第2讲 浮力基础-讲义
1. 浮力概念
知识检测
1.浮力概念:液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。
2.浮力的方向是竖直向上的。
3.浮力的施力物体:液体,浮力的受力物体:浸入液体中的物体。
4.浮力产生的原因:物体的上、下表面受到压力差。
5.弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮=G-F。
典型例题
例1-1. 【解答】解:
A.浮力的方向与重力的方向是相反的,重力的方向是竖直向下的,则浮力的方向是竖直向上的,故A错误;
B.浮力的产生原因是液体对物体上下表面的压力差,当物体的下表面不受液体的压力时(即物体下表面与容器底紧密接触时),物体就不受浮力的作用,否则,浸没在液体中的物体受浮力的作用,故B错误;
C.浮在液体表面上的物体会受到浮力,在液体中悬浮和下沉的物体也受到浮力,故C错误;
D.浸入液体中下表面未与容器紧密接触的物体由于受到的向上的压力大于向下的压力,则物体上下表面存在着压力差,所以受到液体对它施加竖直向上的浮力,故D正确。
故选:D。
例1-2. 【解答】解:鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同,
这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F3正确;
故选:C。
例1-3. 【解答】解:
A、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,故A不符合题意;
B、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,故B不符合题意;
C、太空中没有空气,所以太空中遨游的“天宫二号”没有受到浮力,故C符合题意;
D、空中上升的热气球,由于受到空气的浮力而升空,故D不符合题意。
故选:C。
例1-4. 【解答】解:A、乒乓球上下都受到大气压的作用相同,开始物体不上浮,后来又上浮不是大气压的作用。不符合题意。
B、连通器至少有两个部分上端开口,底部连通的容器,只有一个乒乓球不属于连通器。不符合题意。
C、开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,跟浮力的产生有关系。符合题意。
D、乒乓球上升是在液体的密度一定时研究液体压强和深度的关系,液体越深,液体的压强越大。不符合题意。
故选:C。
例1-5. 【解答】解:潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅(潜水艇的大半身已被淤泥浸没),由于潜水艇底部没有水进入,不产生向上的压力,只有向下的压力,根据F浮=F向上-F向下知浮力为零,即不受浮力,故C正确;
故选:C。
例1-6. 【解答】解:
A、A物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对A物体上下表面产生了的压力差,故A物体受浮力的作用,故A错误;
BC、由图可知,水对BC物体上下表面都产生了的压力差,故BC物体都受浮力的作用,故B正确、C错误;
D、D物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对D物体上下表面没有产生压力差,故D物体不受浮力的作用,故D错误。
故选:B。
例1-7. 【解答】解:正方体直立浸没在水中,上表面深度是10cm,下表面深度是20cm,正方体的边长是a=20cm-10cm=10cm。
正方体一个表面的面积S=a2=10cm×10cm=100cm2=0.01m2。
(1)p向下=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
由p=得,F向下=p向下 S=1000Pa×0.01m2=10N。
(2)p向上=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。
由p=得,F向上=p向上 S=2000Pa×0.01m2=20N。
(3)△F=F向上-F向下=20N-10N=10N。
故答案为:(1)10;(2)20;(3)10。
变式训练
变1. 【解答】解:物体浸没在液体中,因为液体有重力,液体对浸没在其中的物体有向下的压力作用,
液体有重力和具有流动性,液体对物体产生向上的压力作用,
其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,所以施力物体是液体。
故选:B。
变2. 【解答】解:
AC、下沉的石块也受到液体的浮力,故A错、C正确;
B、在空中的热气球也受到浮力,并非只有固体才受浮力作用,故B错;
D、地球上的物体都受重力作用,所以物体在液体中不仅受到的浮力作用,同时也受重力作用。故D错误。
故选:C。
变3. 【解答】解:
A、由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浸在液体中的物体所受浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,而与物体浸没的深度无关,故A错误;
