[第八章 五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素 第1课时 浮力 浮力的大小]
一、选择题
1.乒乓球漂浮于水面上,乒乓球所受浮力的施力物体是 ( )
A.空气 B.乒乓球
C.水 D.盛水容器
2. 将一小石块和一小木块抛入一杯水中,结果发现木块漂浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是 ( )
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.木块不受浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受浮力
D.木块和石块都受到浮力
3.如图图所示,边长为a,重力为G的正方体物块悬浮在水中,水的密度为ρ水,水对正方体上表面的压力为F1,水对正方体下表面的压力为F2,正方体上表面到水面的距离为h1,下列表达式中错误的是 ( )
A.对正方体受力分析得出:F浮+F2=G+F1
B.水对正方体下表面的压力:F2=G+F1
C.水对正方体下表面的压强:p=ρ水g(h1+a)
D.水对正方体下表面的压力:F2=ρ水ga2(h1+a)
4.在弹簧测力计下挂一重物,当重物浸没在某液体中时,弹簧测力计的读数表示的是( )
A.物体所受的重力
B.物体所受的浮力
C.物体在液体中失去的重力
D.物体所受重力与浮力之差
5.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没在水中,发现两个弹簧测力计的示数不为零,但示数减小值相同。由此可知 ( )
A.两个物体的重力一定是相同的
B.两个物体所受的浮力相同
C.在水中称量时,弹簧测力计的示数相同
D.在空气中称量时,弹簧测力计的示数相同
6.(多选)将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中,然后向瓶内注入水将乒乓球浸没,如图图甲所示,乒乓球保持静止状态,然后把饮料瓶瓶口盖住并拧紧,乒乓球迅速上浮,最终漂浮,如图图图乙所示,则 ( )
A.乒乓球一直受到浮力作用
B.图甲中乒乓球不受水的浮力作用,也不受水对它的压力
C.图甲中乒乓球不受水的浮力作用,但受水对它的压力
D.图乙中乒乓球受到水的浮力作用,浮力方向竖直向上
二、填空题
7.如图图所示,在玻璃圆筒两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜,将其浸没在水中。
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 (选填“大于”“等于”或“小于”)F向右;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 (选填“大于”“等于”或“小于”)
F向下;通过上述探究,你认为浮力产生的原因是 。
8.浸没在水中的实心正方体金属块,受到水对它向下和向上的压力分别为4 N和12 N,则该金属块受到的浮力大小为 N,方向 。若将该金属块浸没在盐水中(已知ρ水<
ρ盐水),则金属块受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
9.重为10 N的金属块挂在弹簧测力计下,将它浸没在水中时,弹簧测力计的读数为8 N,此时金属块受到的浮力是 N。如图图果将金属块的一半体积拉出水面,发现弹簧测力计的读数增大,说明金属块受到的浮力 (选填“减小”“不变”或“增大”)。
三、作图题
10.一沉在水中的石块,受到水的浮力为5 N,请在中画出石块受到的浮力的示意图。
四、实验探究题
11.小明猜想浮力的大小可能跟下列因素有关:①液体的密度;②物体的重力;③物体排开液体的体积;④物体浸没在液体中的深度。为了验证这些猜想是否正确,小明进行了如图图所示的实验。
(1)要探究浮力与液体密度的关系,必须选择A、D、 三次实验进行分析。
(2)要探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应选择观察图D和图 两次实验。
(3)从图C到图D可以观察到铜块受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),这个过程可以用来验证猜想 (填序号)。
(4)要探究浮力的大小与物体重力的关系,则铜块和铝块的体积应 (选填“相同”或“不相同”),再通过比较图A、B、F、 可以得出结论:物体所受浮力的大小跟物体的重力
(选填“有关”或“无关”)。
