数学
化学
[第十章 四、浮 力 第2课时 阿基米德原理(基础过关)]
一、选择题
1.两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中,最后处于如图所示状态.甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受的浮力相比 ( )
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
2.某同学把质量为0.5 kg的某物体放入盛水的容器中,若溢出的水重3 N.则该物体所受浮力为 ( )
A.一定是3 N
B.一定是5 N
C.有可能是4 N
D.有可能是2 N
3.(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
4.如图所示为某校校园艺术节时用气球悬挂一幅竖标语的情景.已知气球的体积为8 m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9 kg,空气的密度为1.29 kg/m3,g取10 N/kg,则系于地面拉住标语的细绳的拉力为 ( )
A.103.2 N B.90 N
C.13.2 N D.193.2 N
二、填空题
5.小明在学习“阿基米德原理”时,做了如图所示的实验.由图可知,物体A所受的浮力为 N;由阿基米德原理可知,图丁中弹簧测力计的示数应为 N.
6.验证阿基米德原理的实验目的是验证物体受到的浮力和排开液体的 相等;小红将重为1.8 N的物体浸没在水中时,测力计的示数如图所示,则物体受到的浮力为 N;图中“V2-V1”为2×10-5 m3,则物体排开水的重力为 N.为了验证结论具有普遍性,应该换用不同的物体和 进行多次实验.(g取10 N/kg)
7.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若弹簧测力计吊着王冠在空气中称时,其示数为5 N,王冠浸没在水中称时,其示数为4.7 N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为 N,它排开的水重 N.
8.许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800 t,表示它满载时浮在海面上排开海水的质量是4800 t,此时舰船所受的浮力是 N.(g取10 N/kg)
9.(2020黔南州)重为5 N、体积为0.2×10-3 m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是 N,静止时弹簧测力计的示数是 N.(g取10 N/kg)
三、解答题
10.(2021岳阳)如图所示是“探究阿基米德原理”的实验,其步骤如图下:
(1)如图图甲所示,用弹簧测力计测出一满袋水的重力为2 N(不计袋子的厚度和重力).
(2)图乙中将水袋浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为1.2 N,此时水袋所受浮力为 N.
(3)图丙中继续让水袋下沉,但未浸没,水袋所受浮力 (选填“变小”“不变”或“变大”).
(4)图丁中水袋浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为0 N,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,排开水所受到的重力为G排,则F浮 (选填“等于”或“不等于”)G排.
11.如图所示,用弹簧测力计悬挂一物体,在空气中弹簧测力计的示数为6 N,当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是4 N,g取10 N/kg.求:
(1)物体的重力G.
(2)物体浸没在水中受到的浮力F浮.
(3)物体浸没时排开水的体积V排和物体的密度ρ.
12.(2021云南)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”.利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图所示.向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 ,B的示数逐渐 ,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”).
答案
【课时作业B1】
1.C 根据阿基米德原理可知,F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮甲=F浮乙.
2.C 当容器中装满水时,物体所受浮力:F浮=G排=G溢=3 N.但题目中没有给出装满水这个条件,所以,假如图没有装满水,则物体所受浮力一定大于3 N,可能是4 N,也可能是5 N,故C正确.
3.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:V甲4.C 气球受到的浮力:F浮=ρ气Vg=1.29 kg/m3×8 m3×10 N/kg=103.2 N,整套装置重:G=mg=9 kg×10 N/kg=90 N;根据力的平衡条件可得,F拉=F浮-G=103.2 N-90 N=13.2 N.
5.1 1.5 物体浸没在水中时所受的浮力:F浮=2 N-1 N=1 N.根据阿基米德原理可知,G排=F浮=1 N;由于F丁-F甲=G排,所以,F丁=G排+F甲=1 N+0.5 N=1.5 N.
6.重力 0.2 0.2 不同液体
验证“阿基米德原理”的实验,目的是比较物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系;物体受到的浮力等于物体的重力与浸在水中时弹簧测力计的示数之差,即F浮=G-F示=1.8 N-1.6 N=0.2 N;物体排开水所受的重力为G排=m排g=ρ水V排g=ρ水(V2-V1)g=1.0×103 kg/m3×2×10-5 m3×10 N/kg=0.2 N,因F浮=G排=0.2 N,所以可以验证阿基米德原理.在探究时,为了验证结论是否具有普遍性,应该换用不同的物体和不同液体并进行多次实验.
7.0.3 0.3
8.4.8×107
驱逐舰满载时排开海水的质量:
m排=4800 t=4.8×106 kg,
由阿基米德原理可知,驱逐舰受到的浮力:
F浮=G排=m排g=4.8×106 kg×10 N/kg=4.8×107 N.
9.2 3
根据阿基米德原理可得,F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2×10-3 m3=2 N,物体静止时,处于平衡状态,对物体受力分析,物体受重力、浮力和拉力,即G=F浮+F拉,则F拉=G-F浮=5 N-2 N=3 N.
10.(2)0.8 (3)变大 (4)能 (5)等于
(2)将水袋浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为1.2 N,此时水袋所受的浮力:F浮=G-F示=2 N-1.2 N=0.8 N.
(3)将水袋逐渐浸入水中时,水袋排开的水的体积变大,弹簧测力计的示数逐渐变小,由F浮=G-F示可知,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0 N,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,则排开水的重力等于袋内水的重力,可得结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受的重力.
(5)由阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小F浮与它排开水所受的重力G排的关系与物体是否浸没无关.
11.(1)由图可知,物体的重力:G=6 N.
(2)物体浸没在水中受到的浮力:
F浮=G-F示=6 N-4 N=2 N.
(3)物体浸没时排开水的体积:V排===2×10-4 m3,
物体的体积:V=V排=2×10-4m3,
物体的质量:m===0.6 kg,
物体的密度:
ρ===3.0×103 kg/m3.
12.变小 变大 相等
向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G-F'可知,弹簧测力计A的示数变小,重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等.