢,上下机翼产生的压强差越小,升力越小,于是飞机下降.C.飞机减速对应升力减小,故C错误.D.减速可少耗燃料,但并非一定节省,经济速度有专门的规定,这与下滑的目的是不一样的,故D错误.故选B.
【分析】①惯性的大小与速度无关;②流体压强与流速的关系:流体流速大的地方压强小.
7.【答案】B
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】机翼鸟的翅膀的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;下方是平面,空气的流速小,压强大;这一压强差使飞机和鸟获得向上的升力.故选B.
【分析】在气体和液体中,流速越大的位置压强越小.
8.【答案】C
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】因为飞机机翼截面形状是:上方凸起.下方较平;所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼上下表面产生了压强差,这就产生了向上的升力.故选C.
【分析】利用流体压强与流速的关系解释:机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力.
9.【答案】C
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】因为飞机机翼截面形状是:上方凸起.下方较平;所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼上下表面产生了压强差,这就产生了向上的升力.故选C.
【分析】利用流体压强与流速的关系解释:机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力.
10.【答案】C
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】因物体间力的作用是相互的,直升飞机螺旋桨向下对空气施力,空气会对飞机向上施力,飞机便能上升.故选C.
【分析】解答此题的关键是明确直升飞机螺旋桨和空气间力的作用是相互的.
11.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.图中机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;机翼下方是平面,空气的流速小,压强大,这一压强差使飞机获得竖直向上的升力,符合题意.B.图中机翼的下方是弧形,空气流过下方时流速大,压强小;机翼上方是平面,空气的流速小,压强大,这一压强差使飞机产生竖直向下的压力,不符合题意.CD两图中机翼上下两个面弧度相同,不会产生向上的升力和向下的压力,不符合题意.故选A.
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.
12.【答案】D
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】由于机翼上表面弯曲,下表面平直,同一股气流在相同的时间内,通过机翼的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大,故机翼下方压强大于下方压强,机翼的上下表面产生了压力差,这就是向上的升力.因此关于飞机能腾空而起的说法正确的是ABC,错误的是D.故选D.
【分析】机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;机翼下方是平面,空气的流速小,压强大;这一压强差使飞机获得竖直向上的升力.
13.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】因为飞机机翼截面形状是:上方凸起.下方较平;所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼上下表面产生了压强差,这就产生了向上的升力.故选D.
【分析】利用流体压强与流速的关系解释:机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力.
14.【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的悬浮条件和浮沉条件判断鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小关系;
(2)鸡蛋在甲杯盐水中悬浮,盐水对容器底的压力等于鸡蛋重加上盐水重;鸡蛋在乙杯盐水中漂浮,盐水对容器底的压力等于鸡蛋重加上盐水重;而容器相同、容器底面积相同,再根据压强公式p=得出盐水对容器底部的压强关系.
【解答】解:
(1)鸡蛋悬浮在甲杯中,受到盐水的浮力等于鸡蛋重力;鸡蛋漂浮在乙杯中,受到盐水的浮力也等于鸡蛋重力;所以鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小相等,即:F1=F2;
(2)鸡蛋在甲杯盐水中悬浮,盐水对容器底的压力:
F甲=G鸡蛋+G盐水,
鸡蛋在乙杯盐水中漂浮,盐水对容器底的压力:
F乙=G鸡蛋+G盐水,
∴液体对容器底的压力
F甲=F乙,
因为容器相同、容器底面积相同,
由压强公式p=可知盐水对容器底部的压强相等,即:p1=p2.
故选D.
15.【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由于烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.则小球的密度与水的密度相等;由图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大;所以当水的温度从6℃降到4℃时,因水热胀冷缩,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、向上运动;当水的温度从4℃降到0℃时,因水热缩冷胀,水的密度减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、向下运动.故选A
【分析】物体悬浮在水中,物体的体积不变,即排开水的体积不变,当水温为6℃时,物体悬浮,物体的密度等于水的密度;
水温缓慢地降至0℃的过程中,在4℃之前热胀冷缩,在4℃以后热缩冷胀,在4℃时水的密度最大,根据物体的浮沉条件及其应用分析判断.