五、计算题
12.用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水中),如图图甲所示,然后将其缓慢浸入水中,如图图图乙所示是弹簧测力计的示数随着圆柱体缓慢下降的高度变化的情况,求:(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)圆柱体从开始位置到刚好浸没,圆柱体下降的高度。
(2)圆柱体浸没后,液体对其上、下表面的压力差。
答案
第八章 五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素 第1课时 浮力 浮力的大小
1.C 2.D
3.A 重力为G的正方体物块悬浮在水中,物体悬浮时,浮力等于重力,即F浮=G,浮力产生的原因是上、下表面受到压力差,即F浮=G=F2-F1,故A错误;由G=F2-F1可得,水对正方体下表面的压力:F2=G+F1,故B正确;正方体下表面到液面的距离为(h1+a),根据p=ρgh可得,
p下=ρ水g(h1+a),故C正确;水对正方体下表面的压强:p=ρgh=ρ水g(h1+a),由p=可得,水对正方体下表面的压力:F2=pS=ρ水ga2(h1+a),故D正确。
4.D
5.B 由题意不能确定两个物体的重力一定相等,故A选项错误;因为物体都浸没在水中,所以F浮=G-F',两个弹簧测力计示数的减小值相同,即两个物体受到的浮力相同,故B选项正确;仅知道物体所受浮力的大小关系,不能确定物体在空气中称量时弹簧测力计的示数、浸没在水中称量时弹簧测力计示数的大小关系,故C、D选项错误。
6.CD 图甲中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水向上的压力,所以,乒乓球不受浮力,乒乓球上部有水,水对乒乓球有一个向下的压力;图乙中,乒乓球上浮时,上、下表面受到水的压力,所以产生了一个向上的压力差,该压力差就是浮力,故C、D正确。
7.等于 大于 液体对物体上、下表面的压力差
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,水平方向的合力为零;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,圆筒下端橡皮膜所处深度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零,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。
8.8 竖直向上 增大 由浮力产生的原因可知,金属块受到的浮力:F浮=F向上-F向下=
12 N-4 N=8 N,浮力的方向是竖直向上的;已知ρ水<ρ盐水,将该金属块分别浸没在水和盐水中,金属块排开液体的体积相同,由F浮=ρ液gV排可知,金属块受到的浮力F浮水9.2 减小 金属块浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F示=10 N-8 N=2 N,如图图果将金属块的一半体积拉出水面,发现弹簧测力计的读数增大,由F浮=G-F示可知,金属块受到的浮力减小。
10.如图图图所示
11.(1)G (2)E (3)变大 ③
(4)相同 D 无关
12.(1)由图像可知,当h=0时,圆柱体没有浸入水中,弹簧测力计的示数为圆柱体所受重力,即圆柱体的重力G=4 N;当h≥10 cm时,圆柱体全部浸入水中,所以,圆柱体从开始位置到刚好浸没时,圆柱体下降的高度:h=10 cm=0.1 m。
(2)圆柱体浸没后,弹簧测力计的示数为3 N,则圆柱体受到的最大浮力:F浮=G-F=4 N-3 N=1 N;根据浮力产生的原因可知,液体对其上、下表面的压力差:ΔF=F浮=1 N。[第八章 五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素 第3课时 阿基米德原理 能力提升]
一、选择题
1.将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中,两弹簧测力计示数的减小值相同,则两物体必定有相同的 ( )
A.密度 B.体积
C.质量 D.重力
2.如图图所示,在三个相同的容器中盛有质量相等的不同液体,将三个相同的铁球甲、乙、丙分别下沉到各容器底部,当铁球静止时,试比较三个容器内的铁球受到的浮力 ( )
A.甲最小 B.乙最小
C.丙最小 D.大小一样
3.质量相同的实心铝块和铜块,铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中(已知ρ煤油<ρ水<ρ铝<ρ铜),它们所受浮力的大小关系为 ( )