B、根据浮力产生的原因可知,浮力的实质就是液体对浸在液体内的物体向上和向下的压力差,故B正确;
C、在水中会下沉的金属块也受到水对它向上的压力,则金属块也受浮力的作用,故C错误;
D、埋在河底泥沙中的贝壳,不能与水接触,因此贝壳没有受到水对其向上的压力,则贝壳不受浮力作用,故D错误。
故选:B。
变4. 【解答】解:
长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;
而长方体物块竖直放置与水平放置上下表面到液面的深度不同,所以长方体物块上下表面受到水的压强不相等;
长方体物块上下表面受到水的压强差:△p=,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。
综合上述分析可知,选项B正确。
故选:B。
变5. 【解答】解:根据图示可知,a木塞在瓶底,a木塞底部不接触液体,即底部不受液体压力的作用,故a木塞不受浮力;b木塞在侧壁,一部分下表面和上表面浸在水中,故b木塞受到的浮力不为零。
故选:C。
变6. 【解答】解:浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差;
将塑料小球堵在一个水池的出口处,球的上表面受到水向下的压力,而下表面不受水的压力,所以该小球不受浮力。
故选:C。
变7. 【解答】解:由F浮=F上-F下得,半球受到的水向上的压力:
F上=F浮+F下=80N+40N=120N。
故选:D。
变8. 【解答】解:正方体直立浸没在水中,上表面深度是h3=7m,下表面深度是h2=5m,正方体的边长是a=7m-5m=2m。
正方体一个表面的面积S=a2=2m×2m=4m2。
(1)根据p=ρgh得:
水对物块上表面的压强是p上=ρg(h1-h3)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(10m-7m)=3×104Pa。
水对物块下表面的压强是p下=ρg(h1-h2)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(10m-5m)=5×104Pa。
(2)根据p=得:F=pS
物体上表面受到的压力是F上=p上S=3×104Pa×4m2=1.2×105N;
物体下表面受到的压力是F下=p下S=5×104Pa×4m2=2×105N;
(3)浮力的大小是上下表面的压力差,则该物体受到水的浮力是F浮=F下-F上=2×105N-1.2×105N=8×104N;
答:(1)水对物块上下表面的压强各是3×104Pa、5×104Pa;
(2)物体上下表面受到的压力各是1.2×105N、2×105N;
(3)若浮力的大小是上下表面的压力差,则该物体受到水的浮力是8×104N。
2.阿基米德原理
知识检测
1.阿基米德原理:
(1)内容:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力;
(2)公式: F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;
(3)单位: ρ液:kg/m3,V排液:m3。
注意:阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
典型例题
例2-1. 【解答】解:用手把饮料罐按入水中,手就会感受到竖直向上的浮力,越往下按,浮力越大;把饮料罐按入水中的过程,水面会升高,饮料罐排开水的体积变大;由此可得出猜想:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;
故选:B。
例2-2. 【解答】解:A、铁块完全浸没后,深度增大,排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知铁块受到的浮力不变,铁块所受的浮力与深度无关,故A错误;
B、将水加至溢水杯的溢水口处,根据阿基米德原理可得铁块所受的浮力大小等于溢出水的重力,故B正确;
C、浸入过程中,排开水的体积变大,浮力变大,由铁块受到的拉力F=G-F浮得到拉力F变小,拉力小于重力,故C正确;
D、完全浸入后,随着铁块的深度逐渐增大,排开水的体积不变,铁块受到的浮力不变,根据阿基米德原理可知排开水的重力不变,故D正确。
故选:A。
例2-3. 【解答】解:由第二、三两图得出物体受到的浮力:
F浮=F2-F3,
由第一、四两图得出排开水的重:
G排=F4-F1,
因F浮=G排,
所以,F2-F3=F4-F1。
故选:A。
例2-4. 【解答】解:
由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力,
由题知,铁块浸没在水中,排开水的重力为12N,
则铁块受到的浮力:F浮=G排水=12N。
故选:B。
例2-5. 【解答】解:AB、图中A悬浮,B漂浮,均有F浮=G物,又因为A、B两个正方体质量相同,所以重力相同,因此浮力也相同,故AB错误;