16.【答案】重;空气;力的作用是相互的
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】地面附近的物体都受到竖直向下的重力作用,悬停在空中的直升机也会受到重力作用;直升机的螺旋桨对空气施加了一个竖直向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以空气对直升机施加了一个竖直向上的反作用力,这个力就是飞机向上的升力;故答案为:重;空气;力的作用是相互的.
【分析】地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,地面附近的物体都受到重力的作用;物体间力的作用是相互的,螺旋桨在对空气施力的同时,也受到空气对它施加的反作用力.
17.【答案】大;小
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速;而下表面平直,因此机翼下方的流速大致等于前方的流速,从而可以知道,机翼下方的流速就小于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力.故答案为:大;小.
【分析】本题主要考查流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.
18.【答案】大于;小于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】如图,在相同的时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小.上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大.所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强,使机翼上下表面存在压强差,这就是飞机向上的升力.
故答案为:大于;小于.
【分析】飞机机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,机翼在压强差的作用下,受到升力作用.
19.【答案】不同;快;向上;升
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】同一股气流在相同的时间内,通过机翼的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大.机翼下方压强大于下方压强,机翼在压强差下产生向上的升力.故答案为:不同;快;向上;升.
【分析】①液体和气体都称为流体,生活中常见的流体有空气和水.流体的流速越大,压强越小.②相同时间内,经过的路程越长,物体速度越大.
20.【答案】升力;甲
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过机翼上表面的流速大,压强较小;通过下表面的流速较小,压强大;所以飞机受到一个向上的升力.因为机翼上表面弯曲,下表面平直,所以甲图与机翼形状相似.故答案为:升力;甲.
【分析】机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;机翼下方是平面,空气的流速小,压强大;这一压强差使飞机获得竖直向上的升力.
21.【答案】(1)大;甲、丙、丁;无关
(2)6;2
(3)a;ρ0ga; ;木块露出液面高度的测量误差较大
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】解:(1)乙、丙,液体的密度相同,物体浸在液体中的体积不同,测力计的示数不同,且V排越大,测力计示数越小,即浮力越大,可得当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;
丙、丁液体的密度和物体排开液体的体积相同,所在深度不同,测力计的示数相同,由甲、丙、丁可知当排开液体的体积相同时,物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关;
(2)由图甲知,物体的重力G=6N;
由图丙或丁知,物体浸没时,F=4N,则F浮=G﹣F=6N﹣4N=2N;
(3)①由题意知,木块静止后有高度露出液面,则木块浸入液体中的深度是(1﹣)a=a;
则木块底部受到液体的压强:p=ρ液ga=ρ0ga;
④由题意知,物体B的重力应等于木块增大的浮力,则GB=△F浮=ρ液g△V排=ρ0ga2(a﹣h1﹣a)=ρ0ga2(a﹣h1);
mB===ρ0a2(a﹣h1);
乙、丙物体排开液体的体积应该相同,则VB=(h2﹣h1)a2;
则ρB===;
由图知,木块的边长较大,而物体B的体积较小,所以乙、丙两图相比,木块露出液面的高度变化不大,会造成测量误差较大.
故答案为:(1)大;甲、丙、丁;无关;(2)6;2;(3)①a;ρ0ga;④;木块露出液面高度的测量误差较大.
【分析】(1)分析甲乙丙可得浮力大小与排开液体体积的关系;
要得到浮力大小与物体所在深度的关系,需使物体排开液体的体积和液体的密度相同,根据测力计的示数得出结论;
(2)由甲图得出物体的重力;
读出浸没在液体中时测力计的示数,由F浮=G﹣F得出物体的浮力;
(3)①根据物体露出液面的高度得出物体浸没在液体中的深度,根据p=ρ液gh得出木块底部所受液体的压强;
④两种情况下,木块与B均漂浮,浮力相等,可知V排相等,从而可得物体B的体积;
由甲、乙两图可知,物体B的重力应等于木块浮力的变化,从而可得出物体B的质量;
由密度公式得出物体B的密度;
从木块露出水面高度的测量误差分析不足之处.
22.【答案】(1)1;下沉
(2)无
(3)C、D;同种
(4)控制变量法
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】解:(1)由甲图所示可知:G=4.0N,由乙图所示可知:F=3.0N,所以F浮=G﹣F=4.0N﹣3.0N=1.0N;
因为G>F浮,所以将绳子剪断,物体将会下沉.