A.铝块大 B.铜块大
C.两物块相等 D.无法确定
4.弹簧测力计下挂一实心物体,当物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的,则这个物体的密度是 ( )
A.×103 kg/m3 B.×103 kg/m3
C.3×103 kg/m3 D.1.5×103 kg/m3
5.如图图所示,用弹簧测力计将处于容器底部的物块缓慢上提。在物块从开始上提到离开水面的过程中,中能正确表示弹簧测力计的示数F与物块底部到容器底部的距离h的关系的图像是 ( )
6.弹簧测力计下挂一长方体物块,将物块从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中(如图图甲所示),图乙是弹簧测力计的示数F随物体下降高度h变化的关系图像,下列说法中错误的是(g取10 N/kg)( )
A.物块受到的重力是9 N
B.物块浸没时,弹簧测力计的示数为5 N
C.物块浸没时受到的浮力是5 N
D.物块的体积是4×10-4 m3
二、填空题
7.将体积为1×10-3 m3、重为9.8 N的物体浸没在某液体中,物体受到浮力的作用,浮力的方向为 ;增大物体浸没在液体中的深度,物体所受的浮力 。若它受到的重力和浮力的合力为0.98 N,液体的密度可能是 。
8.弹簧测力计下悬挂一个质量为0.32 kg的重物,把重物浸没在水中时,弹簧测力计的示数如图图所示。(g取10 N/kg)
(1)弹簧测力计的示数为 N。
(2)重物浸没在水中时受到的浮力为 N。
(3)重物的密度为 kg/m3。
9.如图图所示,长方体水池里有一块体积为3 m3的冰,冰对池底的压力为400 N,已知
ρ冰=0.9 g/cm3,则冰块露出水面的体积为 m3,不计水的蒸发,冰块熔化后水面将
(选填“升高”“下降”或“不变”)。(g取10 N/kg)
三、实验探究题
10.(2021黑龙江)如图图所示,小明在“验证阿基米德原理”的实验中:
(1)用已校零的弹簧测力计,按照如图图图甲所示的顺序进行实验操作,测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由此可知,铁球浸没在水中所受浮力的表达式为F浮= ,铁球排开水所受重力的表达式为G排= 。(用题中所给物理量符号表示)
(2)小明想要得出的结论: (用物理符号表示)。
(3)在读数正确的情况下,小明根据实验数据发现,铁球浸没在水中所受的浮力F浮大于铁球排开水所受的重力G排,而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是
(写出一条即可)。
(4)小明通过分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考:如图图果实验中物体没有完全浸入水中, (选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。
(5)他又进行了如图图下探究:溢水杯中注满水放在电子秤上,如图图图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂,轻轻浸没在水中,待杯中水停止溢出时,如图图图丙所示,其示数为m2,则m1 (选填“>”“=”或“<”)m2。
四、计算题
11.(2021枣庄改编)如图图所示是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。求:(g取10 N/kg)
(1)金属块的重力。
(2)金属块浸没在水中受到的浮力。
(3)所测液体的密度。
答案
第八章 五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素 第3课时 阿基米德原理 能力提升
1.B
2.A 由图可知,V甲液>V丙液>V乙液,又因为m甲液=m丙液=m乙液,则三个容器中液体的密度关系:ρ甲液<ρ丙液<ρ乙液。三个铁球的体积相同,均浸没在液体中,排开液体的体积相同,根据
F浮=ρ液gV排可知,三个铁球受到的浮力:F甲浮3.A 已知ρ铜>ρ铝,且m铜=m铝,由密度公式ρ=的变形式V=得,V铜ρ煤油<ρ水<ρ铝<ρ铜,所以由F浮=ρ液gV排可知,F浮铜4.D 设在空气中弹簧测力计的示数为F,则物体所受浮力:F浮=F-F示=F-=F;物体浸没在水中,故物体的体积:V=V排=;物体的密度:ρ===ρ水=1.5×103 kg/m3。