CD、因为A、B两个正方体所受浮力相同,根据F浮=ρ液gV排可知,正方体A、B浸在水中的体积一样大,故C错误,D正确。
故选:D。
例2-6. 【解答】解:由于石鼓下底面与容器紧密接触,且石鼓上表面与水面相平,
所以,石鼓圆柱体部分不受浮力,而石鼓两侧凸出的部分受到了浮力,
则石鼓排开水的体积如下图阴影部分所示:
则V排=V石鼓-V圆柱=80cm3-10cm2×6cm=20cm3=2×10-5m3,
所以,石鼓受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N。
故选:B。
例7. 【解答】解:物体的质量:
m===0.4kg;
物体A浸没在水中受到的浮力:
F浮=G-F示=4N-3N=1N;
根据F浮=ρgV排可得,物体的体积:
V=V排===1×10-4m3。
故答案为:0.4;1;1×10-4。
例2-8. 【解答】解:(1)由图B可知,弹簧测力计的示数为3.8N,即物体对弹簧测力计的拉力为3.8N,因为物体间力的作用是相互的,弹簧测力计对物体的拉力也为3.8N;因为物体处于平衡状态,受拉力和重力是一对平衡力,大小相等,故物体的重力是G=3.8N;
(2)由称重法知:F浮=G-F示=3.8N-2.4N=1.4N;
液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力,由图中AD两个步骤测出;
(3)根据(2)知F浮=1.4N;排开液体的重力:G排=F桶和水-F桶=2.6N-1.2N=1.4N,故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力,即F浮=G排;
(4)实验要探究的是物体所受的浮力与物体所排开液体的重力之间的关系,因此物体所排开的液体须全部进入到小空桶中才能准确测量,因此在实验之前,溢水中应装满水(水面应与溢口齐平)。
故答案为:(1)3.8;(2)1.4;AD;(3)物体所排开液体的重力;(4)实验前溢水杯中的水未与溢口齐平。
例2-9. 【解答】解:
(1)木块的体积:V=(0.2m)3=8×10-3m3,
木块排开水(浸入水中)的体积:
V排=0.2m×0.2m×(0.2m-0.08m)=4.8×10-3m3,
木块受到水的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4.8×10-3m3=48N;
(2)由木块漂浮,所以G=F浮=48N;
(3)由ρ=得木块密度:
ρ===0.6×103kg/m3。
答:(1)木块受到的浮力48N;
(2)木块重48N;
(3)木块的密度0.6×103kg/m3。
例2-10. 【解答】解:(1)铁球受到的浮力:
F浮=G-F′=4N-3N=1N;
(2)铁球完全浸没在水中,由F浮=ρgV排可得,铁球的体积:
V球=V排===1×10-4m3;
(3)根据G=mg可得,铁球的质量:
m===0.4kg,
根据ρ=可得,铁球中铁的体积:
V铁==≈0.5×10-4m3,
因为V铁<V球,所以铁球是空心的。
答:(1)铁球受到的浮力为1N;
(2)铁球的体积为1×10-4m3;
(3)铁球是空心的。
变式训练
变1. 【解答】解:根据阿基米德原理可知,浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重力。
故选:D。
变2. 【解答】解:根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体浸没在水中,无论深度如何,V排不变,水的密度不变,则受到的浮力大小不变;由p=ρ液gh可知,物体受到液体的压强只与液体的密度和深度有关,与其他因素无关,深度增加时,物体受到液体的压强变大,故B正确。
故选:B。
变3. 【解答】解:A、B、C三个物体的体积相等,它们都浸没在水中,所以排开水的体积和液体的密度均相等,根据F浮=G排=ρ液gV排可知,三个物体受到的浮力相等。
故选:D
变4. 【解答】解:
(1)物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,由力的平衡条件可得G=F浮+F拉,
浸没在水中:G=F浮1+F拉1,浸没在酒精中:G=F浮2+F拉2,
即F浮1+F拉1=F浮2+F拉2,
又由阿基米德原理可得F浮=ρ液gV排,
所以ρ水gV排+F拉1=ρ酒精gV排+F拉2,
代入数据可得:1.0×103kg/m3×10N/kg×V排+2N=0.8×103kg/m3×10N/kg×V排+2.2N,
解得V排=1×10-4m3,
物体完全浸没,故V物=V排=1×10-4m3=100cm3,故选项C错误;
(2)在水中受到的浮力:F浮1=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N,故选项A错误;
(3)浸没在水中时,重力G=F浮1+F拉1=1N+2N=3N,
则物体的质量m===0.3kg;故B错;
(4)物体的密度:ρ===3×103kg/m3,故选项D正确。
故选:D。
变5. 【解答】解:
由称重法测浮力可知,物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,
则由图知,物体受到的浮力:F浮=F1-F3=1.5N-1N=0.5N,
由图可知,排开液体的重力:G排=F4-F2=1.2N-0.7N=0.5N,
所以可知F浮=G排。
故答案为:0.5;=。
变6. 【解答】解:(1)由图甲可知,物体的重力为5N;
由图甲和丙(或丁)可知物体完全浸没在水中受到的浮力F浮=G-F=5N-1N=4N;、
由F浮=ρgV排可得,
圆柱体排开水的体积V排===4×10-4m3,
因为物体浸没在水中,所以圆柱体的体积V=V排=4×10-4m3,
(2)由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。
(4)由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中时受到的浮力:=G-F′=5N-0.6N=4.4N。
(5)由F浮=ρgV排变形可得,
盐水的密度ρ盐水===1.1×103kg/m3。
故答案为:(1)5;丙(或丁);4;4×10-4;(2)物体排开液体的体积;(3)丙丁;(4)戊;4.4;(5)1.1×103。
变7. 【解答】解:(1)小球在煤油中所受浮力F煤=ρ煤gV煤=0.8×103Kg/m3×10N/Kg×20×10-6m3=0.16N。
(2)小球在水中静止后所受浮力F水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/Kg×18×10-6m3=0.18N。
小球在煤油中排开煤油的体积大于在水中排开水的体积,因排开水的体积应小于物体的体积,则可知小球在水中一定漂浮在水面上。
所以由物体的浮沉条件可得,小球重力G=F水=0.18N。
则小球的重力大于在煤油中所受浮力,故小球在煤油中沉入底部;
即:在煤油中排开煤油的体积等于小球的体积,则V球=V煤=2.0×10-5m3;
所以小球的密度ρ球====0.9×103kg/m3。
故答案为:(1)小球在煤油中受到的浮力为0.16N;
(2)小球的密度为0.9×103kg/m3。
第2讲 浮力基础-课后练习
1. 【解答】解:
ABC中的物体浸在水中,因为水有流动性和受到重力作用,所以水对浸在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故ABC中的物体均受浮力作用;
D中跨海大桥的桥墩埋在河底,下表面不能与水接触,所以桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
2. 【解答】解:A、浸在液体里的物体,受到液体对物体产生向上托的力叫浮力;原因是液体对物体有向下的压力作用,由于液体具有流动性,同时液体对物体产生向上的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故A正确;
B、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gv排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故B错误;
C、在质量一定时,饱满种子的体积要比不饱满的种子的体积小,由密度公式ρ=知:饱满种子的密度大;根据物体的浮沉条件知:密度大的饱满种子大于盐水的密度会下沉,而密度小的不饱满种子小于盐水的密度会上浮,最终漂浮在水面上,故C错误;
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,这是由于增大了液体的密度、增大了浮力,鸡蛋的重力是不变的,故D错误。
故选:A。
3. 【解答】解:浸在液体中的物体受到向上的浮力的作用,其大小等于它排开的液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理,故ABC错误;
故选:D。
4. 【解答】解:
(1)气泡在上升过程中,气泡的体积在不断变大,排开水的体积等于气泡的体积,根据F浮=ρgV排可知,气泡受到的浮力在不断变大;故A正确,D错误;
(2)气泡在上升过程中,距离液面越来越近,即深度h越来越小,根据p=ρgh可知,气泡受到水的压强在不断减小;故BC错误;
故选:A。
5. 【解答】解:
ABC.由p=ρ液gh可知,正方体的顶面、底面、侧面受到液体的压强随深度的变化而变化,由p=的变形式F=pS可知,各个面所受的压力也随之变化,故ABC错误;
D.因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以由F浮=ρ液gV排可知,正方体受到的浮力不变,由浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可知,正方体上、下两面所受的压力差保持不变,故D正确。
故选:D。
6. 【解答】解:(1)在木块露出水面以前的上浮过程中,木块的质量不变,根据G=mg可知,所受的重力不变;
(2)木块在露出水面以前上浮的过程中,由于没有露出水面,排出的水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知受到的浮力不变。