(2)由丙图所示实验可知:F′=3.0N,浮力:F浮′=4.0N﹣3.0N=1.0N,比较(1)、(2)数据可知,浮力大小跟浸没的深度无关.
(3)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应使物体的体积相同,并使其浸没在同种液体中.C、D的体积相同,但是由不同物质组成的,所以重力不同,因此选择C、D.
(4)影响浮力大小的因素很多,要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体的重力不同,可以选用体积相同而重力(质量)不同的物体进行实验,如图2所示可知C、D,由此可知,本实验采用了控制变量法.
故答案为:(1)1;下沉;(2)无;(3)C、D;同种;(4)控制变量法.
【分析】(1)根据公式F浮=G﹣F计算物体所受到的浮力大小.掌握物体的浮沉条件:浮力大于重力,物体将上浮;浮力等于重力,物体将悬浮;浮力小于重力,物体将下沉.
(2)根据乙丙两图弹簧测力计的示数,分别计算出其浮力的变化,从而得出结论.
(3)要注意控制变量法的应用,知道浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应使物体的体积相同,并使其浸没在同种液体中.
(4)探究多变量因素实验时要采用控制变量法.
23.【答案】(1)解:因为物块漂浮,所以物块受到的浮力等于物块的重力:
G物=m物g=2kg×10N/kg=20N,
由物体的浮沉条件可知:
F浮=G物=20N;
(2)解:物体下表面受到水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)已知物块漂浮,则可根据物体的浮沉条件知道木块受到的浮力;
(2)已知金属块的下表面距水面的距离h,用公式p=ρgh可以求出此处受到的压强.
24.【答案】(1)F=G拉=900N-500N=400N
(2)V石=F浮÷(ρ液g)=400N÷(1.0×10 kg/m ×10N/kg)=0.04m
(3)m=G÷g=900N÷10N/kg=90kg
ρ=m/v=90kg÷0.04kg=2.25x103kg/m
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】本题所用到的知识点有重力、质量、阿基米德原理,考察学生结合图形对综合内容的分析能力。
25.【答案】(1)4.7;0.6
(2)这块金属可能是钢块或铁块。
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】主要考查学生对密度公式的应用,浮力及阿基米德原理,密度与物质鉴别,重力的计算 等考点的理解。
【解答】G=4.7N F浮=0.6N,
m=G/g=4.7N÷10N/kg=0.47kg=470g
v=F/ρ液g=0.6N÷(10N/kg×1×103kg/立方米)=0.6×10-4=0.6×102
ρ=m/v=470g÷0.6×102≈7.8g/cm3
应该是钢或铁
1 / 1浙教版科学八年级上册第一章第3节 水的浮力同步练习
一、单选题
1.如图是水陆两用飞机在水面起飞时的情景.则该飞机( )
A.起飞时,空气对它的浮力大于重力
B.起飞时,空气对它的升力大于重力
C.在水中静止时,空气对它的升力等于重力
D.在水中加速滑行时,水对它的浮力大于重力
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】起飞时,由于机翼的特殊形状,机翼上面的空气流动速度快,压强小,产生向上的升力,此升力大于重力,飞机才能够上升,所以A说浮力大于重力是错误的,B说升力大于重力是正确的;飞机在水中静止时,受到水的浮力和重力,因为处于平衡状态,所以浮力等于重力;在水中加速滑行时,飞机受到向上的水的浮力和机翼受到向上的空气的升力,而且向上的浮力加上向上的升力等于飞机的重力,所以加速滑行时水对它的浮力小于飞机的重力.故选B.
【分析】水陆两用飞机始终受到重力作用,在水中静止时还受到浮力作用,加速滑行.起飞时受到升力作用,根据力学知识分析题干中所描述的飞机的状态找到力的关系.
2.如图所示的四种飞行器在飞行时利用流体压强与流速关系获得升力的是( )
A.热气球 B.飞机 C.飞艇 D.火箭
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.热气球能在空中飞行,是因为气球内气体的密度比空气的密度小,热气球在空气中受到浮力大于或等于其重力,不符合题意;B.飞机的机翼上面凸起,下面平直,飞机升空时,流过机翼上方的空气流速大压强小,流过机翼下方的空气流速小压强大,便形成了向上的升力,符合题意;C.飞艇上浮,是因为飞艇内的氦气密度比空气小,所以它在空气中会上浮,不符合题意;D.火箭升空靠喷气产生的动力推动.火箭升空时向地面喷出了高温高压的燃气,由于物体间力的作用是相互的,高温高压的燃气对火箭施加了一个向上的反作用力,使火箭升空,不符合题意.故选B.