5.B 物块从容器底部到露出水面之前,F浮=ρ水gV排,物块排开水的体积不变,物块受到的浮力不变;又因为F浮=G-F,物块的重力G不变,所以弹簧测力计的示数F不变。从物块上表面露出水面到下表面离开水面,由F浮=ρ液gV排可知,物块排开水的体积变小,物块受到的浮力变小;又因为F浮=G-F,物块的重力G不变,所以弹簧测力计的示数F变大。所以将物块从容器底提到离开水面的过程中,弹簧测力计的示数先不变后变大。
6.C 由图像知,G=9 N,当物块浸没时,拉力F=5 N,则浸没时物块受到的浮力为
F浮=G-F=9 N-5 N=4 N,V物=V排===4×10-4 m3,故C错误,符合题意。
7.竖直向上 不变 0.9×103 kg/m3或1.1×103 kg/m3
物体浸没在某液体中,物体受到浮力的作用,浮力的方向为竖直向上;增大物体在液体中的深度,液体的密度、物体排开液体的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力不变。物体浸没在某液体中,则其排开液体的体积与自身体积相等,即V排=V=1×10-3 m3,根据题意可得,物体受到的浮力可能为F浮=G-F合=9.8 N-0.98 N=8.82 N或F浮=G+F合=9.8 N+
0.98 N=10.78 N,若浮力为F浮=8.82 N,则根据F浮=ρ液gV排可得,液体密度为ρ液==
=0.9×103 kg/m3;若F浮=10.78 N,则根据F浮=ρ液gV排可得,液体密度为
ρ液===1.1×103 kg/m3。
8.(1)2.4 (2)0.8 (3)4×103
(1)2~3 N之间一共分成了5个小格,所以每个小格表示0.2 N,弹簧测力计的示数:
F=2.4 N。
(2)物体的重力为G=mg=0.32 kg×10 N/kg=3.2 N;重物浸没在水中时受到的浮力为
F浮=G-F=3.2 N-2.4 N=0.8 N。
(3)根据F浮=ρ液gV排可知,
重物的体积:V=V排===8×10-5 m3,
重物的密度:
ρ===4×103 kg/m3。
9.0.34 升高 由图知,冰受竖直向上的浮力、竖直向上的支持力、竖直向下的重力,即F浮=G冰-F支=0.9×103 kg/m3×3 m3×10 N/kg-400 N=26600 N,由F浮=ρ液gV排知,排开水的体积为V排===2.66 m3,冰块露出水面的体积:V露=V-V排=3 m3-2.66 m3=
0.34 m3;当冰块完全熔化后,水的质量和冰的质量相等,即ρ水V冰化水=ρ冰V,所以V冰化水==
×3 m3=2.7 m3>V排,所以在不计水的蒸发时,液面高度将升高。
10.(1)F1-F2 F3-F4
(2)F1-F2=F3-F4
(3)溢水杯中没有装满水(合理即可)
(4)能 (5)=
11.(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,弹簧测力计的示数为4.8 N,则金属块的重力为4.8 N。
(2)金属块浸没在水中受到的浮力:F浮水=G-F示乙=4.8 N-2.8 N=2 N。
(3)根据阿基米德原理,金属块的体积:
V=V排===2×10-4 m3,
金属块浸没在另一种液体中受到的浮力:
F浮液=G-F示丙=4.8 N-2.4 N=2.4 N,
由F浮=ρ液gV排可得,另一种液体的密度:
ρ液====1.2×103 kg/m3。[第八章 五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素 第2课时 阿基米德原理 基础过关]
一、选择题
1.下列关于浮力的说法中,正确的是 ( )
A.液体的密度越大,物体受到的浮力一定越大
B.物体的体积越大,物体受到的浮力一定越大
C.阿基米德原理只适用于液体,不适用于气体
D.浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力,与物体的形状及浸没在液体中的深度无关
2.(2021衡阳)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
3.把重为0.5 N的物体放入盛有水的烧杯中,溢出烧杯的水的重力为0.3 N,则物体受到的浮力 ( )
A.可能为0.4 N B.可能为0.2 N C.一定为0.5 N D.一定为0.3 N
4.小雷的爸爸买回一株人参后,把它全部泡在密度为0.9×103 kg/m3的白酒中,人参排开了9 g的白酒,若把这株人参浸没在装满水的杯中,不考虑人参与酒、水之间的渗透,g取10 N/kg,则溢出水的质量为 ( )
A.8 g B.12.5 g C.10 g D.6.4 g