故选:C。
7. 【解答】解:已知受到的浮力相同,液体密度一定,根据公式F浮=ρgV排可知,排开的水的体积相同,
因为形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,所以排开的水的体积与物体的体积相等。
则由此可知它们的体积相同。
故选:A。
8. 【解答】解:因为物体悬浮即静止状态,所以物体受力平衡;
又因为物体竖直向上受到水对物体向上的压力、竖直向下受到水对物体向下的压力和重力作用,并且竖直向上的力等于竖直向下的力,所以上下表面受到的压力差等于物体的重力。所以F1>F2。
故选:A。
9. 【解答】解:未接触水面时,拉力等于物体的重力,弹簧测力计示数不变;当物体下表面浸在液体中越深,物体排开水的体积不同,测力计的示数也不同,排开水的体积增大时,测力计的示数也小,完全浸没后弹簧测力计示数不变,由数学知识可得应为A图象。
故选:A。
10. 【解答】解:AB、铝球所在水中所受的浮力与V排有关,与容器中的水量的多少无关,故AB不符合题意;
CD、根据F浮=ρ液V排g可知,当V排不变时,如果液体的密度增大,则所受的浮力会增大,反之会减小,当向水中撒盐时,容器中液体的密度会增大,即铝球所受的浮力会增大;当向水中倒入酒精时,容器中液体的密度会减小,即铝球所受的浮力会变小,故C正确,D错误。
故选:C。
11. 【解答】解:为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如下图,根据图象分析如下:
;
A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为9N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=9N,故A正确;
B、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=3N,
则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=9N-3N=6N。
圆柱体受到的浮力:F浮=ρ水gV排,物体的体积:
V物=V排===6×10-4m3,
由公式G=mg可求出物体的质量m===0.9kg,
则圆柱体密度ρ物===1.5×103kg/m3,故B错误。
C、由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=9N-3N=6N,故C正确;
D、由图知物体下降高度为4cm时,下表面接触水面,下降8cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是4cm,
则下表面受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故D正确;
故选:B。
12. 【解答】解:金属块受到的浮力为:F浮=G物-F示=14.7N-9.8N=4.9N;物体所受到的浮力等于排开液体的重力。
下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=19.6N+4.9N=24.5N;
故答案为:4.9;24.5。
13. 【解答】解:
(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p=可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等,水平方向的合力为0;
(2)当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p=可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;
因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上-F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:等于;大于;液体对物体上下表面的压力差。
14. 【解答】解:
(1)图甲中,将物体悬挂在弹簧测力计下端,物重等于弹簧测力计的示数,即G=5N;
(2)图乙中,弹簧测力计的示数为2N,与甲图相比,测力计示数减小了5N-2N=3N,则手对物体向上的托力为:F=3N;
(3)将丙实验与甲、乙实验对照,说明水对重物产生了向上的托力,即浮力;
在图丙中,测力计的示数为3N,则水对物体的浮力:F浮=G-F示=5N-3N=2N。
故答案为:(1)5;(2)3;(3)2。
15. 【解答】解:
(1)因为小球浸没在水中,
所以小球排开水的体积:V排=V=2×10-3m3;
(2)小球受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10-3m3=19.6N。
答:(1)小球排开水的体积为2×10-3m3;
(2)小球受到的浮力为19.6N。