【分析】流体压强与流速的关系是通过实验探究得到的,流体包括液体和气体,流速越快的地方压强反而越小.
3.某同学为了探究飞机的升力,制作了一个机翼模型,并把它固定在一根铁丝上,在铁丝的上下各挂一个弹簧测力计(开始时A,B示数均不为零),如图所示,他再接通电风扇对着机翼吹风,下面是该同学在不考虑模型在水平方向的移动时对实验的结果做出的猜想,你认为的正确是( )
A.弹簧测力计A的示数增大,B的示数减小
B.弹簧测力计A的示数减小,B的示数增大
C.两个弹簧测力计的示数都增大
D.两个弹簧测力计的示数都减小
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系;大气压强与高度的关系
【解析】【分析】根据流体压强与流速的关系,流速越大的地方,压强越小.
【解答】如图所示,在接通电风扇之前,A.B两个弹簧测力计均有示数,说明弹簧都发生了形变.当接通电风扇后,空气分别从机翼模型的上.下表面流过,由于上表面呈弧度,气流通过上表面的速度要大于下表面的速度.因为流速越大的地方,压强越小,所以机翼模型上表面受到的空气压力将小于下表面的压力,结果弹簧测力计A示数会减小,弹簧测力计B示数会增大.故选B.
4.在学习了物理知识以后,小勇同学发现物体可以因为不同的原因飞起来,下面是小勇同学的四种分析,其中错误的是( )
A.直升飞机能飞离地面是因为物体之间力的作用是相互的
B.武汉飞往北京的飞机能飞离地面是因为受到了空气的浮力
C.小时候玩的纸飞机扔出去后仍能向前飞行是因为纸飞机具有惯性
D.风筝在空中的姿态必须是倾斜的才能利用风的压力飞起来
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.直升飞机能飞离地面时,螺旋桨给空气一个向下的力,同时空气给螺旋桨一下反作用力,使直升飞机起飞,因此是利用了物体之间力的作用是相互的,故A正确;B.普通飞机起飞时,机翼上方空气流速快.压强小,下方空气流速慢.压强大,产生向上的升力,使飞机起飞,不是利用空气的浮力,故B错误;C.纸飞机扔出去后仍能向前飞行是因为纸飞机具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故C正确;D.由生活经验可知,风筝在空中的姿态必须是倾斜的才能利用风的压力飞起来,故D正确.故选B.
【分析】(1)直升飞机起飞,利用了力的作用的相互性;(2)普通飞机的起飞是利用流体压强与流速的关系产生升力;(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;(4)根据风筝在空中的受力情况可做出判断.
5.下列说法,正确的是( )
A.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了“流速越大,流体的压强越大”的原理
B.水结冰后,其内部的分子仍在不停地做无规则运动
C.升高相同温度时,吸收热量越多的物体比热容越大
D.晶体在熔化过程中,温度不断升高
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理,故A错;B.水结冰后,分子之间的间隔变小,内能减小,分子的无规则运动变慢,但是仍然在做无规则运动,故B正确;C.两个物体,升高相同的温度,根据公式 可得: ,可知物体吸收的热量与比热容和质量有关,仅知一个量不能准确判断,故C错;D.晶体在熔化过程中,不断吸热,但温度保持熔点不变,故D错;故选B.
【分析】A.伯努利原理告诉我们:流体在流速大的地方压强小.却在流速小的地方压强大;B.微观粒子的特征有:分子之间存在引力和斥力;分子之间有间隔;分子是在不断运动的;C.由热量的计算公式 可以看出,物质吸收的热量与物质的比热容.物质的质量.升高的温度有关,如果仅知道一个条件,不能准确判断;D.晶体的特点:在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持沸点不变.
6.一架飞机到达机场前要减速飞机才能逐渐降落,这样做的原因是( )
A.飞机具有惯性
B.飞机减速可使升力减小,升力小于重力时便可下降
C.飞机减速可使升力增大,有利于下降
D.为了节约燃料
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】A.惯性的大小与速度无关,飞机到达机场前要减速飞行可使升力减少,不是因为飞机有惯性,故A错误.B.飞机升力来自于机翼产生的压强差,速度越慢,上下机翼产生的压强差越小,升力越小,于是飞机下降.C.飞机减速对应升力减小,故C错误.D.减速可少耗燃料,但并非一定节省,经济速度有专门的规定,这与下滑的目的是不一样的,故D错误.故选B.