5.张扬在某实验中的主要操作步骤及弹簧测力计的示数如图图所示,已知杯中液体为水,根据图中提供的信息,得到下面的数据,其中不正确的是(g取10 N/kg) ( )
A.图乙中石块受到的浮力为1.6 N
B.石块排开水的体积是1.6×10-3 m3
C.该石块的密度为2.5×103 kg/m3
D.由此实验数据得出的结论是F浮=G排
二、填空题
6.当一个铝块有一半体积浸入水中静止时,它排开水的质量为m0,则此铝块受到的浮力为 ;当它浸没在水中时,它受到的浮力为 。
7.晓彤将一大簇氢气球绑在小狗身上,将小狗送上天空,若整个装置的总体积为2 m3,空气的密度ρ=1.29 kg/m3,则整个装置受到空气的浮力为 N。晓彤为了让小狗降落,剪断了几个气球的绳子,则整个装置所受的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
8.将重为20 N的物体全部浸入水中,物体排开水的体积为1×10-3 m3,此时物体受到的浮力为
N;增大物体在水中的深度,它受到的浮力将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。(g取10 N/kg)
9.将重力为20 N的铝球慢慢地浸没在一个盛满水的容器中,从容器中溢出了12 N的水,铝球受到的浮力是 N;由此可以判断,这个铝球是 (选填“空心”或“实心”)的。(已知ρ铝=2.7×103 kg/m3,g取10 N/kg)
10.如图图所示,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为4 N、体积为100 cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为 N,石块静止时,测力计的示数为 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
11.体积相同的实心铜球和实心铝球,铜球受到的重力 铝球受到的重力。将它们浸没在水中,铜球受到的浮力 铝球受到的浮力。将铜球浸没在水中,铝球浸没在煤油中,铜球受到的浮力 (前三空均选填“大于”“小于”或“等于”)铝球受到的浮力,这时,铜球受到的浮力与铝球受到的浮力之比为 。(ρ铜>ρ铝,ρ煤油=0.8×103 kg/m3)
三、实验探究题
12.(2021岳阳)如图图所示是“探究阿基米德原理”的实验,其步骤如图图下:
(1)如图图图甲所示,用弹簧测力计测出一满袋水的重力为2 N(不计袋子厚度和重力)。
(2)如图图图乙所示,把水袋浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为1.2 N,此时水袋所受的浮力为
N。
(3)如图图图丙所示,继续让水袋下沉,但未浸没,水袋所受的浮力 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
(4)如图图图丁所示,水袋浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为零。由此 (选填“能”或“不能”)得到结论:此时水袋受到的浮力等于它排开水所受的重力。
(5)设图丙中水袋受到的浮力为F浮,排开水所受的重力为G排,则F浮 (选填“=”或“≠”)
G排。
四、计算题
13.一个质量为80 g的金属块浸没在盛满酒精的烧杯中时,从烧杯中溢出了10 g酒精。求:
(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)金属块所受的浮力。
(2)该金属块的体积。
(3)该金属块的密度。
(4)如图图果把该金属块浸没在盛满水的烧杯中,此时金属块受到的浮力。
答案
第八章 五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素 第2课时 阿基米德原理 基础过关
1.D 由阿基米德原理可知,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力,浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与其他因素无关,故A、B错误,D正确;阿基米德原理既适用于液体,又适用于气体,故C错误。
2.C 因为四个小球的体积相等,根据图中的情况可知,四个小球排开水的体积的关系为V甲3.A 一个重为0.5 N的物体浸没在盛有水的烧杯中,溢出烧杯的水重为0.3 N,有以下两种可能:①若烧杯中水是满的,溢出烧杯的水重为0.3 N,根据阿基米德原理可知,浮力等于溢出烧杯的水的重力,大小为0.3 N;②若烧杯中水是不满的,溢出烧杯的水的重力为0.3 N,说明物体排开的水的重力大于0.3 N,根据阿基米德原理,浮力大于0.3 N。综上分析,物体受到的浮力等于或大于0.3 N,故A正确。