16. 【解答】解:(1)木块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.6kg×10N/kg=6N;
(2)由F浮=ρ水gV排可得,木块排开水的体积:
V排===6×10-4m3,
已知木块露出水面,则木块的体积:
V=2V排=2×6×10-4m3=1.2×10-3m3;
(3)已知木块漂浮,则木块的重力:G木=F浮=6N,
由G=mg可得木块的质量:
m木===0.6kg,
木块的密度:
ρ木===0.5×103kg/m3;
答:(1)木块受到的浮力为6N;
(2)木块的体积为1.2×10-3m3;
(3)木块的密度为0.5×103kg/m3。1. 认识水及其他液体对浸入其内的物体会产生浮力,理解浮力的概念;
2. 探究浮力的大小跟哪些因素有关,掌握阿基米德原理;
3. 学会测量浮力,并用阿基米德原理计算浮力。
1.浮力概念:液体(气体)对 其中的物体都会产生向上的浮力。
2.浮力的方向是 的。
3.浮力的施力物体: ,浮力的受力物体: 。
4.浮力产生的原因: 。
5.弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮= 。
下列关于浮力的说法,正确的是( )
A.浮力的方向总是垂直向上的
B.浸没在液体中的物体不受浮力的作用
C.只有浮在液体表面上的物体才会受到浮力
D.浸在液体中的物体(下表面未与容器紧密接触)都受到液体对它竖直向上的浮力
一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示,图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
如图情景中没有受到浮力的物体是( )
A. B. C. D.
如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了( )
A.大气存在压强
B.连通器原理
C.浮力产生的原因
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
二战时期,德国纳粹一潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅(潜水艇的大半身已被淤泥浸没)而不能浮起来,这是因为( )
A.有浮力,但浮力小于重力
B.有浮力,且浮力等于重力
C.潜水艇底部没有水进入,不产生向上的浮力
D.机器坏了,不产生浮力
如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法中正确的是( )
A.物体不一定受到浮力作用
B.物体一定受到浮力作用
C.物体不一定受到浮力作用
D.物体一定受浮力的作用
如图有一边长为a正方体直立浸没在水中,正方体的各个侧面受到水的压力相互抵消,但其上下底面所受到水的压力大小不同,已知正方体上、下表面在水中深度分别为h1=10cm、h2=20cm.问:(g=10N/kɡ ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)正方体上表面受到液体对其向下压力的大小为:F下=______N。
(2)正方体下表面受到液体对其向上压力的大小为:F上=______N。
(3)正方体上、下表面受到液体对其向上、向下压力两者之差是:F=______N。
浸在液体中的物体如果受到浮力的作用,那么施力物体是( )
A.地球 B.液体 C.盛液体的容器 D.物体本身
下列说法正确的是( )
A.只有漂浮在液面的物体才受浮力的作用 B.只有固体才受浮力的作用
C.在液体中下沉的物体也受浮力的作用 D.物体在液体中只受浮力的作用
关于浮力说法正确的是( )
A.浮力的大小与物体浸没的深度有关 B.浮力是由于物体上、下表面受到的压力不同产生的
C.在水中会下沉的金属块不受到浮力 D.埋在河底泥沙中的贝壳受到浮力作用
如图,将两个同样形状的长方体分别放入水平与竖直放置在盛水的容器中,则两个长方体所受到的( )
A.上下压强差相等,浮力不等
B.上、下压强差不等,浮力相等
C.上下压强差不等,浮力不等
D.上下压强差相等,浮力相等
如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则( )
A.a受到的浮力大
B.a,b受到的浮力相等
C.只有a塞受到的浮力为零
D.a,b塞受到的浮力均为零
如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球( )
A.不受水的浮力,也不受水对它的压力
B.仍受水的浮力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.无法判断
如图所示,一个半球形物体重为100N,浸没在水中,受到水向下的压力40N,半球受到水施加的浮力为80N,则半球受到水向上的压力为( )
A.40N
B.60N
C.80N
D.120N
如图所示,容器中盛有水,一正方体物块悬浮在水中,上下两个表面都受到水的压强。其中h1=10m,h2=5m,h3=7m,h4=8m求:
(1)水对物块上下表面的压强各是多少?