【分析】①惯性的大小与速度无关;②流体压强与流速的关系:流体流速大的地方压强小.
7.飞机的机翼和鸟的翅膀都是上凸下平的形状,主要的作用是( )
A.美观 B.滑翔时产生升力
C.减小阻力 D.增加浮力
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】机翼鸟的翅膀的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;下方是平面,空气的流速小,压强大;这一压强差使飞机和鸟获得向上的升力.故选B.
【分析】在气体和液体中,流速越大的位置压强越小.
8.关于飞机的升力,以下说法正确的是( )
A.升力是由于飞机发动机转动产生的
B.升力是由于飞机排气管向后排气产生的
C.升力是由于机翼上下表面压强差产生的
D.升力是由于飞机受到的浮力大于重力产生的
【答案】C
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】因为飞机机翼截面形状是:上方凸起.下方较平;所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼上下表面产生了压强差,这就产生了向上的升力.故选C.
【分析】利用流体压强与流速的关系解释:机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力.
9.关于飞机的升力,以下说法正确是( )
A.飞机的升力是因为飞机高速运动产生的,任何一个物体,只要在空气中高速运动都会受到这样的升力
B.飞机的升力如同气球在空气中受到向上的力,是空气对它的浮力
C.飞机的升力是因为机翼上下方气流速度不同,使机翼上下表面产生的压强不同而产生
D.太空中杨利伟乘坐的“神舟”五号飞船,也同样受到升力作用
【答案】C
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】因为飞机机翼截面形状是:上方凸起.下方较平;所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼上下表面产生了压强差,这就产生了向上的升力.故选C.
【分析】利用流体压强与流速的关系解释:机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力.
10.如图所示的是直升飞机在竖直上升时的情景,使直升飞机上升的力是( )
A.飞机对螺旋桨的作用力 B.螺旋桨对空气的作用力
C.空气对螺旋桨的作用力 D.螺旋桨对飞机的作用力
【答案】C
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】因物体间力的作用是相互的,直升飞机螺旋桨向下对空气施力,空气会对飞机向上施力,飞机便能上升.故选C.
【分析】解答此题的关键是明确直升飞机螺旋桨和空气间力的作用是相互的.
11.飞机机翼截面的设计如图所示,能使飞机腾空而起的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.图中机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;机翼下方是平面,空气的流速小,压强大,这一压强差使飞机获得竖直向上的升力,符合题意.B.图中机翼的下方是弧形,空气流过下方时流速大,压强小;机翼上方是平面,空气的流速小,压强大,这一压强差使飞机产生竖直向下的压力,不符合题意.CD两图中机翼上下两个面弧度相同,不会产生向上的升力和向下的压力,不符合题意.故选A.
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.
12.下列关于飞机能腾空而起的说法错误的是( )
A.与飞机机翼的形状有关
B.是由于在机翼的上.下表面产生的气压不同
C.是由于飞机受到的升力大于飞机的重力
D.是由于飞机的发动机产生了向上的推力
【答案】D
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】由于机翼上表面弯曲,下表面平直,同一股气流在相同的时间内,通过机翼的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大,故机翼下方压强大于下方压强,机翼的上下表面产生了压力差,这就是向上的升力.因此关于飞机能腾空而起的说法正确的是ABC,错误的是D.故选D.
【分析】机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;机翼下方是平面,空气的流速小,压强大;这一压强差使飞机获得竖直向上的升力.
13.关于飞机升力的解释,以下说法正确的是( )
A.飞机的升力就是飞机高速起飞时的惯性力
B.飞机的升力是由于发动机的动力产生的
C.飞机的升力就是飞机在空气中受到的浮力
D.飞机的升力是空气对机翼下方的压力与上方的压力差
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】因为飞机机翼截面形状是:上方凸起.下方较平;所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼上下表面产生了压强差,这就产生了向上的升力.故选D.
【分析】利用流体压强与流速的关系解释:机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力.