4.C 人参在白酒中受到的浮力:F浮酒=m排酒g=0.009 kg×10 N/kg=0.09 N,人参的体积:V===1×10-5 m3,溢出水的重力:G溢水=F浮水=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×1×10-5 m3=0.1 N,溢出水的质量:m溢水===0.01 kg=10 g。
5.B 石块所受浮力:F浮=G-F示=4 N-2.4 N=1.6 N,故A正确;石块排开水的体积为
V排===1.6×10-4 m3,故B错误;V=V排,石块的密度:ρ====
2.5×103 kg/m3,故C正确;由图丙、丁可知,杯子和水的总重力为2.2 N,空杯子的重力为0.6 N,则排开水的重力G排=2.2 N-0.6 N=1.6 N,由此实验数据得出的结论是石块所受浮力等于排开水的重力,即F浮=G排,故D正确。
6.m0g 2m0g 当一个铝块有一半体积浸入水中时,根据阿基米德原理可知,此时铝块受到的浮力:=G排=m0g;物体浸没在水中时,排开水的体积增大到原来的2倍,浮力也增大到原来的2倍,即=2 m0g。
7.25.8 变小
F浮=ρgV排=1.29 kg/m3×10 N/kg×2 m3=25.8 N;剪断几个气球后,整个装置排开空气的体积变小,由F浮=ρ气gV排可知,整个装置受到的浮力变小。
8.10 不变
当物体浸没在水中时,物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×
10-3 m3=10 N;物体浸没时,尽管物体所处的深度增加,但V排不变,所以物体受到的浮力不变。
9.12 空心 根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力:F浮=G排=12 N;由F浮=ρ液gV排得,V排===1.2×10-3 m3;若铝球是实心的,由G=mg=ρVg得,铝球的体积为V==≈0.74×10-3 m3;由于V10.1 3 当石块浸没于水中后,最终溢出水的体积等于石块的体积,所以小桶中水重为G排=m水g=ρ水Vg=1.0×103 kg/m3×100 ×100-6 m3×10 N/kg=1 N。物体在水中受力平衡,弹簧测力计的示数:F=G-F浮=4 N-1 N=3 N。
11.大于 等于 大于 5∶4
已知V铜=V铝,ρ铜>ρ铝,由G=mg=ρVg得,G铜>G铝;两球均浸没于水中时,由F浮=
ρ液V排g得,F铜浮=F铝浮。将铜球浸没于水中,F铜浮'=ρ水V铜g,将铝球浸没于煤油中,F铝浮'=
ρ煤油V铝g,由于ρ水>ρ煤油,V铜=V铝,所以,F铜浮'>F铝浮',此时浮力之比为===。
12.(2)0.8
(3)变大
(4)能 (5)=
(2)将水袋浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为1.2 N,由F浮=G-F示可知,此时水袋所受的浮力:F浮=G-F示=2 N-1.2 N=0.8 N。
(3)将水袋逐渐浸入水中时,水袋排开水的体积变大,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明水袋受到的浮力变大。
(4)当水袋浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为零,说明浮力等于重力,又因为排开水的体积等于袋内水的体积,排开水的重力等于袋内水的重力,由此可以得到结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开液体所受的重力。
(5)由阿基米德原理可知,物体受到的浮力F浮与它排开水所受的重力G排的大小相等。
13.(1)由阿基米德原理可得,金属块所受的浮力:
F浮=G溢=m溢g=0.01 kg×10 N/kg=0.1 N。
(2)由ρ=得,溢出酒精的体积:V溢===12.5 cm3;
因为金属块浸没在酒精中,所以金属块的体积:V=V溢=12.5 cm3。
(3)金属块的密度:ρ金===6.4 g/cm3。
(4)该金属块浸没在盛满水的烧杯中时,排开水的体积:V排=V=12.5 cm3=12.5×10-6 m3,
此时金属块受到的浮力:F浮'=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×12.5×10-6 m3=0.125 N。