(2)物体上下表面受到的压力各是多少?
(3)若浮力的大小是上下表面的压力差,则该物体受到水的浮力是多少?(g=10N/kg)
1.阿基米德原理:
(1)内容:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于 ;
(2)公式: F浮= =m排液g= ;
(3)单位: ρ液: ,V排液: ;
注意:阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
如图所示,将装满水的桶放在脸盆中,用手把饮料罐按入水中,按得越深,人会感到越吃力。针对此现象,下列猜想合理的是( )
A.浮力大小与液体的密度有关
B.浮力大小与排开液体的体积有关
C.浮力大小与物体浸在液体中的深度有关
D.浮力大小可能等于物体的质量
如图,将水加至溢水杯的溢水口处,再将一铁块从液面开始,缓慢、匀速浸入至杯底,排出的水流入右侧烧杯,下列说法错误的是( )
A.铁块所受的浮力与铁块所处的深度有关,深度越大,所受浮力越大
B.溢出水的重力一定等于该时刻铁块所受的浮力大小
C.浸入过程中,铁块所受拉力始终小于铁块的重力
D.完全浸入后,随着铁块的深度逐渐增大,排出水的重力不变
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.F2-F3=F4-F1
B.F1=F4,F2=F3
C.F1=F2=F3=F4
D.上述结论都不正确
把重26牛铁块浸没在水中,排开水的重力为12N,铁块受到的浮力是( )
A.26N B.12N C.14N D.28N
质量相同的A、B两个正方体,在水中静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A.正方体A受到的浮力大
B.正方体B受到的浮力大
C.正方体A浸在水中的体积大
D.正方体A、B浸在水中的体积一样大
如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2、高为6cm,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 N
B.0.2N
C.0.6N
D.0.8N
如图,弹簧测力计下挂一物体A,测力计示数4N,则物体的质量为______kg;将物体A浸没在水中测力计的示数为3N,则物体A受到的浮力为______N,物体A的体积为______m3.(g=10N/kg)
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 。
如图所示,一个棱长为20cm的正方体木块,漂浮在水面上,此时,它露出水面的高度是8cm.求:(g取10N/kg)
(1)木块受到的浮力。
(2)木块重。
(3)木块的密度。
一铁球挂弹簧秤下,弹簧秤示数4牛,将铁球完全浸没水中,此时弹簧秤的示数3牛,求:
(1)铁球受的浮力
(2)铁球的体积
(3)铁球是空心还是实心?(ρ铁=7.8×103千克/米3)
浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的( )
A.质量 B.体积 C.密度 D.重力
潜水艇从水面下10米处潜到水面下15米深处,潜水艇受到的( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力不变,压强增大 C.浮力增大,压强不变 D.浮力增大,压强增大
如图所示,A为木块,B铝块,C为铁球,它们的体积相等,把它们都浸没在水中,则( )
A.铁球受到的浮力最大
B.铝块受到的浮力最大
C.木块受到的浮力最大
D.三个物体受到的浮力一样大
将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
A.在水中受到的浮力为2N
B.质量为3kg
C.体积为10cm3
D.密度为3.0×103kg/m3
在探究浮力问题时,某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4.测得F1=1.5N,F2=0.7N,F3=1N,F4=1.2N,可知F浮=______N,F浮______G排(选填“<”、“=”或“>”)。
小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)从图甲可以看出,物体的重力是______N.分析图甲和图______可知,物体浸没在水中受到的浮力为______N,圆柱体的体积是______m3。
(2)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与_________有关。
(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用______图的装置来进行操作。
(4)分析图甲和图______,可知圆柱体浸没在盐水水中时受到的浮力是______N。
(5)用图示实验数据测出盐水的密度是______kg/m3。