14.(2021八下·柯桥开学考)在水平桌面上,有两个相同圆柱形容器,内盛相等质量的盐水,将同一鸡蛋分别放入其中,鸡蛋静止时如同所示.鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为 F1 和 F2,盐水对容器底部压强分别为 p1和 p2.则( )
A.F1 > F2, p1> p2 B.F1= F2, p1> p2
C.F1< F2, p1= p2 D.F1 = F2, p1= p2
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物体的悬浮条件和浮沉条件判断鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小关系;
(2)鸡蛋在甲杯盐水中悬浮,盐水对容器底的压力等于鸡蛋重加上盐水重;鸡蛋在乙杯盐水中漂浮,盐水对容器底的压力等于鸡蛋重加上盐水重;而容器相同、容器底面积相同,再根据压强公式p=得出盐水对容器底部的压强关系.
【解答】解:
(1)鸡蛋悬浮在甲杯中,受到盐水的浮力等于鸡蛋重力;鸡蛋漂浮在乙杯中,受到盐水的浮力也等于鸡蛋重力;所以鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小相等,即:F1=F2;
(2)鸡蛋在甲杯盐水中悬浮,盐水对容器底的压力:
F甲=G鸡蛋+G盐水,
鸡蛋在乙杯盐水中漂浮,盐水对容器底的压力:
F乙=G鸡蛋+G盐水,
∴液体对容器底的压力
F甲=F乙,
因为容器相同、容器底面积相同,
由压强公式p=可知盐水对容器底部的压强相等,即:p1=p2.
故选D.
15.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先上浮然后下沉 B.浮力变小,一直下沉
C.先下沉然后上浮 D.浮力变大,一直上浮
【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由于烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.则小球的密度与水的密度相等;由图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大;所以当水的温度从6℃降到4℃时,因水热胀冷缩,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、向上运动;当水的温度从4℃降到0℃时,因水热缩冷胀,水的密度减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、向下运动.故选A
【分析】物体悬浮在水中,物体的体积不变,即排开水的体积不变,当水温为6℃时,物体悬浮,物体的密度等于水的密度;
水温缓慢地降至0℃的过程中,在4℃之前热胀冷缩,在4℃以后热缩冷胀,在4℃时水的密度最大,根据物体的浮沉条件及其应用分析判断.
二、填空题
16.悬停在空中的直升飞机受到 力和升力的作用,其中升力的施力物体是 ,这是利用了 原理获得升力的.
【答案】重;空气;力的作用是相互的
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】地面附近的物体都受到竖直向下的重力作用,悬停在空中的直升机也会受到重力作用;直升机的螺旋桨对空气施加了一个竖直向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以空气对直升机施加了一个竖直向上的反作用力,这个力就是飞机向上的升力;故答案为:重;空气;力的作用是相互的.
【分析】地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,地面附近的物体都受到重力的作用;物体间力的作用是相互的,螺旋桨在对空气施力的同时,也受到空气对它施加的反作用力.
17.飞机飞行时,机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速 一些,于是机翼上方所受空气的压强 于下方所受空气的压强而产生升力(选填“大”或“小”).
【答案】大;小
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速;而下表面平直,因此机翼下方的流速大致等于前方的流速,从而可以知道,机翼下方的流速就小于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力.故答案为:大;小.
【分析】本题主要考查流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.
18.飞机机翼横截面的形状上下不对称,当它飞行时,机翼上部气体流动的速度 下部流动的速度,根据“气体压强与流速的关系”原理,机翼上部气体的压强 下部的压强,这样,机翼上下存在一个压力差,正是这个压力差把飞机举上天的.(填“大于”.“小于”或“等于”)
【答案】大于;小于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】如图,在相同的时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小.上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大.所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强,使机翼上下表面存在压强差,这就是飞机向上的升力.
故答案为:大于;小于.
【分析】飞机机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,机翼在压强差的作用下,受到升力作用.
19.飞机飞行时,机翼的形状决定了机翼上下表面流动的空气速度是 的.如图表示机翼周围空气的流向,机翼上方空气流动比下方 ,所以机翼 压强较大,这一压强差使飞机获得向上的 力.
【答案】不同;快;向上;升
【知识点】浮力产生的原因;浮力大小的计算;浮力的变化
【解析】【解答】同一股气流在相同的时间内,通过机翼的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大.机翼下方压强大于下方压强,机翼在压强差下产生向上的升力.故答案为:不同;快;向上;升.
【分析】①液体和气体都称为流体,生活中常见的流体有空气和水.流体的流速越大,压强越小.②相同时间内,经过的路程越长,物体速度越大.
20.如图所示,由于飞机机翼的特殊形状,使气流经过机翼时产生向上的 ,其中 图与机翼的形状相似.
【答案】升力;甲
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过机翼上表面的流速大,压强较小;通过下表面的流速较小,压强大;所以飞机受到一个向上的升力.因为机翼上表面弯曲,下表面平直,所以甲图与机翼形状相似.故答案为:升力;甲.
【分析】机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;机翼下方是平面,空气的流速小,压强大;这一压强差使飞机获得竖直向上的升力.
三、探究题
21. 某兴趣小组在探究浸在液体中动物体所受浮力大小规律的实验中,做了如图所示的实验,将同一物体A逐渐浸入到密度为ρ0的液体中,并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律,得出以下一些结论:
(1)分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论:当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越 ,分析比较实验序号 可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,物体所受浮力与浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”).
(2)由实验可知A物体的重力为 N,A物体浸没在液体中所受的浮力是 N.
(3)同组的小薇同学继续用下面的方法测出了金属块B物体的密度,她具体操作如下:①取边长为a的正方体木块放入装有适量该液体的烧杯中,待其静止后用刻度尺测出有高度露出液面,如图甲所示,则木块浸入液体中的深度是 ,木块底部所受液体的压强是 (以上两空均用相关的物理量表示).
②将B物体放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出液面的高度为h1,如图乙.
③用体积可忽略不计的细线将物体B系在木块中央,放入液体中静止后测出此时木块露出液面高度h2,如图丙.
④则B物体的密度ρB= (用相关的物理量表示),实验结束后同学们展开了激烈讨论,认为小薇同学的操作还是有一些不足,请你说出一条不足之处
【答案】(1)大;甲、丙、丁;无关
(2)6;2
(3)a;ρ0ga; ;木块露出液面高度的测量误差较大
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】解:(1)乙、丙,液体的密度相同,物体浸在液体中的体积不同,测力计的示数不同,且V排越大,测力计示数越小,即浮力越大,可得当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;
丙、丁液体的密度和物体排开液体的体积相同,所在深度不同,测力计的示数相同,由甲、丙、丁可知当排开液体的体积相同时,物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关;
(2)由图甲知,物体的重力G=6N;
由图丙或丁知,物体浸没时,F=4N,则F浮=G﹣F=6N﹣4N=2N;
(3)①由题意知,木块静止后有高度露出液面,则木块浸入液体中的深度是(1﹣)a=a;
则木块底部受到液体的压强:p=ρ液ga=ρ0ga;
④由题意知,物体B的重力应等于木块增大的浮力,则GB=△F浮=ρ液g△V排=ρ0ga2(a﹣h1﹣a)=ρ0ga2(a﹣h1);
mB===ρ0a2(a﹣h1);
乙、丙物体排开液体的体积应该相同,则VB=(h2﹣h1)a2;
则ρB===;
由图知,木块的边长较大,而物体B的体积较小,所以乙、丙两图相比,木块露出液面的高度变化不大,会造成测量误差较大.
故答案为:(1)大;甲、丙、丁;无关;(2)6;2;(3)①a;ρ0ga;④;木块露出液面高度的测量误差较大.
【分析】(1)分析甲乙丙可得浮力大小与排开液体体积的关系;
要得到浮力大小与物体所在深度的关系,需使物体排开液体的体积和液体的密度相同,根据测力计的示数得出结论;
(2)由甲图得出物体的重力;
读出浸没在液体中时测力计的示数,由F浮=G﹣F得出物体的浮力;
(3)①根据物体露出液面的高度得出物体浸没在液体中的深度,根据p=ρ液gh得出木块底部所受液体的压强;
④两种情况下,木块与B均漂浮,浮力相等,可知V排相等,从而可得物体B的体积;
由甲、乙两图可知,物体B的重力应等于木块浮力的变化,从而可得出物体B的质量;
由密度公式得出物体B的密度;
从木块露出水面高度的测量误差分析不足之处.
22. 如图1是探究影响浮力大小因素的实验.