如图所示,A、B是两个完全相同的容器,底面积为100cm2,分别盛有适量的煤油和水,置于水平桌面上。现将一实心小球分别放入A、B两容器中,小球静止后排开煤油和水的体积分别为20cm3和18cm3,求:
(1)小球在煤油中受到的浮力;
(2)小球的密度。(ρ煤油=0.8×103kg/m3,小球放入容器中均无液体溢出)。1.大连是美丽的海滨城市,海上常有美丽优雅的海鸥盘旋飞翔。下列海中的物体没有受到浮力的是( )
A.浅海戏水的海鸥 B.海底水草的叶子 C.海中游弋的小鱼 D.跨海大桥的桥墩
2.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,这是由于鸡蛋的重力变小了
3.关于阿基米德原理,正确的叙述是( )
A.浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体的体积
B.浸在液体中的物体受到向下的浮力,浮力的大小等于它排开的液体的体积
C.浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体的重力
D.浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力
4.如图所示,从金鱼口中吐出的气泡在升至水面的过程中,体积会变大,则气泡受到的浮力和压强的变化是( )
浮力变大 压强变大 压强不变 浮力变小
5.如图,把一个正方体保持侧面竖直地浸没在液体里的不同深度处,则正方体( )
顶面所受的压力大小不变 底面所受的压力大小不变
每个侧面所受的压力大小不变 上、下两面所受的压力差不变
6.用手将一木块浸没在水中0.1米深处。松手后,在木块露出水面以前的上浮过程中,木块所受的重力和浮力的变化情况是( )
A.木块所受的重力不变,浮力变小 B.木块所受的重力变小,浮力不变
C.木块所受的重力、浮力都不变 D.木块所受的重力、浮力都变小
7.如图,甲、乙、丙分别是形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,受到的浮力相同,由此可知它们的( )
体积相同 质量相同 密度相同 D.重力相同
8.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2这两个力之间的关系是( )
F1>F2 B.F1=F2 F1<F2 无法判断
9.一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图象是( )
A. B. C. D.
10.将一个铝球放入一个装有水的容器中,铝球沉在容器底部。下列哪个措施可使铝球受到的浮力增大( )
A.将容器中多倒入一些水 B.将容器中的水倒出一些
C.撒一些盐到容器中 D.将一些酒精倒入容器中
11.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
12.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为______N.若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为______N。
13.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左______F向右(填“大于”“等于”或“小于”);当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上______F向下(填“大于”、“等于”或“小于”);通过以上探究,你认为浮力产生的原因是_____________。
14.如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端,如甲实验所示,物重G=______N。
(2)当用手向上托物体时,如乙实验所示,手对物体向上的托力F=______N。
(3)当物体浸入水后,如丙实验所示。将丙实验与甲、乙实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮=______N。
15.在语文课本上学习了“死海不死”的文章后,小敏想“探究浮力的大小与哪些因素有关”,她提出了如下猜想:
猜想一:可能与液体的密度有关
猜想二:可能与物体排开液体的体积有关
猜想三:可能与物体浸没在液体中的深度有关
为了验证上述猜想,她按照图中字母顺序做了如下实验:
(1)分析比较实验步骤A、C、D,可以验证猜想______;分析比较实验步骤A、B、C,可以验证猜想______是正确的;
(2)分析图中提供的信息,可知图E中物体所受的浮力大小为______N,计算可知盐水的密度是______kg/m3。
16.体积为2×10-3米3的金属小球浸没在水中。求:
(1)小球排开水的体积V排。
(2)小球受到的浮力F浮。
17.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