(1)由甲、乙两图可知物体在水中受到的浮力是 N.乙图中,若将绳子剪断,物体将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
(2)由乙、丙两图可知物体所受浮力大小跟浸没的深度 关(选填“有”或“无”).
(3)如果要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,可以选择图所示的 两个物体,将它们浸没在 液体中,测出所受浮力的大小来进行比较.
(4)本实验中,主要采用的方法是(如图2)
【答案】(1)1;下沉
(2)无
(3)C、D;同种
(4)控制变量法
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】解:(1)由甲图所示可知:G=4.0N,由乙图所示可知:F=3.0N,所以F浮=G﹣F=4.0N﹣3.0N=1.0N;
因为G>F浮,所以将绳子剪断,物体将会下沉.
(2)由丙图所示实验可知:F′=3.0N,浮力:F浮′=4.0N﹣3.0N=1.0N,比较(1)、(2)数据可知,浮力大小跟浸没的深度无关.
(3)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应使物体的体积相同,并使其浸没在同种液体中.C、D的体积相同,但是由不同物质组成的,所以重力不同,因此选择C、D.
(4)影响浮力大小的因素很多,要探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体的重力不同,可以选用体积相同而重力(质量)不同的物体进行实验,如图2所示可知C、D,由此可知,本实验采用了控制变量法.
故答案为:(1)1;下沉;(2)无;(3)C、D;同种;(4)控制变量法.
【分析】(1)根据公式F浮=G﹣F计算物体所受到的浮力大小.掌握物体的浮沉条件:浮力大于重力,物体将上浮;浮力等于重力,物体将悬浮;浮力小于重力,物体将下沉.
(2)根据乙丙两图弹簧测力计的示数,分别计算出其浮力的变化,从而得出结论.
(3)要注意控制变量法的应用,知道浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要想探究物体受到的浮力与物体的重力是否有关,应使物体的体积相同,并使其浸没在同种液体中.
(4)探究多变量因素实验时要采用控制变量法.
23. 如图所示,将质量为2kg的正方形物块,放入盛有水的水槽内,待物块静止时,其下表面距水面6cm,求:
(1)物块受到水的浮力大小
(2)水对物体下表面的压强大小.
【答案】(1)解:因为物块漂浮,所以物块受到的浮力等于物块的重力:
G物=m物g=2kg×10N/kg=20N,
由物体的浮沉条件可知:
F浮=G物=20N;
(2)解:物体下表面受到水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)已知物块漂浮,则可根据物体的浮沉条件知道木块受到的浮力;
(2)已知金属块的下表面距水面的距离h,用公式p=ρgh可以求出此处受到的压强.
四、材料分析题
24.(2019八上·天台月考)如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面下方以恒定的速 度上升,直到全部露出水面。图乙所示是钢绳拉力F随时间t变化的图象,若不计水的摩擦力,求:(g取10牛/千克)
(1)石料完全浸没在水中,所受到的浮力?
(2)该石料的体积?
(3)该石料的密度。
【答案】(1)F=G拉=900N-500N=400N
(2)V石=F浮÷(ρ液g)=400N÷(1.0×10 kg/m ×10N/kg)=0.04m
(3)m=G÷g=900N÷10N/kg=90kg
ρ=m/v=90kg÷0.04kg=2.25x103kg/m
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】本题所用到的知识点有重力、质量、阿基米德原理,考察学生结合图形对综合内容的分析能力。
25.小科同学家里有一金属块,不知由什么金属制成。小科为了测定它是何种金属,进行了如下实验:先用细线吊着金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如图甲所示,然后将金属块浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示。
(1)金属块所受的重力是 牛,所受的浮力是 牛。
(2)根据小科同学测得的数据,请通过计算来判定它可能是什么金属。(g取10牛/千克)
【答案】(1)4.7;0.6
(2)这块金属可能是钢块或铁块。
【知识点】浮力产生的原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】主要考查学生对密度公式的应用,浮力及阿基米德原理,密度与物质鉴别,重力的计算 等考点的理解。
【解答】G=4.7N F浮=0.6N,
m=G/g=4.7N÷10N/kg=0.47kg=470g
v=F/ρ液g=0.6N÷(10N/kg×1×103kg/立方米)=0.6×10-4=0.6×102
ρ=m/v=470g÷0.6×102≈7.8g/cm3
应该是钢或铁
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